火成岩石学 复习要点

1、 填空题：*岩浆的三个基本特点：有一定的化学组成、高温、能够流动*岩浆又基性到酸性，熔融温度降低。越基性，温度越高。*影响岩浆黏度的主要因素有：岩浆的成分、岩浆的温度、挥发组分、岩浆中固体碎屑物数量成分：Si、SiO2含量越高，黏度越大温度：温度增加，黏度减小，流动性增加挥发组分：散失溶解在岩浆中的挥发组分，黏度增大（挥发组分可抑制SiO4聚合，H2O,F）较为复杂：气泡并不多，黏度小，增加流动性；气泡很多，黏度大，降低流动性Exception：CO2固体碎屑物数量：增多会增加黏度，*岩浆作用可分成岩浆侵入作用和火山作用，前者对应侵入岩，后者对应喷出岩。 侵入岩可分为深成岩（310km)and浅成岩（1.53km）。 喷出岩则包括熔岩和火山碎屑岩。 与火山作用密切相关的超浅成侵入岩称为次火山岩。一般所说的火山岩为喷出岩和次火山岩。*岩石中的【矿物成分】受化学成分、温度、压力、挥发组分含量等物理化学条件影响 其中，挥发组分:超基性、基性岩中挥发组分少，不易出现大量含OH的矿物; 酸性岩中挥发组分多，大量出现角闪石、黑云母（OH），萤石 及黄玉（F），绿柱石（Be铍），电气石（B硼）【very important！】喷出岩中，水压低基质中，不易出现角闪石、黑云母等含水镁铁矿物。同时，由于氧逸度高喷出岩中呈斑晶产出的角闪石、黑云母经常暗化，出现暗化边。*喷出条件高温低压，高温相同质多相变体-石英，易变辉石、白榴石、 碱性长石为透长石 侵入条件低温高压，低温相同质多相变体-石英，碱性长石为正长石、微斜长石*A型花岗岩三A代表：碱性、贫水、非造山，碱性花岗岩是其中的一大类，将其中含有碱性铁镁矿物的花岗岩称为碱性花岗岩*矿物组分中含有挥发分的：角闪石、黑云母*Ch02 划分火成岩结构类型的基本要素：结晶程度、矿物颗粒大小、矿物自形程度、组成岩石矿物颗粒的相互关系*Ch02雏晶进一步发展为骸晶和微晶。微晶呈纤维状，并由共同的中心向外呈放射状生长呈球状体，则称为球粒。球粒在正交镜下：十字形消光球粒的组成矿物：石英+碱性长石，酸性熔岩（球粒流纹岩）球颗的组成矿物：（普通）辉石+斜长石，基性熔岩*科马提岩的典型结构：【鬣】刺结构*黄长石的特殊构造：钉齿构造*环状杂岩体一般产于板块边缘的造山带中，阿拉斯加的环状杂岩体，由中心向边缘依次为纯橄岩、二辉橄榄岩、角山辉石岩、辉长岩*三类花岗岩中的特征矿物：I型：以角闪石为标志，副矿物为榍石；S型：过Al矿物，如：原生白云母、堇青石（绝对的标志）、红柱石、石榴子石（多为铁铝榴石）、刚玉A型：以碱性暗色矿物为标志，如：【钠闪石、钠铁闪石、霓石、霓辉石】四个常常一起打包，为角闪石和辉石富钠的变种，【铁质黑云母、羟铁云母】，偶见【铁橄榄石】，副矿物中常见【萤石】*麦饭石斑状安山岩*岩钟、岩针等熔岩穹 安山岩若黏度大，形成岩钟、岩针；若黏度小，形成柱状节理*主要岩浆的作用形式：结晶分异作用、同化混染作用、岩浆混合作用、岩浆液态不混溶作用【具体看】 岩浆混合作用；mixing均匀，化学成分单一；mingling机械混合*各种岩类侵入岩、喷出岩对应关系：（前为侵入岩，后为喷出岩）超基性岩类纯橄岩玻基纯橄岩（麦美奇岩）辉石橄榄岩苦橄岩橄榄岩科马提岩辉石岩玻基辉石岩Ps：辉石橄榄岩的Mg比橄榄岩中高基性岩类辉长岩玄武岩中性岩类闪长岩安山岩二长岩粗面安山岩正长岩粗面岩酸性岩类 花岗岩流纹岩 花岗闪长岩英安岩碱性岩类中性碱性岩：霞石正长岩响岩 ps：组成矿物以碱性长石和霞石为主基性碱性岩：霞斜岩碧玄岩、碱玄岩超基性碱性岩：霓霞岩霞石岩*玻璃质酸性喷出岩的具体分类：松脂岩、珍珠岩、黑曜岩、浮岩，其中松脂岩含水量最高，珍珠岩次之，黑耀岩含水量最低。*影响岩石颜色的因素：颗粒大小？【待补充】*根据SiO2是否饱和：过饱和岩（石英+饱和矿物）、饱和岩（饱和矿物）、不饱和岩（似长石+不饱和矿物） *饱和矿物：不与熔体中的SiO2起反应的矿物 e.g.长石、黑云母、角闪石、 辉石不饱和矿物：镁橄榄石、似长石*【皮科克钙碱指数CA】SiO2增多，全碱增多，CaO降低,两线交点SiO2的值 四个系列:碱性系列、碱钙性系列、钙碱性系列、钙性系列 值越小，碱性越强；值越大，酸性越强 不适用于：SiO270%【里特曼指数】 值越大，碱性越强【莱特碱度率】 值越大，碱性越强 未考虑SiO2含量*橄榄石可伊丁石化富Ca斜长石绿帘石富Na斜长石绢云母、高岭石*斑状结构斑晶、基质 似斑状结构斑晶、基质为显晶质，大小相差并不悬殊*成核密度：单位时间、单位体积内产生的晶核数目 过冷度：岩浆的液相线温度和晶体实际结晶温度的差值 晶体生长速度：单位时间内晶体粒径增长的线度大小*条纹长石：钾长石为主晶、钠长石为客晶，钾长石包裹钠长石同时形成的结果，固溶体分解*文象结构，共结关系,同时形成*环带结构的斜长石：核部富Ca（An牌号更高），易被蚀变、交代绢云母化、绿帘石化、碳酸盐化，被包裹但为后期交代作用所形成*对于矿物组成为碱性长石、斜长石、石英的矿物：若斜长石数量超过碱性长石和斜长石总量的2/3，则为花岗闪长岩或闪长岩；若碱性长石为主，则为正长岩； 若碱性长石和霞石为主，则为霞石正长岩*似斑状结构岩石的定位深度一般较斑状结构岩石相对较大*细粒结构：过冷度较大，成核密度大、晶体生长速率小 （also：隐晶质结构、玻璃质结构）粗晶结构：过冷度较小，成核密度小、晶体生长速度大*晶体的生长速度与岩浆的黏度、岩浆中挥发组分的含量有关 黏度越低、挥发组分含量越高，晶体生长速率越大e.g.伟晶岩富含挥发组分，基性熔岩比酸性熔岩结晶程度好 *二长岩中的典型结构二长结构：自形板状斜长石镶嵌在大块的他形钾长石晶体中*文象结构：碱性长石和石英的有规则连生，常见于花岗伟晶岩中 蠕英结构：斜长石和石英的交生*斜长石：钠长石和钙长石的完全类质同象 碱性长石：钠长石和钾长石的有限类质同象*间粒结构粒玄结构，粗粒玄武岩 安山结构玻基交织结构*粗面结构:岩石全由钾长石柱状微晶组成，微晶略成平行排列，玻璃质含量很少*似长石矿物的代表种属：钾质似长石白榴石、钠质似长石霞石、方钠石、 黝方石*黄长石的光性特征：中正突起、平行消光、干涉色I级灰 在侵入岩中称黄长石岩，在喷出岩中称黄长岩*黄长石岩体产生于大陆裂谷环境*黄长岩类矿物的主要成分：黄长石（基质）、辉石（斑晶）、橄榄石，其次为各种似长石和黑云母。辉石长为富Ca的透辉石和次透辉石，斑晶基质中一般不含斜长石*黄长石岩体多呈小岩墙、岩脉，常与侵入的碳酸盐体（Ca）共生，起源深度大*橄榄石的次生变化:伊丁石化(低T、氧化），绿泥石化（中T，非氧化）、蛇纹石化？ 斜长石绢云母化？*流线构造、流纹构造判断岩浆的流向 流面构造测定岩体与围岩接触面的产状*枕状构造：基性熔岩在水下喷发 特点：可判断岩层顶底关系顶面是向上凸起的曲面，底面较平或陷入下伏枕球体间的凹陷处*侵入岩的原生节理构造：横节理、斜节理、层节理（水平节理）、斜节理*喷出岩的原生节理构造：柱状节理*由结晶作用特点和岩石组分空间充填方式所形成的构造：A型花岗岩常见的构造：晶洞构造，反应岩体定位深度较浅火山熔岩常见的构造：气孔构造、杏仁构造*常填充气孔的次生矿物：绿泥石、石英、方解石、沸石、玉髓、玛瑙、蛋白石*岩床（岩席）黏度小、易于流动的超基性、基性岩浆 岩盖（岩盘）有足够黏度的长英质岩浆，定位深度较浅 。一般对中酸性岩体称为岩盖，对基性超基性岩体称为岩盘岩盆镁铁质岩浆，常为形成基性超基性杂岩。产：Cr、Ni、Pt族元素、V-Ti-磁铁矿岩脊（岩鞍）背斜顶部、向斜槽部的整合侵入体*【不整合侵入体】岩墙（岩脉）锥状岩墙、环状岩墙 related to 环状杂岩和中心杂岩岩颈（火山颈)岩筒、岩管，金伯利岩的产状岩株（岩干）出露面积Na2O6）金伯利岩是有地幔碎屑物质、岩浆、挥发组分三种组分固结形成的岩石2、 判断题*安山岩常被认为是板块聚敛边缘的典型岩石（活动大陆边缘、造山带、现代岛弧）*粗晶结构：*在中性喷出岩中，含羟基的矿物（角闪石、黑云母）往往只呈斑晶出现 ，在基质中一般不出现 （） 水压低*颜色深的岩石一定色率高（）e.g.黑耀岩，黑耀岩颜色深主要是由于含有细小而分散的磁铁矿微晶*地下深处正在结晶的岩浆一般比喷出地表的岩浆温度要低（）*基性岩浆密度高于酸性岩浆密度（）*深部岩浆比浅部岩浆所含挥发组分多（）*硅酸盐岩浆中挥发组分主要是H2O,碳酸盐岩浆中挥发组分主要是CO2（以富CaO和CO2为特征）*火成岩的平均成分：中性闪长岩（）*大多数的花岗闪长岩、闪长岩、辉长岩属于钙碱性岩石，while多数碱性岩属于碱过饱和岩石（）*块状熔岩构造要求岩浆的黏度较大，所以不可能是玄武质岩浆在流动过程中被推挤破碎并杂乱堆积而成的（）Ps：就是黏度较大的玄武质岩浆*绳状熔岩构造是由黏度较小的玄武岩浆在流动过程中被扭曲成绳索状而形成的一种构造()*珍珠构造是由火山玻璃收缩冷凝而形成的一种裂隙构造（）*石泡构造主要出现在黏度较大的酸性熔岩中（）*黏度较小的基性熔岩形成的气孔往往较圆，黏度较大的酸性熔岩形成的气孔往往为不规则状。Ps：顶部气孔大、圆，底部不规则（）三、名词解释：*安山岩线：1） 环绕太平洋分布的2） 洋内玄武岩与环太平洋安山岩的分界线3） 是太平洋板块和大陆板块俯冲作用的产物环太平洋新生代火山喷发产物:玄武岩安山岩流纹岩组合，安山岩占优势，故称安山岩线*辉绿结构：在一颗较大的辉石晶体中包裹若干自形半自形的长条状斜长石晶体。斜长石结晶早于辉石。又称嵌晶含长结构。若辉石在（辉+Pl）中所占比例很低，辉石呈孤岛状充填于斜长石间隙中，但辉石在光性上连续，为岛状辉绿结构若辉石在（辉+Pl）中所占比例很大，被包裹的斜长石数量很少，为基底辉绿结构*次辉绿结构：辉石晶体局部地包裹斜长石or与斜长石互嵌*辉长结构：基性斜长石和橄榄石、辉石等深色矿物自形程度大致相同（为自形或半自形），互相呈不规则状排列，表明辉石和斜长石是同时从岩浆中结晶出来的*碳酸岩和碳酸盐岩：碳酸盐岩：沉积岩，沉积成因的主要由碳酸盐矿物组成的岩石碳酸岩：火成岩，岩浆成因的主要由碳酸盐矿物组成的岩石 既有侵入的，也有喷出的 并非只有碳酸盐矿物（方解石、白云石、铁白云石）*花斑结构：基质为显微文象结构的斑状结构，常见于浅成花岗岩中*花岗结构：花岗岩的半自形粒状结构，是酸性侵入岩典型的结构类型。岩浆结晶的深成花岗岩内，自形程度最好的是结晶最早的深色矿物，其次Pl斜长石，再次钾长石，Q石英完全呈它形充填在其他矿物的间隙内。 exeption：碱性花岗岩中，碱性暗色矿物【钠闪石、钠铁闪石、霓石、霓辉石】往往是最晚结晶的。它们充填在长英质矿物组成的间隙内。*鬣刺结构：指大的针状or复杂形态的骸晶状橄榄石或单斜辉石，杂乱的或近乎平行地排列于细小骸晶状单斜辉石和脱玻化玻璃组成的基质中，它是熔岩流在快速冷凝的条件下形成的*黄长石的钉齿构造：条状切面的边缘具有与延长方向正交的许多短的裂缝*TTG岩石组合【very important】 T：英云闪长岩（斜长花岗岩中铁镁矿物含量超过10%时） T：更长/奥长花岗岩（斜长花岗岩中斜长石主要是更长石时） G：花岗闪长岩 它们多产于太古代高级变质地体中，是早期大陆地壳的主要组成部分，化学组成上常富Na、富Si，La(镧)/Yb（镱），Sr（锶）/Y（钇）值，缺少重稀土，主要认为形成于板块俯冲环境，常表明地球早期有较高的地温梯度 *蛇绿岩套 1）蛇绿岩是古老洋壳and下伏地幔的代表，是古板块缝合线位置的标志。 2）蛇绿岩的岩石组合和现今大洋的岩石圈组成相同由下至上，依次为： 橄榄岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩、沉积岩。 3）蛇绿岩底部主要由橄榄岩组成的部分属于地幔岩，主体往往为二辉橄榄岩or方辉橄榄岩4、 问答题：*如何区分枕状构造和球状风化？依据枕状构造的特征：1） 结晶程度：枕球体外层为玻璃质，向内逐渐过渡为显晶质2） 构造和气孔：流动构造及气孔排列均围绕枕球体呈同心圆分布3） 裂纹：枕球体常具有放射状或同心圆状龟裂纹4） 填隙物：枕球体之间常被枕球体外壳脱落形成的碎片or海底沉积物所充填5） 伴生相：常与放射虫燧石and碧玉岩伴生*碱性和钙碱性岩石的区别1） 似长石是否出现：钙碱性不出现碱性可出现2） 碱性长石是否出现：钙碱性只在较酸性岩中出现碱性普遍存在3） 辉石种类：钙碱性普通辉石 碱性霓石、霓辉石4） 角闪石种类：钙碱性普通角闪石碱性钠闪石、棕闪石5） 是否有黑榴石：钙碱性没有碱性常有*岩床与上覆熔岩盖层的区别1）形成时间：熔岩比上覆该层形成时间早；岩床比顶、底板岩层都晚2）捕虏体：仅熔岩层底部含有下伏围岩捕虏体； 岩床上下两侧都可见围岩捕掳体3） 冷凝边：仅熔岩层底部发育冷凝边岩床的上、下两侧均可见到冷凝边，4） 热烘烤现象：仅熔岩层底部围岩岩床上、下围岩有热烘烤现象*陆相火山岩与海相火山岩特征对比：1） 火山碎屑岩：陆相喷发所占比例大，相变明显 海相喷发所占比例小，良好分选性、成层性2） 化石：陆沉积层仅？植物化石 海沉积层中 海相化石、放射虫和有孔虫硅质岩、燧石岩、碳酸盐（ppt：礁灰岩、石灰岩）3） 节理与构造：陆常柱状节理，（ppt：熔岩顶部砖红色渣状带） 海枕状构造4） 环境及颜色：陆氧化环境，岩石往往呈浅红、褐紫色 海还原环境，岩石往往呈灰、灰绿、淡黄色5） 接触关系：陆与下覆岩层多呈不整合接触 海与下覆岩层多整合接触6） 风化壳：陆风化壳发育 海风化壳不发育7） 成分:陆成分变化大，基性至酸性均有，中酸性熔岩的球粒，粒径大，具放 射状构造【？】及同心层构造【？】 海基性，球颗，粒径较小 *碱性玄武岩和拉斑玄武岩的对比！Very important：相同：普通辉石都存在，既可基质，又可斑晶产出不同：1） 贫Ca的易变辉石（基质）和紫苏辉石（斑晶），！只出现在拉斑玄武岩中，且易变辉石只出现在基质中，紫苏辉石只呈斑晶出现，i.e.碱性玄武岩不含斜方辉石2） 拉斑玄武岩SiO2可以过饱和出现石英碱性玄武岩SiO2不饱和3） 橄榄石含量：拉斑玄武岩一般只含少量橄榄石，即使有橄榄石也有反应边（反 映不平衡关系）碱性玄武岩普遍含有橄榄石4） 斜长石含量：与拉斑玄武岩相比，碱性玄武岩斜长石An含量往往略低5） 填隙矿物：拉斑酸性玻璃orQ 碱性各种沸石、Af碱性长石（钠正长石、歪长石、Ab钠长石）、钾质更长石、钾质中长石Ps：玄武岩中辉石：富Ca的普通辉石 and 贫Ca的易变辉石、紫苏辉石间粒结构：自形板条状Pl微晶间充填着细小的辉石、橄榄石、磁铁矿，主要出 现在粗粒玄武岩中，又称为粒玄结构间隐结构：Pl微晶间充填物为玻璃质or隐晶质填间结构：Pl微晶间填隙物既有辉石、橄榄石等结晶质矿物，又有玻璃质交织结构：Pl微晶呈交织状或近于交织状排列，不含或含玻璃质很少玻基交织结构：Pl微晶呈交织状分布在玻璃基质中，常出现在安山岩中，又称安山结构斑状安山岩：麦饭石，含有特殊矿物：沸石主要矿物：辉石、角闪石、石英、黑云母，白色斑状矿物为斜长石粗面安山岩：不含大量石英，斑晶Pl（更中长石） 碱性长石构成斜长石斑晶外壳 or充填于斜长石微晶的间隙钠质：粗安岩钾质：安粗岩*I型、S型、A型花岗岩的对比1） 源区： I型未经地表风化作用的火成岩部分熔融的产物，（中）基性 S型经历过地表风化作用的沉积物质部分熔融形成2） 对应系列I型磁铁矿系列，高氧逸度，下地壳、上地幔物质衍生岩浆，未受沉 积地层中碳质还原作用的影响S型钛铁矿系列，低氧逸度，中、下部地壳物质衍生岩浆，受沉积地 层中碳质还原作用的影响*同熔型和改造型花岗岩物源：同熔型壳幔混合型（下地壳+上地幔),同化混染了硅铝质 改造型地壳重熔再生 另：幔源花岗岩，i.e. M型花岗岩*【鲍温反应序列原理】very importantQuestion：斜长石的中性、基性？连续反应序列：化学成分连续变化，晶体结构不发生根本改变。高温-低温：AnAb，斜长石序列：钙钠钙钙钠钠不连续反应序列：化学成分不连续变化，晶体结构发生根本改变。岛状橄榄石单链辉石双链角闪石层状黑云母两支反应独立、同时进行，处于同一位置上的矿物可成共结关系：辉石+基性斜长石=辉长岩；角闪石+中性斜长石=闪长岩优势： 1）能够较合理的解释钙碱性火成岩中矿物的结晶顺序和共生关系 2）能解释层状火成岩的成因 3）能解释某些矿物的反应边结构和环带结构劣势： 1）基于一元论，认为所有的岩浆都是由玄武质岩浆结晶分异而来的 2）对碱性系列的岩浆不适应：在碱性花岗岩中，碱性辉石、角闪石往往晚于长石和石英结晶 3）与自然界实际情况不符：真正的玄武质岩浆经分异演化成花岗质岩浆的极少玄武岩由地幔经部分熔融形成，花岗岩由大陆地壳经部分熔融形成*钙碱性辉长岩与碱性辉长岩矿物成分的比较p167Also：钙碱性辉绿岩与碱性辉绿岩矿物成分的比较p171*概述火成堆积结构正堆积岩：后堆积矿物与堆积矿物成分有明显差别，且后堆积矿物数量也较多 堆晶间熔体与岩浆房中的岩浆没有成分交换层状基性岩体下部中堆积岩补堆积岩：后堆积矿物的成分往往和堆积矿物相似堆晶间熔体与岩浆房中的岩浆有成分交换上部异补堆积岩：后堆积矿物并非原来残余岩浆结晶的产物！堆晶间熔体与岩浆房中的岩浆有成分交换成核速率缓慢的大矿物晶体包裹*英安岩 cf.安山岩英安岩含有石英斑晶 流纹岩英安岩含有较多的斜长石斑晶*成矿关系 碱性岩:Zr、Ce、REE、【Nb、Ta稀有元素】、【Th、U放射性元素矿产】、磷矿，磷灰石霞石矿 碳酸岩：REENb、Ta、Ce，磷灰石、金云母、蛭石等非金属矿产铈族稀土，铜的硫化物（铜矿床） 花岗岩：W、Be、Nb（铌）、Ta（钽）、Sn（锡）、稀土、Cu、Mo（钼）、Au、Ag、 Zn、Pb、U、Zr I型Cu、Mo（钼）、Pb、Zn、Au、Ag S型W、Sn、REE（地壳） A型Sn、Nb、Ta、Zr、REE 酸性喷出岩:非金属矿床叶腊石矿床、明矾石矿床、珍珠岩矿床、沸石矿床 中性岩类：侵入岩： 矽卡岩型铁矿、铜矿 灰岩、白云岩等钙质岩石的接触带上：矽卡岩型矿床，是岩浆与碳酸盐岩接触交代变质作用的产物喷出岩：related to 安山岩 热液矿床：Cu、Au Related to 低温脉状矿床：Pb、Zn、Ag、Hg、Te（碲） 黄铁矿床、黄铜矿床基性岩类：侵入岩：Cr、Ni、Cu、Ti、Fe斜长岩：Cr、Ti、Fe、V、P喷出岩类玄武岩：Cu、Fe、V、Ti、Co、冰洲石碱性玄武岩宝石级别：刚玉（蓝宝石）、辉石、锆石巨晶超基性岩类Cr、Ni、Pt族元素，钒钛磁铁矿，Cu-Ni硫化物矿床，铬铁矿非金属：石棉、滑石、菱镁矿，蛇纹石完全蚀变玉石材料，岫玉*伟