第六章+巖漿巖的基本特征

1、第六章 巖漿巖的基本特征第一節(jié) 巖漿和巖漿巖的概念一巖漿巖漿產(chǎn)生于地球深處，含揮發(fā)分的高溫粘稠的主要成分為硅酸鹽的熔融物質(zhì)。 巖漿活動(dòng)或巖漿作用自巖漿的產(chǎn)生，上升到巖漿冷凝固結(jié)成巖的全過程。火山活動(dòng)或火山作用噴出地表的巖漿活動(dòng)。1 巖漿的成分2 巖漿的溫度根據(jù)對(duì)火山熔巖流的直接測(cè)定和對(duì)熔巖液化與凝固溫度的觀察，巖漿的溫度一般在7001200之間。玄武巖漿 10251225安山巖漿 9001000酸性巖漿 735890通常成分愈酸性，溫度愈低。3 巖漿的粘度巖漿的粘度與巖漿的氧化物，揮發(fā)份，溫度及壓力有關(guān)。高 高 低低大 粘度 SiO2,Al2O3含量 揮發(fā)份含量溫度壓力 低 低高高小 基性熔巖

2、粘度小，流動(dòng)性強(qiáng)，流速快，常呈熔巖被，熔巖高原（臺(tái)地），分布面積很大，結(jié)晶較好。如印度德干高原，50萬(wàn)平方公里，最大厚度2000米。 酸性熔巖粘度大，流動(dòng)性弱，流速慢，常形成短而厚的巖流，或常堆積于火山通道之上，成巖鐘，巖針等；結(jié)晶程度差，以爆發(fā)式為主。二巖漿巖巖漿巖由巖漿冷凝固化后形成的巖石。通常將巖漿巖分為噴出巖和侵入巖。侵入巖巖漿在地下不同深度冷凝固結(jié)形成的巖石。根據(jù)其形成深度的不同，進(jìn)一步分為：深成巖（>3km）和淺成巖(<3km)。噴出巖（火山巖）巖漿及其它巖石經(jīng)火山噴出地表后冷凝和堆積而成的巖石。又進(jìn)一步分為：熔巖巖漿沿火山通道噴溢地表冷凝固結(jié)而成的巖石?；鹕剿樾紟r火山

3、強(qiáng)烈爆發(fā)出來的各種碎屑物堆積而成的巖石。此外，與火山作用有關(guān)的充填于火山通道中或侵入其周圍鄰近的淺成-超淺成侵入巖，專稱為次火山巖。第二節(jié) 巖漿巖的物質(zhì)成分一 巖漿巖的礦物成分巖石是由礦物所組成。礦物成分既反映巖石的化學(xué)成分，也反映巖石的特征和成因。如巖石中石英的出現(xiàn)及含量；透長(zhǎng)石與微斜長(zhǎng)石出現(xiàn)在不同巖石。組成巖石的礦物一般統(tǒng)稱為造巖礦物。1. 按礦物的化學(xué)成分特點(diǎn)分：（1） 硅鋁礦物：SiO2和Al2O3的含量較高，不含F(xiàn)eO，MgO。包括石英類，長(zhǎng)石類及似長(zhǎng)石類。又稱淺色礦物。 （2）鐵鎂礦物：FeO和MgO的含量較高，SiO2含量較低。其中包括橄欖石類，輝石類，角閃石類及黑云母類。又稱暗

4、色礦物。巖漿巖中暗色礦物的含量（體積百分?jǐn)?shù)）稱為色率，又稱顏色指數(shù)。2按在巖石中的含量分：（1）主要礦物：是巖石中含量比較多的礦物，一般都在10%以上。它是劃分巖石大類的依據(jù)。如花崗巖中的鉀長(zhǎng)石和石英都是主要礦物，沒有它們不能定名為花崗巖。（2）次要礦物：是巖石中含量不多的礦物，一般都在15%以下。它對(duì)劃分巖石大類不起作用，但可作為確定巖石種屬的依據(jù)。如閃長(zhǎng)巖類中石英>5%時(shí)稱為石英閃長(zhǎng)巖；無(wú)或<5%時(shí)稱為閃長(zhǎng)巖；但均屬閃長(zhǎng)巖類。（3）副礦物：是巖石中含量很少的礦物，通常不到1%。如磷灰石，磁鐵礦等。4 按礦物的成因分：（1）原生礦物（巖漿礦物）：是在巖漿冷凝過程中形成的礦物。又可

5、分為正常礦物，殘余礦物和反應(yīng)礦物。鎂橄欖石+SiO2=頑火輝石（2） 成巖礦物：在巖漿完全結(jié)晶后，由于外界物理化學(xué)條件的改變（主要是溫度和壓力的降低），使原生礦物轉(zhuǎn)變而新形成的礦物。 如 高溫-石英低溫-石英 透長(zhǎng)石正長(zhǎng)石鉀鈉長(zhǎng)石條紋長(zhǎng)石（3） 巖漿期后礦物：在巖漿基本上凝固成固體的巖石后，由于受殘余揮發(fā)份和巖漿期后溶液的作用而生成的礦物。如氣成礦物電氣石，螢石，黃玉等：也包括一些自變質(zhì)礦物，如橄欖石變成的蛇紋石。（4） 它生礦物：它們是由巖漿同化了圍巖或捕虜體所生成的礦物。在正常巖漿巖中一般不會(huì)析出這類礦物。如花崗巖與富鋁泥質(zhì)巖石接觸出現(xiàn)的富鋁礦物：堇青石，紅柱石，硅線石等；又如花崗巖與碳酸

6、鹽類巖石接觸時(shí)，出現(xiàn)富鈣礦物：硅灰石，鈣鐵榴石，鈣鋁榴石，透輝石等。（5） 外生礦物（表生礦物，次生礦物）：巖石受到各種外界營(yíng)力，主要在地表風(fēng)化而形成的礦物。 如長(zhǎng)石風(fēng)化成高嶺石。二 巖漿巖的化學(xué)成分SiO2是巖漿巖中最重要的一種氧化物，含量最多。巖漿巖中SiO2含量是巖石分類的一個(gè)主要參數(shù)。通常所指的酸性程度及基性程度是指SiO2含量。SiO2>66% 酸性巖SiO2=5366% 中性巖SiO2=4553% 基性巖SiO2<45% 超基性巖巖漿巖中的主要造巖氧化物含量變化是有規(guī)律的。三 巖漿巖的礦物成分和化學(xué)成分的關(guān)系化學(xué)成分不同的巖漿所形成的礦物成分也不同。其中SiO2、Alk

7、和Al2O3對(duì)礦物共生組合的控制最明顯。（一） SiO2含量對(duì)巖漿巖中礦物共生組合的影響SiO2與其它氧化物結(jié)合，可形成各種硅酸鹽礦物，從而決定巖漿巖中礦物共生組合。硅酸鹽礦物可分為兩組，一組稱SiO2飽和礦物，可與石英共生，如輝石、長(zhǎng)石、角閃石、云母類礦物；另一類稱SiO2不飽和礦物，不能與石英共生，如富鎂橄欖石、似長(zhǎng)石等。因此，根據(jù)巖石中出現(xiàn)的礦物可分為三類：1 巖漿巖中石英的出現(xiàn)，表示巖漿中SiO2含量過剩（過飽和）。所以石英是SiO2含量過飽和的指示礦物。2 鎂橄欖石，似長(zhǎng)石（白榴石，霞石，方鈉石等）出現(xiàn)，標(biāo)示巖漿中SiO2不飽和。它們是SiO2含量不飽和的指示礦物。Mg2SiO4 +

8、 SiO2 = 2MgSiO3鎂橄欖石 熔體 頑火輝石NaAlSiO4 + 2SiO2 = NaAlSi3O8 霞石熔體 鈉長(zhǎng)石 KAlSi2O6 + SiO2 = KalSi3O8 白榴石熔體 鉀長(zhǎng)石因此，不飽和礦物鎂橄欖石，似長(zhǎng)石在平衡條件下，不能與過飽和礦物石英共生。3巖石中既沒有石英，又沒有鎂橄欖石，似長(zhǎng)石，則表示巖漿中SiO2含量適當(dāng)（飽和），這時(shí)出現(xiàn)的僅是輝石，長(zhǎng)石等飽和礦物。飽和礦物可與不飽和礦物共生，也可與過飽和礦物共生，但后二者不能共生。由于巖漿巖中SiO2與其它氧化物存在協(xié)變關(guān)系，所以從超基性巖至酸性巖，隨著巖石中SiO2的漸增，巖石中鎂鐵礦物由多至少，淺色礦物漸增，石英由

9、無(wú)至有。1橄欖巖和輝石巖類（超基性巖類） SiO2<45%，富MgO和FeO，貧Na2O和K2O。因此，反映在礦物成分上，以鐵鎂礦物為主，一般含量多>90%，長(zhǎng)石含量很少或無(wú)。2 輝長(zhǎng)巖類（基性巖類） SiO2=4553%，和上一類巖石相比，SiO2增多，MgO和FeO有明顯地減少，Al2O3和CaO的含量則劇增。因此，出現(xiàn)了鐵鎂礦物和近等量的基性斜長(zhǎng)石的共生現(xiàn)象。3 閃長(zhǎng)巖類（中性巖類）SiO2=5366%，巖石中SiO2又有所增多，同時(shí)相應(yīng)的Na2O和K2O也有增多，MgO，F(xiàn)eO和CaO則減少了。因而出現(xiàn)了普通角閃石和中性斜長(zhǎng)石的共生；鐵鎂礦物則降低到30%左右；另外還有一類

10、Na2O和K2O含量很高的中性巖（正長(zhǎng)巖類），則堿性長(zhǎng)石和鐵鎂礦物共生。 4花崗巖類（酸性巖類）SiO2>66% ，和前幾類相比，SiO2含量最多，Na2O和K2O含量也多，而MgO，F(xiàn)eO和CaO較少。因而，鐵鎂礦物很少，一般只有10%左右；常見石英，堿性長(zhǎng)石，酸性斜長(zhǎng)石和黑云母的共生。（二）堿質(zhì)的含量對(duì)礦物共生組合的影響巖漿巖中堿質(zhì)的含量一般隨SiO2含量的增加而增加。但在SiO2含量相同的巖石中，巖石的Na2O和K2O含量（堿度）不同，礦物組合特點(diǎn)也不同。堿度常用里特曼指數(shù)（）來衡量。 =(K2O+Na2O)2/(SiO2-43) (wt)<3.3 鈣堿性巖=3.3-9 堿性

11、巖>9 過堿性巖此外，Al2O3含量對(duì)巖漿巖礦物成分的影響也較大。第三節(jié) 巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造巖漿巖的結(jié)構(gòu)：是指巖石的結(jié)晶程度，顆粒大小，形狀特征及彼此之間的相互關(guān)系等所反映出的特征。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體與巖石的其它組成部分之間的排列，充填空間方式所構(gòu)成的巖石特征。巖漿巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造是區(qū)分和鑒定巖漿巖的重要標(biāo)志之一，也是巖漿巖分類和判別其形成條件的重要依據(jù)。一 巖漿巖的結(jié)構(gòu)（一） 巖漿巖的結(jié)構(gòu)類型1 巖漿巖的結(jié)晶程度根據(jù)巖石中結(jié)晶部分和非晶質(zhì)部分（玻璃）的比例分為三類：全晶質(zhì)結(jié)構(gòu) 玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)2 礦物顆粒的大小又分為絕對(duì)大小和相對(duì)大小兩種類型。1）

12、顆粒的絕對(duì)大小 首先分為顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)和隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)（1）顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)粗粒結(jié)構(gòu)：晶粒直徑>5mm。中粒結(jié)構(gòu)：晶粒直徑15mm。細(xì)粒結(jié)構(gòu)：晶粒直徑0.11mm。微粒結(jié)構(gòu)：晶粒直徑<0.1mm。（2）隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu) 顯微顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：顯微隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：3礦物的自形程度自形粒狀結(jié)構(gòu)半自形粒狀結(jié)構(gòu)它形粒狀結(jié)構(gòu)2）顆粒的相對(duì)大小等粒結(jié)構(gòu)不等粒結(jié)構(gòu)斑狀結(jié)構(gòu)和似斑狀結(jié)構(gòu) 4礦物顆粒間的相互關(guān)系1）交生結(jié)構(gòu) 文象結(jié)構(gòu)條紋結(jié)構(gòu) 蠕蟲結(jié)構(gòu)2）反應(yīng)結(jié)構(gòu)反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)：早生成的礦物與熔漿發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)這種反應(yīng)不徹底時(shí)，在早生成的礦物外圍，形成另一種完全不同的新礦物。環(huán)帶結(jié)構(gòu)：與反應(yīng)邊有些類似，不同的是，反應(yīng)生成的礦物與被反應(yīng)礦

13、物同屬一類礦物，僅端元成分及光性方位上有差異，因而呈現(xiàn)出環(huán)帶狀的特征。 3）包含結(jié)構(gòu)：在較大的礦物顆粒中包嵌在許多較小的礦物顆粒。如含長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。（二）巖漿巖的結(jié)構(gòu)與巖漿冷凝條件的關(guān)系1 巖漿在地殼深部，冷卻緩慢情況下：結(jié)晶作用主要發(fā)生在a區(qū)，晶體生長(zhǎng)速度大，而結(jié)晶中心卻較少。因此，圍繞少數(shù)結(jié)晶中心，晶體迅速生長(zhǎng)，形成較大的晶體，構(gòu)成粗粒結(jié)構(gòu)。如深成巖。2 巖漿在地殼淺部，冷卻較快的情況下：結(jié)晶作用主要發(fā)生在b區(qū)，形成結(jié)晶中心很多，而晶體生長(zhǎng)速度相對(duì)較慢，圍繞大量結(jié)晶中心形成大量的細(xì)小晶體，構(gòu)成細(xì)粒結(jié)構(gòu)。如淺成巖。3巖漿噴出地表或很近地表，在冷卻很快條件下：結(jié)晶作用主要發(fā)生在c區(qū)，結(jié)晶中心及晶體生

14、長(zhǎng)速度均已大為減弱，但結(jié)晶中心仍較多，而晶體生長(zhǎng)速度接近于零；所以，結(jié) 晶能力很弱，形成微晶結(jié)構(gòu)，隱晶結(jié)構(gòu)，霏細(xì)結(jié)構(gòu)或半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。如噴出巖及超淺成巖。4冷卻極快的情況下：凝固作用主要發(fā)生在d區(qū)，幾乎不形成結(jié)晶中心，更談不上晶體生長(zhǎng)，因此形成玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。如噴出巖中的黑曜巖，松脂巖，珍珠巖等。5如果溫度下降至a區(qū)，巖漿部分結(jié)晶，形成斑晶后，再下降至b，c，d區(qū)，形成細(xì)粒玻璃質(zhì)的基質(zhì)，從而構(gòu)成斑狀結(jié)構(gòu)。巖漿的粘度對(duì)巖漿結(jié)晶作用也有明顯影響。如基性噴出巖和酸性噴出巖。巖漿中揮發(fā)份含量的多少，對(duì)結(jié)晶程度及顆粒大小也有較大影響。如細(xì)晶巖和偉晶巖。（三）巖漿中礦物的結(jié)晶順序和鮑文反應(yīng)原理判別巖漿巖中礦物的結(jié)

15、晶順序：1 礦物顆粒的相對(duì)自形程度：自形程度高的一般早結(jié)晶，自形程度低的析出較晚。 D C橄欖石 斜方輝石 培長(zhǎng)石單斜輝石 拉長(zhǎng)石 角閃石 中長(zhǎng)石 黑云母 更長(zhǎng)石 鉀長(zhǎng)石 白云母 石 英2 礦物間的相互包裹關(guān)系：通常認(rèn)為被包裹的礦物一般早于包裹它的礦物。3 礦物晶體的相對(duì)大?。涸诔Ｒ姷陌郀罱Y(jié)構(gòu)中，大的斑晶一般先結(jié)晶，而小晶體的基質(zhì)常后結(jié)晶。但似斑狀結(jié)構(gòu)常不適用。4 礦物的共生關(guān)系鮑文反應(yīng)原理由兩個(gè)系列所組成。一為連續(xù)系列，另一為不連續(xù)系列。鮑文反應(yīng)原理能解釋以下巖石學(xué)現(xiàn)象（1）玄武巖漿經(jīng)過分離結(jié)晶作用可形成較酸性的變種。（2）能解釋巖漿中一般的結(jié)晶順序及共生關(guān)系。位于反應(yīng)系列上部的礦物早結(jié)晶，

16、結(jié)晶溫度高。位于反應(yīng)系列下部的礦物晚結(jié)晶，結(jié)晶溫度低。據(jù)此可解釋較基性熔漿能熔化較酸性的捕虜體，反之則不能，除非酸性巖漿處于過熱狀態(tài)。 此外兩個(gè)系列中溫度相當(dāng)?shù)牡V物如輝石與基性斜長(zhǎng)石可以共生，角閃石與中酸性斜長(zhǎng)石共生等。 （3）解釋了斜長(zhǎng)石的正環(huán)帶結(jié)構(gòu)及暗色礦物的反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)。二巖漿巖的構(gòu)造巖漿巖的常見構(gòu)造有：塊狀構(gòu)造：由礦物均勻無(wú)向分布組成的一種構(gòu)造。斑雜構(gòu)造：是一種不均一構(gòu)造，表現(xiàn)在顏色上或在粒度上都非常不均一，而呈現(xiàn)出斑駁陸離的外貌。帶狀構(gòu)造：表現(xiàn)為不同成分，顏色或不同結(jié)構(gòu)的條帶相間成帶分布。 球狀構(gòu)造：表現(xiàn)為侵入巖中分布有球狀及橢球狀體。它是由巖石中礦物圍繞某些中心呈同心層分布而成。流面

17、，流線構(gòu)造：巖漿巖中的片狀，板狀礦物，扁平的析離體和捕虜體平行定向排列時(shí)即構(gòu)成流面，流線構(gòu)造。 原生片麻狀構(gòu)造：晶洞構(gòu)造：氣孔構(gòu)造： 枕狀構(gòu)造：水下噴溢的基性熔巖常具有此種構(gòu)造。流紋構(gòu)造：冷縮節(jié)理（柱狀節(jié)理）： 第四節(jié) 巖漿巖的產(chǎn)狀和相一 巖漿巖的產(chǎn)狀巖漿巖的產(chǎn)狀是指巖漿巖體在地殼中的產(chǎn)出狀態(tài)，包括巖體的形態(tài)，大小和圍巖的接觸關(guān)系以及形成時(shí)所處的構(gòu)造環(huán)境等。（一） 火山巖的產(chǎn)狀1 中心式或點(diǎn)狀噴發(fā)：2 線型或裂隙式噴發(fā)：3 面狀或熔透式噴發(fā)：（二） 侵入巖的產(chǎn)狀1 巖基：是規(guī)模最大的巖體，出露面積一般大于100平方公里，往往呈長(zhǎng)圓狀。常為花崗質(zhì)侵入體。2 巖株：是一種形體較巖基為小的巖體，一般

18、平面呈圓形或不規(guī)則狀，面積小于100平方公里。3 巖墻或巖脈：往往呈墻狀或脈狀延伸，長(zhǎng)為寬的幾十倍至幾千倍，是巖漿沿?cái)嗔沿炄攵桑?guī)模大小不一。聞名世界的津巴布韋大巖墻寬57公里，長(zhǎng)530余公里。 一般規(guī)模大而規(guī)則的叫巖墻，小而不規(guī)則的叫巖脈。 4 巖床：是一種沿層間侵入展布的層狀侵入體，厚度穩(wěn)定，常見于基性巖。5巖蓋：也是一種層間侵入體，是中心厚度大，底部平坦，頂部拱起的狀似蘑菇的巖體。6巖盆：也是一種順層侵入體，中央微向下凹的盆狀侵入體。二巖漿巖的相指生成環(huán)境不同而產(chǎn)生的不同的巖石和巖體總的外貌和特征。（一）火山巖相根據(jù)生成環(huán)境，產(chǎn)出形態(tài)，巖性特點(diǎn)和其所處火山部位的關(guān)系分為：溢流相：爆發(fā)相：侵出相： 火山頸相：次火山巖相： 火山沉積相：（三） 侵入巖相淺成相：形成深度<3km中深成相：310km深成相：>10km第四節(jié) 巖漿巖的分類和命名一 巖漿巖的分類常用的分類有：（一）產(chǎn)狀