矿物岩石学第八章-岩浆岩总论课件

第八章岩浆岩总论

绪论：岩石；岩石学；岩石学研究内容第一节

岩浆与岩浆岩

岩浆的概念与特征岩浆岩及其基本分类第二节岩浆岩的物质组成

岩浆岩的化学组成岩浆岩的矿物成分矿物成分与化学成分之间的关系1.岩石

岩石是矿物集合体（有的岩石含火山玻璃或者主要由火山玻璃组成），是按一定的结构构造组成的固体物质－基本属性。岩石又是地质体，是以岩体或岩层为单位彼此交错重叠组成岩石圈，是岩石圈发展演化过程中经不同地质作用生成的－地质属性。绪论2.岩石学

岩石学是以天然岩石为研究对象的地球科学的重要学科。根据研究对象的不同，分为岩浆岩石学（火成岩石学）、沉积岩石学和变质岩石学。绪论3.岩浆岩石学的研究内容

1）岩类学：2）岩石共生系列：3）岩石地球化学：4）实验岩石学：5）理论岩石学：6）成矿岩石学：

绪论第一节岩浆与岩浆岩

1.岩浆与岩浆岩的概念岩浆：是天然形成与上地幔或地壳深部、含有挥发分和固体组分、粘稠的、以硅酸盐为主要成分的高温熔融体岩浆岩：在一定条件下由岩浆作用形成的岩石叫做岩浆岩，或者火成岩2.岩浆岩及其分类

1）侵入岩和侵入作用2）喷出岩和火山作用第八章火成岩的产状第八章侵入岩和火山岩的区分——产状火山口火山岩岩床岩墙岩颈第八章1岩浆成分：硅酸盐岩浆占绝对优势，只有极少数是碳酸盐岩浆、硫化物或者氧化物岩浆；硅酸盐的化学成分：O、Si、Al、Mg、Fe、Ca、Na、K、Ti、P等这些化学元素在岩浆中多呈离子、原子或者离子团的形式出现。硅酸盐岩浆SiO2的含量（wt%)：酸性岩浆（＞63％）；中性岩浆（63－52％）；基性岩浆（52－45％）；超基性岩浆（＜45％）第一节岩浆及其结晶作用第八章2岩浆的密度：与成分、压力有关。元素分子量大，密度高；压力大，密度高；3岩浆的粘度：与成分、阳离子种类、压力、温度、所含的挥发组分有关，其中最重要的是SiO2的含量；

成分：SiO2含量越高，岩浆粘度越大；

温度：岩浆温度越高，岩浆粘度越小；压力：岩浆静压力越大，岩浆粘度越大；

阳离子种类：K、Na、Ca、Al等阳离子含量多时，粘度大；Fe、Mg、Mn等阳离子含量多时粘度小；挥发性组分含量：挥发性组分含量多，岩浆粘度小。第八章第一节岩浆及其结晶作用4岩浆中的挥发组分：

H2O-99%；CO2、CH4、SO2（高温）、H2S（低温）等5岩浆的温度：1)喷出熔岩温度的估计值(岩石熔融实验)：玄武岩类：1100-1300oC

左右玄武安山岩类：1000-1100oC

左右流纹岩：780-790oC

左右第八章第一节岩浆及其结晶作用5岩浆的温度：2)可以用矿物温度计推对算出岩浆的温度:例如,一定压力下橄榄石结晶温度为1200℃,岩浆的温度至少要高于此温度.3)或者从火山口附近熔岩流中直接测得:第八章第一节岩浆及其结晶作用6岩浆的结晶作用岩浆的结晶作用：岩浆中各种离子和络阴离子团围绕一些结晶中心，按照一定的规则进行排列，并按照一定的结晶顺序结晶出矿物晶体的过程。影响因素：成分、粘度、冷却速度、挥发性组分含量。矿物结晶顺序：鲍文反映序列第八章橄榄石辉石基性斜长石角闪石中性斜长石黑云母酸性斜长石超基性岩类中性岩类酸性岩类基性岩类钾长石白云母石英镁铁矿物系列硅铝矿物系列鲍文反应系列（据N.L.Bowen,1922)岩浆岩的基本分类侵入岩（Intrusiverock）：

岩浆侵入到地壳上部（并非地球表面）冷凝而成的岩石；因其侵入深度不同可分为“深成侵入岩”和“浅成侵入岩”喷出岩（Eruptiverock）：

又被称为火山岩，是由火山口喷出地表后冷凝和堆积形成的岩石。包括火山熔岩、火山碎屑岩和次火山岩。第八章第二节岩浆岩的物质成分

一岩浆岩的化学成分

1.主要造岩元素：O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、K、Na、Ti等9种元素。

2.微量元素

3.稀土元素

4.同位素岩浆岩的化学成分通常用氧化物表示，即SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、CaO、K2O、Na2O、TiO2等，约占总量的99％以上。第八章岩浆岩的化学成分分类根据岩浆岩中SiO2含量分类：超基性岩：SiO2含量小于45％；基性岩：SiO2含量介于45－52％之间；中性岩：SiO2含量介于52－65％之间；酸性岩：SiO2含量大于65％；岩浆岩中SiO2含量很少超过75％，因此，有人将SiO2含量大于75％的叫做超酸性岩。二岩浆岩的矿物成分1按照矿物在岩石中分类命名中的作用划分：

1）主要矿物：划分大类起决定作用；

2）次要矿物：划分大类意义不大但影响命名；

3）副矿物：含量少于1％的矿物；2按照矿物的颜色和化学成分划分：1）暗色矿物：富含Mg、Fe的硅酸盐矿物；

2）浅色矿物：富含Si、Al的硅酸盐矿物；3按照矿物成因：1）原生矿物：岩浆中直接结晶的矿物；2）次生矿物：岩石后期地质作用过程中形成的矿物。钙碱性岩石

1）橄榄岩主要矿物组合：橄榄石（或者）和辉石；

2）辉长岩－玄武岩中矿物组合：辉石＋基性斜长石；

3）闪长岩－安山岩中矿物组合：中性斜长石＋角闪石；

4）花岗岩主要矿物组合：石英＋碱性长石＋酸性斜长石＋黑云母；三岩浆岩矿物共生组合第八章碱性岩石系列

1）副长石正长岩：碱性长石＋副长石＋碱性暗色矿物；

2）副长石闪长岩：斜长石＋副长石＋碱性暗色矿物；

3）副长石辉长岩类：斜长石＋碱性长石＋霞石＋单斜辉石；

4）副长石岩：霞石＋碱性镁铁质矿物；第八章三岩浆岩矿物共生组合主要岩浆岩类型与矿物成分变化分布简图第三节岩浆岩的结构和构造

1岩浆岩的结构：

是指岩石组成物的结晶程度、自形程度、颗粒大小和组成物之间相互关系的特征；结构分类的依据：(1）结晶程度；（2）矿物颗粒的大小；（3）矿物的自形程度；（4）矿物颗粒之间的相互关系；（5）矿物的排列方式；岩浆岩的构造：

是指组成岩石之间的不同组分（矿物集合体或玻璃质）之间相互排列和充填方式的特征。也有人将结构和构造统称为组构。第八章（1）结晶程度含义：指岩石中结晶质部分和非晶质部分（玻璃）之间的比例。类型及特征:

全晶质结构：岩石全部由结晶矿物组成玻璃质结构：岩石全部由火山玻璃组成半晶质结构：岩石中既有结晶矿物又有玻璃隐晶质结构：颗粒小于0.02mm，肉眼不能辨认，包括微晶结构、霏细结构和球粒结构等.结构（1）结晶程度霏细结构:

极细他形的长英质矿物颗粒集合体构成，颗粒间的界线模糊（脱玻化作用）球粒结构：长英质矿物形成放射状的球形集合体，正交偏光下呈十字消光（脱玻化作用）

结构全晶质结构隐晶质结构半晶质结构结构2)矿物颗粒的大小

矿物颗粒的绝对大小

A.显晶质结构：肉眼能够分辨矿物颗粒

伟晶：d>3cm

巨晶：d=1~3cm

粗粒结构：d>5mm

中粒结构：d=2~5mm

细粒结构：d=0.2~2mm

微粒结构：d=0.02~0.2mm隐晶质结构：肉眼不能够分辨矿物颗粒（d<0.02mm）矿物颗粒的相对大小

等粒结构不等粒结构斑状结构似斑状结构结构等粒结构不等粒结构结构斑状结构：斑晶和基质

◎

为两个世代似斑状结构：斑晶和基质为同一世代的产物（注：目前欧美国家将二者视为同义词）结构似斑状结构花岗岩结构（3）矿物的自形程度概念：是指组成岩石的矿物的形态特点.影响因素：

矿物的结晶习性岩浆结晶的物理化学条件结晶的时间结晶的空间等结构类型：

自形粒状结构他形粒状结构半自形粒状结构结构花岗岩的他形粒状结构(4×)(+)结构辉长岩的半自形粒状结构(4×)(+)结构辉长岩的自形粒状结构(4×)(+)结构（4）矿物颗粒间的相互关系：

包括矿物之间的相互关系和矿物与隐晶质之间的关系条纹结构：正条纹结构（钾长石主晶）/反条纹结构（钠长石主晶），固溶体分离成因/交代成因文象结构：特点/成因-长石和石英共结形成蠕虫结构：特点/成因-矿物分解或斜长石交代钾长石多余SiO2析出所成反应边结构：早结晶的矿物与岩浆反应所成环带结构：特点/成因-固溶体矿物中常见（正/反环带）包含结构（嵌晶结构）：判定岩浆结晶顺序填隙（间）结构：浅成相或喷出相基质中的特点结构正条纹结构

钾长石主晶钠长石客晶反条纹结构

钠长石主晶钾长石客晶结构文象结构：石英和碱性长石交生（正交偏光）文象结构：单一晶体中石英和碱性长石交生（单偏光）结构文象结构（橄榄石置换尖晶石）（10×）（－）蠕虫结构：斜长石的边部蠕虫状石英的形成成因：分解蠕虫—Mus-Q+Or交代蠕虫—Pl交代Or结构斜长石的环带结构及其成分（An-钙长石分子）变化结构反应边结构：橄榄石外侧形成斜方辉石PyxHbl反应边结构：辉石外侧形成角闪石结构填隙结构：斜长石搭成格架，辉石或其他矿物充填斜长石粒间间粒结构：充填物为粒状矿物间隐结构：充填物为隐晶质-玻璃质结构（5).矿物的排列方式交织结构：

喷出岩的基质中斜长石微晶呈交织状或半平行排列，称为交织结构；若其中玻璃质含量明显，称玻晶交织结构。因其在安山岩中常见，又称安山结构。粗面结构：

喷出岩的基质中钾长石微晶呈平行排列。结构第八章角闪石斑晶的暗化边：由铁的氧化物和辉石构成.成因—火山喷发过程中，因压力释放，含水矿物快速氧化所致.交织结构斜长石微晶结构粗面结构：基质中的钾长石微晶定向排列结构结构粗面结构：基质中的钾长石微晶定向排列2.岩浆岩的构造概念：

是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其他组成部分之间的排列、充填方式等。影响因素：

岩浆结晶时的物化环境岩浆的侵位机制侵位时的应力状态岩浆冷凝时是否仍在流动等2.岩浆岩的构造常见类型

1）侵入岩：

块状构造—静止、稳定的结晶作用；

条带状构造—结晶分异、堆晶作用；斑杂构造—多次脉冲/同化混染；面理和线理构造—岩浆流动/主动侵位挤压；

球状构造—矿物围绕某一中心呈同心层状或放射状生长成球体状。

块状构造：岩浆岩中最常见的构造，特点是组成岩石的所用矿物均无定向性的均匀分布，它反映了岩浆结晶过程稳定的成岩环境。侵入岩构造斑杂状构造：岩石的结构或矿物的分布呈明显不均匀状态的构造类型。它可以是岩浆对捕虏的围岩同化不彻底形成，也可以是岩浆生成和演化过程中，保留下来的难熔残留体，或者是岩浆在深部的堆积相和冷凝相的碎块等，都可以形成斑杂构造。侵入岩构造斑杂状构造侵入岩构造斑杂构造产生的部位岩钟岩枝岩脉顶垂体隔膜构造条带状构造：不同成分或粒度矿物相间排列形成的构造侵入岩构造

流动构造：是岩浆流动的迹象，主要见于岩浆的边部。表现为流线构造和流面构造。

流线构造：是针柱状矿物或条状析离体或捕虏体定向排列形成，它表示岩浆的流动方向。

流面构造：为片状或板状矿物和扁平状析离体、捕虏体定向排列。它同围岩的接触面平行。

流动构造可以帮助确定岩体与围岩接触面产状，也有助于查明深成岩体的侵位特点。流动构造侵入岩构造岩体边部的流面和流线构造同构造侵入体—与围岩具有同产状的面理或线理构造

1）气孔构造：岩浆中原始气体聚集冷凝空间。

2）杏仁构造：岩浆后期矿物充填气孔-方解石、沸石、石英、绿泥石

3）流纹构造：不同颜色或不同粒度的条纹或条带、斑晶、雏晶以及拉长的气孔等定向排列形成的构造类型。一般是黏度较大的熔岩流在半固结状态下继续流动造成。

4）枕状构造：岩浆遇水淬冷收缩形成的团块状、椭球状构造。是海相火山岩的标志。2）喷出岩的构造2.岩浆岩的构造气孔状构造（4×）（－）杏仁状构造（10×）（+）枕状构造玄武岩构造流纹状构造：不同颜色或不同粒度的条纹或条带、斑晶、雏晶以及拉长的气孔等定向排列2）喷出岩的构造类型5）绳状构造：低粘度的基性岩浆在地表流动时，表面冷凝成半凝固的表皮，表皮之下的炽热熔浆仍在较快速的流动，使表皮皱起呈波状或者脊状或者扭转形成绳状结构。6）柱状节理构造：熔岩在均匀缓慢冷缩的条件下形成的，以六边形为主的构造类型。7）珍珠构造：为火山玻璃具有的特征构造。是指在熔浆固结成岩时急速冷凝收缩，火山玻璃中常发育环形或弧形裂纹，有时为同心环状排列且沿着这些裂纹易发生脱玻化，这样的构造就称为珍珠构造。喷出岩构造珍珠状构造（4×）（+）玄武岩的绳状构造、流动构造构造玄武岩中的柱状节理构造构造第四节岩浆岩的产状和相

岩浆岩的产状：是指岩体的形状、大小及其与围岩的接触关系；岩浆岩的相：是指岩浆岩形成环境所表现出来的岩石外貌特征的综合。不同岩相的外貌和特征不同，它是以岩体形成深度结合岩体产状、分布和岩石特征进行划分的。第八章1.侵入岩的产状和相1）岩浆岩的产状依据A.：侵入岩与围岩的接触关系

类型：整合侵入体不整合侵入体依据B.：侵入体的形态、大小

类型：岩基（batholith）：面积大于100km2

岩株（stock）：面积小于100km2

岩盆（lopolith）：呈盆状的整合侵入体

岩床（sill）：厚度小，面积大，整合侵入

岩墙（dike）：不整合板状侵入体岩基岩盖岩盆

岩浆岩的相及岩相的划分（1）侵入体的侵位深度类型：

A浅成相：0-3kmB中深成相：3-6km

C深成相：大于6km（2）岩相带的划分：岩石物质成分、结构构造

A内部相（中央带）：岩体中央部分，散热慢，挥发分高，结晶好；

B边缘相（边缘带）：岩体边缘，冷却速度快，挥发性组分散失快，结晶差：细晶、隐晶；

C过渡相（过渡带）：位于边缘相和内部相之间，岩石多呈中粒或者中粒似斑状结构。并非所有的岩体都发育从中心到边缘的岩相带。喷出岩（火山岩）产状和相A.喷出岩产状：

1）面式喷发（熔透式喷发）：大面积熔岩流（太古代火山喷发方式）；

2)裂隙式喷发：大面积熔岩被；高原玄武岩；

3)中心式喷发：火山锥；火山口；熔岩流；熔岩穹窿等。B.喷出岩的相：

1）火山颈相（火山通道相）：岩浆运移到地表的通道，后来被熔岩、火山碎屑物质等物质充填。

2）次火山岩相：岩株、岩脉、岩墙等火山浅成、火山超浅成岩体或火山岩脉；B.喷出岩的相：3）溢流相：由宁静涌出的熔岩组成。以基性岩最为发育，多数是在强烈爆发后岩浆流动冷凝而成。形成绳状岩流、自碎角砾岩流等；4）爆发相：是岩浆猛烈爆发时形成，成分由基性、酸性、到碱性都有。形成火山灰流、坠落火山碎屑堆积、熔渣流等；5）侵出相：在岩浆猛烈爆发后喷发晚期，大量挥发性组分逸出后岩浆在火山口附近堆积成的岩钟、岩针等。5）喷发沉积相：为火山熔岩、火山碎屑岩、和正常沉积岩交替变化形成的岩相。一般发生在火山活动周期间隙期。火山岩和侵入岩的产状火山锥岩颈岩墙岩床第五节岩浆岩的分类根据国际地科联（IUGS）火成岩分类学委员会统计，到1988年为止，火成岩岩石名称和有关术语已有1586种。将如此纷杂且不同成因的岩石进行类型划分，是岩浆岩石学研究的重要任务。国际地科联所属火成岩分委员会为火成岩分类学研究做了大量有效的工作，以Strecksen（1967）分类方案为基础，于1989年推出火成岩分类方案。第五节岩浆岩的分类一.国际地科联火成岩分类方案（1989）（主要根据地质产状、矿物组成分为七大类）1）深成岩；2）火山岩；3）紫苏花岗岩；4）黄长岩；

5）煌斑岩；6）碳酸盐岩；7）火山碎屑岩。(一).深成岩的分类的三角形图解富石英花岗岩类花岗岩正长花岗岩二长花岗岩花岗闪长岩石英正长岩石英二长岩石英二长闪长岩碱长花岗岩英云闪长岩