内生作用

内生作用一般指与岩浆活动有关、形成各种矿物的全部作用过程。形成矿物的物质和能量主要是来源于地球内部。内生作用包括岩浆作用、伟晶作用、热液作用及火山作用。

(一)岩浆作用及其形成的矿物

岩浆作用是指岩浆侵入到地下深处，随着温度、压力的降低从熔体中依次结晶形成一系列矿物、岩石、矿产的作用。

岩浆是地下深处高温高压的、富含挥发分的、成分极为复杂的硅酸盐熔体。它主要由造岩元素(O，Si，Al，Fe，Ca，Mg，Na，K等，约占90%)、挥发分(H₂O，CO₂，H₂S，Cl，F，B等，占8%～9%)和金属元素(Cu，Pb，Zn，Cr，Ti，V，Ni，Mn，Li，Be，Ag，Hg，Sb等，占1%～2%)三部分组成。

岩浆由于来源和成因的不同，成分上可有较大差异。一般按其中SiO₂含量的高低将岩浆分为超基性岩浆(SiO₂含量＜45%)、基性岩浆(SiO₂含量为45%～52%)、中性岩浆(SiO₂含量为52%～65%)和酸性岩浆(SiO₂含量为65%～75%)几种，把一些特别富含K₂O和Na₂O的岩浆称为碱性岩浆。岩浆的温度一般在650～1200℃之间，压力可达9×108～10×108Pa。

由于岩浆是高温、高压的硅酸盐熔体，具有强大的地质营力;它可侵入到地壳深处、浅处以至溢出地表;通过岩浆作用、伟晶作用、热液作用及火山作用形成各种矿物、岩石及矿产。

岩浆中矿物的结晶次序与岩浆中的化学成分有关，一般按Mg—Fe—Ca—Na—K的顺序结晶。先形成的矿物多为铁镁矿物(橄榄石、斜方辉石等)，中期多形成含钙高的矿物(基性斜长石、单斜辉石、角闪石等)，晚期则主要形成钾和钠含量较多的矿物(酸性斜长石、钾长石、白云母等)，最后过剩的SiO₂形成石英。由于这些矿物都是构成岩浆岩的主要矿物，所以统称它们为“造岩矿物”。

在“造岩矿物”形成的同时往往有一些金属矿物的形成，如磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿等。它们富集时可形成矿产。

岩浆作用形成的各种矿物可组成不同的岩石，如超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩和碱性岩。岩浆岩中的主要矿物成分虽然都是硅酸盐矿物，但不同岩浆岩中的硅酸盐矿物在种类和数量上都存在着明显的差异，共生的金属矿物也有所不同，如表9-1所示。

表9-1各类岩浆岩中的矿物成分

(二)伟晶作用及其形成的矿物

伟晶作用是指形成一系列粗大矿物晶体及其伟晶岩的作用。伟晶作用的温度一般认为在700～400℃之间;压力介于1000×105～3000×105Pa之间。

伟晶作用形成的矿物有以下3个特点:

(1)伟晶岩中的主要矿物成分与相应的岩浆岩中的主要矿物成分相似，仍以硅酸盐类矿物为主，如分布最广的花岗伟晶岩主要由长石、石英、白云母等矿物组成，但伟晶岩中的矿物结晶粗大，最大的长石晶体可达数吨。

(2)伟晶岩中有许多富含挥发分的矿物，如白云母、黄玉、电气石等，可形成白云母等非金属矿床。

(3)伟晶岩中稀有元素矿物显著富集，如绿柱石、锂辉石、磷灰石、独居石、锆石、铌铁矿、钽铁矿、褐帘石等，常可形成稀有元素、放射性元素的矿床。

(三)热液作用及其形成的矿物

热液作用是指热液在地表以下0.5～8km处，在较低的温度(50～400℃)和较低压力条件下，从围岩中析出或与围岩反应生成一系列矿物的作用。

通常所说的热液系指岩浆期后热液。它是在岩浆侵入并逐渐冷却的过程中，分泌出来的以H₂O为主的富含金属元素的气水溶液;随着温度的下降，气水溶液转变而形成热水溶液。当其沿裂隙向围岩运移渗透的过程中，还可从围岩中淋滤和溶解部分成矿物质，在适当条件下，形成各种矿物、岩石和矿产。

除岩浆期后热液外，还有变质热液和地下水热液。变质热液主要是由沉积岩在变质作用过程中所释放出来的孔隙水以及矿物中的吸附水、结晶水和结构水等构成的;地下水热液则主要是地表水向下渗透到地壳深部受地热等影响而形成的，它们和岩浆期后热液一样，在沿岩石裂隙运移渗透的过程中，也可从围岩中淋滤或溶解部分成矿物质，在适当条件下沉淀形成矿物。

热液作用所形成的矿物以硫化物和氢氧化物为主，其次是各种含氧盐矿物。矿物形成的温度一般为400～50℃。若为气水热液，其温度可高于400℃。按照矿物形成的温度，可将热液作用划分为3种类型:

(1)高温热液作用:热液温度一般在400～300℃之间，有时高于400℃，当温度高于374℃时热液呈汽化状态，故又称为气水－高温热液作用。高温热液作用主要形成由高电价、小半径的阳离子组成的氧化物和含氧盐矿物，如黑钨矿、锡石、铌钽铁矿和绿柱石、黄玉等;也可形成部分硫化物，如辉钼矿、辉铋矿、毒砂、黄铁矿、磁黄铁矿等。其中有些矿物(如黑钨矿、锡石、辉钼矿、绿柱石等)可富集形成高温热液矿床，如钨矿床、锡矿床、钼矿床、铍矿床等。高温热液作用形成的矿物组合可简称为W－Sn－Mo－Bi－Be矿物组合。

(2)中温热液作用:热液温度一般在300～200℃之间。由于热液中H₂S的离解度增大，硫离子的浓度增加，常形成以Cu－Pb－Zn为主的硫化物矿物组合，如黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、斑铜矿、黝铜矿等。一些分散元素(Ga，In，T1，Ge，Se，Te等)则以类质同像的方式进入硫化物的晶格中。此外，常常还有石英、方解石、萤石等矿物的形成。其中有用矿物富集时形成中温热液矿床，如铜矿床、铅锌矿床等。

(3)低温热液作用:热液温度在200～50℃之间。低温热液的来源很复杂，大部分热液不一定直接来自岩浆，地下水热液和变质热液可能起了主要作用。形成的矿物主要是As－Sb－Hg的硫化物(如雌黄、雄黄、辉锑矿、辰砂等)和重晶石等硫酸盐矿物组合。其中有用矿物富集时形成低温热液矿床，如汞矿床、锑矿床等。

(四)火山作用及其形成的矿物

火山作用是岩浆作用的一种特殊形式，是指地下岩浆通过火山管道喷出地表后，在温度和压力快速降低条件下形成一系列矿物、岩石的过程。

火山作用形成的矿物与相应岩浆岩中的矿物基本一致，所形成的岩石从超基性岩、基性岩、中性岩到酸性岩和碱性岩都有。但由于火山作用的特殊性，所形成的矿物和岩石有以下特点:

(1)火山岩中的矿物除斑晶外常呈隐晶质，矿物晶体肉眼不易识别;火山岩中还可以有非晶质(玻璃)存在。火山岩中的矿物斑晶常常是火山喷发前形成的。

(2)火山岩中常保存有一些在缓慢冷却条件下不稳定的矿物，如金刚石、方英石、透长石等。

(3)在火山通道(喷气孔)周围则常有经凝华作用形成的自然硫、雄黄、石盐等矿物产出。

(4)火山岩中由于挥发分逸出所造成的气孔，常被火山后期热液作用形成的一系列矿物(如沸石、蛋白石、玛瑙、方解石、自然铜等)所充填。

火山作用形成的矿产主要有自然硫、金刚石、铁、铜等。值得指出的是，在个别情况下，火山作用还可以喷溢矿浆，例如智利的拉科铁矿，就被认为是由溢出地表的铁矿浆结晶而成的。