第二章火成岩概述及基本性质和分类

1、2. 岩浆岩概述与基本特征和分类,学习目的及要求：,1、掌握岩浆与岩浆岩的概念。 2、掌握岩浆岩的物质组成、结构、构造等基本特征。 3、了解岩浆岩的产状特点。 4、掌握岩浆岩的分类及命名原则。,2.1岩浆2.1.1 岩浆的概念,岩浆产生于上地幔和地壳深处，含挥发分的高温粘稠的主要成分为硅酸盐的熔融物质。 原生岩浆：由地幔或地壳岩石经熔融或部分熔融作用形成的成分未遭受变异的岩浆。 母岩浆：通过各种作用（分异作用、同化作用、混合等）产生出不同成分的派生岩浆的独立的液态岩浆称为母岩浆。,2.1.2岩浆的成分,岩浆的成分主要是硅酸盐物质，只有少数火山曾喷出过碳酸盐岩浆。硅酸盐熔浆中存在着大量的氧、硅和

2、其他多种元素，这些元素各以不同的形式和硅氧四面体组成多种状态的络阴离子团，随着这些离子团凝聚态的变化，岩浆的活动态势也就不同。,2.1.2岩浆的成分,岩浆还含有挥发分，在岩浆中的含量一般不超过6，主要是水蒸气(约占挥发分总量的60-90)，其次是C02、C0、S02、HCl、H2S、N2、HF等。挥发分在地下深处高温高压下的岩浆中是呈溶解状态的，一旦喷达地表，就会急速地逸出，形成火山喷气。,2.1.3岩浆的性质2.1.3.1岩浆的温度,根据对火山熔岩流的直接测定和对熔岩熔融与结晶温度的观察，通常在700-1200。但不同成分的岩浆其温度不同，玄武岩浆的温度要高些，多为l0251225；安山岩浆

3、的温度低些，为900一1000；酸性岩浆的温度最低，只有735890。而处于地下深处的岩浆，可由矿物的结晶、转化温度和其它的方法间接推知。一般认为地下深处正在结晶的岩浆比喷达地表的同成分岩浆的温度要低些。,2.1.3.2岩浆的粘度,粘度是岩浆的重要特征之一，它反映了岩浆熔体的流动性能。岩浆的粘度主要取决于岩浆的化学成分、挥发分、温度和压力等因素。 一般来说，岩浆中Si02含量愈高，则岩浆的粘度也就愈大。如酸性的流纹岩浆，因富Si02，粘度就大；而基性的玄武岩浆因贫Si02 ，粘度就小。岩浆中挥发分（主要为水）增加，可以降低岩浆的粘度 。,2.1.3.2岩浆的粘度,岩浆的粘度随岩浆的温度升高而变

4、小，温度降低，粘度增大。至于压力对岩浆粘度的影响，对于基本不含水的干岩浆来说，压力愈大，粘度也就愈大。但由于压力增加，挥发分在岩浆中的溶解度也增大，从而会降低岩浆的粘度。 岩浆的粘度不仅影响到岩浆的活动,而且对岩浆的结晶、分异、成矿都有重要的影响。,2.2岩浆岩及其分类,由岩浆冷凝固结后形成的岩石称为岩浆岩。岩浆岩通常分为侵入岩和喷出岩两大类。 侵入岩：是指岩浆在地下不同深度冷凝固结形成的岩石。根据其形成深度的不同，可进一步分为深成岩和浅成岩。,2.2岩浆岩及其分类,喷出岩：是指岩浆沿火山通道喷出地表形成的岩石，又称为火山岩。它又可分为两类岩石，一类是由岩浆沿火山通道喷溢地表冷凝固结而形成，称

5、为熔岩，另一类是由火山爆发出来的各种岩石碎块、晶屑、岩浆团块等各种火山碎屑物质堆积(冷凝)而形成，称为火山碎屑岩。 此外，与火山作用有关的充填于火山通道中或侵入其周围邻近的浅成一超浅成侵入岩，专称为次火山岩。,2.3 岩浆岩的物质成分2.3.1 岩浆岩的矿物成分,岩浆岩除少数由玻璃质组成外，都是由矿物组成的。矿物成分既可反映岩石的化学成分，又可反映岩石的特征和成因，所以研究岩浆岩都特别重视矿物成分的研究，并常作为岩浆岩分类定名的主要依据。组成岩浆岩的矿物，一般统称为造岩矿物。常见的造岩矿物只有十多种. 除了纯橄榄岩之外，各类岩浆岩中长石分布最广，其次是石英。因此，这两类矿物就成了岩浆岩的鉴别和

6、分类的重要依据之一。,2.3.1.1按矿物的含量和在岩石分类命名中的作用可分为,主要矿物是岩石中含量较多的矿物，一般都在10以上。它们是划分岩石大类的依据，如花岗岩中的钾长石和石英，没有它们就不能定名为花岗岩。 次要矿物是岩石中含量不多的矿物，一般都在10以下。它们对划分岩石大类不起作用，但可作为确定岩石种属的依据，如石英闪长岩中的石英，黑云母花岗岩中的黑云母。 副矿物是岩石中含量很少的矿物，通常不到l，偶尔可达5。如磷灰石、磁铁矿、榍石、锆石等。它们在岩石的分类和命名中一般不起作用。但偶尔可用作定种属名称，如榍石花岗岩。可它们的存在，能反映岩浆岩的含矿性和生成条件等方面的一些特征，对确定岩浆

7、岩形成的时代也可提供一些依据。,2.3.1.2据矿物的颜色可将矿物可分为,浅色矿物它们的化学成分中含SiO2和Al203。较高，不含镁、铁，故又称硅铝矿物，如：石英、长石类和似长石类等。 深色矿物它们的化学成分中富含镁、铁成分， SiO2含量较低，故又称铁镁矿物，深色矿物如橄榄石类、辉石类、角闪石类和黑云母类等。 色率深色矿物在岩石中的百分含量称为岩石的色率，又称颜色指数。它是肉眼鉴定岩石的重要指标，可大致判断岩石的类别和推知岩石的化学性质。 一般来说，色率越高，岩石越基性。,2.3.1.3 岩浆岩矿物的成因分类,1）原生矿物：在岩浆结晶过程中所形成的矿物，如橄榄石、辉石、角闪石、云母、长石、

8、石英等。也包括部分岩浆作用晚期析出的富含挥发份的矿物，如电气石、萤石等。 2）他生矿物：一般在正常的岩浆岩中不出现，多半是由于岩浆同化了围岩和捕虏体使其成分发生变化而形成的。如钙铁榴石、硅灰石等。堇青石、红柱石等富铝矿物。 3）次生矿物：在岩浆岩形成后，由于受到风化作用或岩浆期后热液蚀变作用，原生矿物发生变化而形成的新矿物，称次生矿物。如蛇纹石或伊丁石、绿泥石、高岭石等。,2.3.2岩浆岩的化学成分,地壳中存在的所有元素在岩浆岩中几乎都有存在，但最主要的是0、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti、Mn、P、H等十二种元素，占地壳总质量的99以上，称之为主要造岩元素。岩浆岩的化学成分常用

9、这些元素的氧化物质量百分数来表示。,2.3.2岩浆岩的化学成分,绝大多数岩浆岩以SiO2含量为最多，其次为Al203 。它们的变化常反映了岩浆岩的化学性质并影响矿物成分。因此，在研究岩浆岩时，常依含量，将岩浆岩划分为不同的类型，即SiO265为酸性岩。,2.3.2岩浆岩的化学成分,岩浆岩中的主要造岩氧化物含量变化是有规律的，从超基性岩至酸性岩，随着SiO2增加，Fe0、Mg0逐渐减少渐显增加；Ca0和Al203 由超基性的纯橄榄岩至基性的辉长岩增加较大，随后向酸性的花岗岩则减少。,2.3.2岩浆岩的化学成分（续）,2.3.3岩浆岩的矿物共生组合规律以及与化学成分的关系,2.3.3岩浆岩的矿物共

10、生组合规律以及与化学成分的关系（续）,不同成分的岩浆岩中矿物共生的规律： 1、超基性岩类：SiO2含量45，富含MgO、FeO，而K2O、Na2O含量少，因此反映在矿物成分上，就以铁镁矿物为主，一般含量可达 90%，主要是橄揽石、辉石，而长石含量很少或无。 2基性岩类：SiO2含量为4552，随着SiO2含量的增加，FeO、MgO较基性岩少，Al2O3、CaO含量则增，因此出现了辉石和基性斜长石共生，且含量近于相等。,2.3.3岩浆岩的矿物共生组合规律以及与化学成分的关系（续）,3中性岩类：SiO2含量为5266，FeO、MgO、CaO含量均较前者减少，而K2O、Na2O的含量却相对增加，因而

11、出现了角闪石与中性斜长石共生，铁镁矿物则降低至 30左右。另外还有一类较富含K20和Na2O的中性岩（正长岩类），则出现铁镁矿物和碱性长石的共生。,2.3.3岩浆岩的矿物共生组合规律以及与化学成分的关系（续）,4酸性岩类: SiO2含量 66%，FeO、Mgo、CaO含量大大减少，而K2O、Na2O则明显增加，因此出现了石英、钾长石、酸性斜长石、黑云母等共生现象，其中铁镁矿物一般仅占10左右。 5碱性岩类: K2O、Na2O含量高，而SiO2含量较低，这类岩石的特点，是在暗色矿物中出现碱性辉石、碱性角闪石（都含Na），在浅色矿物中常出现SiO2不饱和的霞石，白榴石等。便能看出化学成分变化反映在

12、矿物组合上的规律性。,2.4 岩浆岩的结构和构造,岩石的结构和构造就是岩石的构成特征。岩浆岩的结构和构成特征，是区分和鉴定岩浆岩的重要标志之一，也是岩浆岩分类和判别其形成条件的重要依据。,2.4.1 岩浆岩的结构,岩浆岩的结构是指组成岩浆岩的矿物结晶程度、颗粒的大小、自形程度以及矿物晶体之间的相互关系。 岩石的结构反映了岩石相对微观的外貌特征. 岩浆岩的结构可分为以下的类型 :,2.4.1.1岩石的结晶程度,是指岩石中结晶物质和非结晶玻璃物质的含量比例。据岩石的结晶程度，可将岩浆岩的结构分成如下的三类： 1、全晶质结构，即全部由结晶矿物所组成的一种岩石结构 。这种结构多见于深成岩中，如花岗岩。

13、 2、玻璃质结构，即全部由玻璃物质所组成的一种岩石结构 。这种结构常见于火山岩中，如黑曜岩。 3、半晶质结构，即既有结晶矿物又有非品质玻璃所组成的一种岩石结构 。这种结构也主要见于火山岩中，如流纹岩。,全晶质结构、半晶质结构、玻璃质结构,2.4.1.1岩石的结晶程度（续）,2.4.1.2矿物颗粒的大小(粒度大小),按照矿物颗粒的绝对大小(粒度)和肉眼下可辨别的程度，可将岩浆岩的结构作如下的划分： 1、显晶质结构，矿物颗粒在肉眼下可以分辨者。按其主要矿物颗粒的平均直径又可分为： 粗粒结构，颗粒直径：5mm 中粒结构，颗粒直径51mm 细粒结构，颗粒直径1一0.1ram 微粒结构，颗粒直径d0.1

14、mm 2、 隐晶质结构，是指颗粒非常细小，肉眼下不可分辨，但在显微镜下可以看出矿物晶粒者。,2.4.1.3按照矿物颗粒的相对大小可以分出,1、等粒结构，岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等。 2、不等粒结构，岩石中同种主要矿物颗粒大小不等，如果其粒度大小依次降低，构成连续变化系列，则称不等粒结构。 3、斑状和似斑状结构，岩石中所有的矿物颗粒和成分都俨然的分属于大小不同的两群，大者组成斑晶，小的组成基质，若基质由显晶质组成则形成似斑状结构，若基质由微晶质或隐晶质和玻璃质组成则称为斑状结构。,2.4.1.4按矿物晶面发育的完善程度可将岩石结构分为,1自形晶，矿物晶形发育完整，这种晶体多半是在空间有利

15、或晶体生长能力较强的情况下形成的。如果岩石全由这种自形晶粒组成，即构成全自形粒状结构。 2半自形晶，矿物晶形发育得不完整，仅有部分有完整的晶面，部分则为不规则的轮廓。这是因为晶体生长有先有后，或多种矿物都在生长，条件不充分造成的。这是侵入岩中很多矿物常有的形状，如果岩石由它们组成即构成了半自形粒状结构。 3他形晶，所有的晶面都不发育，成为形状不规则的他形晶体，一般多充填于其它矿物颗粒之间，常常是特定条件下的形成物。如岩石全由这种他形晶粒组成，即构成他形粒状结构 。,2.4.1.4按矿物晶面发育的完善程度可将岩石结构分为（续1）,左：等粒结构、不等粒结构、斑状结构、似斑状结构； 右：全自形粒状结

16、构、半自形粒状结构、他形粒状结构,4岩石中矿物(组分)间的相互关系主要有： 1）环带结构 ，主要见于斜长石中，可见不同成分的斜长石构成环带 2）反应结构，是早期晶出的矿物与残余熔浆发生反应而形成，如反应边结构、环带结构等。反应边结构 ，常见如橄榄石周围有斜方辉石或单斜辉石的反应 3）文象结构，是规则或不规则状的(状如象形文字)石英(称之为嵌晶)有规律地镶嵌插生在钾长石中，其中石英嵌晶具有相同的光性方位。,2.4.1.4按矿物晶面发育的完善程度可将岩石结构分为（续2）,2.4.1.5 岩石中矿物(组分)间的相互关系主要有,1、环带结构 ，主要见于斜长石中，可见不同成分的斜长石构成环带 2、反应结

17、构，是早期晶出的矿物与残余熔浆发生反应而形成，如反应边结构、环带结构等。反应边结构 ，常见如橄榄石周围有斜方辉石或单斜辉石的反应 3、文象结构，是规则或不规则状的(状如象形文字)石英(称之为嵌晶)有规律地镶嵌插生在钾长石中，其中石英嵌晶具有相同的光性方位。,反应边结构与文象结构,2.4.1.5 岩石中矿物(组分)间的相互关系主要有(续),2.4.2岩浆岩的构造,岩浆岩的构造是指岩浆岩中不同矿物集合体间，或矿物集合体与岩石的其它组成部分之间的排列、充填空间方式所构成的岩石特点。岩浆岩常见的构造有如下一些： 1块状构造，是由矿物均匀无定向分布组成的一种构造，是侵入岩常具有的一种构造。 2斑杂构造，

18、是一种不均一构造，它们是由岩石的不同组成部分在结构上或成分上的差异造成的。表现在颜色上或是在粒度上都非常不均一，而呈现出斑驳陆离的外貌。它们或由岩浆分异或是因岩浆同化混染作用而成。 3带状构造，也是一种不均一构造，表现为不同成分、颜色或不同结构的条带相间成带分布而成，它们常见于层状辉长岩中，常常是由岩浆脉动侵入或重力分异造成的。,4球状构造，由矿物围绕某些中心呈同心层状分布而成的一种构造。北京密云的球状花岗岩的球体系由浅色的条纹长石和深色的黑云母、角闪石和酸性斜 5气孔构造、杏仁构造，是火山岩中常见的一种构造。指岩浆喷溢地表冷凝时，其中的挥发分逸散后留下的空洞，常分布于熔岩流顶部。这些空洞或圆

19、、椭圆或不规则状。如果这种气孔被后来的物质所充填形成杏仁构造 6流纹构造，是由不同颜色条纹所反映出来的熔岩流的流动构造，有时顺着流动条纹还有被拉长的气孔分布。 7枕状构造，水下喷溢的基性熔岩常呈枕状椭球体，互相堆叠，称为枕状构造。枕体大小不等，上表面多呈弧形，底面较平,2.4.2岩浆岩的构造（续1）,2.4.2岩浆岩的构造（续2）,斑杂构造,条带构造,1.4.2岩浆岩的构造（续3）,气孔构造、杏仁构造、枕状构造,2.4.2岩浆岩的构造（续4）,流纹状构造,2.4.3岩浆岩中矿物的结晶顺序和鲍文反应原理,早在20世纪20年代，鲍文(Bowen，N.L。)根据玄武岩浆冷凝结晶过程的人工实验观察，提

20、出了一个表示岩浆结晶过程的反应系列，称之为鲍文反应原理 。,鲍文反应原理反应系列分两个系列，一支由培长石到钠长石，即斜长石系列，其成分是渐变的固溶体系，结晶格架未变化，叫连续反应系列；一支由镁橄榄石到黑云母，即暗色矿物系，其成分不是渐变，结晶格架是变化的，称之为不连续反应系列。,2.4.3岩浆岩中矿物的结晶顺序和鲍文反应原理（续1）,2.4.3岩浆岩中矿物的结晶顺序和鲍文反应原理（续2）,鲍文反应原理的意义 1、可以概略表示矿物的结晶顺序，即橄榄石比辉石早析出，辉石又比角闪石、黑云母早结晶。随着岩浆温度的下降，早析出的高温矿物可以与岩浆反应生成系列中低位的矿物，如常见的橄榄石反应生成的辉石，辉

21、石反应生成的角闪石等。 2、说明了矿物的共生关系，也说明了岩浆的分异趋势，即由基性向酸性演化。 3、说明了岩浆岩和围岩捕虏体间的关系，较基性的岩浆易于熔化酸性捕虏体，而较酸性的岩浆则不易熔化较基性的捕虏体，所以自然界中较基性的暗色捕虏体最常见。 4、部分说明了岩浆岩多样性的原因。,2.5 岩浆岩的产状,岩浆岩的产状 是指岩浆岩岩体的外貌特征，包括岩体的形态、大小及岩体与围岩的接触关系。,2.5.1火山岩的产状2.5.1.1中心式或点状喷发,火山岩的产状与火山喷发方式和喷出物的性质有关，通常有： 1中心式或点状喷发 这是近代火山活动最常见的喷发形式之一，是岩浆沿着一定的圆筒状管道喷达地表而成。当

22、喷发的岩浆粘度较大时，喷发常有强烈的爆发现象，在爆发时可有大量的气体涌逸，形成的产状有火山锥、岩钟、岩针等。当喷发的岩浆粘度较小时，则形成熔岩流。,2.5.1.1中心式或点状喷发（续1）,2.5.1.1中心式或点状喷发（续2）,马提尼克岛蒙培雷熔岩针左系由南望，右系由东北望，高在400m以上,2.5.1.1中心式或点状喷发（续3）,2.5.1.1中心式或点状喷发（续4）,2线型或裂隙式喷发 岩浆沿一定方向的裂隙活动喷达地表。如果喷发的是粘度小的基性熔浆，则常常沿着地面流动，形成广大面积的熔岩被。,冰岛的玄武岩浆构成的熔岩被,2.5.1.1中心式或点状喷发（续5）,2.5.2侵入岩的产状,侵入岩

23、是岩浆侵入地壳中的产物，它们的产状和构造关系密切，可与地层整合或不整合接触，形体规模也相差很大，其中常见的产状有如下一些： 1岩基 是一种形体庞大的岩体。其表面积一般都60km2，往往呈长圆形，长几十至几百公里，甚至更大，宽几至几十公里。常由成分十分稳定的花岗岩类组成，多侵入于造山带的隆起部分，延伸和造山带一致，与围岩成不规则接触(。如陕西商县的蟒岭花岗岩。 2岩株 较岩基为小的岩体。一般平面上成圆形或不规则状，面积60km2，和围岩的接触较陡直，有时是岩基的一部分，边部可有清楚的原生构造。,3岩墙或岩脉 是一种较小的侵入体，往往呈墙状或脉状延伸几米至几千米，有的则达几百公里，宽自几厘米到几百

24、米。与围岩层理或片理斜交，是沿陡直的裂隙侵入造成的。 岩脉和岩墙在形态上是相似的。但有人主张规模大而规则的叫岩墙，小而不规则的叫岩脉；也有人说正岩浆阶段的岩墙状产物叫岩墙，岩浆期后伟晶阶段的脉状产物叫岩脉，如伟晶岩脉，石英脉等。 4岩床 是一种沿层间侵入展布的层状侵入体，厚度稳定，与层面成整合接触，常见于基性岩中 。 5岩盖 也是一种层间侵入体，与岩层成整合接触，和岩床不同的是中心厚度大，呈底部较平的顶部穹隆状形体，有时则成似扁豆状 。 6岩盆 是一种层间整合侵入体，和岩盖不同的是中心凹下形如碟或浅盆状，一些层状辉长岩常呈岩盆状产出 。,2.5.2侵入岩的产状（续1）,岩盖、岩盆、岩床、岩墙,

25、2.5.2侵入岩的产状（续2）,2.5.3岩浆岩的相,不同环境条件下形成的岩浆岩，其特征也不一样，因此不同的岩石特征就能反映一定的生成环境条件。这种能反映岩浆岩生成环境的岩石表征就是岩浆岩相。根据岩浆岩的表征可以将岩浆岩的相简分为火山岩相、深成岩相和浅成岩相。,2.5.3.1火山岩相,具有火山岩表征的岩浆岩都可归入相应的火山岩相及其相组中。不同火山岩相的产出环境、产出形态、岩性特点和其所处火山部位的相互关系,2.5.3.2侵入岩相,由于侵入岩可形成于地壳的不同深处，因此按照侵入岩形成时所处的深度可将侵入岩相分为浅成相、中深成相和深成相三种： 1浅成相浅成相的特点是其形成深度小( 3km)。一般

26、在构造岩浆旋回的最后阶段形成。既有整合岩体，也有不整合岩体。多数为花岗岩类。 3深成相 深成相岩石的特点是其形成深度更大(l0km)，其岩体往往也很大，且主要分布于古老变质岩系中，围岩常常是区域变质片岩和片麻岩，和围岩的界线不清或呈渐变过渡接触，可有混合岩化现象存在。岩体的长轴还常与区域构造线方向一致。岩体的成分多为花岗岩质岩石。,2.6岩浆岩的分类和命名2.6.1岩浆岩的分类2.6.1.1化学成分分类,最常用的化学成分分类是以Si0：百分含量为依据，通常分为如下类别。,2.6.1.1化学成分分类,越大，碱性程度愈强。 3.3者称为钙碱性岩； 在3.39者为碱性岩； 者为过碱性岩。,里特曼指数,2.6.1.2矿物成分分类,1972年8月在加拿大蒙特利尔召开的24届国际地质大会上，国际地科联火成岩分类分会推荐了一个深成岩矿物定量分类命名方案 ，该方案