岩石学路凤香最终

1、岩石学(Petrology)第一篇绪论第一章岩石及其地质分布一、岩石(Rock)及其成因分类1. 岩石(rock):天然形成的、由矿物或类似矿物(mineraloids)的物质 (如有机质、玻璃、非晶质等)组成的固体集合体.岩石的根本特点：1)岩石多由不同矿物组成,单矿物的岩石相对较少；2)岩石 可由玻璃质(如黑曜岩)、有机质(如沥青)、胶体物质等组成；3)岩石一般指天 然产出的固体物质,人工合成的矿物集合体称为工业岩石.2、分类：自然界的岩石可分为三大类：火成岩、沉积岩、变质岩 火成岩(igneous):由地幔或地壳的岩石经熔融或局部熔融(partial meltinf)形 成的岩浆(mag

2、ma)冷却固结的产物.包括在地面以下或喷出地表后冷却、凝结的产 物.占地壳体积的66%.熔体(melt):岩浆可由全部为液相的融融物质组成,称为熔体；也可含有挥发 分及局部固体物质.岩浆固结(solidified)作用：岩浆从高温炽热状态降温并伴有结晶作用的过 程.侵入岩：岩浆侵入到地表以下凝固成岩；喷出岩：岩浆喷出到地表形成. 沉积岩(sedimentary rocks):地表岩石经风化等作用形成的物质经搬运、沉积 和成岩固结等作用形成的岩石.约占地外表积的70%、地壳体积的8%.以下两种 作用综合产物的沉积一混积岩：化学及生物风化一化学溶液及胶体的沉淀一化学沉积(岩)；剥蚀及机械破碎一碎屑

3、物质(岩石碎屑、矿物碎屑或生物碎屑)一碎屑岩； 变质岩(metamorphic rocks):已有岩石(火成岩及沉积岩)在温度、压力、应力 变化及化学流体等内动力作用下,成分、结构、构造等发生不同程度的变化所形成 的岩石.占地壳体积的20%.变质作用主要发生在固体状态下,一般未经过熔融过程.变质岩形成的温、压条件介于地表的沉积作用及岩石的熔融作用之间.3、三大类岩石之间的关系互相过渡：火山碎屑岩与沉积岩；混合岩与火成岩；沉积岩与低级变质岩.火成岩 经风化沉积或变质作用,可形成沉积岩或变质岩；混合岩(magmatite)：-种由浅色和暗色两种岩石组成的,暗色的是先存的变 质岩而浅色的是经就地熔融

4、产生的富硅、铝质火成岩,是两种不同作用形成的过度 类型,通常将其列入变质岩.互相转换：沉积岩经变质改造或进一步的重熔作用,可形成变质岩或火成岩；变质 岩经风化沉积或重熔作用,可形成沉积岩或火成岩.三大类岩石野外特征比照简表野外特征火成岩沉积岩变质岩1.形成火山及各类熔岩1.在野外呈层状产生,并1.岩石中的砾石、化石或流.经历分晶体2.形成岩脉、岩墙、岩株选作用.受到了破坏.及岩基2.岩层外表可以出现波2.碎屑或晶体颗粒拉长,等形态并切割围岩.痕、交错石fl3.对围岩有热的影响致使层、泥裂等构造.具定向构造,但也有少数其重结3.岩层在横向上延续范围无定向晶,发生相互反响及颜色改很大.构造的变质岩

5、.变.4.沉积岩地质体的形态可3.多数分布于造山带、前4.在与围岩接触处火成岩能与河寒武体边部有细粒的淬火边.5. 除火山碎屑岩外,岩体 中无化石出现.6. 多数火成岩无定向构 造,矿物颗粒成相互交织排列.流、三角洲、沙洲、沙坝的 范围相近.5.沉积岩的固结程度有差 别,有些甚至是未固结的沉积物.纪地盾中.4. 可以分布于火成岩体与围岩的接触带.5. 岩石的面理方向与区域构造线方向一致.6. 大范围的变质岩分布区矿物的变质程度有逐渐改变的 现象.二、岩石学及学习日的1. 岩石学(Petrology):由希腊字母“petra(石头)和“logos (解释)组成 的,表示岩石学是研究天然岩石的学科

6、.岩石学是地质学领域的一门重要分支学 科,是研究地壳、地幔及其它星体产出的岩石分布、产状、成分、结构、构造、分 类、命名、成因、演化等方面的科学.根底岩石学包括岩相学(Petrogrphy)研究 岩石分类和描述岩石特征为主,立足详细野外及室内观察测试,分类命名和岩理 学(Petrogenesis)理论与实践结合,归纳演绎有关各类岩石成因、形成演化及构 造背景等研兖.2、学习岩石学的意义1) 、岩石是组成地球的物质根底2) 、寻找矿产资源与沉积岩相关的矿产资源：石油、天然气、煤及非金属矿产与岩浆岩及变质岩相关的矿产：Cr-Co-Ni-PGE-Cu-Au-Ag-W-Sn-Teo红宝石、 蓝宝石、翡

7、翠等.有些岩石本身就是矿产：玄武岩：铸石、路基；花岗岩：石材、石灰,石英 砂等3、与环境科学密切相关地质事件与环境密切相关火山活动,殒击事件 等农田开发地方病防治建筑综上所述,人类社会可持续开展以及人与自然的协调所必须解决的重大问 题：资源开发、环境保护及灾害防治等均与岩石学密切相关.4、岩石是地球演化的记录册对有关岩石的形成时代、时空分布及其形成条件的研究,可以对解决地质历 史演化中的许多重大问题. 现代的沉积物与地质历史上的沉积物的丰度有很大的差异,其原因何 在？ 有些火成岩,如科马提岩,多数出现在太古代,块状斜长岩、更长环斑花 岗岩多数出现在元古代,如何根据这些岩石的特征来熟悉地球的演化

8、？ 大规模溢流玄武岩形成的机理？三、岩石在地球上的分布陆地,表层沉积岩体积分数约66%,其余火成岩、变质岩大约各占一半.大 洋下面,沉积物和沉积岩形成薄层状覆盖在下部的火成岩和变质岩之上,后两种岩 石形成大洋地壳的主体.1. 地球内部结构及其组成参考地球概论局部内容1地球的形成与分异作用类地行星/巨型行星2地球的圈层结构地震波、3个一级圈层2个不连续界面.地壳-莫霍面-地幔-古登堡 面-地核岩石圈lithosphere、软流层asthenosphere2. 三大类岩石在地球表层的分布板块构造理论参考地概四、地外星球上的岩石简介1. 月球岩石2.陨石铁、石、石铁陨石1976吉林世界最大石陨石 1

9、750kg；最大铁陨石1928纳米比亚73t第二篇 火成岩Igneous rocks火成岩石学定义：火成岩石学是研究岩浆起源、活动、演化、结晶及其岩石 的组成、分布、产状、成分、结构、构造、分类、命名、共生组合、成因机理与构 造、矿产关系的一门独立学科.第二章、岩浆及岩浆作用一、岩浆的概念岩浆：上地幔或地壳局部熔融的高温、粘稠熔融体,以硅酸盐成分为主,含有挥发 分及少量固体.其喷出地表后形成的火成岩为喷出岩extrusive rocks:侵入地壳 中的称为侵入岩intrusive rocks.1岩浆产生的部位、性状和成分；2岩浆 的根本特点：具一定的化学组成、高温、具有流动性.1. 原生岩浆p

10、rimary magma由地幔或地壳岩石经局部熔融或熔融作用形成的成分未发生变异的岩浆.2. 母岩浆parent magma和派生岩浆derivative magma母岩浆：能够通过各种作用分异、同化、混合产生派生岩浆的独立的液 态岩浆.原生岩浆可成为母岩浆,但母岩浆不一定是原生岩浆.经分异作用产生的派生岩浆进化岩浆evolved magma3. 自然界原生岩浆类型较多,主要有玄武岩浆、花岗质岩浆、安山岩浆,其 他较少.二、岩浆的形成与运移1. 岩浆的形成与LVZ 低速带根本条件：要有源区的岩石,即岩浆发生之前已经存在于地幔或地壳的岩石作为熔融岩浆的母 岩有足够的热能积累1源区的岩石1寻找岩浆

11、中的深源捕掳体2应用的火成岩化学特征来比照判断 未知的,反演源区状态.3高温高压实验2热能的累积只有当热能累积到达和持续保持岩石峪融的温度固相线温 度岩浆才会产生热源主要有：热流进入某地区产生的热对流thmermal convection,导致热 能的积累和温度的上升；另一个是源区含有不移动的放射性生热元素K、U、Th 等通过长期衰变产生热能导致该区温度升高.2. 岩浆的分凝magma segregation岩浆分凝：指熔融的岩浆液滴从源区岩石的粒间别离集中的作用,限制因素 有：熔体分数即局部熔融程度,源区的渗透性,熔体的密度与残留固体的密度 差产生的浮力,残留固相与熔体的流变性质主要是粘度及

12、源区的范围等.当熔融量增大,熔体就可以就地in situ或移动上升一段距离在不同深度聚 集成岩浆房magma chamber;岩浆数量少时不能形成岩浆房.3, 岩浆的上升与侵位magma ascent and emplacement岩浆分凝后,岩浆的密度低于源区的岩石,产生重力不稳定性及浮力,导致 岩浆上升,当岩浆上升至上部岩石的密度与其相当时,岩浆体停止移动形成侵入 岩.这一位置称为平衡浮力高度the level of neutral buoyancy.岩浆可伴随岩浆形成而产生的断裂上升或呈底辟状上升,上升动力是密度差 及由于张开裂隙而发生的减压作用.岩浆的上升侵位机制1底辟作用diapir

13、ism气球膨胀-花岗岩式A.底辟上升和侵位是连续的过程B.底辟侵位的主要驱动力一岩浆的浮力和热 动力C.演化阶段：早期穹隆阶段、中期底辟上升阶段、晚期侧向挤断气球膨 胀阶段D.特征：岩体的内部组构及产状与围岩的片理产状一致,岩体没根,整 合岩体底辟作用的3个演化阶段：早期穹隆阶段；中期底辟上升阶段；晚期侧向挤 断气球膨胀阶段2顶蚀作用stoping热的岩浆上升引起顶部围岩被挖蚀、炸裂,同时,岩浆侵入到裂隙中,如此 反复,岩浆体可实现向上迁移、侵位.顶蚀作用侵位的岩体与围岩层理面产状相 切,形成不整合侵入体.3岩墙扩展作用dike propagation岩浆在压力的驱驶下注入围岩裂隙,并通过挤压围岩使其扩展成狭窄的岩浆 通道岩墙,并沿该通道上升.4火口沉陷作用cauldron subsidence在近地表地区,如果已就位的岩浆房因岩浆喷发作用而变空虚,上部的岩层 断裂成块体发生沉陷,围岩中形成环状裂隙,岩浆侵入形成环状杂岩体.侵位机制根据动力学特点可分为主动和被动侵位两大类：底辟和气球膨胀属 主动侵位,多形成具等轴形态整合侵入体；顶蚀、岩墙扩展、火口沉陷属被动型, 形成不整合侵入体.岩浆密度大小始终是限制岩浆上升的最重要因素；岩浆在地表以下能够稳定 停留的位置称为中浮