岩浆岩-00岩石学绪绪言

1,岩 石 学,岩 石 学,李存磊,办公室：J6#525，手机QQ:331695658Email：,2,学时分配：,岩石学共计100学时，分为三个部分，分两个学期讲授：1. 岩浆岩 30学时（本学期）；2. 沉积岩 50学时（下学期）；3. 变质岩 20学时（下学期）。,上课与实验的安排,总学时：30（讲课20，实验10）起止周：14-21周实验：另行通知考核成绩：总成绩=上课（10%）+实验（20%）+考试（70%）,使用教材：岩浆岩及变质岩简明教程 管守锐 赵澂林主编,基本要求：,通过本课程的学习，使学生掌握岩石学的基础知识，学会鉴定岩石的基本技能，把握岩石形成演化的基本理论，为专业课的学习和野外地质工作奠定基础。,一、岩石的概念及分类,（一）岩石的概念 岩石是在各种地质作用条件下形成的，具有一定结构、构造和产状的，由一种或多种矿物（或天然玻璃）组成的固态集合体。,岩石是地质作用的产物，构成了地壳和上地幔的固体部分；甚至构成了地球乃至其他天体的固体部分，记录了过去发生的地质事件，提供了地球和其他天体的历史资料。岩石是构成地层、地质构造、地形地貌的物质基础;各种矿产都赋存于岩石之中，有些岩石本身就是矿产；岩石是地质工作者研究的重要对象。,岩石的组成,（1）化学元素,岩石中分布最广泛的为八种元素，占地壳总重量的97.13。,8,（2）矿物地壳中的化学元素，在一定的地质条件下结合而成的天然化合物或单质。,矿物是岩石的组成单位。地球上已发现矿物3300多种，加上异种、变种达7000余种。,10,11,橄榄石是一种镁与铁的硅酸盐，因其颜色多为橄榄绿色而得名。其英文名称为Olivine。橄榄石是一种岛状结构硅酸盐矿物，化学分子式为(Mg，Fe)2SiO4，属斜方晶系。晶体形态常呈短柱状，集合体多为不规则粒状。颜色多为橄榄绿、黄绿、金黄绿或祖母绿色,富镁的色浅，常带黄色色调，富铁的则色深。玻璃光泽，透明。折光率1.6541.690，双折射率0.0350.038。多色性不明显，色散0.020。硬度6.57.0，密度3.273.48克/立方厘米。具脆性，韧性较差，极易出现裂纹。,橄榄石,12,橄榄石,按铁的含量高低可分为六个亚种：镁橄榄石、贵橄榄石、透橄榄石、镁铁橄榄石、铁镁橄榄石、铁橄榄石。,13,薄片中无色，含Fe高时略显淡黄色，折射率随铁的增高而增大，正高-正极高突起，边缘粗黑，糙面显著。最高干涉色为II级橙-III级蓝绿，平行消光。,14,辉石,辉石可以结晶成正交晶系或单斜晶系，因此可以进一步分为两个亚族：正（斜方）辉石亚族（顽火辉石、古铜辉石、紫苏辉石、正铁辉石）和斜辉石亚族（透辉石、钙铁辉石、普通辉石、霓石、霓辉石、硬玉、锂辉石）。 正辉石亚族是由顽火辉石Mg2Si2O6（En）和正铁辉石Fe2Si2O6（Fs）两个端员组分构成的完全类质同象系列，其中间成员为古铜辉石和紫苏辉石。 Fe2Si2O6（Fs）分子含量10%以下者为顽火辉石，10%30%为古铜辉石，30%50%为紫苏辉石，50%以上为正铁辉石。,15,单斜辉石（Clinopyroxene）亚族分为三个系列：（1）斜顽辉石Mg2Si2O6 -透辉石CaMg Si2O6系列：斜顽辉石、易变辉石（2）透辉石CaMg Si2O6 -钙铁辉石CaFeSi2O6系列：透辉石、钙铁辉石（3）普通辉石Ca（Mg，Fe，Al） （Si，Al）2O6 -霓石NaFe Si2O6系列：普通辉石、霓辉石、霓石、硬玉、锂辉石。,16,除霓石外一般为短柱状，横断面为近正方形的八边形，具110完全解理，解理夹角87。单偏光镜下除少数碱性辉石和紫苏辉石外一般无色，无多色性。紫苏辉石多色性：Np=淡红，Nm=淡黄，Ng=淡绿。正高突起，糙面显著。正交镜下干涉色级顶到级。斜方辉石为平行消光，少见斜消光；单斜辉石平行b轴切面平行消光，其他切面斜消光，消光角3054，大于角闪石。常见简单双晶。,17,角闪石,角闪石这个单字(hornblende)本身反映出两种独立的矿物：铁角闪石和镁角闪石，若不用化学试验无法将两者区别开来。 据晶系可分斜方角闪石、单斜角闪石和三斜角闪石亚族。 单斜角闪石更多见，普通角闪石等 斜方角闪石亚族主要有直闪石和铝直闪石（gedrite)； 三斜角闪石亚族主要有散斜闪石（enigmatite)和褐斜闪石（rhoenite)等,18,普通角闪石为角闪石群(Amphibole group)矿物中最常见之矿物，化学成分为(Ca，Na)2-3(Mg2+，Fe2+，Fe3+，Al3+)5(Al，Si)4O11 (OH)2，属单斜晶系的双链状结构硅酸盐矿物，长柱状近乎不透明之晶体，其横断面为菱形的六边体，集合体常呈粒状、针状或纤维状。外观为绿黑至黑色，但条痕则为浅灰绿色，具玻璃光泽，且两组柱面解理完全，交角为124和56，此点可用来与辉石两组几乎呈现直交的解理面作为区分。摩氏硬度5-6，比重3.0-3.4。,19,20,长石,长石（Feldspars）是长石族矿物的总称，是地壳中最重要的造岩成分，比例达到60%。长石的主要化学成分包括钾、钠、钙、钡等元素的铝硅酸盐矿物(KAlSi3O8 - NaAlSi3O8 - CaAl2Si2O8)。长石是在侵入火成岩或喷出火成岩中的岩浆的结晶体，形成矿脉；也可存在于多种变质岩中。 几乎完全由钙质斜长石形成的岩石称作斜长岩。,21,长石,（二）岩石的分类按成因（地质作用）分为：岩浆岩（火成岩）、沉积岩、变质岩。,岩浆岩(Igneous rock)1、概念 岩浆岩是指由岩浆冷凝固结而成的岩石，是岩浆作用的产物，有的书把火成岩叫作岩浆岩。又分为侵入岩和喷出岩两种， 侵入作用形成侵入岩 喷出作用（即火山喷发）形成喷出岩2、岩浆作用 岩浆发育、运动、固结成火成岩的作用 由于岩浆是一种高温、高压，并具有潜在的活动能量的物质，能沿早先地壳活动中形成的薄弱带（如断层带）向低压方向运动。 岩浆喷出地表的过程，称火山（喷出）作用 未到达地壳而在地下某深处冷凝结晶固结的过程，称为侵入作用,沉 积 岩 1、沉积岩的概念 指母岩（火成岩、沉积岩和变质岩）风化、剥蚀、搬运和沉积的岩石碎屑，经固结成岩形成的岩石沉积岩主要特性：层理、含化石2、沉积岩中的矿物 1）沉积岩、火成岩、变质岩中八种主要造岩矿物: 石英、长石、云母、辉石、角闪石、方解石、粘土矿物、绿泥石 2）沉积岩与岩浆岩主要矿物成分比较 岩浆岩：橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、石英、斜长石 沉积岩：粘土矿物、方解石、白云石、石英、长石、云母,三大类岩石各具不同的特征，有着明显的区别（在成分、结构、构造、产状等方面），但彼此之间也有密切联系，可以互相转化，存在过渡类型的岩石。,（三）岩石在地壳中的分布地下深处主要由岩浆岩和变质岩组成，约占地壳总体积的95，地壳表层以沉积岩为主，约占大陆面积的75。,沉积岩分布于地壳表层，占大陆面积的75以及大部分的海底沉积。,二岩石学的概念,岩石学是研究岩石的物质成分、结构构造、分类命名、产出状态、共生组合、分布规律、成因演化及其相关矿产的科学。岩石学是地质学中的一个重要基础学科。,随着对岩石成因研究的深入，目前岩石学已形成了三个相对独立的分支学科，并分别与三大类岩石相对应，即岩浆岩岩石学、沉积岩岩石学、变质岩岩石学。,按照研究的对象，岩石学可分为：,岩浆岩岩石学沉积岩岩石学变质岩岩石学按照研究的内容，岩石学可分为：描述岩石学（岩类学）成因岩石学（岩理学）实验岩石学等,岩浆岩岩石学(magmatic petrology)着重研究岩浆岩的组分、结构、构造、产状、分布、分类、命名、共生组合、成因机制与矿产的关系，以及岩浆的形成、演化、活动与全球构造的关系等。 近来，岩浆岩岩石学的研究范畴和内容已扩大到上地幔和宇宙星体岩石，甚至分别发展为单独的学科。,沉积岩岩石学(sedimentary petrology)着重研究沉积物质的形成、搬运、沉积、成岩和后生变化，沉积岩的组分、结构、构造、分类、命名、沉积建造、沉积环境，与矿产的关系等。 目前对沉积环境的研究更与全球构造变化联系起来。,变质岩岩石学(metamorphic petrology)着重研究变质岩的组分、结构、构造、分布、成因、成矿、原岩性质、变质作用类型和变质作用条件，与地壳演化发展的关系等。,三岩石学的研究内容1研究岩石的的矿物成份、化学成份、结构、构造以及岩石的分类命名。2研究岩体的产状、时代及其共生组合，各种岩石在空间和时间上的分布规律性，确定它们与地质构造的关系。3研究岩石和成矿作用的关系以及各类岩石的成矿专属性。4研究岩石形成的各种地质作用、物理化学条件、生成环境、解决岩石的成因、来源、演化等问题。,四岩石学的研究方法,按照研究的工作的程序，可分为：野外研究 进行地质制图、剖面测制、露头观察，观察的方法主要是肉眼观察和描述。室内研究 借助各种仪器设备进行分析测试。,1、野外研究是基础，获取可靠的第一手材料,包括：观察和记录GPS定点，地质产状，结构，构造，分布常用的手段和方法记录，素描，照相，录像，野外制图，露头观察描述，采集样品,2、室内研究是主要内容，是获取先进成果的关键,包括内容与分析测试手段：A 岩相学（显微结构）B 矿物成分 （X光，EPMA），包裹体成分C 岩石地球化学（元素，同位素）D 同位素年代学E 模拟（数值模拟和实验模拟）F 岩石的成因与大陆动力学过程研究,37,岩相学偏光显微镜,包裹体观察测试,放射性同位素Sm-Nd, Rb-Sr，Pb，O，Re-Os, Ru-Hf 稳定同位素C, H, O，S，气体同位素 He, Ne，Ar,此为进行放射性同位素测定的VG54质谱仪,同位素方法可以示踪和测年,按照研究方法和内容，可分为：,物理方法研究：借助于偏光显微镜、电子显微镜、X射线分析、差热分析等设备，详细研究岩石的矿物成分、含量，以及结构构造、次生变化等。化学方法研究：借助于化学分析、光谱分析、电子探针分析、质谱分析、同位素分析，研究岩石的化学成分、微量元素及同位素的含量及其组合。,41,五. 岩石学研究的目的和意义,1、了解地球的形成与演化历史。,给我一块岩石 我可以发现整个地球,42,2、寻找矿产资源：固体矿产、油气资源。,43,3、为解决工程地质、地震、火山灾害、环境的变化等问题提供重要依据。,六岩石学与其它学科的关系,岩石学是研究地壳物质成分的学科，与研究成分的学科关系最为密切。如化学、地球化学、矿物学、矿床学等。研究岩石学要对岩石进行鉴定、分析和测试，因此要掌握一定的鉴定手段和测试方法。这些手段和方法与化学、物理关系密切，如分析化学、晶体光学、光性矿物学等。,岩石学的研究成果，可以广泛应用于地质学的其它基础学科和专业应用学科。如构造地质学、地史学、水文地质与工程地质学等等。,岩石学与其它学科之间相互渗透，产生了很多边缘学科：构造岩石学、化学岩石学、化石岩石学等学科。,岩石学是地球科学的基础学科之一，尤其是地质学、地球化学和地球物理学的基础。我们野外看到的对象绝大多数是岩石，是我们接触的具体物质。,水文地质水资源寻找与开发，工程地质建筑物，水库，大坝矿床地质所有矿产都是在各类岩石之中石油地质生储盖层,七岩石学的发展与现状,岩石学在18世纪末开始成为一门独立的学科，主要研究岩浆岩，19世纪中叶开始系统地研究变质岩，20世纪初沉积岩才引起人们的关注。,在研究手段和方法上，18世纪末到19世纪初主要是野外