火成岩

火成岩是熔融岩石冷却凝固时形成的，记录了地球深处熔融的条件以及岩浆的喷发或侵入过程。

Definition

火成岩是由岩浆或熔岩冷却结晶形成的岩石，其分类主要依据其固结位置（侵入岩与喷出岩）以及其二氧化硅含量和矿物组成。

Scope

本主题从普通地质学的角度介绍火成岩：岩浆如何形成及其形成地点，侵入岩和喷出岩的区别，野外使用的基本成分和结构区分，以及与火山作用和板块构造环境的联系。详细的岩石学分类和相变关系将在矿物学和岩石学中讨论。

Core questions

• 岩浆在地球中如何以及在哪里形成？
• 侵入火成岩和喷出火成岩有何区别？
• 冷却速率和成分如何控制岩石的结构和类型？

Key theories

鲍文反应系列

鲍文通过实验表明，矿物从冷却的岩浆中以可预测的顺序结晶，因此分步结晶可以从单一的母岩浆中产生一系列火成岩成分。

岩浆的起源

岩浆通过洋脊和热点下方的减压熔融、俯冲带中水降低熔点导致的助熔熔融以及地壳热诱导熔融形成，这使得火成岩类型与板块构造环境相关联。

Mechanisms

岩石在温度升高、压力降低或挥发物加入的地方熔化。在深处缓慢冷却的岩浆会形成大晶体，形成粗粒侵入岩，而喷发并快速冷却的岩浆则形成细粒或玻璃质的喷出岩。随着岩浆冷却，矿物按照鲍文反应系列（Bowen's series）的顺序结晶，早期晶体的移除可以使剩余的熔体向富含更多二氧化硅的成分演化。

Clinical relevance

火成岩提供了重要的建筑和饰面石材，蕴藏着许多金属矿床，其特征记录了过去的火山活动，为火山灾害评估和板块构造历史重建提供了信息。

History

18世纪末，许多岩石的火成起源在赫顿（Hutton）的追随者“深成论者”（Plutonists）和认为所有岩石都由水沉淀形成的“水成论者”（Neptunists）之间存在争议。鲍文（Bowen）在20世纪初的实验工作确立了岩浆如何结晶和分异，奠定了现代对火成岩的理解。

Key figures

• Norman L. Bowen
• Reginald Daly
• James Hutton

Seminal works

• bowen1928

Frequently asked questions

侵入火成岩和喷出火成岩有什么区别？

侵入岩在地下缓慢结晶，具有大的可见晶体，如花岗岩；而喷出岩则是在地表熔岩快速冷却时形成，具有细小的颗粒或玻璃质，如玄武岩。