第一篇与岩浆岩概念

第一篇岩浆岩授课教师：王对兴

石家庄经济学院资源学院现代火山喷发现代火山喷发现代火山喷发的实地观测●现代火山喷发现代火山喷发●火山喷溢产物－挥发份、碎屑火山喷发产物－挥发份火山喷发产物－挥发份火山喷发产物－挥发份火山喷发产物－挥发份火山喷发产物－岩浆火山锥溢流玄武岩－岩浆的海洋意大利维苏威(Vesuvius)火山喷发时间：公元79年8月25日早晨7点旁贝Pompei古城遗址火山带给人类巨大的灾难！第一篇岩浆岩（火成岩）第一章岩浆及其结晶作用一、岩浆的概念

岩浆这个词最早来源于希腊，原意是指一种似粥状物。通过对古代火山岩和近代火山活动的观察与研究发现，火山喷发时，不但有气体、固态碎屑的爆发，同时还有炽热的熔融物质从火山口溢流出来。

这说明地下深处有一种高温炽热的熔融物质存在并活动。在炽热熔融体中溶解大量的气体，可含也可不含悬浮固体（如晶体、晶屑、或岩块）。当炽热熔融体中含有固体时，表现为“晶粥”状的悬浮体。

另外,地球物理资料也表明在地下深处的地壳和地幔中，主要由硅酸盐物质所组成。所以，熔融体的成分最主要的是硅酸盐，个别的也见有碳酸盐、金属氧化物、金属硫化物等（后两者又称矿浆）。究竟什么是岩浆呢？一般认为：

岩浆(Magma)是在上地幔和地壳深处形成的、以硅酸盐为主要成分的炽热、粘稠、富含挥发物质的熔融体。现在已经发现的岩浆有好几种，最普遍和最主要的是硅酸盐成分的岩浆。此外，还有所谓非硅酸盐岩浆，如碳酸盐、氧化物、硫化物等岩浆。氧化物、硫化物等岩浆主要为金属硫化物及金属氧化物岩浆，也称为矿浆。由于这些非硅酸盐岩浆数量很少，过去并未被人们重视。但自从在60年代坦桑尼亚东部火山中喷出碳酸盐熔浆，以及在智利基录那地区有铁质矿浆喷出地表后，这些少量的非硅酸盐熔浆才被人们公认。(一)岩浆形成的深度岩浆形成的部位约在下地壳和上地幔的软流层中，无论是活火山活动(如夏威夷和堪察加等地)的地震资料、还是岩浆产物的高温高压实验资料，都表明原生岩浆形成于50-200km的深度。岩浆的基本特征:（二）、岩浆的化学成分1、造岩元素包括：氧、硅、铝、铁、镁、钙、钾、钠、锰、钛、磷等造岩元素。其中以氧最多，其它元素常以氧化物形式出现和表示。主要为13种氧化物。SiO2,TiO2,Al2O3,Fe2O3,FeO,MgO,MnO,CaO,Na2O,K2O,P2O5,CO2,H2O另外有少量硫化物、氯化物、甲烷

其中以SiO2为最多（40%～75%

）。SiO2与其它氧化物间有消长关系。因此，岩浆中SiO2的含量，成为酸度划分的主要标准，也是碱度划分必须考虑的成分之一，并且还是研究岩浆演化的主要变量；岩浆的粘度也与之关系较大。岩浆固结后，SiO2与其它氧化物组成硅酸盐矿物；2、挥发份及成矿元素：另外岩浆中还含有挥发份（＜6％）

：H2O、CO2、SO2、CO、N2、H2

、NH4、HCl、HF等以及少量的金属硫化物和氧化物。

其中水蒸汽可占火山喷气成分的75~90%，成矿金属元素有Cr、Ni、Co、Pt、As、Sb、Se、Fe、Hg、Mo、Ag等等。岩浆处于地下深处时，挥发份溶于岩浆中，从而降低岩浆的粘度和矿物的熔点，在一定条件下，挥发份携带成矿元素或化合物，在适宜条件下形成各种气成热液矿床。（三）、岩浆的温度可由火山熔岩直接测定和实验方法获得喷出熔岩温度一般为700-12000C。玄武岩浆：1000-12000C安山岩浆：900-10000C流纹岩浆：700-8000C含水的岩浆比不含水的岩浆温度低在深处正在结晶的岩浆比喷出地表的岩浆温度低这是因为地下深处的岩浆富含挥发份，挥发份可以使起熔温度和液相线温度明显下降。小知识：玄武质熔岩：1m厚全部结晶～需12天；10m厚～需3年；700m厚～需9000年。地下深处岩浆冷却速度更慢，2000m厚花岗岩席完全结晶需64000年，8000m厚岩基需10Ma才能固结。含水性与岩浆温度的关系从上图中可以看出，当花岗岩浆含饱和水时，压力和温度成反比；当花岗岩浆为无水的干岩浆时，压力和温度成正比，也就是说岩浆为干岩浆时，随着压力的增大，它的温度也必须升高才能保持熔融的状态，否则就会结晶。总的说来，含水的岩浆比不含或少含水的岩浆温度低。深度与岩浆温度的关系由深度与岩浆温度的关系图可得，虽然岩浆喷出地表后，表层的温度会由于和大气接触发生氧化放热反应可能会略有升高，但从图上可看出影响波及的范围不是很大，因此岩浆的温度主要与其成分、含水情况及所处的深度有关。岩浆结晶的温度是指岩浆由熔融状态变为固态时的温度，即指最后结晶的温度。因此结晶温度除与岩浆的温度有关外(岩浆结晶温度常不高于1170℃,许多情况下不超过870℃)，主要还与结晶作用进行时的温度间隔有关，即与结晶冷却速度有关。利用同种矿物同质异象的转变温度来计算结晶温度。α－石英（低温）β－石英（高温）地下深处正在结晶的岩浆一般要比喷出地表的岩浆温度低。研究地质温度计：某些造岩矿物的形成温度和相变温度可以用来间接推测岩浆结晶时的温度。通常称这些造岩矿物为“地质温度计”。例如：方石英转变为鳞石英：1470℃正长石分解为白榴石和二氧化硅：1170℃普通角闪石暗化：1050℃大气压下黑云母分解、暗化：1050～840℃鳞石英转变为β－石英：870℃棕色角闪石转变为绿色角闪石：750℃β－石英转变为α－石英：575℃（四）、岩浆的粘度

粘度是液体或半流体流动的难易程度。粘度愈大，物质愈难流动。单位：Pa.s帕斯卡.秒岩浆中：SiO2含量愈高，粘度愈大挥发份含量愈高，粘度愈小温度愈高，粘度愈小，当温度迅速下降，岩浆过冷时，就会使粘度急剧增大。

（相当于20度时水的粘度的1000倍）压力因素影响：对于不含水的干岩浆，压力升高，粘度增加。对于富水岩浆，较为复杂：I.

压力增加,挥发份溶解度增加,粘度降低;II.压力达到一定值,挥发份饱和,粘度随压力升高而增加。粘度饱合点压力玄武岩浆安山岩浆流纹岩浆SiO2含量与岩浆粘度的关系（五）、岩浆的密度(g/cm3)岩浆的密度可以通过实验测定自然界中，岩浆的密度与压力成正比，与温度成反比岩浆的密度还与成分有关：超基性酸性中性基性密度减小

岩浆中还常含有或多或少的岩石碎块及矿物晶体。岩石碎块有的是上地幔或地壳深部局部熔融时，难熔的源岩残留体；有的则是岩浆上升、侵位或喷发过程中，被捕获的基岩及围岩捕虏体。晶体有的是岩浆房或上升过程中早期结晶产物，有的是被捕获岩石碎裂而成的捕虏晶，也有的是岩浆来源地区难熔的残留矿物晶体，又叫残晶。现代火山喷发使我们能够直接观察到岩浆二、岩浆的结晶作用岩浆结晶作用是岩浆中各种离子和络阴离子团围绕一些结晶中心，按照一定的规则进行排列，并按照一定的结晶顺序晶出各种晶体矿物的作用。高温液态岩浆

固态岩浆岩影响因素：岩浆的成分：Si、O、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K八种元素的结晶；岩浆的粘度：粘度小结晶能力强，粘度大结晶能力弱；挥发组分的含量：可以降低岩浆的粘度，降低岩浆的结晶温度；岩浆的冷却速度影响岩浆结晶的充分程度。岩浆岩及岩浆岩岩石学的概念岩浆岩(magmaticrocks):是由高温熔融的岩浆，经侵入地下或喷出地表冷凝而形成岩石。侵入地下的叫侵入岩，喷出地表的叫喷出岩。侵入岩又可分为深成岩和浅成岩。岩浆岩岩石学：是研究岩浆的起源、运移、演化、结晶及岩浆岩的组成、结构、构造、产状、分布、分类、命名、共生组合、成因机理及与地质构造、矿产关系等的一门独立科学。

岩浆岩不同于沉积岩和变质岩的主要判别标志：●1、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，只有极少数情况下，在强烈断裂带内才有玻化岩。●2、岩浆岩中有一些特有的矿物和结构构造。如霞石、白榴石等；气孔、杏仁等构造。●3、岩浆岩体与围岩间一般都有明显的界线，呈各种各样的形态存在在于地层中，有的平行，有的切穿围岩的层理和片理。●5、岩浆岩中没有任何生物遗迹。●4、岩体中常含有围岩碎块（捕虏体），这些被捕虏的围岩碎块和围岩常遭受热变质作用本课小结第一章岩浆岩的基本特征一、岩浆的概念及其基本特征

1、岩浆的成分；