煤矿地质学期中考核论文

中国矿业大学煤矿地质学课程期中考核论文岩浆岩、沉积岩和变质岩之间的相互转化姓名：王选琳老师：周效志班级：越崎12-1班学号：03120934中国矿业大学二0一四年六月PAGE8/8岩浆岩、沉积岩、变质岩之间的相互转化王选琳越崎12-1班学号：03120934摘要：地壳的岩石种类很多，成因多种多样，与物质循环有着密切的联系。本文追本溯源，从原始地壳的形成、组成地壳的三大岩类的形成环境和影响因素以及三大岩类的相互转化三个方面分析，管中窥豹，谈谈地壳岩石的形成与演化。通过对自然界三大岩石转化的认识可进一步加深对自然界物质循环的理解。关键词：地壳物质循环；岩石转化；岩浆岩；沉积岩；变质岩；相互转化绪论原始地壳是最早形成的地壳。地壳的起源是一个引人瞩目的问题，直至今日仍有相当激烈的争论。多数证据都倾向于形成地壳的物质来源于地球内部。地球内部的部分熔融产生了岩浆，它向地表运移并产生了最早的地壳。关于原始地壳的成分问题，多数的模式归入下列四种范畴中的某一个或者相互结合的范围内：硅铝质的、安山岩质的、斜长岩质的或者玄武岩（±超镁铁岩）质的。其中，玄武岩质成分（±超镁铁质岩和斜长石岩质组分）的原始地壳与吸集作用之后不久地球中可能出现的大量部分熔融是相符合的。这种地壳在成分上与太古代绿岩带的下部成分相似。随着地壳的不断运动，各物质不断循环出现在自然界里，构成了自然界的物质循环。其中，自然界的三大类岩石（岩浆岩、沉积岩和变质岩）的循环尤为典型，研究其岩石循环有利于我们更好的了解地球，了解地壳运动。地壳岩石、岩石的分类和地壳物质循环过程1.1岩石岩石是岩石圈（地壳）中体积较大的固态矿物集合体，由一种或多种矿物组成。

1.2岩石的分类地壳的岩石可以划分为三大类：火成岩、沉积岩和变质岩。各类岩石又可以细分，比如：岩浆岩可分为二种，一是侵入岩，如花岗石，坚固、美观；一是喷出岩，有气孔，如流纹岩、安山岩、玄武岩；沉积岩可分为砾岩、砂岩、页岩和石灰岩等；变质岩可分为接触变质岩，如：角页岩；大理岩；石英岩；硅卡岩；云英岩；区域变质岩，如：千枚岩；片岩；片麻岩；混合岩；角闪岩；麻粒岩；榴辉岩；板岩；动力变质岩如：糜棱岩等。1.3地壳物质循环运动过程：1.3.1地质循环地质循环指岩石圈和其下的软流层之间的大规模物质循环。其推动地质循环的能量,主要来自地球内部放射性物质衰变产生的热能。在地质循环过程中，有一些地方岩石圈不断地诞生，在另一些地方岩石圈则逐渐消亡。与之相伴的是大地的沧桑巨变以及地壳物质形态的持续转化。1.3.2地壳物质循环运动过程组成地壳的物质处于不断的运动变化之中。地球内部的岩浆，在岩浆活动过程中伴随喷出作用和侵入作用，冷却凝固，形成岩浆岩；已经形成的岩石（岩浆岩、变质岩），在地表外力的风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩作用下，形成沉积岩；已经形成的岩石（岩浆岩、沉积岩）经变质作用形成变质岩。各类岩石在地壳深处或地壳以下被高温熔化，发生重熔再生作用，又成为新的岩浆回到地球内部。各类岩石在地壳深处或地壳以下发生从岩浆到形成各种岩石，又到新岩浆的产生，这个变化过程也是地壳物质的循环运动过程。三大岩石的形成2.1岩浆岩的形成岩浆岩是由地幔或地壳的岩石经熔融或部分熔融形成岩浆冷却固结的产物。由于岩浆源区的岩石主要为硅酸盐，因此岩浆的主要组分也为硅酸盐。根据岩浆作用的喷出作用和侵入作用，将岩浆岩分为喷出岩和侵入岩。喷出岩石岩浆直接溢出地表冷却后形成的岩石，常见的有玄武岩、安山岩、流纹岩。它主要特征是有气孔构造或流流纹构造。侵入岩是岩浆从深部发源地上升但没有到达地表就冷凝形成的岩石，常见的有花岗岩、橄榄岩。它主要特征是岩石坚硬，结构紧密。岩浆的物质来源、演化方式及产出的构造背景上存在的差异，会导致不同系列的火山岩和火山岩组合。2.1.1物质来源自然界的原生岩浆类型很多，主要有玄武岩浆、花岗质岩浆和安山岩浆，其他的数量很少。由于岩浆本身的物理化学性质（如岩浆的化学组成、温度、挥发组分含量及类型等）不同，原生岩浆可以直接冷却结晶形成不同的火成岩，或者通过各种作用形成了派生岩浆后再冷却结晶，最终形成多种多样的火成岩。例如，超镁铁质和镁铁质的火成岩基本上都来自于上地幔，而花岗质岩可能由中、下地壳的岩石深熔作用形成。2.1.2演化方式火成岩是由岩浆结晶形成的，因此受控于熔体的结晶过程。岩浆在上升侵位过程中及至侵位之后，岩浆可视为一个物理化学体系，它所处的物理化学环境（如温度、压力等）会对岩石的矿物组合与岩石结构产生影响。因此，同一种岩浆在不同的物理化学环境中可固结形成矿物组合和结构特征完全不同的火成岩。如由不同地幔来源的岩浆形成不同的玄武岩，洋中脊下的地幔一般经历过早期的部分熔融作用，再次部分熔融形成的岩浆多具有低K20、TiO2及不相容微量元素等，以低钾拉班玄武岩为特征。板内裂谷下的地幔，多为饱满型或富集型，部分熔融产生的玄武岩为碱性玄武岩和大陆拉班玄武岩。2.1.3产出的构造背景对于侵入岩，岩浆上升定位时的深度不同，会影响到岩浆体系的冷却速度、结晶压力及挥发组分的溶解度，从而对最终固结的岩浆岩的矿物组成、结构构造产生影响。例如，喷出岩形成于地表，冷却迅速，结晶性差，而侵入岩冷却缓慢，有充分时间结晶，结晶性较好。岩浆岩除了可以按形成方式分为火山岩和侵入岩两大类型外，还可以进一步按岩石的化学成分矿物成分，产状分类。花岗岩是分布最广的深成侵入岩。花岗岩主要矿物成分是石英、长石和黑云母，颜色较浅，以灰白色和肉红色最为常见，具有等粒状结构和块状构造。按次要矿物成分的不同，可分为黑云母花岗岩、角闪石花岗岩等。很多金属矿产，如钨、锡、铅、锌、汞、金等，稀土元素及放射性元素与花岗岩类有密切关系。花岗岩既美观抗压强度又高，是优质建筑材料。橄榄岩主要矿物成分为橄榄石及辉石，深绿色或绿黑色，比重大，粒状结构。是铂及铬矿的唯一母岩，镍、金刚石、石棉、菱铁矿、滑石等也同这类岩石有关。玄武岩是一种分布最广的喷出岩。矿物成分以斜长石、辉石为主，黑色或灰黑色，玄武岩具有气孔构造和杏仁状构造，斑状结构。根据次要矿物成分，可分为橄榄玄武岩、角闪玄武岩等。铜、钴、冰洲石等有用矿产常产于玄武岩气孔中，玄武岩本身可用作优良耐磨耐酸的铸石原料。安山岩是喷出岩之一，分布很广，仅次于玄武岩。安山岩主要矿物成分是斜长石、角闪石和少量的辉石等。新鲜时呈灰黑、灰绿或棕色，具斑状结构。与安山岩有关的矿产主要是铜，其次是金、铅、锌等。流纹岩是一种与花岗岩化学成分相当的喷出岩。一般色浅，多为浅红、灰白或灰红色，具斑状结构，流纹构造。流纹岩性质坚硬致密，可作建筑材料。2.2沉积岩的形成沉积岩是形成于地表或接近地表的地方，由风化作用、生物作用和某种火山作用而形成的松散沉积物，经固结成岩作用而成的岩石。广义的沉积岩包括松散沉积物。沉积岩最显著的特征是成层性，理构造显著。沉积岩中常含古代生物遗迹，经石化作用即成化石；有的具有干裂、孔隙、结核等特征。积物主要有陆地或水盆地中的松散碎屑物，如砾石、砂、粘土、灰泥和生物残骸等，还有宇宙物质的加入。沉积岩分布在地壳的表层。沉积岩地层中蕴藏着绝大部分矿产，如能源、非金属、金属和稀有元素矿产，其次还有化石群。沉积岩根据物质来源，沉积物搬运和沉积作用方式可以分为陆源碎屑岩和化学，生物化学沉积岩两大类。陆源碎屑岩指沉积物来自大陆物理侵蚀作用，经流水，风，冰川，泥石流，重力流等搬运到沉积盆地沉积而成的岩石，碎屑岩占沉积岩总量3/4以上。其有两个方面特征最为重要：一是结构，二是构造。生物及化学沉积岩的物质来源是风化成溶液或胶体溶液搬运到盆地内，通过物理或化学方式沉积下来并经成岩作用转化为岩浆石。地球表面约有75％的面积被沉积岩覆盖，沉积岩的重量约占地壳重量的5％。沉积岩的形成过程被直观地分为3个阶段，即原始物质的生成阶段、原始物质向沉积物的转变阶段和沉积物的固结与持续演化阶段。2.2.1沉积岩原始物质的生成沉积岩原始物质的来源可分为生物来源、深部来源和宇宙来源。其中，生物来源是指生物通过其生命活动可营造起生物身体，死亡后其遗体可以在原地堆积埋藏下来，亦可搬运到异地堆积下来，成为沉积物的一部分。深部来源是指由火山作用带到地表的火山碎屑物及其伴生的气热液和沿断裂流出地表的热卤水。宇宙物质一般指陨石和宇宙尘。2.2.2沉积岩原始物质向沉积物转变在这个阶段，除少量原始物质形成残积物外，绝大多数原始物质都会离开它的生成地点向沉积盆地方向搬运。按被搬运物质和它们的沉积机理可将沉积作用粗略地划为物理沉积作用、化学沉积作用和生物沉积作用。例如，在物理沉积中，高的剥蚀速度、短时间、短距离和悬浮搬运以及缺少淘洗显然更容易造成低的结构成熟度，反之将有利于提高结构成熟度。2.2.3沉积物的固结和持续演化由于表生带是地球内力和外力作用范围的重叠地带，因而沉积岩的形成过程总会受到气候背景和构造背景的共同控制。气候背景是指一个较长时间段内出现在大气中的各种物理现象的综合，其中最具影响力的是气温和降水。例如，对溶解物质而言，通常是降水量愈少，温度愈高，蒸发量愈大，将会使溶解度愈大的矿物沉淀粗来。现在被深埋在地下的石盐、钾盐、石膏等易溶盐类沉积几乎都是过去蒸发量大于降水量的环境产物。构造背景是指包括母岩区到相关沉积盆地的整个区域所在的构造部位及其活动阶段。2.3变质岩的形成变质岩是火成岩和沉积岩经过变质作用形成的岩石，是指受到地球内部力量（温度、压力、应力的变化、化学成分等）改造而成的新型岩石。变质岩形成后还可经历新的变质作用过程，有的变质岩是多次变质作用的产物。变质作用是岩石在基本保持固体状态下发生转变的过程。其根本原因是地质环境的改变，如大地构造位置（岛弧、海沟、洋中脊等）、构造过程（沉降、隆升等）、岩浆作用等。然而，从物理化学角度看，尽管控制变质作用的地质因素多种多样，但都可以抽象出温度、压力、流体成分、时间等物化因素。例如，冲击变质作用可形成陨石、击角砾岩，而交代变质作用可形成矽卡岩、云英岩、黄铁绢英岩、次生石英岩等。岩石在变质过程中最主要的变化是矿物成分的变化，而矿物成分变化都是通过特定的化学反应来实现的。这种发生在变质作用条件下的化学反应称作变质反应。温度是控制变质反应的最主要因素。温度升高，反应速率呈指数倍增加，反应容易进行；相反，温度降低，反应速率极其缓慢，反应难于进行彻底。三大岩石的特点特征和比较2.1基本特征岩浆岩大部分为块状的结晶岩石，部分为玻璃质岩石。具有玻璃质的岩石一般是岩浆岩。岩浆岩中含有一些特有的矿物和结构构造，如霞石、白榴石等矿物以及气孔构造和杏仁构造，只有岩浆岩中才有。其岩体与围岩间一般有明显的界限，它们成各种各样的形态存在于地层中，有的平行，有的切穿围岩的层理或片理，多具淬火（冷凝）边。岩体中常有附近围岩的碎块（捕掳体），这些被捕获的围岩碎块和岩体附近的围岩，常遭受热变质作用。各地质时期形成的岩浆岩类大部分都可以找到与其化学成分近似的现代火山岩。岩浆岩中没有生物遗迹。沉积岩是地面即成岩石在外力作用下，经过风化、搬运、沉积固结等沉积而成，其主要特征是：①层理构造显著；②沉积岩中常含古代生物遗迹，经石化作用即成化石；③有的具有干裂、孔隙、结核等。常见的沉积岩有：直径大于3毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩，由2毫米到0.05毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩，由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩，由方解石为其主要成分，硬度不大的石灰岩等。变质岩特征主要有两点:一是岩石重结晶明显，二是岩石具有一定的结构和构造，特别是在一定压力下矿物重结晶形成的片理构造。它的形成是从一种固相转变为另一种固相的结晶过程。最常见的是片麻岩，片岩，千枚岩和大理岩。2.2三大类岩石的比较三大类岩石比较名称岩浆岩沉积岩变质岩成因岩浆喷入或侵入地壳上部形成出露在地表的岩石被破坏后，经沉积作用形成原有的岩石受地壳运动和岩浆活动影响。经变质作用形成代表性岩石喷出岩有玄武岩，侵入岩有花岗岩砾岩、砂岩、页岩、石灰岩石灰岩变质成大理岩，砂岩变质成石英岩，页岩变质成板岩用途建筑材料建筑材料、烧石制水泥和化工原料建筑材料和雕刻材料三大岩石的相互转化图解分析三大类岩石的相互转化图解分析有如下几种：=1\*GB3①先存的变质岩、