巖漿巖巖石學(xué)

1、第二章 巖漿巖的特征及類型,一、巖漿巖的基本特征 （一）初步知識 什么是巖漿？ 在上地?；虻貧ど钐幮纬傻?，以硅酸鹽為主要成分的、熾熱粘稠的、含揮發(fā)份的熔融體或熔體-晶體的混合物。,1.巖漿的成分：主要由o, si, al, fe, mg, ca, k, na, mn, ti, p等造巖元素所組成，此外，還有h2o, co2,so2等揮發(fā)性物質(zhì)及少量的金屬硫化物和氧化物。 2.巖漿的溫度：通常在6001200之間，并隨巖漿成分不同而有所差異?；詭r漿溫度較高，為10001200，中性巖漿次之，約為9001000，酸性巖漿最低，約為600700。 測溫術(shù)：（1）包裹體測溫，（2）地質(zhì)溫度計，（3）

2、高溫高壓實驗，（4）實測：用光學(xué)測溫計測定。,3.巖漿的粘度：巖漿的粘度與巖漿的成分（主要是sio2）、揮發(fā)份含量及溫度和壓力的大小等因素有關(guān)。 巖漿中sio2含量愈高，粘度愈大。 揮發(fā)份含量越高，則巖漿粘度越小。 巖漿溫度愈高，粘度愈小。 通常壓力增大、粘度也隨著增大。,（二）巖漿巖的概念巖漿巖（magmatite）：是由巖漿冷凝固結(jié)而成的巖石。注意：在巖漿冷凝和結(jié)晶過程中失去了大量揮發(fā)份，所以巖漿巖的成分與巖漿的成分不是完全相同的。,（三）巖漿作用及兩大類巖漿巖,巖漿作用：地下深處形成的巖漿，在其揮發(fā)份及地質(zhì)應(yīng)力的作用下，沿構(gòu)造脆弱帶上升到地殼上部或地表，巖漿在上升、運移過程中，由于物理化

3、學(xué)條件的改變，又不斷地改變自己的成分，最后凝固成巖漿巖，這一復(fù)雜過程的總體，稱為巖漿作用。,巖漿作用可分為： 巖漿侵入作用與侵入巖（包括深成巖和淺成巖） 巖漿噴出作用與火山巖（包括熔巖/噴出巖和火山碎屑巖）,產(chǎn)狀（occurrence）主要指巖體的形態(tài)、大小和圍巖的接觸關(guān)系。 相（facies）指生成環(huán)境不同而產(chǎn)生的不同的巖石和巖體總的外貌和特征。,（四）巖漿巖的產(chǎn)狀和相,1、侵入巖（見教材p17-18） （1）巖床：巖漿沿層面貫入，形成與地層整合的板狀侵入體。 （2）巖盆：巖漿侵入到巖層之間，形成中心凹下去的盆狀侵入體。 （3）巖蓋/巖盤：產(chǎn)于巖層之間的侵入體，與巖盆不同的是底部平 坦，頂部

4、拱起、中央厚度大邊緣薄。 （4）巖墻：不整合的板狀侵入巖體。 （5）巖脈：一般是充填在裂隙中的，多用在以石英方解石為主要成分者。 （6）巖株：出露面積小于100平方米。 （7）巖基：侵入巖的大中型構(gòu)造通常稱為深成巖體（pluton）。,其中，巖基和巖蓋是最大的深成巖體。例如，美國加里福尼亞內(nèi)華達(dá)巖基，寬100公里，長650km，該區(qū)地殼厚50公里，地球物理研究表明，至少下部20公里不具花崗巖特征，于是，該巖基為一65010030km的板狀或透鏡狀巖體。,巖床(sill),巖床（sill）,巖蓋(laccolith),巖 墻(dike),巖 墻(dike),巖株(stock),巖基(bathol

5、ith),酸性巖脈,侵入巖的相,a: 按形成深度的不同分為: 深成相（3km）和淺成相(0.5-3km) b: 按巖體從中央和邊部巖性的不同分為： 中央相、過渡相、邊緣相 eg: 周口店房山巖體,2、噴出巖 噴出巖的產(chǎn)狀與噴發(fā)類型有關(guān)。 噴發(fā)類型：熔透式、裂隙式、中心式噴發(fā) （1）熔巖流：噴出的熔巖呈平緩的大面積分布。 （2）火山錐：是中心式噴發(fā)出來的熔巖流和火山碎屑物質(zhì)在火山口附近堆積而成的錐狀巖體。 （3）巖鐘、巖針、巖穹：多以侵出方式噴出。 （4）火山錐被剝蝕后，出露的火山管道中的充填物,熔透式噴發(fā),裂隙式噴發(fā),中心式噴發(fā),熔巖流,長白山天池,噴出巖的相,按火山活動產(chǎn)物形成的方式及巖性特

6、征分為： 噴出相、火山通道相、次火山相 噴出相可進(jìn)一步分為： 溢流相、爆發(fā)相、侵出相,1. 繩狀熔巖,熔巖表面形態(tài)：,2. 渣狀熔巖,1、化學(xué)成分特征 巖漿巖的化學(xué)成分，常用氧化物重量百分?jǐn)?shù)（wt%）表示,包括sio2、tio2、al2o3、fe2o3、feo、mno、mgo、cao、na2o、k2o、p2o5和h2o等。這些氧化物占巖漿巖平均化學(xué)成分的98%以上，也是地球包括地幔及地殼的主要組成。 除了主要元素外，還可進(jìn)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 wei

7、ght percent (1000 ppm).,二. 巖漿巖的成分特征,二氧化硅與巖石類型,sio2的含量最高，變化于34-75%之間，少數(shù)可達(dá)80%。同時它對巖漿及巖漿巖的物理化學(xué)性質(zhì)及礦物組成的影響最大，因此是巖漿巖中最重要的一種氧化物。被用來作為劃分巖漿巖酸性程度和基性程度的參數(shù)： sio266%者，稱為酸性巖； sio2 =53-66%者，稱為中性巖； sio2 = 45-53%者，稱為基性巖； sio2 45% 者，稱為超基性巖。 脈巖 火山碎屑巖,2、礦物成分特征 （1）礦物的成分分類 巖漿巖中七大造巖礦物：橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、斜長石、 鉀長石、石英 1）鐵鎂礦物：礦物中

8、feo、mgo的含量較高，包括橄欖石、輝石、角閃石及黑云母。這些礦物的顏色一般較深，又稱為暗色礦物。 色率：暗色礦物在侵入巖中的含量（體積百分?jǐn)?shù)），是巖漿巖鑒定和分類重要標(biāo)志之一。色率隨巖石酸度的變化情況大致為： 超基性巖 色率90 基性巖 色率=40-90 中性巖 色率=15-40 酸性巖 色率15 2）硅鋁礦物：礦物中sio2、al2o3含量較高，不含feo、mgo，包括石英、長石類及似長石類。這些礦物因基本不含色素原子，顏色較淺，所以又稱為淺色礦物。,（2）礦物的成因分類 1）原生礦物：在巖漿冷凝過程中結(jié)晶形成的礦物。 可分為高溫型和低溫型。 2）次生礦物：在巖漿基本上凝固成固體的巖石后

9、，由于受殘余揮發(fā)組分和巖漿期后流體的作用（蝕變、交代及充填）而生成的礦物。,（3） 主要礦物、次要礦物和副礦物 鈣堿性巖中的主要造巖礦物 超基性巖 基性巖 中性巖 酸性巖 暗色礦物 ol py hb bi 斜長石 / 基性 中性 酸性 鉀長石 / / 少 多 石 英 / 極少 有 多,（一）結(jié)構(gòu)特征 巖漿巖的結(jié)構(gòu)（structure）: 是指巖石中礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、晶體形態(tài)、自形程度及和礦物-礦物間（包括礦物-玻璃間）的相互關(guān)系。,三. 巖漿巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征,1、巖石結(jié)晶程度 全晶質(zhì)、玻璃質(zhì)、半晶質(zhì)結(jié)構(gòu) 2礦物顆粒大小 按礦物絕對大小分為顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)和隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)兩大類： （1）顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)

10、(0.2mm） （a）細(xì)粒：0.22mm;（b）中粒:2-5mm （c）粗粒:5-10mm; （d）巨晶10mm，偉晶（3cm） （2）隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)(0.2mm)：用顯微鏡才看得清顆粒。 （a）微粒結(jié)構(gòu)（0.2mm） (b)隱晶質(zhì)(0.02mm),全晶質(zhì)結(jié)構(gòu),obsidian黑曜巖 （玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)）,按礦物的相對大小可分為： 等粒結(jié)構(gòu)：同種主要礦物顆粒大小大致相等。 不等粒結(jié)構(gòu)：同種主要礦物顆粒大小不等。 斑狀結(jié)構(gòu)：顆粒大小可分為大小懸殊的兩組，大的叫斑晶，小的為基質(zhì)。斑晶為顯晶質(zhì)，基質(zhì)為隱晶質(zhì)。 似斑狀結(jié)構(gòu)：斑晶基質(zhì)都是顯晶質(zhì)的。,斑狀結(jié)構(gòu)：安山巖手標(biāo)本,斑狀結(jié)構(gòu),角閃安山巖,似斑狀結(jié)構(gòu),3、巖

11、石中礦物的自形程度 （主要在鏡下觀察） 顆粒有三種晶形：自形晶晶面發(fā)育良好，例如煌斑巖中的鎂鐵礦物；半自形晶面部分發(fā)育，大多數(shù)火成巖為這種情況；它形無晶面，例如細(xì)晶巖中的礦物。 (1) 自形粒狀結(jié)構(gòu)(idimorphic-granular texture)：主要由自形(euhedral)晶組成 (2) 半自形粒狀結(jié)構(gòu)（hypiomorphic-granular)，平均而言，巖石由半自形（ subhedral）晶組成 (3) 它形粒狀結(jié)構(gòu)(allotriomorphic-granular)：巖石主要由它形（ anhedral）晶組成。 4、顆粒間的相互關(guān)系（主要在鏡下觀察） 條紋結(jié)構(gòu) ，文象結(jié)構(gòu)

12、，包含結(jié)構(gòu) ，填隙（間）結(jié)構(gòu),（二）構(gòu)造特征,巖漿巖的構(gòu)造是指巖石中不同礦物集合體之間或礦物集合與其它組成部分之間的排列、充填方式等。,塊狀構(gòu)造：侵入巖中常見，巖石在成分和結(jié)構(gòu)上是均勻的。 斑雜構(gòu)造：巖漿的多次脈沖侵入或同化混染圍巖物質(zhì)，導(dǎo)致巖石不同部位的顏色、礦物成分或結(jié)構(gòu)的很大差別。 帶狀構(gòu)造：巖石在垂向上出現(xiàn)礦物組合、含量及粒度、形態(tài)的交替變化，形成類似于沉積巖的構(gòu)造。 氣孔構(gòu)造：由于快速降壓導(dǎo)致?lián)]發(fā)組分的大量出溶，出溶的氣體上升匯集、膨脹，可在熔巖的上部形成大量的氣孔。 杏仁構(gòu)造：當(dāng)氣孔被巖漿后期的礦物（常見為方解石、沸石、石英、綠泥石）所充填。 流紋構(gòu)造：表現(xiàn)為不同顏色，不同成分的條

13、紋、條帶和球粒、雛晶及拉長的氣孔定向排列，又稱為流紋構(gòu)造 枕狀構(gòu)造：海底溢出的熔巖或陸地流入海水中的熔巖，遇水淬冷可形成形似枕狀的熔巖體，稱為枕狀體，這些枕狀體被沉積物、火山物質(zhì)膠結(jié)起來，就形成枕狀構(gòu)造。 柱狀節(jié)理構(gòu)造：熔巖在均勻而緩慢冷縮的條件下，可形成被冷縮裂隙分割開的規(guī)則多邊形長柱體。,塊狀構(gòu)造(massive structure),氣孔構(gòu)造(fumarolic structure),杏仁構(gòu)造 (amygdaloidal ),流紋構(gòu)造 (rhyolitic),斑雜構(gòu)造(taxitic structure),枕狀構(gòu)造(pillow structure),柱狀節(jié)理構(gòu)造(columnar jo

14、int structure),四. 巖漿巖的分類命名,分類依據(jù) 1地質(zhì)環(huán)境和巖石結(jié)構(gòu)（分出深成巖、淺成巖、噴出巖 等） 2礦物成分及含量（例如按色率分類是其中一種） 3巖石的化學(xué)成分（如用sio2，鈣堿指數(shù)等，還有計算成標(biāo)準(zhǔn)礦物進(jìn)行分類）。對火山巖，可用na2o+k2osio2圖定名。,所用教材中的巖漿巖分類（p24）,輝長巖,侵入巖,閃長巖,侵入巖,花崗巖,侵入巖,噴出巖,伊丁玄武巖：氣孔構(gòu)造,噴出巖,杏仁狀安山巖,流紋巖,噴出巖,火山碎屑巖類,火山碎屑巖是指由火山作用所形成的各種火山碎屑物質(zhì)（一般占90%以上）經(jīng)堆積、膠結(jié)、壓緊或熔結(jié)而形成的巖石。,火山碎屑巖的成分,包括兩部分，即火山碎屑

15、物和膠結(jié)物。膠結(jié)物可以是部分火山灰分解形成的物質(zhì)，也可以是部分熔巖或沉積物?；鹕剿樾嘉飫t是火山作用過程中形成的各種碎屑，按其物態(tài)特征可分為巖屑、晶屑、玻屑三種類型。,火山碎屑的粒級劃分,火山碎屑巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造,（1）集塊結(jié)構(gòu)：由粒徑大于64mm的火山碎屑為主（50%）所組成的結(jié)構(gòu)。 （2）火山角礫結(jié)構(gòu)：由含量大于50%的2-64mm的火山角礫所組成。 （3）凝灰結(jié)構(gòu)：主要由小于2mm的火山碎屑（火山灰）所組成的一種結(jié)構(gòu)。,火山碎屑巖分類表（據(jù)孫善平）,火山碎屑流,火山集塊(64mm),火山角礫（2-64mm）,火山凝灰（2mm）,火山彈,脈巖類,指充填構(gòu)造裂隙呈脈狀產(chǎn)出的巖漿巖類。它常呈墻狀、枝狀、床狀、環(huán)狀、錐狀及放射狀產(chǎn)出。 分為：繼承性脈巖：花崗斑巖、閃長玢巖 二分脈巖：煌斑巖、細(xì)晶巖、偉晶巖,巖漿巖（火成巖）的識別 火成巖要依據(jù)野外、室內(nèi)的各種特征來加以鑒定。在野外，要考察巖石的構(gòu)造特征，與其它巖石間