第01讲 绪论-岩浆性质和岩浆岩产状.ppt

1、Petrology,授课教员： 陈能松 教 授 Tel: 87482984(O), 87692420(H),岩石学,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%,学习材料 1、路凤香 桑隆康主编，岩石学，地质出版社，2002 2、桑隆康等，岩石学实验指导书，中国地质大学出版社，2005 3、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,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

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）,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,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,三大岩石与岩石循环(the rock recycle),火成岩,沉积岩

3、,变质岩,岩石循环the rock recycle: 三大类岩石的相互转换,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 Petrology petra + logos = study of rocks,Igneous Petroloty; Sedimentary Petrology; Metamorphic Geology,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

4、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,(一) 地球内部结构,地幔：橄榄岩 Peridotite (ultramafic),Major subdivisions of the Earth. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.,地核: 铁镍合金 外核：液态 内核：固态,(二)、地球内部的岩石成分,大洋壳 厚度: 10 km 蛇绿岩套 （ ophiolite suite）: Sedimen

5、ts pillow basalt sheeted dikes more massive gabbro ultramafic (mantle),大陆壳 厚度较大: 20-75 km 平均 35 km 成分变化大：平均成分相当于花岗闪长岩,(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、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,地球历史,

6、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,A.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？,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,巴西和纳米比亚海岸地层比较（两侧都可对比的135130Ma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）（Milner et al

7、., 1995, Journal of Volcanology and Geothermal research,69:137-157),玄武岩,石英粗面岩,相似的火山岩组合,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,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,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20

8、0-300年前。目前具有潜在喷发危险。,我国火山监测台网分布图,（引自周新民）,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,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,第二篇：火成岩,第一章 岩浆性质与岩浆岩产状,第一节 岩浆性质,（一） 岩浆的产生,（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（

9、安山岩质、英安岩质和流纹岩质）熔浆之分。 晶体: 大小 10-7-10-1 m，数量密度可达 1017 m-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,2。常见火山岩的喷发温度（岩浆温度）,密度与成分 和温度关系,3。岩浆的密度,密度与压力关系？,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 1018,4。岩浆的粘度,岩浆的粘度（）:流体内微

10、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,粘度的影响因素（1）熔浆成分 （2）温度 （3）含水量 （4）晶体含量,粘度水含量的关系,composition and temperature,Water in rhyolite,Arrhenius law = moexp E/RT E = activation energy (Joules mole 1 ) R = gas content (Joules K 1 mole 1) T = temperature (K) mo = pre-exponential constant

11、 (Pa s),粘度成分和温度的关系,Silicate melt viscosity,Si-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(Ca Mg Fe K Na)，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,水：硅酸盐熔体的解聚作用Depolymerization of Silicate Melts,粘度晶体含量关系,Einstein-Roscoe Equation = l (1 - cX)-2.5 l = melt viscosity c = coefficient (1.67 for magmas) X = volume fracti

12、on of crystals,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）？,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,1侵入岩(intrusive rocks)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，

13、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1:101:20 岩盖(laccolith)：为一种蘑菇状的整合侵入体,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,

14、2.喷出岩(extrusive rock)的野外产状 A火山锥(volcanic cone)： 由熔岩和/或火山碎屑岩组成，中心为火山口(volcanic vent)或破火山口(caldera) 火山碎屑锥(cinder cone)：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(lava cone )：主要由粘度较高的熔岩组成，火山碎屑10%，原始坡度210，呈盾形，又称盾火山(shield cone) 混合锥(mixed cone )：以爆发与宁静式相间喷发时，火山碎屑物质约占3050，熔岩与碎屑在火口处混合堆积,熔岩锥,B熔岩流(lava flow)：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(volcanic dome)：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(volcanic neck)：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