第01讲绪论岩浆性质与岩浆岩产状课件

Petrology授课教员：陈能松教授

chennengsong@163.com

nengsongchen@Tel:87482984(O),87692420(H)岩石学/Petrology授课教员：陈能松教授岩石学1考核和考试1、实验考核：岩浆岩、沉积岩和变质岩各1次，独立鉴定，以平时成绩计，占总成绩的30%2、理论课考试：期末考1次，闭卷，占总成绩的70%/考核和考试/2学习材料1、路凤香桑隆康主编，岩石学，地质出版社，20022、桑隆康等，岩石学实验指导书，中国地质大学出版社，20053、晶体光学技术与造岩矿物学4、国外教材5、有关岩石学的期刊杂志/学习材料/3本课程安排（讲课20学时，实习20）1、岩浆性质与岩浆岩产状（讲2学时）2、火成岩的成分和分类（讲2学时）3、火成岩的结构构造（讲2学时）5、超镁铁质－镁铁质侵入岩（讲2学时,实习4学时）6、玄武岩类（讲2学时,实习4学时）7、花岗岩类（讲2学时,实习4学时）8、中酸性熔岩及火山碎屑岩类（讲2学时,实习4学时）9、金伯利岩及其它硅不饱和岩石

（自学:4学时)10、复习和独立鉴定（4学时）10、岩浆起源和演化（讲2学时）/本课程安排（讲课20学时，实习20）1、岩浆性质与岩浆岩产状4第一篇：绪论岩石和岩石学岩石在地球中的分布岩石学的学习目的/第一篇：绪论岩石和岩石学/5岩石：是天然产出的，由一种或多种矿物颗粒、火山玻璃和生物遗骸等构成的固态集合体。

判断：

石油方解石水泥陨石花岗岩

rocks一、岩石与岩石学/岩石：是天然产出的，由一种或多种矿物颗粒、火山玻璃和生物遗骸6三大岩石与岩石循环

(therockrecycle)火成岩沉积岩变质岩岩石循环therockrecycle:三大类岩石的相互转换/三大岩石与岩石循环

(therockrecycle)火成7

岩相学：分布、产状、结构、构造、矿物成分、分类

岩理学：成因、构造背景、地球动力学

岩石成因：形成条件和机理（含实验岩石学）岩石大地构造和地球动力学：对构造背景、地球深部组成和过程的指示意义资源环境效应：金属非金属矿产、油气成藏、农业生态、火山灾害等岩石学

Petrologypetra+logos=studyofrocksIgneousPetroloty;SedimentaryPetrology;MetamorphicGeology/岩相学：分布、产状、结构、构造、矿物成分、分类岩石学8

岩石构成了地球内部乃至其他天体的固体部分，它记录了过去发生的地质事件，提供了地球和行星历史的资料。对岩石的性质、成分、成因和历史的理解就成为认识地球历史的关键。二、岩石分布/岩石构成了地球内部乃至其他天体的固体部分，它记录9(一)地球内部结构地幔：橄榄岩

Peridotite(ultramafic)MajorsubdivisionsoftheEarth.Winter(2001)AnIntroductiontoIgneousandMetamorphicPetrology.PrenticeHall.地核:铁镍合金外核：液态内核：固态/(一)地球内部结构地幔：橄榄岩Peridotite(u10(二)、地球内部的岩石成分大洋壳厚度:~10km蛇绿岩套（ophiolitesuite）:

Sedimentspillowbasaltsheeteddikesmoremassivegabbroultramafic(mantle)大陆壳厚度较大:20-75km平均~35km成分变化大：平均成分相当于花岗闪长岩/(二)、地球内部的岩石成分大陆壳/11(三)岩石在地壳中的分布花岗岩10.4%闪长岩花岗闪长岩11.2%正长岩0.4%玄武岩、辉长岩角闪岩、榴辉岩42.5%橄榄岩0.2%/(三)岩石在地壳中的分布花岗岩10.4%/12三、学习目的专业基础知识，是后续课程（矿床学、地球化学等）的基础！研究生、科学家（科学院院士）、工程师（工程院院士）

？？？地球成因与演化资源勘探、开发利用国民经济主战场——生态、灾害与生存环境/三、学习目的专业基础知识，是后续课程（矿床学、地球化学等）的13地球历史澳大利亚：44亿？中国西藏：41亿华北和华北：38亿塔里木：36亿秦岭造山带组成、结构与演化张本仁（地质大学）、张国伟（西北大学）大陆深俯冲李曙光（中科技大）、金振民（地质大学）高山、郑永飞、杨经绥、翟明国、莫宣学、潘桂堂/地球历史澳大利亚：44亿？华北和华北：38亿秦岭造山带组成、14A.L.Wegener(1880-1930)的大陆漂移思想和后来的板块构造学说可从火成岩上提供证据影响深远地学学说创建——科院院士？/A.L.Wegener(1880-1930)的大陆漂移思想15例如：白垩世，南美与非洲大陆分离，大西洋开始打开的证据寻根：相似的化石/例如：白垩世，南美与非洲大陆分离，大西洋开始打开的证据寻根：16巴西和纳米比亚海岸地层比较（两侧都可对比的135－130Ma双峰式火山岩—酸性火山岩和大陆溢流玄武岩是南大西洋最初开始裂解的标志）（Milneretal.,1995,JournalofVolcanologyandGeothermalresearch,69:137-157)玄武岩石英粗面岩相似的火山岩组合/巴西和纳米比亚海岸地层比较（两侧都可对比的135－130Ma17维苏威（Vesuvius）火山是欧洲大陆唯一的活火山，它最著名的一次喷发发生在公元79年8月24日，当时古罗马的赫库兰尼姆（Herculaneum）和庞培（Pompeii）两镇被毁灭，仅庞培城，死亡就近2万人.火山灾害庞培废墟与维苏威火山/维苏威（Vesuvius）火山是欧洲大陆唯一的活火山，它最著18火山的全球分布世界范围内大约有1500座火山，主要分布于环太平洋和洋中脊/火山的全球分布世界范围内大约有1500座火山，主要分布于环太19我国的活动火山

吉林长白山天池火山；云南腾冲火山；黑龙江五大连池火山等。最近一次喷发发生在距今200-300年前。目前具有潜在喷发危险。/我国的活动火山吉林长白山天池火山；20我国火山监测台网分布图/我国火山监测台网分布图/21（引自周新民）/（引自周新民）/22岩浆就位与盐丘（salt）的形成相似，它使周缘断裂活动加强或产生新断裂、劈理、节理以及其它构造裂缝，连通先前存在的孔缝，改善围岩储渗性能火成岩与油气的关系/岩浆就位与盐丘（salt）的形成相似，它使周缘断裂活动加强或23松辽盆地渤海湾盆地鄂尔多斯盆地四川盆地二连盆地准噶尔盆地塔里木盆地低温变质促进油气生成和储层的储集性能

；致密岩石作为盖层；多孔火山岩和裂缝发育的火成岩作为储层

/松辽盆地渤海湾盆地鄂尔多斯盆地四川盆地二连盆地准噶尔盆地塔里24第二篇：火成岩第一章岩浆性质与岩浆岩产状/第二篇：火成岩第一章岩浆性质与岩浆岩产状/25第一节岩浆性质在俯冲带地幔和地壳的部分熔融与岩浆产生（一）岩浆的产生/第一节岩浆性质在俯冲带地幔和地壳的部分熔融与岩浆产生（26（二）岩浆性质熔体:是岩浆的绝对组成，它以硅酸盐成分为主，并以O、Si、Al、Fe、Mg、Mn、Ca、Na、K为主要元素成份。按组成元素的差别，有镁铁质（或玄武岩质）熔浆、硅铝质（安山岩质、英安岩质和流纹岩质）熔浆之分。晶体:

大小

10-7-10-1m，数量密度可达1017m-3，含量可达95%挥发份:

H2O=60-95V%，CO2=0-35V%，质量分数0.1-7%.1。岩浆组成:熔体

+晶体

+挥发份/（二）岩浆性质熔体:是岩浆的绝对组成，它以硅酸盐成分为主，并272。常见火山岩的喷发温度（岩浆温度）岩浆类型温度（C）流纹岩质700－900英安岩质800－1100安山岩质950－1200玄武岩质1000－1250/2。常见火山岩的喷发温度（岩浆温度）岩浆类型温度（C）28密度与成分和温度关系3。岩浆的密度密度与压力关系？/密度与成分3。岩浆的密度密度与压力关系？/29

典型粘度值(Pa.s)

水 1-3

甘油 1 玄武岩熔体 102 安山岩熔体 104 湿流纹岩熔体(5%H2O)105 干流纹岩熔体(800oC) 1011 地幔软流圈物质10184。岩浆的粘度岩浆的粘度（η）:流体内微团之间相对滑移时内部产生的剪切应力（切向阻力）的性质，它阻碍流体的运动，因而反映流体流动的难易程度，单位为Pa.s/典型粘度值(Pa.s)4。岩浆的30粘度的影响因素（1）熔浆成分（2）温度（3）含水量（4）晶体含量/粘度的影响因素（1）熔浆成分/31粘度—水含量的关系compositionandtemperatureWaterinrhyolite

Arrheniuslaw=moexp{E/RT}

E=activationenergy(Joulesmole–1)R=gascontent(JoulesK–1mole–1)T=temperature(K)

mo=pre-exponentialconstant(Pas)粘度—成分和温度的关系/粘度—水含量的关系compositionandtempe32SilicatemeltviscositySi-O四面体多，Si多，粘度高成网阳离子（Al）高，粘度高变网阳离子高(CaMgFeKNa)，粘度低粘度——熔浆成分关系粘度的影响因素——熔浆成分、温度、水、晶体含量/SilicatemeltviscositySi-O四面体33水：硅酸盐熔体的解聚作用

DepolymerizationofSilicateMelts

/水：硅酸盐熔体的解聚作用

Depolymerization34粘度—晶体含量关系Einstein-RoscoeEquation

=l(1-cX)-2.5

l=meltviscosityc=coefficient(1.67formagmas)X=volumefractionofcrystals

/粘度—晶体含量关系Einstein-RoscoeEquat35问题与总结：岩浆组成？岩浆的物理性质及其影响因素（会看图，用图解说明之）？/问题与总结：岩浆组成？/36侵位深度岩浆冷却位置地下野外宏观特征侵入岩地表喷出岩与围岩的接触关系整合侵入体不整合侵入体侵入体形态和大小岩基、岩株、岩盆、岩盖、岩床、岩墙等浅成岩（0-3km）中深成岩（3-10Km）深成岩（>10Km）陆相火山岩海相火山岩熔岩流、次火山岩、火山－沉积岩等第二节岩浆岩的产状/侵位深度岩浆冷却位置地下野外侵入岩地表喷出岩与围岩的接触关系371．侵入岩(intrusiverocks)的野外关系（产状）（1）整合侵入体与不整合侵入体

(2）据岩体的形态大小分为：岩基(Batholith)：面积大于100km2，可达数万km2，大岩基多为花岗质岩体岩株(stock)：面积小于100km2的侵入体，岩株边缘常有一些不规则的树枝状岩体冲入围岩中，被称为岩枝岩床(sill)：又称岩席，是厚薄均匀、近水平产出的整合的板状侵入体岩墙(dike)：是一种厚度稳定，近于直立的不整合的板状侵入体，长为宽的几十倍甚至几千倍，厚度一般为几十cm到几十m岩盆(lopolith)：为中央略微下凹，呈盆状的整合侵入体。厚度与直径之比大致为1:10—1:20岩盖(laccolith)：为一种蘑菇状的整合侵入体/(2）据岩体的形态大小分为：/38火成岩产状示意图3_17出露的岩基岩基岩墙岩盆岩盖岩床捕虏体整合侵入体不整合侵入体岩株/火成岩产状示意图3_17出露的岩基岩基岩墙岩盆岩盖岩床捕虏体392.喷出岩(extrusiverock)的野外产状

A．火山锥(volcaniccone)：由熔岩和/或火山碎屑岩组成，中心为火山口(volcanicvent)或破火山口(caldera)火山碎屑锥(cindercone)：以爆发为主，堆积物以火山碎屑岩为主，这类喷发作用以粘度高、挥发组分含量高的酸性岩浆常见熔岩锥(lavacone)：主要由粘度较高的熔岩组成，火山碎屑<10%，原始坡度2－10°，呈盾形，又称盾火山(shieldcone)混合锥(mixedcone)：以爆发与宁静式相间喷发时，火山碎屑物质约占30—50％，熔岩与碎屑在火口处混合堆积熔岩锥/2.喷出岩(extrusiverock)的野外产状熔岩锥/40B．熔岩流(lavaflow)：岩浆以较平静的溢流方式喷出地表，喷发物多为粘度较低的超基性到中性的岩浆，酸性者少见。溢流出的岩浆可形成面状的熔岩被、熔岩台地、线状的熔岩流C．岩钟、岩针、岩穹(volcanicdome)：多以侵出的方式喷出。粘度较高、缺少挥发组分、失去流动性的中酸性和碱性熔岩火山活动的晚期形成这类产状D.火山颈(volcanicneck)：是火山锥被剥蚀后，出露的火山管道中的充填物。火山颈在浅部一般直径较大，向深处缩小，上部喇叭状，中部筒状，下部墙状。充填物多为火山碎屑岩、熔岩，碎屑熔岩、熔结火山碎屑岩等。

/B．熔岩流(lavaflow)：岩浆以较平静的溢流方式喷出41火山锥/火山锥/42熔岩流/熔岩流/43岩钟岩针火山颈/岩钟岩针火山颈/44Fig3.12,3.13岩浆喷出地表或从火山口涌出——火山岩（喷出岩）（包括熔岩和火山碎屑岩）岩浆在地表以下深处冷凝结晶——侵入岩（深成岩、浅成岩）两类岩石的差别，核心是由岩浆冷凝快慢的差别形成的快速冷却缓慢冷却课后作业：总结火山岩和侵入岩在野外关系、结构构造和矿物成分等方面的差别/Fig3.12,3.13岩浆喷出地表或从火山口涌出——火45问题：画1张立体图，表达侵入岩的典型产状，注意它们之间的区别/问题：画1张立体图，表达侵入岩的典型产状，注意它们之间46Petrology授课教员：陈能松教授

chennengsong@163.com

nengsongchen@Tel:87482984(O),87692420(H)岩石学/Petrology授课教员：陈能松教授岩石学47考核和考试1、实验考核：岩浆岩、沉积岩和变质岩各1次，独立鉴定，以平时成绩计，占总成绩的30%2、理论课考试：期末考1次，闭卷，占总成绩的70%/考核和考试/48学习材料1、路凤香桑隆康主编，岩石学，地质出版社，20022、桑隆康等，岩石学实验指导书，中国地质大学出版社，20053、晶体光学技术与造岩矿物学4、国外教材5、有关岩石学的期刊杂志/学习材料/49本课程安排（讲课20学时，实习20）1、岩浆性质与岩浆岩产状（讲2学时）2、火成岩的成分和分类（讲2学时）3、火成岩的结构构造（讲2学时）5、超镁铁质－镁铁质侵入岩（讲2学时,实习4学时）6、玄武岩类（讲2学时,实习4学时）7、花岗岩类（讲2学时,实习4学时）8、中酸性熔岩及火山碎屑岩类（讲2学时,实习4学时）9、金伯利岩及其它硅不饱和岩石

（自学:4学时)10、复习和独立鉴定（4学时）10、岩浆起源和演化（讲2学时）/本课程安排（讲课20学时，实习20）1、岩浆性质与岩浆岩产状50第一篇：绪论岩石和岩石学岩石在地球中的分布岩石学的学习目的/第一篇：绪论岩石和岩石学/51岩石：是天然产出的，由一种或多种矿物颗粒、火山玻璃和生物遗骸等构成的固态集合体。

判断：

石油方解石水泥陨石花岗岩

rocks一、岩石与岩石学/岩石：是天然产出的，由一种或多种矿物颗粒、火山玻璃和生物遗骸52三大岩石与岩石循环

(therockrecycle)火成岩沉积岩变质岩岩石循环therockrecycle:三大类岩石的相互转换/三大岩石与岩石循环

(therockrecycle)火成53

岩相学：分布、产状、结构、构造、矿物成分、分类

岩理学：成因、构造背景、地球动力学

岩石成因：形成条件和机理（含实验岩石学）岩石大地构造和地球动力学：对构造背景、地球深部组成和过程的指示意义资源环境效应：金属非金属矿产、油气成藏、农业生态、火山灾害等岩石学

Petrologypetra+logos=studyofrocksIgneousPetroloty;SedimentaryPetrology;MetamorphicGeology/岩相学：分布、产状、结构、构造、矿物成分、分类岩石学54

岩石构成了地球内部乃至其他天体的固体部分，它记录了过去发生的地质事件，提供了地球和行星历史的资料。对岩石的性质、成分、成因和历史的理解就成为认识地球历史的关键。二、岩石分布/岩石构成了地球内部乃至其他天体的固体部分，它记录55(一)地球内部结构地幔：橄榄岩

Peridotite(ultramafic)MajorsubdivisionsoftheEarth.Winter(2001)AnIntroductiontoIgneousandMetamorphicPetrology.PrenticeHall.地核:铁镍合金外核：液态内核：固态/(一)地球内部结构地幔：橄榄岩Peridotite(u56(二)、地球内部的岩石成分大洋壳厚度:~10km蛇绿岩套（ophiolitesuite）:

Sedimentspillowbasaltsheeteddikesmoremassivegabbroultramafic(mantle)大陆壳厚度较大:20-75km平均~35km成分变化大：平均成分相当于花岗闪长岩/(二)、地球内部的岩石成分大陆壳/57(三)岩石在地壳中的分布花岗岩10.4%闪长岩花岗闪长岩11.2%正长岩0.4%玄武岩、辉长岩角闪岩、榴辉岩42.5%橄榄岩0.2%/(三)岩石在地壳中的分布花岗岩10.4%/58三、学习目的专业基础知识，是后续课程（矿床学、地球化学等）的基础！研究生、科学家（科学院院士）、工程师（工程院院士）

？？？地球成因与演化资源勘探、开发利用国民经济主战场——生态、灾害与生存环境/三、学习目的专业基础知识，是后续课程（矿床学、地球化学等）的59地球历史澳大利亚：44亿？中国西藏：41亿华北和华北：38亿塔里木：36亿秦岭造山带组成、结构与演化张本仁（地质大学）、张国伟（西北大学）大陆深俯冲李曙光（中科技大）、金振民（地质大学）高山、郑永飞、杨经绥、翟明国、莫宣学、潘桂堂/地球历史澳大利亚：44亿？华北和华北：38亿秦岭造山带组成、60A.L.Wegener(1880-1930)的大陆漂移思想和后来的板块构造学说可从火成岩上提供证据影响深远地学学说创建——科院院士？/A.L.Wegener(1880-1930)的大陆漂移思想61例如：白垩世，南美与非洲大陆分离，大西洋开始打开的证据寻根：相似的化石/例如：白垩世，南美与非洲大陆分离，大西洋开始打开的证据寻根：62巴西和纳米比亚海岸地层比较（两侧都可对比的135－130Ma双峰式火山岩—酸性火山岩和大陆溢流玄武岩是南大西洋最初开始裂解的标志）（Milneretal.,1995,JournalofVolcanologyandGeothermalresearch,69:137-157)玄武岩石英粗面岩相似的火山岩组合/巴西和纳米比亚海岸地层比较（两侧都可对比的135－130Ma63维苏威（Vesuvius）火山是欧洲大陆唯一的活火山，它最著名的一次喷发发生在公元79年8月24日，当时古罗马的赫库兰尼姆（Herculaneum）和庞培（Pompeii）两镇被毁灭，仅庞培城，死亡就近2万人.火山灾害庞培废墟与维苏威火山/维苏威（Vesuvius）火山是欧洲大陆唯一的活火山，它最著64火山的全球分布世界范围内大约有1500座火山，主要分布于环太平洋和洋中脊/火山的全球分布世界范围内大约有1500座火山，主要分布于环太65我国的活动火山

吉林长白山天池火山；云南腾冲火山；黑龙江五大连池火山等。最近一次喷发发生在距今200-300年前。目前具有潜在喷发危险。/我国的活动火山吉林长白山天池火山；66我国火山监测台网分布图/我国火山监测台网分布图/67（引自周新民）/（引自周新民）/68岩浆就位与盐丘（salt）的形成相似，它使周缘断裂活动加强或产生新断裂、劈理、节理以及其它构造裂缝，连通先前存在的孔缝，改善围岩储渗性能火成岩与油气的关系/岩浆就位与盐丘（salt）的形成相似，它使周缘断裂活动加强或69松辽盆地渤海湾盆地鄂尔多斯盆地四川盆地二连盆地准噶尔盆地塔里木盆地低温变质促进油气生成和储层的储集性能

；致密岩石作为盖层；多孔火山岩和裂缝发育的火成岩作为储层

/松辽盆地渤海湾盆地鄂尔多斯盆地四川盆地二连盆地准噶尔盆地塔里70第二篇：火成岩第一章岩浆性质与岩浆岩产状/第二篇：火成岩第一章岩浆性质与岩浆岩产状/71第一节岩浆性质在俯冲带地幔和地壳的部分熔融与岩浆产生（一）岩浆的产生/第一节岩浆性质在俯冲带地幔和地壳的部分熔融与岩浆产生（72（二）岩浆性质熔体:是岩浆的绝对组成，它以硅酸盐成分为主，并以O、Si、Al、Fe、Mg、Mn、Ca、Na、K为主要元素成份。按组成元素的差别，有镁铁质（或玄武岩质）熔浆、硅铝质（安山岩质、英安岩质和流纹岩质）熔浆之分。晶体:

大小

10-7-10-1m，数量密度可达1017m-3，含量可达95%挥发份:

H2O=60-95V%，CO2=0-35V%，质量分数0.1-7%.1。岩浆组成:熔体

+晶体

+挥发份/（二）岩浆性质熔体:是岩浆的绝对组成，它以硅酸盐成分为主，并732。常见火山岩的喷发温度（岩浆温度）岩浆类型温度（C）流纹岩质700－900英安岩质800－1100安山岩质950－1200玄武岩质1000－1250/2。常见火山岩的喷发温度（岩浆温度）岩浆类型温度（C）74密度与成分和温度关系3。岩浆的密度密度与压力关系？/密度与成分3。岩浆的密度密度与压力关系？/75

典型粘度值(Pa.s)

水 1-3

甘油 1 玄武岩熔体 102 安山岩熔体 104 湿流纹岩熔体(5%H2O)105 干流纹岩熔体(800oC) 1011 地幔软流圈物质10184。岩浆的粘度岩浆的粘度（η）:流体内微团之间相对滑移时内部产生的剪切应力（切向阻力）的性质，它阻碍流体的运动，因而反映流体流动的难易程度，单位为Pa.s/典型粘度值(Pa.s)4。岩浆的76粘度的影响因素（1）熔浆成分（2）温度（3）含水量（4）晶体含量/粘度的影响因素（1）熔浆成分/77粘度—水含量的关系compositionandtemperatureWaterinrhyolite

Arrheniuslaw=moexp{E/RT}

E=activationenergy(Joulesmole–1)R=gascontent(JoulesK–1mole–1)T=temperature(K)

mo=pre-exponentialconstant(Pas)粘度—成分和温度的关系/粘度—水含量的关系compositionandtempe78SilicatemeltviscositySi-O四面体多，Si多，粘度高成网阳离子（Al）高，粘度高变网阳离子高(CaMgFeKNa)，粘度低粘度——熔浆成分关系粘度的影响因素——熔浆成分、温度、水、晶体含量/SilicatemeltviscositySi-O四面体79水：硅酸盐熔体的解聚作用

DepolymerizationofSilicateMelts

/水：硅酸盐熔体的解聚作用

Depolymerization80粘度—晶体含量关系Einstein-RoscoeEquation

=l(1-cX)-2.5

l=meltviscosityc=coefficient(1.67formagmas)X=volumefractionofcrystals

/粘度—晶体含量关系Einstein-RoscoeEquat81问题与总结：岩浆组成？岩浆的物理性质及其影响因素（会看图，用图解说明之）？/问题与总结：岩浆组成？/82侵位深度岩浆冷却位置地下野外宏观特征侵入岩地表喷出岩与围岩的接触关系整合侵入体不整合侵入体侵入体形态和大小岩基、岩株、岩盆、岩盖、岩床、岩墙等浅成岩（0-3km）中深成岩（3-10Km）深成岩（>10Km）陆相火山岩海相火山岩熔岩流、次火山岩、火山－沉积岩等第二节岩浆岩的产状/侵位深度岩浆冷却位置地下野外侵入岩地表喷出岩与围岩的接触关系831．侵入岩(intrusiverocks)的野外关系（产状）（1）整合侵入体与不整合侵入体

(2）据岩体的形态大小分为：岩基(Batholith)：面积大于1