岩浆岩-海南大学

实验二 岩石的识别 分类和地层 一 什么是岩石 岩石是指地球上部 地壳和上地幔 由各种地质作用形成的 由一种或多种矿物和胶结物 火山玻璃 生物遗骸等物质组成的具有稳定外形的固态集合体 岩石的结构是指组成岩石的矿物本身的形态 外貌特征以及矿物之间的相互关系 构造是指组成岩石的颗粒彼此之间的排列 充填方式 岩石的结构 构造是科学家作为岩石鉴定和分类命名的依据 也是研究岩石成因和演化的不可缺少的内容 一 什么是岩石 根据岩石产生的原因 可分为三大类 岩浆岩 由熔融的岩浆上升到地壳不同深度或喷出地表冷凝结晶而成 沉积岩 在地表条件下 各类岩石风化破坏后的产物 经搬运 沉积 成岩作用形成的岩石 变质岩 各类岩石 在地球内力作用下 经过变质作用形成的岩石 自然界中的岩浆岩是个大家族 种类繁多 形形色色 仅现有的岩石名称就达千种之多 虽然各种岩浆岩之间存在着化学成分 矿物成分 结构 产状和成因等方面的差异 但是它们彼此之间又有着一定的过渡关系 因此 正确认识不同岩石之间的差异和联系 共性和特性 搞清楚它们的共生关系和成因联系 是对岩浆岩这个家族进行归纳和划分的主要任务 一般情况下 划分岩浆岩类型主要考虑岩石的基本特征和产状两大因素 在划分岩浆岩类型时 岩石化学成分中的酸度和碱度是主要考虑因素之一 岩石的酸度 是指岩石中含有SiO2的重量百分数 通常 SiO2含量高时 酸度也高 SiO2含量低时 酸度也低 而岩石酸度低时 说明它的基性程度比较高 SiO2是岩浆岩中最主要的一种氧化物 因此 它的含量有规律的变化是岩浆岩分类的主要基础 根据酸度 也就是SiO2含量 可以把岩浆岩分成四个大类 超基性岩 SiO266 岩石的碱度即指岩石中碱的饱和程度 岩石的碱度与碱含量多少有一定关系 通常把Na2O K2O的重量百分比之和 称为全碱含量 Na2O K2O含量越高 岩石的碱度越大 A Rittmann1957年考虑SiO2和Na2O K2O之间的关系 提出了确定岩石碱度比较常用的组合指数 值越大 岩石的碱性程度越强 每一大类岩石都可以根据碱度大小划分出钙碱性 碱性和过碱性岩三种类型 9时 为过碱性岩 除了岩石化学成分之外 矿物成分也是岩浆岩分类的依据之一 在岩浆岩中常见的一些矿物 它们的成分和含量由于岩石类型不同而随之发生有规律的变化 如石英 长石呈白色或肉色 被称为浅色矿物 橄榄石 辉石 角闪石和云母呈暗绿色 暗褐色 被称为暗色矿物 通常 超基性岩中没有石英 长石也很少 主要由暗色矿物组成 而酸性岩中暗色矿物很少 主要由浅色矿物组成 基性岩和中性岩的矿物组成位于两者之间 浅色矿物和暗色矿物各占有一定的比例 根据产状 也就是根据岩石侵入到地下还是喷出到地表 岩浆岩又可以分为侵入岩和喷出岩 侵入岩根据形成深度的不同 又细分为深成岩和浅成岩 每个大类的侵入岩和喷出岩在化学成分上是一致的 也就是说岩浆成分是相似的 但是由于形成环境不同 造成它们的结构和构造有明显的差别 深成岩位于地下深处 岩浆冷凝速度慢 岩石多为全晶质 矿物结晶颗粒也比较大 常常形成大的斑晶 浅成岩近地表 常具细粒结构和斑状结构 而喷出岩由于冷凝速度快 矿物来不及结晶 常形成隐晶质和玻璃质的岩石 根据上述原则 先把岩浆岩按酸度分成四大类 然后再按碱度把每大类岩石分出几个岩类 它们就是构成岩浆岩大家族的主要成员 超基性岩大类 钙碱性系列的岩石是橄榄岩 苦橄岩类 偏碱性的岩石是含金刚石的金伯利岩 过碱性岩石为霓霞岩 霞石岩类和碳酸岩类 基性岩大类 钙碱性系列的岩石是辉长岩 玄武岩类 相应的碱性岩类是碱性辉长岩和碱性玄武岩 中性岩大类 钙碱性系列为闪长岩 安山岩类 碱性系列为正长岩 粗面岩类 过碱性岩石为霞石正长岩 响岩类 酸性岩类 主要为钙碱性系列的花岗岩 流纹岩类 岩浆作用 岩浆形成于地壳深处或上地幔中 由两部分组成 一部分是以硅酸盐熔浆为主体 在一定条件下凝固后形成各种岩浆岩 另一部分是挥发成分 主要是水蒸气和其他气态物质 岩浆作用的方式有两种 喷出作用 火山作用 侵入作用 猛烈喷发 主要为酸性熔浆喷发 火山喷发现象宁静喷发 主要为基性熔浆喷发 岩浆岩 岩浆岩又叫火成岩 当岩浆上升侵入地壳或喷出地表冷却后形成的岩石 岩浆的化学成分用氧化物表示 主要成分是二氧化硅 三氧化二铝 氧化镁 氧化亚铁 氧化钙 氧化钾等 根据二氧化硅的相对含量 分为酸性岩浆 65 中性岩浆 52 65 基性岩浆 45 52 和超基性岩浆 45 越是酸性岩浆 粘性大 温度低 不易流动 酸性岩浆温度为700 900度 中性岩浆900 1000度 基性岩浆1000 1200度 岩浆岩 根据岩浆岩形成的方式 岩体所处的位置和构造环境 可分为三类 深成岩 岩浆在地壳较深的地方 在压力和温度较高的条件下 缓慢冷凝而成 浅成岩 岩浆在地壳不太深处 压力温度不太高的条件下 较快冷凝而成 喷出岩 岩浆喷出地表 在常温常压下迅速冷凝而成 其中深成岩和浅成岩是由侵入活动形成的 属侵入岩 岩浆岩的结构 各类岩浆岩的识别就是根据它们的结构 构造和矿物组成来鉴定的 岩浆岩的结构按组成岩石的矿物结晶程度 晶粒大小 相对大小以及组合方式区分 全晶质组成岩浆岩的矿物全部结晶 半晶质组成岩浆岩的矿物部分结晶非晶质组成岩浆岩的矿物未结晶结晶程度主要决定于岩石的形成环境和岩浆成分 深成岩是岩浆在地下深处相对封闭的条件下冷凝而成的岩石 因围岩导热性不好 挥发成分不易逸散 岩浆冷凝缓慢 往往形成全晶质岩石 喷出岩形成于地表 往往形成结晶程度差的岩石 岩浆岩的结构 按晶粒大小 显晶质矿物结晶颗粒大于0 1mm 用肉眼可识别 隐晶质小于0 1mm 需借助显微镜来观察 按晶粒相对大小 等粒结构组成岩石的各种矿物的大小基本一致 斑状结构由斑晶和石基组成 似斑状结构石基部分也为显晶质 具斑状结构的岩石 矿物颗粒相对悬殊 较大颗粒称为斑晶 斑晶与斑晶之间的物质称为基质 基质为隐晶质或玻璃质 一般斑晶结晶早 晶形较好 而基质部分结晶较晚 似斑状结构类似斑状结构 但斑晶更为粗大 可超过1cm 而基质则多为中 粗粒显晶质结构 岩浆岩的构造 岩浆岩的构造 岩石中各种矿物的空间排列方式 即填充空间的形式 气孔构造 岩石上有孔洞或气孔 岩浆冷凝时气体来不及排除 杏仁构造 岩石上的气孔被外来的矿物部分或全部填充 流纹状构造 有拉长的条纹和拉长气孔 呈定向排列 块状构造 矿物无定向排列 而是均匀分布 主要的岩浆岩的识别 1 区分喷出岩和侵入岩 从构造上区分 2 区分深成岩和浅成岩 从结构上区分 3 几种深成岩 特征 块状构造 等粒结构 矿物全部结晶 花岗岩 主要组成矿物 石英 正长石 角闪石正长岩 主要组成矿物 正长石 角闪石闪长岩 主要组成矿物 斜长石 角闪石辉长岩 主要组成矿物 斜长石 辉石 主要的岩浆岩的识别 4 几种浅成岩 特征 块状构造 斑状结构 矿物部分结晶 花岗斑岩 斑晶 石英 正长石正长斑岩 斑晶 正长石闪长玢岩 斑晶 斜长石 角闪石辉长玢岩 斑晶 斜长石 辉石 5 几种喷出岩 特征 斑状结构或半晶质 非晶质结构 流纹岩 流纹状构造 斑状结构 斑晶 石英 透长石粗面岩 气孔状构造 斑状结构 斑晶 正长石安山岩 气孔状构造 斑状结构 斑晶 斜长石玄武岩 气孔或杏仁状构造 致密隐晶质或斑晶结构 斑晶斜长石 辉石 1 超基性岩类 超基性岩类在地表分布很少 仅占岩浆岩总面积的0 4 超基性岩体的规模也不大 常形成外观象透镜状 扁豆状的岩体 断断续续串珠排列 超基性岩颜色比较深 大部分都是黑灰色 墨绿色 比重也很大 一般都在3 0以上 因此很坚硬 常具致密块状构造 它的化学成分特征是酸度最低 SiO2含量小于45 碱度也很低 一般情况下K2O Na2O不足1 但铁 镁含量高 通常FeO Fe2O3在8 16 之间 MgO含量范围较宽 在12 46 之间 超基性岩基本上由暗色矿物组成 主要是橄榄石 辉石 二者含量可以超过70 其次为角闪石和黑云母 不含石英 长石也很少 这类岩石最常见侵入岩是橄榄岩类 喷出岩是苦橄岩类 2 基性岩类 基性岩类岩石颜色比超基性岩浅 比重也稍小 一般在3左右 侵入岩很致密 喷出岩常具有气孔状和杏仁状构造 其化学成分的特征是SiO2为45 53 Al2O3可达15 CaO可达10 而铁镁含量约各占6 左右 在矿物成分上 铁镁矿物约占40 而且以辉石为主 其次是橄榄石 角闪石和黑云母 基性岩和超基性岩的另一个区别是出现了大量斜长石 这类岩石的侵入岩是辉长岩 分布较少 而喷出岩 玄武岩 却有大面积分布 辉长岩的成分和玄武岩很相近 但是结构上差别较大 辉长岩因为在地下深处 斜长石和辉石同时结晶 因此 矿物颗粒形态发育比较完整 大小也差不多 玄武岩一般由斑晶矿物和基质两部分组成 斑晶主要是斜长石 辉石 橄榄石 基质就是岩浆喷发时没有来得及结晶的玻璃质或者是只有在显微镜下才能看出的隐晶质 3 中性岩类 中性岩类岩石颜色较浅 多呈浅灰色 比重比基性岩要小 化学成分特征是SiO2为53 65 铁 镁 钙比基性岩低 Al2O316 17 比基性岩略高 而Na2O K2O可达5 比基性岩明显增多 中性岩类就象这个岩类的名称一样 它是在基性岩和酸性岩中间的过渡类型 侵入岩是闪长岩 相应的喷出岩是安山岩 闪长岩既可以向基性岩辉长岩过渡 也可以向酸