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火山岩之特性

組織與構造
　　岩漿噴出地表後將迅速冷卻，也由於水分與氣體之溢散，黏性將逐漸增加，這些條件不但助長了玻璃質的生成，同時也有利於一些火成岩中所存有之特有礦物形成，這些礦物包括鱗石英、方矽石、高溫型鉀長石─透長石、白榴石和一些鈉質沸石如方沸石、鈉沸石等。誠然，玻璃質與上述所提及之礦物乃是火成岩所特有之組成成分。大部分的玻璃質岩石由於冷凝收縮破裂而有著細微彎曲、有時為同心圓狀之裂痕，此稱之為珍珠構造。有時亦有纖維狀長石以一中心點呈放射性排列，形成一球狀，此稱之為球粒構造。大部分的球粒都很小，僅利用手拿之放大鏡才能看得清楚之大小的丸粒。但是也可大到長達四、五公尺之球體。大部分的球粒構造皆出現在矽質玻璃岩中，因此常由石英與長石之纖維或針狀交織而成。球粒表示由急速冷卻之岩漿或玻璃質物質快速的生成，因此它們通常與其母岩漿具有相同之化學組成。由於玻璃質在常溫下易進行去玻化作用，因此古老地層中玻璃質岩石存在的機會遠較年輕之噴出岩少。去玻化作用常形成球狀構造。去玻化作用的火山岩為隱晶質或細晶質，且常殘留著珍珠構造，此可作為推斷其原為玻璃質岩石之證據。
　　在地表的環境下，岩流將逐漸冷卻，許多的晶體開始形成，其所形成者大部分為細粒狀。因此大部分火山岩有一極其普遍的結構就是隱晶質，所謂隱晶質是指岩石所含之礦物在肉眼下難以辨識，不管其為結晶質或是玻璃質。
　　許多火山岩有著氣孔狀構造，它是由於在仍為流體熔岩中氣體逃逸之殘留孔洞，可能為杏仁狀、圓形、橢圓形或扁平狀。火山渣是指含有許多不規則形狀氣孔之玄武岩質熔岩。浮石是多泡狀矽質熔岩，由於氣體大量溢散產生，因含有許多密閉之氣孔，故能浮在水中。杏仁孔常由次生礦物如沸石、碳酸鹽類，和不同形式之氧化矽在氣孔中充填。火山岩含有杏仁孔者稱為具有杏仁狀構造。
　　許多火山岩看來似乎有平行排列或近乎平行排列之構造，這是由於仍處於流體時，岩漿之流動所引起，此稱之為流紋構造。浮石質黑曜岩是由結晶質與玻璃質平行交互排列所形成之帶狀或條狀結構，外為流紋岩所圍繞，具有非常顯著之流紋構造。在多泡狀浮石中，板狀氣孔之平行排列或者在粗面岩中條狀鉀長石之平行排列，都是屬於流紋構造。矽質火山岩如流紋岩和響岩，其岩漿黏性大，亦具有極佳之流紋構造。粗面狀構造是指密集條狀透長石近於平行排列，就好比水中之一群小魚般之排列構造，此名稱常用於粗面岩、粗面石英安山岩和粗面流紋岩。
　　斑狀組織為一極普遍且為火山岩之特性的構造，其具有一種或數種較大且外形好的晶體稱為斑晶，分布於細粒或玻璃質之石基中。如果斑晶礦物聚集成叢，稱之為聚合斑狀結構。在粒度大小上，斑晶與石基礦物有極大的差別，乃由於侵入或噴出時岩漿冷卻條件改變所引起。斑晶是在早期深部結晶時期生成，此時岩漿溫度較高且較厚；細粒或玻璃質石基礦物則是在岩漿突然由深部轉移至地殼淺處或噴出地表時結晶；由此乃形成了許多火成岩、岩脈和小規模侵入岩體之斑狀結構。一些常在高溫下形成之礦物如透長石、鈣長石和白榴石為火山岩之斑晶礦物，更令人相信這些斑晶乃是由岩漿早期結晶之產物。
　　在許多斑狀岩中，成為斑晶之礦物，亦可存在於石基中，且其顆粒大小等級上並無區段式差異而是具有相當之連續漸變性，稱之為連續不等粒結構。推斷此類岩石岩漿之冷卻並未經急劇改變而以漸進式流程成長，因此斑晶可以持續生長，而在其周緣部分為一些石基所圍繞。在這種情形下，岩漿中其主要組成分子易成長而成斑晶。在許多斑狀岩石中可發現到在岩體中央或邊緣區域斑晶較多，但無任何跡象顯示曾有過翻轉或移動，推測此等斑晶可能並不是在岩漿移置之後才形成。
　　斑晶結構之形成，可以是早期結晶之礦物，在其他眾多礦物仍處液相前即已持續長大，就如同玄武岩或安山岩中之橄欖石與輝石，或安山岩中的角閃石等。
　　輝綠結構是指以斜長石為主而輝石在其間隙中充填之結構；或以輝石為主，長石為輔所構成者。不管如何，在輝綠結構中，此二種主要礦物常共生，一般相信條狀長石與粗粒不規則之輝石，是同時在岩漿中結晶並未受到擾動。
　　碎屑結構亦常用於描述一些碎屑火山岩，它是由火山角礫、碎屑聚合而成。典型的火山碎屑岩是由火山噴出之熔岩滓和火山灰交替聚集而成。
　　火山碎屑有各種不同的大小和形狀，最小的是火山塵與火山灰；最大的是火山塊與火山彈。兩端尖銳如橢圓者名之為火山彈(圖1)，為黏性很高的熔岩自火山口噴出後在空氣中旋轉冷凝而成。火山碎屑物依其大小可以分為：

名稱	直徑大小(毫米，mm)
火山塵	＜0.25
火山灰	0.25~0.4
火山礫	4~32
火山塊	＞32
火山彈	＞32(兩端呈尖形)

　　火山彈的外形與岩漿成分有關。基性者，一般形態完整，以橢圓或紡錘狀為主。中性者一般由於氣體多，易於炸裂，因此形態不完整，常呈麵包皮狀。
　　火山彈落地時多已固結，如落地後仍為塑－液態，則形成熔岩餅(圖2)。熔岩餅由於與地面撞擊，因此頂部光滑上凸，底部受地形面控制，一般較粗糙但較平。有麵包狀、牛糞狀、餅狀、條帶狀等，愈是後者愈近液態。熔岩餅主要見於基性岩漿。
　　熔岩滓及浮石塊一般具有稜角，如果在火山口拋出後，又滾落於火山口，經此反覆的滾動、撞擊、摩擦，可使稜角鈍化，稱之為火山礫。
　　玄武質岩漿如被拋出拉長，可形成纖維狀、髮狀之火山毛(圖3)。若拋出的質點小，或火山毛拉斷，受表面張力之影響，可成為淚滴狀、彎鉤狀的火山淚。
　　通常火山碎屑物質並不是全由硬岩塊碎裂所形成的，其中有許多是由岩漿與空氣接觸後迅速凝固，由於氣體的溢散，常留有孔洞空隙，透水性佳。因而火山碎屑岩之地層具有高的滲透性易於透水，故火山碎屑堆積山麓前緣可有泉水湧出。
　　由伏爾坎寧式或皮連式火山噴發出來的物質中有大量的火山灰，所造成的稱為火山灰雨(Ash showers)，火山灰顆粒較小，可以降落於距火山口較遠的區域。1886年紐西蘭的塔拉維拉(Tarawera)火山灰雨在火山口方圓五十公里內所降落者為浮石質火山礫(Pumiceous lapilli)，而在五十公里以外所落者盡屬火山灰。巨量的火山灰於降落地面之後，可能將原來的地形面掩蓋，但原來起伏甚大的原始地形仍隱約可見。一般火山碎屑物堆積的地層孔隙多，易於透水，故不易在其上發育河流，不過火山灰雨物質細小質黏，不易透水，在地表上可以形成纖細的水系，經常其沖刷可成惡地形。火山噴發常有泥流伴生。火山泥流的發生，主要是因為：(1)冰天雪地裡，火山噴發時，火山灰降落在冰雪地面之上，促使冰雪融化，其上的火山灰，伴同雪水形成泥流；(2)在皮連雲式所噴出大量火山灰的沉積物地區，發生大雨，地表涇流沖刷可成泥流；(3)河水和皮連雲的火山灰的沉積物相混合，形成泥流或(4)火口湖乾涸，底部有火山灰沉積，經水沖刷成泥流。火山泥流中的物質有漂礫及沙土，混雜沉積，層次不顯著，有時火山泥流堆積物表面多隆起小丘，有類似山崩泥流或土石流堆積。一般泥流順山坡地勢流動可達數十公里，有時並可淹沒村莊及小農田造成重大災害。
　　火山碎屑物膠結後所造成之火山岩都具有火山碎屑結構。火山塵和火山灰所造成者稱為凝灰岩；由其他較大火山礫塊所造成者稱之為集塊岩及火山角礫岩。前者以圓礫為主；後者以角礫為主。大小岩塊混雜者稱之為凝灰角礫岩。
　　在海底火山活動產生一些岩石，特別是鎂鐵質和含鈉高的玄武岩，此類火成岩稱之為細碧岩。在水中噴發的熔岩，如遇到水急速冷卻收縮成不規則之橢圓形向上突出，形狀如枕頭，上下相疊，稱之為枕狀構造(圖4)。這些枕狀熔岩通常有著氣孔狀或是因與海水接觸急速冷卻所形成之玻璃質外殼。枕狀熔岩有時亦有海底沈積物或其他碎屑物在其間充填，有時亦可與沈積岩成為互層。伴隨熔岩流所成之火山岩構造上有火山渣、繩狀構造和柱狀節理。當岩漿溫度逐漸降低，火成岩體在冷卻收縮過程中引起破裂，形成柱狀節理與三、四、五或六面柱體。柱狀節理之長柱體延伸方向與冷卻時之等溫面相垂直。柱狀節理大都形成於玄武岩中，而於矽質岩體內較少見。

* 圖說：圖1.火山彈

* 圖說：圖2.熔岩餅

* 圖說：圖3.夏威夷火山毛

* 圖說：圖4.枕狀熔岩構造

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