岩石学课件1

岩石学,任课老师：易伟欣电话号码：3980085E-mail:,一 岩石及岩石学的概念 1.岩石的概念 岩石是天然产出的由一种或多种矿物（包括火山玻璃、生物遗骸、胶体组成的、具有一定结构构造的矿物集合体。 它是组成地壳及地幔的固态部分，是地质作用的产物。,绪论,2.岩石学的概念 岩石学是地质学领域的一门重要的分支学科。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。,二 岩石的分类 岩石的种类很多，按其成因可分为三大类： （1）岩浆岩 （2）沉积岩 （3）变质岩,三岩石学在水文地质和工程地质中的作用（一）岩石学在水文地质中的作用（二）岩石学在工程地质中的作用,四 岩石学的研究方法 （一）野外地质学方法主要是通过野外地质制图，剖面测制，对岩石的成分、结构、构造、产状时代、生成顺序、各类岩石的共生组合、岩相变化以及岩体与矿产的关系等应作详细的描述，同时作出初步分析和推论，还应采集适当的标本样品，以供室内进一步研究之用。,（二）室内研究方法 目前采用的方法有： 1）岩相学研究 2）岩石化学方法 3）实验岩石学方法,三、岩石学发展简史,岩石学成为一门独立的科学则始于十八世纪末，由于欧洲工业的迅速发展，对矿物原料的要求与日俱增，从而积累了大量的矿物和岩石资料，促使岩石学从地质科学中分出成为独立的学科。,在岩石学发展的初期，主要研究的是岩浆岩，到了十九世纪中叶才开始了系统地研究变质岩，而沉积岩直到廿世纪初，由于石油工业的兴起和发展，才引起人们的注意，可是它的发展十分迅速，到廿世纪三十年代就已发展成了一门独具风格内容丰富的学科了。,显微镜的出现，是岩石学发展史上一个很重要的转折点，所以研究岩石学发展史者都据显微镜的出现将岩石学的发展分为 显微镜前期 显微镜期 显微镜后期,显微镜前期，即相当于十八世纪末和十九世纪初，当时对岩石的研究主要是野外地质的肉眼观察和描述，部分地研究了岩石的化学成分。这期间虽说积累了大量初步岩石知识，可是对于地壳中花岗岩和玄武岩的成因。表现为：,1、火成论的确定 2、岩浆概念的产生 3、提出了岩浆岩的分类 初步将岩浆岩分为酸性、中性和基性岩类。,显微镜期 1828年尼柯尔发明了偏光镜，将其装成了偏光显微镜，后来英国的索尔比制成了岩石薄片，提出了岩石薄片研究法，,福尔贝斯和沃格桑于1867年分别出版了用偏光显微镜研究岩石薄片方法的专门著作，以及齐尔克的“矿物和岩石的显微镜性质”，罗森布施的“岩石重要矿物的显微镜博物学”等。为岩石的分类、岩石矿物成分，岩石结构、岩石化学成分、岩石成因理论研究奠定了基础。 这个时期也出现了脱离地质的纯显微镜研究的偏向。,显微镜后期 岩石学的研究，便沿着矿物学、岩石化学、地球化学、区域岩石学、岩类学、岩理学、实验岩石学和工艺岩石学等多方面迅猛发展。,近几十年 随着各种新的快速测试方法的使用，多种边缘学科的相互渗透，电子计算机的出现和利用，大量区域岩石学和岩类学资料的积累和综合整理手段的前进，都为日益深入研究岩石展示了方向。,由于电子探针，电子显微镜，激光光谱，红外光谱等多种近代新测试分析方法的应用，使矿物的研究更是向着一个更高的新阶段突飞猛进。矿物有序-无序的研究，矿物作为地质温压计的探讨，都直接或间接地为地壳中和壳下层的物质的存在状态与岩浆的形成和演化带来了可信的情报。,第一章 岩浆岩的基本特征 第一节 岩浆与岩浆岩的概念 一、岩浆的概念,第一篇 岩浆岩,一、岩浆的概念 岩浆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。,Fig. 6.04a,W. W. Norton,Fig. 6.02,W. W. Norton,Early Crystallization,二、岩浆的主要特点： 1、岩浆的成分 包括：氧、硅、铝、铁、镁、钙、钾、钠、锰、钛、磷等造岩元素。 其中以氧最多，常以氧化物表示。 另外还有挥发份：CO2、SO2、 CO、N2、H2 NH3、NH4、HCl、HF、KCl、NaCl等等。,2、岩浆的温度 喷出熔岩温度一般为700-13000C，玄武岩1000-13000C，安山岩900-10000C，流纹岩 700-9000C。 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。,3、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。 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。 压力增大，粘度愈大。,二、岩浆岩的概念 由岩浆冷凝固结而成的岩石称为岩浆岩。,岩浆作用：地下深处形成的岩浆，沿构造薄弱带上升到地壳上部或地表，在岩浆上升、运移过程中，岩浆的物理化学条件和自身成分的不断发生变化。最终结晶凝固形成岩浆岩，这一复杂过程称为岩浆作用。,侵入作用：侵入到地壳中过程称为侵入作用，结晶形成的岩石为侵入岩。 喷出作用：岩浆上移喷出地表的过程称为喷出作用，凝固形成的岩石称为喷出岩。,Tectonic Settings of Igneous Activity,Intrusive Granite (large crystals),Types of Igneous Structures,Extrusive Basalt (small crystals + glass),思考题： 岩石及岩石学的概念 岩浆的概念 岩浆岩的概念 岩浆的主要特点,第二节 岩浆岩的物质成分 一、岩浆岩的化学成分 1、造岩元素 O、Si、Al、Fe、Ti、Mn、Mg、Ca、Na、K、H、P等。 2、氧化物 SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、K2O、Na2O、H2O、P2O5等。,3、SiO2与其它氧化物的关系,4、RittMann 指数,越大，碱性程度愈强。 3.3者称为钙碱性岩； 在3.39者为碱性岩； 者为过碱性岩。,二、岩浆岩的矿物成分 1、主要矿物、次要矿物、副矿物。 主要矿物：指在岩石中含量多，并在确定岩石大类名称上起主要作用的矿物。 次要矿物：指在岩石中含量少于主要矿物的矿物。 副矿物：指在岩石中含量很少，在一般岩石分类命名中不起作用的矿物。,2、硅铝矿物和铁镁矿物。 （1）硅铝矿物：SiO2与Al2O3的含量较高，不含铁镁，其中包括石英、长石类及副长石类，这些矿物颜色较浅，所以又叫浅色矿物。 （2）铁镁矿物：FeO与MgO的含量较高，SiO2含量较低，主要包括橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云母类等矿物。这些矿物的颜色一般较深，多为黑色或暗绿色，所以又叫暗色矿物。,3、岩浆岩矿物的成因类型。 （1）原生矿物：在岩浆结晶过程中所形成的矿物，如橄榄石、辉石、角闪石、云母、长石、石英等。也包括部分岩浆作用晚期析出的富含挥发份的矿物，如电气石、萤石等。 （2）他生矿物：一般在正常的岩浆岩中不出现，多半是由于岩浆同化了围岩和捕虏体使其成分发生变化而形成的。如钙铁榴石、硅灰石等。堇青石、红柱石等富铝矿物。,（3）次生矿物：在岩浆岩形成后，由于受到风化作用或岩浆期后热液蚀变作用，原生矿物发生变化而形成的新矿物，称次生矿物。如蛇纹石或伊丁石、绿泥石、高岭石等。,4、岩浆岩的矿物共生组合规律及其与化学成分关系 自然界的岩浆岩不是任意组合的，而是有规律的共生，这种规律称为共生组合。反映在矿物成分的共生规律称为矿物共生组合。 影响矿物共生组合的因素，除了温度、压力外，主要决定于岩浆岩的化学成分，特别是SiO2的含量。,当SiO2含量很高时，除了形成硅酸盐矿物之外，可以形成石英。 当SiO2含量不足时，可能出现橄榄石、霞石、白榴石等矿物，这些矿物称为SiO2不饱和的矿物。 当SiO2含量不足时，可能出现辉石、角闪石、斜长石、钾长石等，这些矿物称为SiO2饱和的矿物。,不同成分的岩浆岩中矿物共生的规律： 1、超基性岩类：SiO2含量45，富含MgO、FeO，而K2O、Na2O含量少，因此反映在矿物成分上，就以铁镁矿物为主，一般含量可达 90%，主要是橄揽石、辉石，而长石含量很少或无。 2基性岩类：SiO2含量为4553，随着SiO2含量的增加，FeO、MgO较起基性岩少，Al2O3、CaO含量则增，因此出现了辉石和基性斜长石共生，且含量近于相等。,3中性岩类：SiO2含量为5366，FeO、MgO、CaO含量均较前者减少，而K2O、Na2O的含量却相对增加，因而出现了角闪石与中性斜长石共生，铁镁矿物则降低至 3 0左右。另外还有一类较富含K20和Na2O的中性岩（正长岩类），则出现铁镁矿物和碱性长石的共生。,4酸性岩类: SiO2含量 66%，FeO、Mgo、CaO含量大大减少，而K2O、Na2O则明显增加，因此出现了石英、钾长石、酸性斜长石、黑云母等共生现象，其中铁镁矿物一般仅占10左右。,5碱性岩类: K2O、Na2O含量高，而SiO2含量较低，这类岩石的特点，是在暗色矿物中出现碱性辉石、碱性角闪石（都含Na），在浅色矿物中常出现SiO2不饱和的霞石，白榴石等。便能看出化学成分变化反映在矿物组合上的规律性。,第三节 岩浆岩的结构和构造 一、结构、构造的概念 结构：是指组成岩石物质的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自形程度及其相互间的关系。 构造：是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体和其它部分之间的排列方式及充填方式。,二、岩浆岩的主要结构类型 1、岩浆岩的结晶程度 按岩浆岩的结晶程度可分为： 全晶质结构：岩石全部由已结晶的矿物组成。 玻璃质结构：岩石几乎由全部未结晶的火山玻璃所组成。 半晶质结构：岩石由部分晶体和部分玻璃组成。,2、矿物的颗粒大小 显晶质结构：肉眼及放大镜基本上能分辨矿物颗粒。 隐晶质结构：肉眼及放大镜无法分辨矿物颗粒。 隐晶质结构：由可分为显微隐晶质结构和显微晶质结构。,1）显晶质结构按颗粒大小分为： 伟晶(颗粒直径10mm)， 粗晶结构(颗粒直径5mm)， 中晶结构(颗粒直径2-5mm)， 细晶结构(颗粒直径2-0.2mm)， 微粒结构(颗粒直径0.2mm)。,2）矿物颗粒的相对大小 等粒结构：是指岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等。 不等粒结构：是指岩石中同种主要矿物颗粒大小不等。 斑状结构：岩石中矿物颗粒分为大小截然不同的两群，大的为斑晶，小的及不结晶的玻璃质的为基质。 似斑状结构：外貌类似于斑状结构，只是基质为显晶质的。,不等粒结构、斑状结构 似斑状结构、等粒结构,3、矿物的自形程度 根据全晶质岩石中的矿物的自形程度可以分为三种结构： 自形结构：是指矿物晶粒具有完整的晶面。 它形结构：指矿物晶体无一完整的晶面，形状规则的轮廓。 半自形结构：指矿物晶体发育不完整，部分晶面完整