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第三章岩浆岩的产状和相岩浆岩产状

主要是指岩体的形态、大小和围岩的接触关系,形成时所处的构造环境,以及岩浆上升及活动方式等等。

岩浆岩相

是指岩浆岩中所有能反映其生成环境的特征。

以下分为喷出岩和侵入岩两部分讨论。一、喷出岩的产状和相(一)、喷出岩的喷发方式与产状产状与岩浆上升到地表的喷发方式有关。可分为熔透式喷发、裂隙式喷发和中心式喷发三种。

1、熔透式喷发

岩浆上升时,因过热和高度化学能,将其顶部围岩熔透,岩浆即溢出地表而成为喷出岩。又称面状喷发。多为古生代以前出现。2、裂隙式喷发

岩浆沿裂隙管道或颈状管道多点喷发,在平面上为线形喷发。多为古生代~第三纪期间出现。3、中心式喷发

岩浆沿颈状管道的一种喷发,多为爆发方式、或爆发式与宁静溢流式相间。喷发通道在平面上为点状,又称点状喷发。其特点是形成火山锥。由火山碎屑岩、熔岩组成,中心为火山口或破火山口。多为第四纪出现。

1.喷出岩产状(1)火山锥根据内部碎屑和熔岩组成差异分为三种类型:1).碎屑锥主要由火山碎屑岩组成,火山碎屑物质常大于95%,以爆发方式喷出为主。常由粘度大、挥发组分含量高的酸性岩浆形成。2).熔岩锥主要由熔岩组成,火山碎屑物质常小于10%,以宁静溢流方式喷出为主。常由粘度小、挥发组分含量低的基性岩浆形成。3).混合锥火山碎屑与熔岩在火口处相间组成,混合堆积,形成高大的混合锥。为火山爆发与溢流交替发生,2.熔岩流产状

岩浆以较平静的溢流方式喷出地表,喷发物多为粘度较小的超基性到中性的岩浆,酸性者少见。溢流出的岩浆常形成线状的熔岩流、熔岩瀑布、翻花熔岩等,在火山口周围可形成坡角缓倾(2-10º)的盾形熔岩锥——盾形火山。面状的熔岩被、熔岩台地(熔岩高原)等。

中酸性或碱性岩浆,在火山活动的晚期,由于岩浆房中挥发组分的大量逸失,岩浆粘度变大,失去流动性,无爆发能力,只能象挤牙膏似地挤出火山通道,称为侵出方式,并就位于火山通道上部,形成陡立的产状,如岩穹(穹丘)、岩钟、岩锥、岩针等。3.火山颈(火山通道)

火山锥被剥蚀后,火山通道中的充填物出露地面。

特点:点式喷发横切面近圆形,纵切面上部为上大-下小喇叭状,中部陡直细长筒状,下部呈岩墙状。裂隙式喷发则成岩墙状。充填物多为火山碎屑岩、熔岩、碎屑熔岩、熔结火山碎屑岩等。碎屑有同源的、异源的,也有深源产物。4.火山口岩浆活动后,在火山颈顶部塌陷形成的近圆形、漏斗状的盆状凹陷坑。如果积水后,则成为火山湖。5.破火山口

火山口及其周围的岩石经过破坏形成的火山洼陷。形成原因:

(1)侵蚀成因:火山口被侵蚀加大的结果。

(2)爆发成因:火山进入活化期时,因前期岩浆岩堵塞通道,使后继火山强烈爆发,再度炸开火山口,崩毁火山口上部大量岩石,大者称爆发洼地。

(3)崩塌成因:由于岩浆物质大量喷发后,地下岩浆房空虚,火山口附近上覆物质增多,因支撑不住而坍塌、沉陷,形成的火山构造沉陷。6.喷出岩常见的其它产状喷气穴、爬虫状熔岩、锥状喷气孔、绳状熔岩、熔岩脊等。

岩浆喷出时的方式、深度、位置不同,岩浆的温度、压力、冷却速度、挥发份的逸出度等一系列物化条件存在着差异,结果影响到岩浆岩的矿物组成、结构、构造、产状等方面的差异,导致岩石具有不同的外貌(即表现在岩体的规模、产状、结晶程度、粒度、接触变质程度等方面的差异)。喷出岩中能反映形成环境的所有岩石特征。

以中心式喷发为例,可分为以下相及相组:(二)、喷出岩相

爆发相指火山爆发,堆积在火山周围,形成火山锥,由集块岩、火山角砾岩、凝灰岩等组成。含挥发分多、粘度大的中酸性、碱性岩浆更有利于爆发。可形成于各个时期,但以早期及高潮时最发育。

溢流相指由火山口宁静流出的岩浆冷凝,形成火山锥。成分从超基性到酸性皆有,以基性为主。常出现在火山爆发之后,也可形成于火山喷发的各个时期。侵出相分布在火山口中。多见于火山作用晚期,岩浆压力小,温度低,粘度大,挥发分少,不能爆发,粘度很大的熔浆沿火山通道被缓慢推挤出地表,犹如瓶塞堵塞通道,冷凝形成直径小,厚度大,产状陡的岩钟、岩针、岩碑。常为熔岩组成。火山颈相

是火山锥被剥蚀后,残存的具充填物的火山通道,又称岩颈、岩筒、岩管等。次火山相

是侵入深度一般<3km的侵入岩石、但与火山岩同源的岩体。它与火山岩“四同”:同时间但一般较晚;同空间但分布范围较大;同外貌但结晶程度较好;同成分但变化范围及碱度较大。

又可分为:近地表相

0~0.5km;

超浅成亚相

0.5~1.5km;

浅成亚相

1.5~3km。火山沉积相

分布在离火山口较远处的陆地、水体中。熔岩、火山碎屑岩与正常沉积岩互层,或混合堆积,是火山作用迭加沉积作用的产物。在火山作用过程中皆可产生,但以火山喷发的低潮期~间隙期最为发育。各喷出岩相的主要特征

特征相火山活动方式主要岩石产状其它特征溢流相岩浆溢出地表流动各种熔岩岩被、岩流、绳状、渣状、枕状等多为基性岩(挥发分少、粘度低)爆发相火山爆发各种火山碎屑岩火山锥(空中坠落、火山口附近堆积)多为中酸性岩(挥发分多、粘度高)侵出相岩浆沿通道挤出地表熔岩、火山碎屑岩岩钟、岩针、岩穹多为中酸性岩(挥发分多、粘度高)火山颈相岩浆或火山碎屑充填火山通道熔岩、火山碎屑岩岩颈(喇叭状,上大-下小-底部岩墙)剥蚀后出露地表次火山相岩浆侵入或地下爆炸熔岩、火山碎屑岩、隐爆火山角砾岩岩枝、岩盆、岩床、岩脉、岩盖、岩瘤等火山机构及附近,未喷出地表火山沉积相火山作用叠加沉积作用沉积火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩、层状、似层状、透镜状(陆、海相)细小灰尘降落沉积二、侵入岩的产状和相(一)、侵入岩的产状

主要是指侵入体产出的形态,包括侵入体的形态、大小、与围岩的关系以及侵入时的构造环境等等。包括整合和不整合两类。1、整合侵入体

侵入体与围岩的接触面、与围岩层理或片理基本上平行的岩体。是岩浆以其机械力沿层理或片理等空隙贯入形成。主要包括:

岩盆、岩盖、单斜岩体、岩床(岩席)、岩鞍。

(1)岩盆

岩浆侵入岩层之间,形成中央微凹的盆状侵入体。中部受岩浆重力下沉,或向斜部位。特征:a.顶底下凹,似盆状。

b.平面近圆形或椭圆形。c.厚度与直径之比约为1:10~1:20。即面积大、厚度薄。

d.规模较大(几百~上万km2)。e.成分多为基性,一般显示分带性,下部偏基性,上部偏酸性,具有重力分带性。(2)岩盖特征:a.上凸下平,似蘑菇状、穹窿状。

b.平面近圆形或椭圆形。

c.厚度与直径之比约为1:3~1:7。即面积小、厚度大。

d.规模不大(底直径3~6km)。

e.成分多为中酸性。一般显示重力分带性,矿体多位于中下部。整合侵入体产状(3)岩床(岩席)

厚薄均匀的近水平产出的与地层整合的板状侵入体。

(4)单斜岩体

单斜岩层间的整合侵入体。整合侵入体产状(5)、岩鞍岩浆岩呈马鞍形或槽形分布。

产于强烈褶皱区。褶皱过程中,岩浆挤入褶皱顶部软弱带—背斜鞍部或向斜槽部所形成的同生整合侵入体。2、不整合侵入体产状主要包括岩墙、岩脉、岩株、岩基以及岩镰、岩枝、岩瘤等。(1)岩墙(岩脉)特征:a.厚度比较稳定近于直立的板状侵入体。

b.厚度几十厘米~几十米。长度几十米~几十公里。厚度与长度之比约为1:几十~几千倍。

c.成群、有规律出现。几十条~几百条。线状、放射状、同心圆状,受裂隙或火山控制。同心圆状向内倾斜呈锥状的称为锥状岩

墙,向外倾斜呈塔状的称为环状岩墙。

d.一次或多次侵入。

e.是岩浆沿断裂贯入的产物。一般指规模比较小,非直立的板状侵入体,形态不规则,厚度小且变化大,有分叉及复合现象的脉络状岩体称为岩脉。也有人将分布窄而长的岩墙、岩床都称为岩脉。(2)岩株

一种常见的不整合侵入体,多为花岗质岩体。特征:a.规模较大,出露面积小于100km2

b.平面上近于圆形或不规则等轴形。

c.接触面陡立。

d.岩株边部常有一些不规则的树枝状、树干状等形状岩体进入围

岩,称为岩干、岩枝、岩镰、岩瘤。(3)岩基

属巨型侵入体,面积大于

100km2,平面上通常呈长园形。多为花岗质岩体。(4)其它不整合侵入体产状:岩斗、岩拴。(二)、侵入岩相

岩浆上侵定位时的深度不同,岩浆的温度、压力、冷却速度,挥发份的溶解度等一系列物化条件存在着差异,结果影响到岩浆岩的矿物组成、结构、构造、产状等方面的差异,导致岩石具有不同的外貌(即表现在岩体的规模、产状、结晶程度、粒度、交代程度、接触变质程度等方面的差异)。侵入岩中能反映形成环境的所有岩石特征。

按照侵入体的定位深度,侵入岩相分为:

浅成相、中深成相、深成相三个相带。一般将侵入岩分为三种相:

浅成相

0~3km(次火山相0~3km)

中深成相

3~10km

深成相

>10km

浅成相与次火山相特征很相似,区别是看它们是否与火山岩有成因联系,如果与火山岩为“四同”关系,则为次火山相:

同空间同时间同外貌同成分(演化规律)。否则就是浅成相。浅成相

侵入深度为0—3km。岩体规模较小,常见岩墙、岩床、岩盖、小岩株、隐爆角砾岩体等,与围岩多呈不整合接触。岩体具细粒、隐晶质及斑状结构,斑晶可具熔蚀或暗化边结构。矿物常保存了高温条件下的结构状态,斜长石环带发育、常见高温石英斑晶、易变辉石等。岩体接触变质较弱。中深成相

侵入深度为3—10km,多属较大的侵入体,如岩株、岩基、岩盆等,也有岩盖、岩墙等小型侵入体。岩石具中粒、中粗粒结构、似斑状结构,矿物内部组成在缓慢冷却过程中得到调整,如斜长石环带不发育,石英为它形的低温石英。接触变质带较宽,常见矽卡岩带,有时有云英岩化带,可形成各种接触变质和高温气成热液矿床。深成相

侵入深度>10km。岩体较大,如岩株、岩基,主要为花岗岩类。走向与区域构造方向一致。交代结构发育,常为片麻状构造。斜长石无环带。岩体无冷凝边、接触变质带,与围岩逐渐过渡。围岩为区域变质岩,如结晶片岩、片麻岩类。各侵入岩相的主要特征

特征相温度压力等结构构造矿物特征产状围岩蚀变其它特征浅成相0~3km温度、压力较低。冷却快。挥发分散失快。细粒、隐晶、斑状(熔蚀、暗化、环带)结构。流动、晶洞、角砾状构造。有高温矿物。透长石、歪长石、正长石,斜长石环带发育,有序度、三斜度低。易变辉石、高温石英斑晶。小型侵入体(岩墙、岩床、岩盖、小岩株),隐爆角砾岩体。围岩接触变质作用弱、厚度薄。矽卡岩化少见。发育硅化、绿泥石化、绢云母化带。有含水矿物。机械贯入强。同化混染弱。岩相带明显。冷凝边宽。中深成相3~10km温度、压力较高。冷却慢。挥发分不易散失。中粒、中粗粒、似斑状结构。块状、斑杂状、岩体边缘具流动状构造。无高温矿物。微斜长石、正长石,斜长石环带不发育,有序度、三斜度高。普通辉石、紫苏辉石。低温它形石英。较大的不整合侵入岩体(岩株、岩基等),以及岩盖、岩盆、岩墙等。围岩接触变质作用强、厚度宽。矽卡岩化多见。无含水矿物。机械贯入弱。同化混染强。岩相带明显。冷凝边窄或不清楚。发育伟晶岩、细晶岩脉。深成相>3km温度、压力高。冷却慢。挥发分不易散失。粗粒结构、交代结构。块状构造。无高温矿物。微斜长石、斜长石无环带,有序度、三斜度很高。低温它形石英。大型侵入岩体(岩株、岩基等)。围岩无接触变质作用,与岩体逐渐过渡,无明显分界线。花岗岩岩体,无冷凝边。区域变质围岩。岩体和围岩发育伟晶岩、细晶岩脉。侵入岩相横向上,根据所在部位,又可以分为:

中央相:冷却慢。粒度粗,常见粗粒结构和似斑状结构,岩性(成分、

结构、构造等)均一,捕虏体少,无流线、流面构造等。

过渡相:介于两者之间。中~细粒结构和似斑状结构。

边缘相:冷却快。粒度细,岩性(成分、结构、构造等)不均一,捕

虏体多,具清晰的流线、流面构造等。本章重点火山岩的产状和相;主要火山岩相。侵入岩的产状和相;整合侵入体、不整合侵入体;侵入岩相。第四章物质成分

(化学成分与矿物成分)一、化学成分

组成岩浆岩的元素分为主要元素、微量元素、同位素和稀土元素四类,在岩石的成因研究中具有重要意义,其中用于岩浆岩分类的是主要元素。(一)岩浆岩中的主要元素

1.主要造岩元素

地球化学研究资料表明,地壳中所有的元素几乎都可以在岩浆岩中出现,但含量最多的是:O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、Mn、H、P十二种元素,约占岩浆岩总重量的99.25%,占地壳总重量的99%以上,称为主要造岩元素。岩浆岩平均化学成分

(据F.W.Clark,H.S.Washington,1924)元素重量元素重量O46.59S0.052Si27.72Ba0.050Al8.13Cl0.048Fe5.01Cr0.037Ca3.63Zr0.026Na2.85其它0.157K2.60合计100.00Mg2.09Ti0.63P0.15H0.13Mn0.10其中,氧含量最高,占岩浆岩重量46.59%,近1/2;

硅含量占岩浆岩重量27.72%,1/4强。2.主要造岩氧化物

研究岩浆岩的化学成分时,常常用氧化物重量百分比来表示。岩浆岩主要由SiO2、Al2O3、

Fe2O3、FeO、MgO、MnO、CaO、

K2O、Na2O、TiO2、P2O5和H2O

十二种氧化物组成,约占岩浆岩平均化学成分的98%,并且在各类岩石中都能出现,称为造岩氧化物。是地壳及地幔的主要组成。太阳系、地球、地壳化学成分对照图地幔、地壳、岩浆岩平均化学成分对比表(WB/%)氧化物地幔Ringwood1975大洋壳Ronov1976大陆壳Taylor1964岩浆岩Clark1924SiO45.249.460.359.12Al2O33.5415.415.615.34MgO37.487.63.93.49FeO8.4510.17.26.54CaO3.0812.55.85.08Na2O0.572.63.23.84K2O0.130.32.53.13TiO20.711.41.01.05MnO0.140.30.10.12P2O50.20.20.3主要造岩氧化物间关系

不同成分的岩浆岩,各氧化物的含量(重量百分比)也不同。各氧化物之间通常存在一定的相互制约关系,一般来说,随着SiO2含量的增高,K2O、Na2O为正相关,而MgO、FeO(Fe2O3)为负相关,Al2O3、CaO变化较复杂,从超基性岩到基性岩增加较快,达到最大值,然后随酸度增加而降低。(1)SiO2含量

SiO2含量变化于34~75%之间,少数可达80%(或仅有20%),是含量最高、最重要的一种氧化物。它支配着其它氧化物的含量变化,对岩浆及岩浆岩的物理化学性质及矿物组成影响最大,是岩浆岩化学成分分类的主导因素。据SiO2含量可把岩浆岩分为四类:

超基性岩SiO2<45%(SiO2<45%)

基性岩

SiO2=45~53%(SiO2=45~52%)

中性岩SiO2=53~66%(SiO2=52~65%)

酸性岩

SiO2>66%

(SiO2>65%)酸度/基性程度习惯上,SiO2含量高,称为酸性程度高或酸度大,或基性程度低。反之,SiO2含量低者,称为酸度小,亦可称为基性程度高。(2)Na2O+K2O含量

Na2O+K2O在岩浆中的含量称为全碱(Alk)含量。它们在地幔、地壳中的含量差别显箸,是主要元素中最容易熔融的组分,对源区的组成、部分熔融程度的变化以及岩浆的演化过程反应敏感,因而在岩浆岩的研究中意义重大。岩浆岩碱度(碱性程度)及碱性系列常用三种方法划分:1)里特曼(组合)指数(δ)

1957年,里特曼提出,用σ值参数反映岩浆岩组合及岩浆岩碱性特征。其表达式为:σ=(K2O+Na2O)2/(SiO2-43)

其中,K2O、Na2O、SiO2均为氧化物重量百分数(%Wt)。据里特曼指数将岩浆岩划分为:

钙碱性系列σ<3.3

碱性系列σ=3.3~9

过碱性系列σ>92)SiO2-Na2O+K2O图解据SiO2与K2O/Na2O的重量百分比值,将岩浆岩划分为碱性系列(A)和亚碱性系列(S)。3)K2O/Na2O比值

K2O/Na2O比值等也常作为岩浆岩研究的一个重要参数。例如:

壳源沉积岩成因的S型花岗岩:一般K2O/Na2O>1。幔源或壳源岩浆岩成因的M型或I型花岗岩:一般K2O/Na2O<1。碱性系列亚碱性系列(3)Al2O3含量

Al2O3含量在岩浆岩平均组成中仅次于SiO2。它影响岩浆的物理性质,即Al2O3丰度高,则岩浆粘度大,也暗示着长石含量增高,是岩石进一步分类和成因研究中的重要参数。如亚碱性玄武岩中,Al2O3>16%者被称为高铝玄武岩,是判定岛弧火山岩的重要特征。如花岗岩中,A/CNK=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)(摩尔数)>1.1者,多为S型花岗岩。(二)微量元素

是指在岩浆体系中,不作为任何物相的主要组分存在的分散元素,如Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Ba、Ta、Pb、Th、U等,含量很低,总重量<1%,一般用10-6(ppm)或μg/g来表示。由于含量很低,它们在岩浆中的物理化学形为可以近似地用稀溶液定律来描述。微量元素的存在方式:

(1)类质同象在矿物晶格内,占据化学性质相近的其它元素位置,例如Cr、

Ni占据橄榄石、辉石中Mg、Fe的位置,基性岩中含量高;Li、Rb、

Cs占据钾长石、云母中K的位置,酸性岩中含量高。

(2)保存在火山玻璃或气-液包体中。(3)吸附吸附在矿物表面、或以杂质的形式存在于晶体缺陷的间隙内。微量元素地球化学行为:林伍德(A.E.Ringwood)认为

地幔相容元素:地幔岩石熔融为岩浆后,残留、富集于地幔岩矿物中的元素,如Cr、Ni、Co、Yb、Er等(离子半径和电价与组成地幔岩矿物中的元素相近)。

地幔不相容元素:在熔融岩浆中相对富集的元素,岩浆作用后,富集于地壳的元素,如Cs、Rb、K、Ba、Sr、La、Y、REE、Th、U、Hf、Zr、Ti、Ta、Nb、P等(离子半径和电价与组成地幔岩矿物中的元素相差较大)。除上述元素外,还有K/Rb、K/Ba、Rb/Sr、Nb/Ta、Th/U等,都有成因意义。研究意义

示踪源区,分析岩浆的形成背景。

1.微量元素化学性质的差异,造成各元素丰度及比值在岩石圈垂向剖面上的分布差异。地幔岩石熔融、岩浆作用、进入地壳后,导致地壳中不相容元素的丰度高于地幔。另外,来自软流圈或更深处的流体,也可能对局部地幔进行交代,使不相容元素再次富集,造成地幔岩横向上的不均一性。

2.不同源区形成的岩浆,含有不同的微量元素特征。利用岩浆岩中微量元素特征,示踪岩浆源区的组成与特征,进而可以分析岩浆形成的构造环境。

(三)岩浆岩中的同位素分为稳定同位素和放射性同位素两部分。某些元素的同位素丰度和比值,对于探索岩浆的源区、冷却的过程、演化历史、形成时代等具有重要意义。1.稳定同位素:应用较多的有氧、碳、硫、氢、氦,以及O18/O16、S34/S32等。

原理:不同元素的质量不同,在地质作用过程中存在着分馏差异,造成

岩石圈不同部位的岩石中元素的含量不同,熔融成岩浆后,岩浆的同位素组成就有差别,可用同位素组成示踪岩浆岩的源区。例如氧同位素,由O16、O17和O18组成,其中O16和O18分馏后,造成岩石中含量不同,不同源区的岩石熔融成岩浆后,所含的氧同位素组成(δO18)值也不同。例如花岗岩:δO18

>10‰,属于壳源沉积岩成因,称为S型花岗岩。δO18

<6‰,属于幔源岩浆岩成因,称为M型花岗岩。2.放射性同位素

用途:确定岩浆岩的形成年龄、示踪源区。应用较多的有K-Ar、Rb-Sr、Sm-Nd、U-Pb、Th-Pb、Re-Os以及Sr87/Sr86、Pb206/Pb204、Pb207/Pb204等。(1)示踪源区原理:例如

Rb-Sr:Sr有四种稳定同位素,即Sr88、Sr86、Sr84和Sr87。前三者在自然界中的丰度稳定,且Sr86丰度最大。但是,Sr87是由Rb87放射性衰变生成,丰度不定。由于不同岩石中Rb87的丰度差别较大,导致Sr87的丰度差别。不同源区的岩石熔融成岩浆后,具有不同的ISr值,因而可用Sr同位素组成示踪岩浆来源,即Sr87/Sr86。用初始比值ISr表示:

ISr<0.708时,为幔源岩石熔融形成,称为I型花岗岩。

ISr>0.708时,为壳源沉积岩熔融形成,称为S型花岗岩。岩石中Sr87/Sr86的大小与两个因素有关:

1)岩浆源区岩石中Sr87/Sr86的初始比值ISr或[n(Sr87)/n(Sr86)]0。

2)Rb87的衰变时间。(2)确定岩浆岩的形成年龄

由于岩石形成的时间越长,由Rb87衰变形成的Sr87就越多,因此岩石中的Sr87/Sr86比值是随年龄增长的,据此,可确定火成岩的形成年龄。岩石中Sr87/Sr86随时间演化的关系为:

n(Sr87)/n(Sr86)=(eλt-1)n(Rb87)/n(Sr86)+[n(Sr87)/n(Sr86)]0

该方程是一条斜率为(eλt-1),截距为[n(Sr87)/n(Sr86)]0

的直线,λ(1.39×10-22年)为Rb87的衰变常数,t为衰变时间,通过一组同源岩浆岩(具相同的ISr值)的n(Rb87)/n(Sr86)

对n(Sr87)/n(Sr86)投点,就可以求出该直线的斜率和截距,得到岩石形成的年龄和初始值[n(Sr87)/n(Sr86)]0

(四)岩浆岩中的稀土元素

原子序数为57~71的15个元素和Sc、Y两种,共同点为:化学性质相近,难溶、难分离、稳定性高、常紧密共生在一起,不易因次生变化而消失等特点。轻稀土元素多富集于浅色矿物中。重稀土元素多富集于暗色矿物中。研究意义:反映岩浆的源区、物化条件、构造环境等内容。轻稀土元素多可能局部熔融程度低。重稀土元素多可能局部熔融程度高。二、矿物成分

岩浆岩的矿物成分,对于了解岩石的化学成分、生成条件,以及岩石成因具有重要意义,同时也是岩浆岩分类和鉴别的主要依据。岩浆岩中最常见、且在分类命名中起作用的矿物有:石英、钾长石、斜长石、似长石(白榴石、霞石)、橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、白云母等20余种,称为造岩矿物。分类

1.按化学成分分类

2.按矿物在岩浆岩中的含量和分类中的作用分类

3.按岩浆岩矿物的成因类型分类

4.按矿物共生组合的规律及其与化学成分的关系分类(一)、按化学成分分类

1.硅铝矿物

SiO2和Al2O3含量较高,不含铁镁。如石英、长石类及似长石类矿物。颜色均较浅,所以又叫浅色矿物。

2.铁镁矿物

FeO与MgO含量较高、SiO2含量较低,如橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云母类等矿物。颜色一般较深,所以又叫暗色矿物。注:色率——岩浆岩中暗色矿物的百分含量。它是岩浆岩鉴定和分类的重要标志之一。根据色率可以粗略判断岩石的成分和酸性程度。通常色率随岩石酸度的变化情况大致为:超基性岩色率>90

基性岩色率=40~90

中性岩色率=15~40

酸性岩色率<15(二)按矿物在岩浆岩中的含量和分类中的作用

分为主要矿物、次要矿物、副矿物。

1.主要矿物

在岩石中含量众多,对于确定岩石大类、岩石名称起主要作用。在分类命名中是不可缺少的。

如花岗岩:石英、钾长石是主要矿物,没有石英是正长岩,没有钾长石是石英岩或脉石英。

2.次要矿物

在岩石中含量次于主要矿物,对于划分岩石大类不起主要作用,但对确定岩石种属起作用的矿物。

如闪长岩中的石英,当石英含量>5%,则叫石英闪长岩,当石英含量<5%,则叫闪长岩。

3.副矿物

含量很少,<1%,个别情况可达5%。在一般的分类命名中均不起作用。它们对于了解一个岩体的形成条件、对比不同岩体、确定岩体时代以及研究稀散元素有重要意义。如磁铁矿、钛铁矿、锆石、磷灰石等。(三)、按矿物的形成阶段及形成时的物理化学条件划分1.原生岩浆矿物——在岩浆冷凝过程中形成的矿物。按成因特点又分为三类:

(1)正常矿物:直接从岩浆中结晶出来,而且在岩石形成过程中稳定存在的,如石英、角闪石等。根据形成的环境不同,可分为高温型和低温型。

高温型:形成于火山岩中如高温斜长石、高温石英(β石英)。

低温型:形成于深成岩中如低温斜长石和低温石英(α石英)。

(2)残余矿物和反应矿物:矿物从岩浆中结晶后,因温度、压力、成分等发生变化,受到部分反应、分解或熔蚀,其中尚未遭受变化的残余部分叫残余矿物,已经受反应、分解而形成的新矿物称反应矿物。如橄榄石外围的的辉石反应边。2.成岩矿物

在岩浆完全结晶后,由于外界物理化学条件的变化(主要是温度和压力的降低),使原生岩浆矿物发生转变,新形成的矿物。如透长石→正长石,β石英→α石英,固溶体成因钾长石分解为条纹长石等。

3.岩浆期后矿物

在岩浆已基本凝固成岩石后,由于受残余挥发分和岩浆期后溶液作用,新生成的矿物。或在晶洞、裂隙空间结晶,形成黄玉、电气石、萤石等;或交代早先形成的岩浆矿物——自变质,如橄榄石的蛇纹石化、斜长石的钠黝帘石化;或交代围岩矿物——它变质。4.它生矿物

由于岩浆同化围岩或捕虏体,外来组分的参与,使岩浆成分发生改变,形成的一些特殊矿物。如岩浆同化富铝围岩,岩浆岩中出现富铝矿物红柱石、堇青石、矽线石等矿物。5.外生矿物(表生矿物)

岩浆岩受外地质营力作用形成的矿物。如地表岩石风化形成的绢云母、高岭石,斜长石的绢云母化、钾长石的高岭石化等。注:当一些岩浆期后矿物、尤其是自变质矿物与外生矿物难以区分时,统称为次生矿物。(四)按矿物共生组合的规律及其与化学成分的关系分

岩浆岩中的矿物组合规律,主要决定于岩浆岩的化学成分。主要影响的化学成分有:SiO2含量、碱质含量、Al2O3含量。

1、SiO2含量对矿物共生组合的影响

岩浆中SiO2除了满足Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、K2O、Na2O形成铝硅酸盐矿物、铁镁矿物等以外,剩余的则形成石英,它是硅酸盐熔体中游离SiO2结晶的产物,石英的出现表示岩浆岩中SiO2含量过剩。因此,石英是岩浆岩中SiO2过饱和的指示矿物。另外,岩浆结晶过程中

Mg2SiO4+SiO2(1557℃)→2MgSiO3

镁橄榄石(液相)顽火辉石

NaAlSiO4+2SiO2→NaAlSi3O8

霞石(液相)钠长石

KAlSiO4+2SiO2→KAlSi3O8

白榴石

(液相)正长石镁橄榄石,以及霞石、白榴石(统称为似长石类矿物)等似长石类矿物的出现,表明岩浆中SiO2不足(不饱和)。

因此,岩浆岩中镁橄榄石以及霞石、白榴石等似长石类矿物是岩浆岩中SiO2不饱和的指示矿物。

反映硅酸饱和程度的指示矿物:硅酸过饱和矿物:

石英。硅酸不饱和矿物:岩浆岩中不可以与石英共生的矿物,如镁橄榄石、似长石类矿物。注:一般情况下,硅酸不饱和的指示矿物不能和硅酸过饱和的指示矿物相共生。硅酸饱和矿物:岩浆岩中可以与石英共生的矿物,或可以与硅酸不饱和矿物共生的矿物,

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