岩浆岩石学.ppt

1、岩浆岩石学,基本概念 岩石：天然产出的，由一种或多种矿物或火山玻璃、生 物遗骸、胶体组成的固态集合体。 岩浆岩（Magmatic rocks,Igneous rocks）:它是由地 壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆，在侵 入地下或喷出地表冷凝而成的岩石。也可称之为 火成岩。或简单地说，由岩浆冷凝固结而成的岩 石称为岩浆岩。 岩石学（Petrology）：是专门研究地壳、地幔及其它星 体产出的岩石的分布、产状、成分、结构、构造 、分类、命名、成因、演化等方面的科学。, 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

2、与构造、矿 产关系等的一门独立科学。,a.岩类学：或称描述岩石学或岩相学，它主要是研究岩 石的产状、分布、组成、分类、命名等方面 的问题。 b.岩理学：又称理论岩石学或成因岩石学，它主要是研 究岩石的形成条件及成因等方面的问题。,岩 石 学,岩浆是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、含有挥发份的熔融体（熔体）。 岩浆的温度高达1300C以上,压力可达数千个大气压,岩浆,岩 浆 作 用,岩浆的形成活动直至冷凝的全过程,岩浆岩,凝固结晶,侵入作用-侵入岩,深成岩,浅成岩,喷出作用-喷出岩/火山岩,岩浆岩不同于沉积岩和变质岩的 主要判别标志 岩浆岩大部分为块状的结晶岩石，部分为玻

3、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。 岩浆岩中有一些特有的矿物和结构构造。霞石、白榴石、 气孔、杏仁构造。 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 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。 岩浆岩不显层理构造,但有时可见假层理。假层理通常由于 岩浆层流造成,深成岩则是由于成分不同(结晶分异)造成 岩浆岩中没有任何生物遗迹。,1. 造 岩 元 素 O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K, Ti 等， 其 总 和 约 占 岩

4、浆 岩 总 重 量 的 99.25%。氧 的 含 量 最 高, 占 岩 浆 岩 重 量 的46.59%, 占 体 积 的 94.2% 常以氧化物的形式表示: SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, K2O, Na2O 和 H2O . 其中, SiO2 = 40%75%为最重要的成分，是 岩 石 酸 性 程 度（ 基 性 程 度） 的 标 志。,一、 岩 浆 岩 的 化 学 成 分,超 基 性 岩 SiO266%,挥发份 （6） H2O, CO2, CO, N2, SO2, SO3, H2S, HCl, H2F,2. 次 要 元 素 P, H, Mn, B 等,3.

5、 微 量 元 素 岩 浆 中 存 在 大 量 微 量 元 素： Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Ba、Ta、Pb、Th、U 等 微 量 元 素 丰 度 及 其 比 值（ 如 K/Rb、K/Ba、Rb/Sr、Nb/Ta、Th/U 等， 对 探 讨 岩 石 成 因 和 岩 浆 演 化 有 重 要 意 义。,岩 浆 岩 化 学 成 分 变 化 规 律,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 都 有 重 大 意 义。 同 时， 它 也 是 岩 浆 岩 分 类 和 鉴 别 的 主 要 依

6、 据 组 成 岩 浆 岩 的 矿 物， 常 见 的 不 过20 几 种， 这 些 构 成 岩 石 的 矿 物 统 称 为 造 岩 矿 物。,二 . 岩 浆 岩 的 矿 物 成 分,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。 这 些 矿 物 颜 色 均 较 浅， 所 以 又 叫 浅 色 矿 物。 铁 镁 矿 物：FeO 与MgO 含 量 较 高，SiO2 含 量 较 低。 如 橄榄石、辉石类、角闪石类和黑云母类。这 些 矿物 颜 色 一 般 较 深， 所 以 又 叫 暗 色 矿 物。 色 率 :岩 浆 岩 中 暗

7、色 矿 物 的 百 分 含 量 称 为 色 率。 浅 色 岩： 习 惯 上 把 花 岗 岩、 正 长 岩 等 浅 色 矿 物 占 优 势 的 岩 石 称 为 浅 色 岩。 其 色 率 在030 之 间。 暗 色 岩： 色 率 在60100， 以 暗 色 矿 物 占 优 势 的 岩 石 称 为 暗 色 岩。 如 橄 榄 岩、 辉 长 岩 等。 根 据 色 率 可 以 粗 略 判 断 岩 石 的 成 分 和 酸 性 程 度。,硅 铝 矿 物 和 铁 镁 矿 物,主 要 矿 物： 在 岩 石 中 含 量 众 多， 对 于 确 定 岩 石 名 称 是 不 可 缺 少 的， 在 分 类 命 名 上 起

8、主 要 作 用。 如 石 英、 钾 长 石 是 花 岗 岩 的 主 要 矿 物。 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 一 定 作 用 的 那 些 矿 物。 如 闪 长 岩 中 的 石 英， 含 量 约2， 没 有 石 英 也 叫 闪 长 岩； 当 石 英5 时， 则 叫 石 英 闪 长 岩。 副 矿 物： 含 量 很 少， 常 小 于1， 个 别 情 况 可 达 5， 在 一 般 的 分 类 命 名 中 均 不 起 作 用。 但 它 们 对 于 了 解 一 个 岩 体

9、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。,主要矿物、 次要矿物、 副矿物,各 类 岩 浆 岩 主 要 矿 物 成 分 及 含 量,橄榄石辉石组合: 相当于超基性岩,钙、铁、镁多而硅少，且贫碱， 出现大量镁铁矿物(橄榄石辉石等），不出现石英和长石。 基性斜长石辉石组合：相当于基性岩，铝和钙较多,铁、镁和硅均 较充分，主要形成基性斜长石和辉石,二者近于1:1，不出现石英 中性斜长石角闪石组合：相当于中性岩，钠、钾略有增加，铝、 硅 钙、铁、镁均较充分，主要形成中性斜长石、角闪石、黑云 母，可能出现，少量石英和钾长石

10、，浅色矿物：暗色矿物2：1 石英钾长石酸性斜长石组合：相当于酸性岩，钠、钾、硅含量 高，铁、镁、钙低，石英、钾长石、酸性斜长石等浅色矿物为 主。 钾长石黑云母角闪石组合：其SiO2相当于中性岩，钠、钾高而铁 、镁低，大量出现钾长石。 霞石钾长石组合：其SiO2接近于基性岩(平均53.36) 钠、钾含量 很 高，出现霞石，因钠过多，故常出现碱性暗色矿物。,六 种 典 型 的 岩 浆 岩 矿 物 共 生 组 合,岩 浆 岩 的 结 构（texture）: 指 组 成 岩 石 的 矿 物 的 结 晶 程 度、 颗 粒 大 小、 晶 体 形 态、 自 形 程 度 和 矿 物 间（ 包 括 玻 璃） 相

11、 互 关 系。 岩 浆 岩 的 构 造（structure）: 指 岩 石 中 不 同 矿 物 集 合 体 之 间 或 矿 物 集 合 体 与 其 它 组 成 部 分 之 间 的 排 列、 充 填 方 式 等,岩 浆 岩 的 结 构 构 造,岩 浆 岩 的 结 构 1、 岩 浆 岩 的 结 晶 程 度 全 晶 质 结 构： 岩 石 全 部 由 结 晶 的 矿 物 组 成。 多 见 于 深 成 侵 入 岩 中， 结 晶 条 件 好， 缓 慢 结 晶 的 产 物。 玻 璃 质 结 构： 岩 石 几 乎 全 部 由 未 结 晶 的 火 山 玻 璃 所 组 成。 多 见 于 火 山 岩 中， 是 快

12、速 冷 凝 结 晶 的 产 物。 半 晶 质 结 构： 岩 石 由 部 分 晶 体 和 部 分 玻 璃 质 组 成。 多 见 于 浅 成 岩 和 火 山 岩 中。,显 晶 质 结 构： 肉 眼 观 察 时 基 本 上 能 分 辨 矿 物 颗 粒。 （1） 粗 粒 结 构： 矿 物 直 径 5mm （2） 中 粒 结 构： 矿 物 直 径 25mm （3） 细 粒 结 构： 矿 物 直 径 20.2mm （4） 微 粒 结 构： 矿 物 直 径 0.2mm 隐 晶 质 结 构： 矿 物 颗 粒 很 细， 肉 眼 无 法 分 辨 出 矿 物 颗 粒 者。 如 果 在 显 微镜 下 可 以 看 清

13、矿 物 颗 粒 者， 称 显 微 晶 质 结 构； 如 果 境 下 只 有 偏 光 反 映 ， 而 无 法 分 辨 矿 物 颗 粒 者， 称 显 微 隐 晶 质 结 构,2、 岩 石 中 矿 物 的 颗 粒 大 小,（1） 等 粒 结 构： 岩 石 中 不 同 种 主 要 矿 物 颗 粒 大 小 大 致 相等 （2） 不 等 粒 结 构：岩 石 中 不 同种 主 要 矿 物 颗 粒 大 小 不 等 （3） 斑 状 及 似 斑 状 结 构： 岩 石中 所 有 矿 物 颗 粒 可 分 为 大 小 截 然 不 同 的 两 群， 大 的 称为 斑 晶， 小 的 称 为 基 质， 其中 没 有 中 等

14、大 小 的 颗 粒。 如果 基 质 为 隐 晶 质 或 玻 璃 质,则 称 斑 状 结 构； 如 果 基 质 为显 晶 质， 则 称 似 斑 状 结 构。,3、根 据 矿 物 颗 粒 的 相 对 大 小 又 可 划 分 为:,4、岩 石 中 矿 物 的 自 形 程 度 自 形 晶 结 构： 岩 石 主 要 由 自 形 晶 组 成 它 形 晶 结 构：岩 石 主 要 由 它 形 晶 组 成 半 自 形 晶 结 构：岩 石 主 要 由 半 自 形 晶 组 成。,构 造 是 指 岩 石 中 不 同 矿 物 集 合 体 之 间 或 与 岩 石 其 它 组 成 部 分（ 如 玻 璃 质） 之 间 的 排

15、 列 方 式 及 充 填 方 式 所 表 现 出 来 的 特 点。,岩 浆 岩 的 构 造,带 状 构 造： 不 同 成 分 的 岩 石 彼 此 逐 层 交 替， 或 者 是 成 分 相 同 但 结 构 、颜 色 及 造 岩 矿 物 成 分 或 数 量 不 同 的 岩 石 彼 此 逐 层 交 替 呈 带 状、 条 带 状 彼 此 平 行 或 近 于 平 行。,块 状 构 造（ 均 一 构 造）： 组 成 岩 石 的 矿 物 在 整 块 岩 石 中 分 布 是 均 匀 的， 岩 石 各 部 分 在 成 分 上 或 结 构 上 都 是 一 样 的。,气 孔 和 杏 仁 构 造： 喷 出 岩 中 常

16、 见 构 造， 主 要 见 于 熔 岩 层 之 顶 部， 它 是 由 于 从 冷 凝 着 的 岩 浆 中， 尚 未 逸 出 的 气 体， 上 升 汇 聚 于 岩 流 顶 部， 冷 凝 后 留 下 的 气 孔， 称 为 气 孔 构 造。 气 孔 的 拉 长 方 向 代 表 着 岩 流 流 动 的 方 向。 当 气 孔 被 岩 浆 期 后 矿 物 所 充 填， 则 形 成 杏 仁 构 造。,枕 状 构 造： 这 是 岩 浆 水 下 喷 发 的 典 型 构 造。 枕 状 体 常 具 玻 璃 质 冷 凝 边， 有 的 气 孔 呈 同 心 层 状 或 放 射 状 分 布， 中 部 有 空 腔。,流 纹

17、构 造： 是 酸 性 熔 岩 中 最 常 见 的 构 造。 它 是 由 不 同 颜 色 的 条 纹 和 拉 长 的 气 孔 等 表 现 出 来 的 一 种 流 动 构 造。,流 动 构 造： 岩 浆 岩 中 的 片 状 矿 物、 板 状 矿 物 和 扁 平 捕 虏 体、 析 离 体 的 平 行 排 列， 形 成 流 面 构 造； 而 柱 状 矿 物 和 长 析 离 体、 捕 虏 体 的 定 向 排 列， 形 成 流 线 构 造。 它 们 是 岩 浆 流 动 的 遗 迹， 流 面 与 围 岩 接 触 面 平 行， 流 线 与 岩 浆 流 动 方 向 一 致。,岩 浆 岩 的 产 状： 主 要 是

18、 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 上 升 及 活 动 方 式 等 等。 岩 浆 岩 的 相： 是 指 岩 体 生 成 条 件 不 同 而 产 生 的 不 同 的 岩 石 和 岩 体 总 的 特 征。,岩 浆 岩 的 产 状 和 相,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 式 喷 发. 裂 隙 式 喷 发: 岩 浆 沿 一 个 方 向 的 大 断 裂( 裂 隙) 或 断

19、 裂 群 上 升, 喷 出 地 表. 中 心 式 喷 发: 岩 浆 沿 颈 状 管 道 的 一 种 喷 发. 喷 发 通 道 在 平 面 上 呈 点 状, 又 称 点 式 喷 发. 其 特 点 是 形 成 火 山 锥.,火 山 岩 的 产 状 和 相,火 山 岩 的 产 状,火 山 喷 发 方 式,火 山 岩 的 产 状 主 要 与 岩 浆 上 升 到 达 地 表 的 方 式 关.,火 山 岩 常 见 的 产 状 有: 熔 岩 高 原、 熔 岩 台 地、 熔 岩 流、 熔 岩 脊、 熔 岩 被、 熔 岩 瀑 布、 熔 岩 丘、 熔 岩 锥、 熔 岩 针 等 等。 熔 岩 表 面 形 态 常 有

20、 绳 状 和 块 状 两 种。,火 山 岩 常 见 产 状 类 型,相 是 不 同 地 质 条 件 下 生 成 的 岩 石 或 岩 体 总 的 特 征。 以 中 心 式 喷 发 为 例， 大 致 可 分 为 以 下 相 和 相 组：,火 山 岩 的 相, 溢 流 相： 成 分 从 超 基 性 到 酸 性 皆 有， 以 基 性 最 发 育， 可 形 成 于 火 山 喷 发 的 各 个 时 期， 但 以 强 烈 爆 发 之 后 出 现 为 主。 爆 发 相： 成 分 不 定， 但 以 含 挥 发 份 多、 粘 度 大 的 岩 浆 常 见， 尤 以 中 酸 性、 碱 性 更 有 利 于 爆 发， 可

21、 形 成 于 各 个 时 期， 但 以 早 期 和 高 潮 期 最 发 育。 侵 出 相： 多 见 于 火 山 作 用 末 期。 在 岩 浆 分 异 晚 期， 粘 度 大、 温 度 低， 而 挥 发 份 少 到 不 能 爆 发 的 情 况 下， 堵 塞 通 道 的 粘 度 很 大 的 熔 浆 被 推 挤 出 地 表， 堆 积 于 火 山 颈 之 上 部， 形 成 直 径 小、 厚 度 大、 产 状 陡 的 穹 丘。 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 与 火 山

22、岩 同 源 的、 呈 侵 入 产 状 的 岩 体。 它 与 火 山 岩 有 四 同： 同 时 间 但 一 般 较 晚； 同 空 间 但 分 布 范 围 较 宽；同 外 貌 但 结 晶 程 度 较 好； 同 成 分 但 变 化 范 围 及 碱 度 较 大 侵 入 深 度 一 般3.0km. 又 可 细 分 为: 近 地 表 相:00.5km; 超 浅 成 亚 相:0.51.5km; 浅 成 亚 相：1.53km; 火 山 沉 积 相： 在 火 山 作 用 过 程 中 皆 可 产 出， 但 以 火 山 喷 发 的 低 潮 期 间 隙 期 最 为 发 育， 是 火 山 作 用 迭 加 沉 积 作 用

23、 的 产 物。 可 形 成 于 陆 地， 也 可 形 成 于 水 体 中。,侵 入 岩 的 产 状 侵 入 岩 的 产 状 主 要 是 指 侵 入 体 产 出 的 形 态、 大 小、 与 围 岩 的 关 系 以 及 侵 入 时 的 构 造 环 境 等 等,侵 入 岩 的 产 状 和 相, 整 合 侵 入 体： 侵 入 体 的 接 触 面 基 本 上 平 行 于 围 岩 层 理 或 片 理， 是 岩 浆 以 其 机 械 力 沿 层 理 或 片 理 等 空 隙 贯 如 形 成。 包 括 以 下 主 要 产 状 类 型： （1） 岩 盆： 岩 浆 侵 入 岩 层 之 间， 中 部 受 岩 浆 静 压

24、 力 使 底 板 下 沉 断 裂， 形 成 中 央 微 凹 的 盆 状 侵 入 体。,（2） 岩 盖： 又 称 岩 盘。 上 凸 下 平 的 穹 隆 状 水 平 整 合 侵 入 体。,（3） 单 斜 岩 体： 单 斜 岩 层 间 的 整 合 侵 入 体。,（4） 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。,5） 岩 鞍： 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。,（1） 岩 墙： 厚 度 比 较 稳

25、 定 近 于 直 立 的 板 状 侵 入 体。 是 岩 浆 沿 断 裂 贯 入 的 产 物。, 不 整 合 侵 入 体,（2） 岩 脉： 一 般 指 规 模 比 较 小， 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,（4） 岩 基： 属 巨 型 侵 入 体， 面 积 大 于100 km2 ， 平 面 上 通 常 呈 长 圆 形。,（3） 岩 株： 是 一 种 常 见 的 不 整 合 的 规 模 较 大 的 侵 入 体， 平 面 上 近 于 圆 形 或 不 规 则 等 轴 形， 接 触 面 陡 立， 似 树 干 状 延 伸， 又 称

26、 岩 干， 出 露 面 积 小 于 100 km2。 岩 株 边 部 常 有 一 些 不 规 则 的 岩 枝、 岩 镰、 岩 瘤 等。,侵 入 岩 相 的 划 分 主 要 是 以 岩 石 形 成 的 深 度 为 纲， 深 度 不 同， 影 响 到 岩 浆 的 温 度、 压 力、 冷 却 快 慢、 挥 发 份 的 散 失 等 一 系 列 物 理 化 学 条 件 的 差 异， 而 这 些 条 件 与 岩 石 的 成 因 及 岩 石 外 貌、 成 分 等 有 不 可 分 割 的 关 系。 目 前 一 般 将 侵 入 岩 分 为 三 种 相： 浅 成 相（03km）: 细 粒、 隐 晶 质 及 斑 状

27、 结 构 等， 可 见 熔 蚀、 暗 化 现 象。 多 见 高 温 矿 物， 岩 体 规 模 较 小。 中 深 成 相（310km： 中 粒、 中 粗 粒、 似 斑 状 结 构； 多 为 中 低 温 矿 物； 岩 体 规 模 较 大。 深 成 相（10km)： 岩 体 规 模 较 大； 结 晶 粗 大， 多 为 块 状 规 则； 多 为 低 温 矿 物。 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 有 四 同 关 系， 则 为 次 火 山 岩； 否 则 就 是 浅 成 岩。,侵 入 岩 的 相

28、,岩 浆 岩 的 分 类,自 然 界 的 岩 浆 岩 多 种 多 样， 已 有 岩 石 名 称 多 达1000 种 以 上， 它 们 之 间 在 成 分、 结 构、 共 生 组 合、 产 状 和 成 因 上， 既 有 联 系 也 有 差 异。 因 而， 正 确 地 认 识 这 些 联 系 和 差 异， 进 行 合 理 的 归 纳， 是 岩 浆 岩 分 类 的 主 要 任 务。,酸 度 和 碱 度 是 岩 浆 岩 分 类 的 重 要 化 学 成 分 依 据，酸 度 即SiO2 含 量， 据SiO2 重 量 百 分 数， 通 常 将 岩 浆 岩 分 为 四 大 类： 超 基 性 岩 SiO2 66

29、% 据 碱 度 可 将 岩 浆 岩 划 分 为 三 种 主 要 类 型: 钙 碱 性 岩 9,依据 岩 浆 岩 的 化 学 成 分,里特曼组合指数 =(K2O+Na2O)2/(SiO2-43),岩 石 中 石 英、 长 石、 似 长 石、 暗 色 矿 物 的 种 属 及 含 量 在 不 同 岩 类 中 有 明 显 区 别。 钙 碱 性 岩： 以 不 含 似 长 石 及 碱 性 暗 色 矿 物 为 特 征， 而 且 斜 长 石 更 富 含An 组 份。 碱 性 岩： 以 富 含 碱 性 长 石 和 碱 性 暗 色 矿 物 为 特 色。 斜 长 石 一 般 比 钙 碱 性 系 列 的An 偏 低。 过 碱 性 岩： 以 似 长 石 和 碱 性 暗 色 矿 物 为 主 要 组 成。,依据岩浆岩的矿物成分,根 据 岩 浆 岩 的 相 特 征 可 将 岩 浆 岩 分 为： 火 出 岩 a. 熔 岩 b. 火 山 碎 屑 岩 c. 次 火 山 岩 d. 火 山 碎 屑 沉 积 岩 及 沉 积 火 山 碎 屑 岩 侵 入 岩 a. 浅 成 岩 b. 中 生