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目录二、岩浆岩与变质岩部分第1章 岩浆岩鉴定基础1 岩浆与岩浆岩的概念2 岩浆岩的化学成分3 岩浆岩的矿物成分4岩浆岩的结构与构造第2章 岩浆岩的观察方法第3章 实习项目1 超基性岩类2 基性岩类3 中性岩类4 酸性岩类5 半酸性岩类6 碱性岩类第4章 变质岩的鉴定基础1 变质作用与变质岩的概念2变质岩的化学成分3变质岩的矿物成分4 变质岩的结构与构造第5章 变质岩的观察方法第6章 实习项目1 板岩2 千枚岩3 片麻岩 4片岩 5 石英岩6 大理岩7 角岩8 硅卡岩9 蛇纹岩10 云英岩11 碎裂岩12 糜棱岩13 混合岩第7章 岩浆岩鉴定基础第一节岩浆和岩浆岩的概念一、 岩浆的概念岩浆岩是岩浆在一定地质作用下，由地壳深处沿着裂隙侵入地壳附近或喷出地表，经过冷凝、结晶而形成的岩石。岩浆岩在地壳中分布十分广泛，约占地壳总质量的80，在大陆地表出露普遍，整个大洋壳几乎全部由玄武岩组成。 岩浆是地壳中天然产出的、富含挥发组分的高温粘稠的熔浆流体。它的他学成分，主要是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、钛等元素组成的复杂的硅酸盐，有时含有金属硫化物及氧化物。 人们所见到的现代火山口中喷出的大量熔岩流，就是溢出地表的岩浆。但地壳内的岩浆，比熔岩流富含更多的挥发组分(主要是水蒸汽、其次是coj、s0*等)。这是因为岩浆喷出地表时，大量挥发组分已经逸出，而只有在地下高压的条件下，岩浆中才能含较多的挥发组分。 按照岩浆化学组分的特点，可分为基性岩浆(玄武岩岩浆)和酸性岩浆(花岗岩岩浆)两种类型。 基性岩浆在硅酸盐成分中二氧化硅和钾、钠含量较低，铁、镁含量较高，岩浆粘性小而流动性大，因此岩浆中扩散对流作用强，从而促使结晶作用进行，故这样所形成的岩石多为晶质，结晶颗粒一般较为粗大，而玻璃质(非晶质)则少见。 酸性岩浆与基性岩浆相反，在硅酸盐成分中二氧化硅和钾、钠含量都较高，铁、镁含量较低，岩浆粘性较大而流动性小，因此易于凝结成玻璃质(非品质)的岩石。对于岩浆的一些基本特简述于下： 1岩浆的温度：火山喷出的熔岩温度是很高的，目前人们只能用遥测手段来测定它们。另外还可根据高温下固结的熔岩的熔融实验，以及熔岩中结晶出来的某些矿物的成分来估算熔岩流的温度。 用遥测技术直接测得的火山熔岩的温度一般在900。C到1200。c的范围内。这是由于岩浆喷发时的火山气和空气发生氧化燃烧作用t的放热反应引起的异常温度。在熔岩流表面以下一米左右温度约为75O850c左右。此外，根据人工岩浆实验及某些矿物生成温度的研究，一般认为地下岩浆凝结时温度不会超过1000。c。 2岩浆的活动性：就火山喷发出的熔岩可以流至离火山口较远的地方这一事实来看，岩浆的流动性似乎是相当好的。其实，它的流动是非常慢和困难的。 岩浆的流动能力主要取决于本身的粘度，而决定岩浆粘度的主要因素是岩浆的成分及其经受的温度和压力。 根据研究表明，硅酸盐矿物中存在的硅氧四面体也出现于岩浆中。与硅酸盐矿物一样，岩浆中硅氧四面体也是连接在一起的，不同的是岩浆中硅氧四面体连接成不规则的集团。这样的集团中硅氧四面体的数目愈大，岩浆的粘度也就愈大，因而也就愈难流动。酸性岩浆属架状硅酸盐矿物的硅氧四面体，彼此紧密相连，故这种岩浆的粘度极大，而基性岩浆除属架状硅酸盐矿物外，还有链状、岛状硅酸盐矿物，这些矿物的硅氧四面体，有的呈单链连结，有的则不直接相连，因而基性岩浆的粘度就比较小。 一般，岩浆中组成四面体的stO。和AI：0 s量惑商，岩浆的粘度也就愈犬，而fc、Mg、ca、sr、Ba、Ll、Na、K、Rb等金属的含量愈高，岩浆的粘度也就愈小L上述金属排列的顺序也就是它们在岩浆中降低粘度效应大小的顺序)。 岩浆黏度除与岩浆成分有关外，还同岩浆温度、压力及挥发成分含量有关。温度高、压力小、挥发分含量多时，则粘度小；反之，则粘度大。 岩浆的粘度，对于岩浆的结构、构造及产状等都有密切的关系。在产状上基性熔岩流大多形成岩流；而酸性熔岩流则几乎没有流动，因此多就地堆成高山。在结构上，粘度大的岩浆，多形成玻璃质或半晶质岩石；而粘度小的则多形成结晶质岩石。在构造上，粘度大的岩浆易形成流纹状及带状，而粘度小的则易形成均匀块状。=、岩浆岩的概念 岩浆岩是岩浆冷凝、结晶形成的岩石。由于岩浆在冷凝、结晶过程中逸出了大量挥发组分，所以岩浆岩与岩浆在成分上的主要差别是岩浆岩含挥发组分少。 岩浆岩在地壳中冷却凝固形成的岩石，叫侵入岩；当熔岩流溢出地表凝固而形成的岩石，叫喷出岩(火山岩)。 岩浆岩具有如下几个方面的特征， 1大部分为块状及结晶构的岩石，但在岩体边部或喷出岩中，由于急剧冷却，形成隐晶质及玻璃质，且常见斑状结构。 2岩浆岩具有特有的矿物，如霞石、白榴子石、方钠石、条纹长石等。这些矿物在其它岩类中是不会发现的。 3岩浆岩体常穿插其周围的岩石，使围岩受到热变质的烘烤作用而改变其原有成分和结构。在岩体中常见围岩的碎块(捕虏体)，特别在岩体边部较为发育。 4岩浆岩不具层理构造，但有时可见假层理。这种假层理通常由于岩浆岩流或覆盖层的披此挤压造成。在深部所见的假层理，则可能由于岩体各部分的成分不同所造成。 5在岩浆岩中没有化石。第二节岩浆岩的成分 岩浆岩成分包括化学成分和矿物成分两部分。一、 岩浆岩的化学成分根据统计资料，地壳中已发现的化学元素在岩浆岩中几乎都能找到，但其主要元素有：氧(0)、硅(Si)、铝(A1)、铁(Pe)、钙(Ca)、钠(Na)、钾(K)、镁(Mg)、钛(Ti)等9种。它们主要以SiO，、A120，、CaO、Na20、MgO、Pe，0，、FeO、K：0、H：0、TiO：等10种氧化物形式存在，占氧化疡总量的99o以上。其中又以SiO：含量最多，平均达59以上，所以Si02是岩浆岩的最主要化学成分。SiO：含量的多少用肉眼是难以估计的，但可以从矿物颜色大致反映出来。一般情况是岩石中SiO：含量多时，浅色矿物多，暗色矿物少；Si02含量少时，浅色矿物少，暗色矿物相对增多。通常以SiO：含量的多少把岩浆岩划分为5个大类。 地壳中存在的所有元素，在岩浆岩中几乎都能找到，但它们在岩浆岩中的含量是很不相同的，其中O，si、A1、Fe、Mg、ca、Na、K、Ti等元素含量约占岩浆岩组分的99 25，其它元素含量在l以下。岩浆岩的化学成分，一般以氧化物的重量百分比表示。各种元素在岩浆岩中的重量百分比如表61。岩浆岩的平均化学成分氧化物重量百分比元素重量百分比 从表6 1看出：在岩浆岩中s102、Akoh Tf02、K90、Na20、Fqog、F c0MgO、ca0、H：O等十种氧化物的重量百分比占99以上，称造岩氧化物。而在此十种氧化物中sjOt的含量最高，约占60左右，A120。次之。若以原子计算，0占46。 42，si占27。 59，故岩浆岩主要由硅酸盐组成。二、岩浆岩的矿物成分岩浆岩的种类很多，组成岩浆岩的矿物种类也各不相同，但最常见的矿物不过20余种，我们把这些矿物称为造岩矿物。常见的造岩矿物有石英、正长石、斜长石、角闪石、辉石、橄榄石、黑云母等。前3种矿物中SiO：、A120，含量高，颜色浅，称为浅色矿物；后几种矿物中FeO、MgO含量高，硅铝含量少，颜色较深，称为暗色矿物。以上这些矿物是我们肉眼鉴定岩浆岩类别的重要依据。岩浆岩中按矿物的含量，又分为主要矿物、次要矿物和副矿物3类。(1)主要矿物。指在岩浆岩中含量较多的矿物，是确定岩石大类的主要依据。如酸性岩中的石英、钾长石是其主要矿物。 (2)次要矿物。指在岩浆岩中含量较少的矿物，是岩石进一步分类和命名的依据，作为“X X X岩石”的主要形容问，一般含量在1020。如石英闪长岩中的“石英”。 (3)副矿物。是岩浆岩中含量很少的矿物，一般在15，对分类和命名不起作用，但经常出现，种类繁多。如磁铁矿、磷灰石、锆英石、榍石等。(二)岩浆岩矿物成分的分类 1根据矿物在岩浆岩分类命名中的作用，可把岩浆岩矿物分为： 1)主要矿物：在该类岩浆岩中数量最多，是划分岩浆岩大娄的依据。如花岗岩中的长石和石萸即为花岗岩的主要矿物，如果没有它们就不属于花岗岩类。 2)次要矿物：在该类岩浆岩中数量较少，对划分岩石大类不起主要作用，但可根据它们确定岩石的种属，是岩石进一步命名的依据。如闪长岩中的石英，它的存在与否对确定闪长岩大类没有影响，若有石英时，视其含量多少可称石英闪长岩或含石英闪长岩；无石英时，称闪长岩。 3)副矿物在各类岩浆岩中普遍含最少，通常为1左右，个别可达5。它们的存在与否和含量多少，不影响岩石命名。常见的副矿物如磷灰石，榍石、锆石等。 这些副矿物虽然在岩浆岩中含量很少，但由于它具有极大的比重，在岩浆岩风化后，经过搬运、沉积，成为沉积岩中的“重矿物”，它们在判断沉积物来源，研究沉积环境上有重要意义。(三)主要岩浆造岩矿物的结晶顺序 美国岩石学家鲍文根据人工硅酸盐系统的宴验，以及对某些岩浆岩中矿物结晶顺序和结构特征的观察，提出了岩浆岩中矿物的结晶规律，称为鲍文反应系列或反应原理(图7一1)。鲍文根据反应性质不同，矿物由岩浆中晶出的顺序可分成两个系列，一为连续反应系列，一为不连续反应系列。 连续反应系列是指岩浆在冷凝过程中，两种成分能以任意比例混熔形成无限的类质同象系列，随着岩浆温度逐渐降低，依次结晶出培长石、拉长石、中长石、更长石直至钠长石结柬。以上矿物皆属斜长石亚族，在成分上连续渐变，但其结晶格架不变(斜长石为架状晶格)。既先晶出的斜长石晶体与熔浆继续反应而形成一系列矿物，因此它们的反应是连续进行的。若反应彻底时，早期的斜长石(基性斟长石)就不存在，而最后只形成钠长石(酸性斜长石)。不连续反应系列是描暗色矿物之问的相互关系。由橄榄石到黑云母的晶出，它们之间表现为突变的关系。即早期晶出的矿物，暂不与熔浆起反应，当温度下降到某一特定温度时才和残浆起反应，从而形成新的矿物。所以相邻矿物的成分全不相同，铁镁矿物由橄榄石变为辉石、辉石变为角闪石、角闪石最后被黑云母代替。在内部构造结晶格架亦不一样，硅氧四面体由岛状(撇榄石)转变为单链状(辉石)、双链状(角闪石)、层状(黑云母)。其前后转变的关系为一突变方式，故称不连续反应系列。当反应彻底时，同样最后也只有黑云母晶出。 以上两个反应系列结柬后，合并成一个单一的不连续反应系列，以石英为其最后产物。从鲍文反应原理来看，对岩浆岩结晶过程及其产物可以解释以象。 1反应系列表现了主要造岩元素在岩浆结晶过程中迁移分异的基本情况，说明了矿物形成的先后顺序。暗色矿物中，富含铁镁的橄榄石；浅色矿物中富含钙的斜长石为最先形成的低二氧化硅的矿物。因而溶体中二氧化硅相对富集，而镁、钙的浓度相对降低，同时钠、钾在熔体中相对富集。故后期形成的斜长石晶体中钢的含量渐增，一部分钠亦进入普通的角闪石。钾在熔体中保留到晚期，形成黑云母、钾长石时才从熔体中析出。当岩浆结晶作用进行时，固相(晶体)与液相之间常有保持平衡的趋势。温度下降，为了保持这种平衡关系，早期形成的晶体与熔体发生反应，而使晶体成分发生变化。当晶体与熔体间的反应作用进行得完全时，最后岩石中的矿物，显然不是最初形成的那些矿物。若温度下降较快或因其它原因使反应进行不彻底时，在两个系列中，早期形成的矿物尚可呈残晶出现，故斜长石可见环带结构(图718)，铁镁矿物呈现反应边结构(图7-17)。 综上所述，其矿物结晶顺序在左列中，由橄榄石至黑云母依次晶出；在右列中由培长石至钠长石(即由基性斜长石至酸性斜长石)依次晶出；而钾硅石、白云母、石英则最后晶出。 2说明了矿物的共生关系。两个系列大休上是通过图7-l水平线的次序同时结晶出来的，它说明了岩浆岩中矿物的共生规律。如橄榄石、辉石和培长石、拉长石(基性斜长石)共生；角闪石与中长石(中性斜长石)共生；黑云母与更长石、钠长石(酸性斜长石)共生。此外，在每个系列的纵向上前后相接近的矿物也可共生。如辉石与基蛀斜长石共生组合成辉长岩，其中也可有少量的橄榄石、角闪石。如果两种矿物既不在同一水平线上，在纵向上又相距较远，则很少见到共生，如橄榄石与辉石组台成的橄榄岩中就不含石英或钾长石。 3反应系列部分地说明了岩浆岩多样性的原因。岩浆中造岩矿物不断晶出，逐渐改变着岩浆的成分，从而生成多种多样的岩石种属。 鲍文反应原理是建立在自然界中只有一种原始岩浆玄武岩浆基础上的，实际上在自然条件下，不仅有一种玄武岩浆，还有其它娄型的岩浆。同时，影响岩浆结品作用的因素，不仅占温度和压力，还可以有挥发成分(尤其是HtO和cO。)的含量等。另外，鲍文反应原理是根据实验岩石学和岩类学的资料综合得到的经验原理，讨论的是平衡条件下的结晶作用，而不平衡条件下结晶作用的情况就很不一样。因此，鲍文反应原理具有很大的局限性，企图用此来解释岩浆的全部复杂结晶过程，显然是不切合实际的。但一般认为，它可以说明岩浆中造岩矿物一般的结晶顺序和共生组台关系。 第三节 岩浆岩的结构与构造 岩浆岩的结构是指岩石中所含矿物的结晶程度、矿物颗粒的大小、形状以及矿物之间组合方式所表现出来的特征。 对花岗岩进行仔细观察，可见到其中有的矿物颗粒比较粗大，而且全部都是结晶的。而有的岩浆岩矿物颗粒比较细小，甚至是非晶质的。这主要是因为岩浆可以在地面以下较深、较浅的地方和地面上冷凝成岩。由于环境不同，冷却速度有快有慢，造成岩浆岩中的矿物在结晶程度、颗粒大小等方面存在着差别。这是研究岩浆岩形成条件和对岩石分类与命名的依据之一。（一）按岩石中矿物的结晶程度划分 (1)全晶质结构。岩石中全部由结晶矿物所组成，矿物颗粒比较粗大，肉眼可直接辨别，常见于深成侵入岩中图310(a)，如花岗岩等 岩石结晶程度与岩浆冷凝速度及岩浆粘度火小有关。在深成侵入体的深部及中部，由于冷凝较慢，物质有充分时间进行结晶，故形成全晶质结构；在侵入体的边缘或小型侵入体中，可形成半品质结构；在喷出岩中，岩浆冷却最快，往往形成半晶质或璃玻质结构。此外，岩浆粘度亦有影响，如基性岩浆粘度小，在喷出岩中为裂隙式产出，其结晶程度可由全晶质到半晶质，而粘度大的酸性岩浆，由于以中心爆发式喷出地表，冷凝速度快，故形成的岩石多为半晶质到璃玻质结构。 火山玻璃质是岩浆喷出地表或侵入到地表没处，岩浆中呈离子状态的各元素由于冷却过快，没有充分的条件组台而成为有规则排列的结晶物质，即使岩浆中在地下已经形成的矿物晶体，也很难继续长大，甚至有相当部分的岩浆完全来不及结晶，直接冷却，形成火山玻璃。火山玻璃是不稳定的，随着时间的增长和温度、压力的升高，其中质点可逐渐趋向于有规则的排列，从而转化为结晶物质，这种作用称为去玻璃化作用。在去玻璃化作用的初期阶段，玻璃质中出现一些颗粒极微细的生成物，常呈很细小的串珠状、毛发状、羽状等，弥为雏晶(图7_11)。它们是开始结晶的晶芽，还没有表现出结晶物质的特征，在正交偏光镜下没有光性反应。雏晶进一步生长，可成微晶。微晶已经具有结晶物质的性质，在正变偏光镜下有光性反应，但通常呈结晶个体界线不清晰的隐品质集合体，这种结构称为霏细结构。若结晶个体进一步长大，就变成微粒结构。如果微晶呈一些纤维状，且由一共同中心作放射状排列组成的球粒，岩石主要由这种球粒组成时，则称为球粒结构(图7|12)。球粒在显微镜下可见十字形消光。(2)半晶质结构。岩石中既有结晶矿物也有玻璃质矿物存在。多见于浅成岩和部分喷出岩中图310(b)。(3)玻璃质结构。岩石中不含结晶的矿物颗粒，几乎全部由天然玻璃质组成。玻璃质结构是由于岩浆温度快速下降，各种组分来不及结晶即冷凝而形成。常具有贝壳状的断口和玻璃光泽，在喷出岩中常见这种结构图310(c)，如黑曜岩(二)岩石中矿物颗粒的大小 1绝对大小 1)显晶质结构岩石中矿物颗粒肉眼可辨。根据岩石中主要矿物颗粒平均直径，可再细分为：(1)粗粒结构。矿物颗粒平均直径大于5mm。通常为伟晶岩所具有的结构，常见于深成岩。 (2)中粒结构。矿物颗粒平均直径为2-5mm。常见于深成岩。 (3)细粒结构。矿物颗粒平均直径为022mm。一般为浅成岩和部分喷出岩所具有。 (4)微粒结构。矿物颗粒平均直径小于02mm。肉眼无法分辨，多见于浅成岩或喷出岩。2按岩石中矿物颗粒的相对大小划分 (1)等粒结构。岩石中矿物全部为结晶质，同种矿物颗粒大小近于相等，颗粒大小均图311(a)。此种结构主要为侵入岩所具有，如橄榄岩等。 (2)不等粒结构。岩石中同种矿物颗粒大小不等，但粒度大小是连续的，多见深成岩体的边缘或浅成岩中。 (3)斑状结构。岩石中大颗粒的矿物与较小颗粒的矿物呈明显的突出。比较粗大的晶体斑状结构是由于矿物结晶时有先后顺序形成的。在地下深处由于温度和压力