矿物岩石学课件：3-4火成岩

1、第二章 岩浆岩的特征及类型,讲课提纲,一. 岩浆岩的基本特征 二. 岩浆岩的成分特征 三. 岩浆岩的结构构造特征 四. 岩浆岩的分类 五. 主要岩石类型,一、岩浆岩的基本特征 （一）基础知识 什么是岩浆？ 在上地幔或地壳深处形成的，以硅酸盐为主要成分的、炽热粘稠的、含挥发份的熔融体或熔体-晶体的混合物。,1.岩浆的成分：主要由O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, K, Na, Mn, Ti, P等造岩元素所组成，此外，还有H2O, CO2，SO2等挥发性物质及少量的金属硫化物和氧化物。 2.岩浆的温度：通常在6001200之间。基性岩浆温度较高，为10001200，中性岩浆次之，约为9

2、001000，酸性岩浆最低，约为600700。 测温术：（1）包裹体测温，（2）地质温度计，（3）高温高压实验，（4）实测：用光学测温计测定。,3.岩浆的粘度：岩浆的粘度与岩浆的成分（主要是SiO2）、挥发份含量及温度和压力的大小等因素有关。 岩浆中SiO2含量愈高，粘度愈大。 挥发份含量越高，则岩浆粘度越小。 岩浆温度愈高，粘度愈小。 通常压力增大、粘度也随着增大。,岩浆岩（Magmatite）： 是由岩浆冷凝固结而成的岩石.,（二）岩浆岩的概念,岩浆岩不同于沉积岩和变质岩的主要判别标志 （1）岩浆岩大部分为块状的结晶岩石，部分为玻璃质岩石。具有玻璃质的岩石一般是岩浆岩，只有极少数情况下，在

3、强烈断裂带内才有玻化岩。 （2）岩浆岩中有一些特有的矿物和结构构造。霞石、白榴石、气孔、杏仁构造。 （3）岩浆岩体与围岩间一般都有明显的界线，呈各种各样的形态存在在于地层中，有 的平行，有的切穿围岩的层理和片理。 （4）岩体中常含有围岩碎块（捕虏体，这些被捕虏的围岩碎块和围岩常遭受热变质作用。 （5）各地质时期形成的主要岩浆岩类，大部分都可以找到与其化学成分近似的现代火山岩。 （6）岩浆岩中没有任何生物遗迹。,（三）岩浆作用及两大类岩浆岩,地下深处形成的岩浆，在其挥发份及地质应力的作用下，沿构造脆弱带上升到地壳上部或地表，岩浆在上升、运移过程中，由于物理化学条件的改变，又不断地改变自己的成分，

4、最后凝固成岩浆岩，这一复杂过程的总体，称为岩浆作用。,产状（Occurrence）: 主要指岩体的形态、大小、和围岩的接触关系。 相（Facies）: 指生成环境不同而产生的不同的岩石和岩体总的外貌和特征。,（四）岩浆岩的产状和相,侵入岩: （1）岩床：岩浆沿层面贯入，形成与地层整合的板状侵入体。 （2）岩盆：岩浆侵入到岩层之间，形成中心凹下去的盆状侵入体。 （3）岩盖/岩盘：产于岩层之间的侵入体，与岩盆不同的是底部平 坦，顶部拱起、中央厚度大边缘薄。 （4）岩墙：不整合的板状侵入岩体。 （5）岩脉：一般是充填在裂隙中的，多用在以石英、方解石为主要成分者。 （6）岩株：出露面积小于100平方公

5、里。 （7）岩基：侵入岩的大中型构造通常称为深成岩体（pluton）。,其中，岩基和岩盖是最大的深成岩体。例如，美国加里福尼亚内华达岩基，宽100公里，长650km，该区地壳厚50公里，地球物理研究表明，至少下部20公里不具花岗岩特征，于是，该岩基为一65010030km的板状或透镜状岩体。,岩浆岩的产状,岩 墙 (Dike),岩基 (Batholith),酸性岩脉,裂隙式喷发,中心式喷发,坍 塌 破 火 山 口,熔岩流,熔 岩 流,熔 岩 流,侵入岩的相,A: 按形成深度的不同分为: 深成及中深成相（3km）和浅成相(0.5-3km) B: 按岩体从中央和边部岩性的不同分为： 中央相、过渡相

6、、边缘相 eg: 周口店房山岩体,喷出岩的相,溢流相、爆发相、侵出相,1、化学成分特征 岩浆岩的化学成分，常用氧化物重量百分数（wt%）表示,包括SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5和H2O等。这些氧化物占岩浆岩平均化学成分的98%以上，也是地球包括地幔及地壳的主要组成。 除了主要元素外，还可进一步研究含量更低的元素。 少量元素(minor element) : 0.1-1.0 weight percent. 微量元素(trace element): 0.1 weight percent (1000 ppm).,二. 岩浆岩的成

7、分特征,二氧化硅与岩石类型,SiO2的含量最高，变化于34-75%之间，少数可达80%。同时它对岩浆及岩浆岩的物理化学性质及矿物组成的影响最大，因此是岩浆岩中最重要的一种氧化物。被用来作为划分岩浆岩酸性程度和基性程度的参数： SiO266%者，称为酸性岩； SiO2 =53-66%者，称为中性岩； SiO2 = 45-53%者，称为基性岩； SiO2 45% 者，称为超基性岩。,色率：暗色矿物在侵入岩中的含量（体积百分数），是岩浆岩鉴定和分类重要标志之一。色率随岩石酸度的变化情况大致为： 超基性岩 色率90 基性岩 色率=40-90 中性岩 色率=15-40 酸性岩 色率15,钙碱性岩中的主要

8、造岩矿物 超基性岩 基性岩 中性岩 酸性岩 暗色矿物 橄榄石 辉石 角闪石 黑云母 斜长石 / 基性 中性 酸性 钾长石 / / 少 多 石 英 / 极少 有 多,（一）结构特征 岩浆岩的结构（Structure）: 是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自形程度及和矿物-矿物间（包括矿物-玻璃间）的相互关系。,三. 岩浆岩的结构构造特征,如何才能知道岩石的结构？ 唯一的办法就是观察，用肉眼、或借助放大镜观察岩石，或者用显微镜观察由岩石磨制成的薄片。,1、岩石结晶程度,全晶质结构,Obsidian黑曜岩（玻璃质结构）,斑状结构：安山岩手标本,斑状结构,角闪安山岩,似斑状结构,2、岩石中

9、矿物的自形程度 （主要在镜下观察） 颗粒有三种晶形：自形晶晶面发育良好；半自形晶面部分发育；它形无晶面,(1) 自形粒状结构：主要由自形晶组成 (2) 半自形粒状结构，平均而言，岩石由半自形晶组成 (3) 它形粒状结构：岩石主要由它形晶组成。,显微镜下按自形程度划分的结构,辉石岩 自形晶结构,辉长岩 半自形晶结构,细晶岩 它形晶结构,3、颗粒间的相互关系,包含结构：大颗粒内部包含有较多较小的另一种矿物颗粒。较小颗 粒结晶早，大颗粒结晶晚。又称嵌晶结构。 反应边结构：早结晶的矿物颗粒表面与岩浆发生反应生成另一种矿 物、而在原矿物颗粒外围形成一个“裙边”。 文象结构：在钾长石晶体内部镶嵌有规则排列

10、的、如象形文字状的 石英晶体，所有石英晶体都有相同的光性方位。是长石 和石英共结结晶的产物。,（二）构造特征,岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其它组成部分之间的排列、充填方式等。,块状构造：侵入岩中常见，岩石在成分和结构上是均匀的。 斑杂构造：岩浆的多次脉冲侵入或同化混染围岩物质，导致岩石 不同部位的颜色、矿物成分或结构的很大差别。 带状构造：岩石在垂向上出现矿物组合、含量及粒度、形态的交 替变化，形成类似于沉积岩的构造。 气孔构造：由于快速降压导致挥发组分的大量出溶，出溶的气体 上升汇集、膨胀，可在熔岩的上部形成大量的气孔。 杏仁构造：当气孔被岩浆后期的矿物（常见为方解

11、石、沸石、石 英、绿泥石）所充填。 流纹构造：表现为不同颜色，不同成分的条纹、条带和球粒、雏 晶及拉长的气孔定向排列，称为流纹构造。 枕状构造：海底溢出的熔岩或陆地流入海水中的熔岩，遇水淬冷 可形成形似枕状的熔岩体，称为枕状体，这些枕状体被沉积 物、火山物质胶结起来，就形成枕状构造。 柱状节理构造：熔岩在均匀而缓慢冷缩的条件下，可形成被冷缩 裂隙分割开的规则多边形长柱体。,块状构造(massive structure),气孔构造(fumarolic structure),杏仁构造 (amygdaloidal ),流纹构造 (rhyolitic),流纹构造 (rhyolitic),斑杂构造(ta

12、xitic structure),枕状构造(pillow structure),熔 岩 枕 水 下 实 地 观 测,柱状节理构造(columnar joint structure),四. 岩浆岩的分类,分类依据 1地质环境和岩石结构（分出深成岩、浅成岩、喷出岩 等） 2矿物成分及含量（例如按色率分类是其中一种） 3岩石的化学成分（如用SiO2，钙碱指数等，还有计算成标准矿物进行分类）。对火山岩，可用Na2O+K2OSiO2图定名。,所用教材中的岩浆岩分类（P24）,辉长岩,侵入岩,闪长岩,侵入岩,花岗岩,侵入岩,喷出岩,伊丁玄武岩：气孔构造,喷出岩,杏仁状安山岩,流纹岩,喷出岩,五 主要岩石类

13、型,1、超基性岩 1）一般特征 化学成分：贫SiO2（90。 主要矿物为橄榄石、辉石; 次要矿物为角闪石、黑云母，如有长石，将不超过10%。 构造：一般为块状构造 其它：本类岩石很少见，喷出岩更罕见。岩石中的橄榄石、辉石常常蚀变为蛇纹石、滑石、绿泥石等等。,2）超基性侵入岩的分类命名,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,橄榄石(Ol),斜方辉石(Opx),单斜辉石(Cpx),1纯橄榄岩 2单辉橄榄岩 3二辉橄榄岩 4斜辉橄榄岩 5橄榄单辉岩 6橄榄二辉岩 7橄榄斜辉岩 8单辉岩 9二辉岩 10斜辉岩,90,40,10,橄榄岩类,辉石岩类,（1972年国际地科联推荐）,2、基性岩,1）一般

14、特征 化学成分：SiO2含量4553%；与超基性岩比，FeO、MgO较低，而Al2O3、CaO较高。 矿物成分：暗色矿物4070%，其它为浅色矿物。 暗色矿物主要是辉石，可有少量橄榄石、角闪石或黑云母; 浅色矿物主要是基性斜长石。有时有少量石英和钾长石。 构造：块状构造、气孔构造、杏仁构造等。 其它：本类岩石的侵入岩相对较少，而喷出岩（玄武岩）则分布广泛。喷出岩常常发育大量气孔，颜色灰暗，基质斜长石常肉眼可见。,2）深成中深成侵入岩分类命名,斜长石（Pl）,辉石（Aug）,橄榄石（Ol）,90,10,1,2,4,3,5,1斜长岩 2橄长岩 3橄榄辉长岩（单斜辉石） 橄榄苏长岩（斜方辉石） 橄榄

15、辉长苏长岩（二种辉石） 4辉长岩（单斜辉石） 苏长岩（斜方辉石） 辉长苏长岩（二种辉石） 5超镁铁质岩,辉长岩类,（据第24届国际地质年会，1973）,3）喷出岩分类命名,手标本：按斑晶橄榄玄武岩 伊丁玄武岩 斜长石、辉石斑晶不参加命名 按构造气孔状玄武岩 浮岩（含大量气孔，可在水面漂浮） 杏仁状玄武岩 综合杏仁状橄榄玄武岩，气孔状伊丁玄武岩 薄片：按斑晶同手标本 按基质玄武岩（基质中有微晶和玻璃质） 粗玄岩（基质全部是斜长石、辉石等微晶，没有玻璃质） 玻基玄武岩（基质几乎全部是玻璃质）,代表性岩石 喷出岩玄武岩,伊丁石玄武岩,辉绿岩脉,玄武岩,杏仁状玄武岩,3、中性岩,1）一般特征 化学成分

16、：SiO2含量53-66%。与基性岩比，全铁（FeO+Fe2O3）和MgO、CaO含量减少，而Al2O3和碱质含量却增多。 矿物成分： 暗色矿物30%左右，主要是角闪石，其次是辉石、黑云母。 浅色矿物70%左右，主要是长石（中性斜长石或钾长石）。 构造：多为块状构造。喷出岩还可有气孔构造、杏仁构造。 其它：本类岩石的侵入岩相对较少（但多于基性岩），而喷出岩却很常见。喷出岩常为紫红、灰绿色。 2）深、中深成侵入岩分类命名：见酸性岩 3）浅成侵入岩分类命名：按结构 微晶闪长岩微粒结构 闪长玢岩斑状结构、斑晶为斜长石、角闪石 斜长玢岩斑状结构、斑晶为斜长石 4）喷出岩分类命名：按暗色矿物斑晶、构造

17、角闪安山岩、辉石安山岩斑晶为角闪石、辉石 气孔状安山岩、杏仁状安山岩气孔或杏仁构造,5）代表性岩石,喷出岩安山岩,4、酸性岩,1）一般特征 化学成分：SiO2含量高，66%，为硅过饱和岩石。 FeO、Fe2O3、MgO、CaO均低；K2O+Na2O较高。 矿物成分：暗色矿物含量较低，一般85%（石英、钾长石、酸性斜长石） 构造：多为块状构造，喷出岩还可为流纹构造；气孔、杏仁构造相对较少。 其它：侵入岩、喷出岩都很常见，尤其是侵入岩分布十分广泛。,2）中酸性、深中深成侵入岩分类命名,石英（Q）,碱性长石 （Af）,斜长石 （Pl）,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14

18、,15,16,17,60,90,20,5,10,35,65,90,1石英石岩 2富石英花岗岩 3碱长花岗岩 4钾长花岗岩 5二长花岗岩 6花岗闪长岩 7斜长花岗岩（英云闪长岩） 8碱长石英正长岩 9石英正长岩 10石英二长岩 11石英二长闪长岩（An50） 12石英闪长岩（An50） 13碱长正长岩 14正长岩 15二长岩 16二长闪长岩（An50） 17闪长岩（An50）,酸性岩类 花岗岩类,中性岩类,（1972年国际地科联推荐）,3）酸性浅成侵入岩分类命名（按结构）,隐晶结构霏细岩 微粒结构微晶花岗岩 细粒结构细粒花岗岩；细晶岩（以脉状产出） 伟晶结构伟晶岩（以脉状产出） 斑状结构花岗斑岩（斑晶为石英、钾长石斜长石） 花岗闪长斑岩（斑晶为石英、斜长石） 石英斑岩（斑晶只有石英） 没有石英斑晶不能视为酸性岩,4）酸性喷出岩分类命名（按结构）,斑状结构流纹岩（斑晶为石英、透长石） 英安岩（斑晶为石英、正长石、斜长石） 全玻璃质结构黑曜岩（黑色，玻璃光泽） 松脂岩（褐色，有松脂光泽） 珍珠岩（含有一些玻璃质小球，球大几毫米）,花岗岩,流纹岩,5）代表性岩石 浅成侵入岩花岗斑岩,5. 火山碎屑岩类,火山碎屑岩是指由火山作用所形成的各种火山碎屑物质（一般占90%以上）经堆积、胶结、压紧或熔结而形成的岩石。,火山碎屑岩的成分,包括两部分，即火山碎屑物和胶结物