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文檔簡介

1、巖石學教案(火成巖部分)第一章 巖漿(magma)和巖漿作用(magmatism)1、巖漿的概念:利用火山噴發(fā)圖象資料使學生建立感觀認識,再介紹巖漿的概念和性質(zhì),加深學生對巖漿的理解。 巖漿是天然形成于地殼深部和上地幔的、以硅酸鹽為主要成分的、富含揮發(fā)份的、高溫粘稠的熔融體。巖漿的概念指出了巖漿形成的天然屬性、化學屬性和物理屬性。2、硅酸鹽巖漿的化學成分:(1)、常量元素:O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Mn、Ti、P、H、C等,其中O最多。在巖漿結(jié)晶過程中這些元素相互結(jié)合,組成各種礦物。 巖漿的主要化學成分通常以氧化物形式來表示:如SiO2 、Al2O3 、Fe2O3 、 FeO

2、 、MgO、CaO、Na2O、K2O、MnO、TiO2、P2O5、H2O、CO2 等。但實際上在巖漿中這些元素并非以氧化物形式存在,而多是呈離子、原子或離子團的形式存在,如: Mg2、 Na +、SiO44-。 硅酸鹽巖漿化學成分以SiO2含量最多,舉例說明巖漿中SiO2的含量與其它氧化物之間存在一定的消長關(guān)系。 根據(jù)SiO2含量將硅酸鹽巖漿分成4種類型: 酸性巖漿 SiO2 63(wt%) 中性巖漿 SiO2 5263(wt%) 基性巖漿 SiO2 4552(wt%) 超基性巖漿 SiO2 45(wt%)(2)微量元素和稀土元素:微量元素:Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Pb、Th、U、Z

3、n、Rb、Sr、Ba、Zr、Nb、Ta、Au、Ag、Pt、W、Sb、Bi、Sn 稀土元素:La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y微量元素和稀土元素雖然在巖漿中的含量很少,但對其研究具有重要的理論意義和實際意義。在一定條件下可以富集形成許多重要金屬礦產(chǎn)(舉例);稀土元素和一些重要的微量元素比值對研究巖漿起源、演化具有重要意義(舉例)。(3)揮發(fā)分:主要是H2O和CO2 ,其次是 SO2、 SO3 、 CO 、 N2、HCl、Cl2、F、H2S 、CH4 ,其總量一般3 km)噴出巖(extrusive rocks)(1)火山巖的特點:. 結(jié)晶程度差

4、或呈玻璃; b. 含水礦物少或無(2)廣義火山巖包括: a. 火山熔巖:由火山管道或裂隙溢流出地表的巖漿冷凝形成的巖石(狹義火山巖)。 b. 次火山巖 :與火山活動有關(guān)的超淺成侵入巖。 c. 火山碎屑巖:由火山爆發(fā)所產(chǎn)生的各種火山碎屑物堆積、膠結(jié)而成的巖石。學生課外學習引導1、如何理解巖漿的含義。2、巖漿的粘度受哪些因素的控制。3、巖漿中的揮發(fā)分對火山作用具有怎樣的影響。4、簡述巖漿作用的主要類型及其產(chǎn)物。第二章 火成巖的基本特征與分類一、火成巖的物質(zhì)成分火成巖物質(zhì)成分研究的意義:(1) 火成巖物質(zhì)成分是火成巖分類命名的基本依據(jù);(2)為研究巖漿起源、演化和巖漿物理性質(zhì)提供重要依據(jù) ;(3)為

5、巖漿巖漿形成時的大地構(gòu)造背景和巖石圈層的演化提高重要信息。(一)火成巖的化學成分1. 主要元素(Major elements) : O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K, Ti, P, H, Mn, C等,其中氧的含量最高。 常用氧化物的形式表示火成巖的成分,即:SiO2、TiO2 、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、K2O、Na2O、 P2O5 、H2O和CO2等13 種,每種氧化物含量一般0.1%,占火成巖平均化學成分的98%左右。幾種主要造巖氧化物(1)SiO2 :是最重要的成分,含量高,是巖石酸性程度(基性程度)的標志。隨著SiO2含量的變化,

6、其它氧化物呈現(xiàn)規(guī)律性的增加或減少。 超基性巖 SiO263%(2)Al2O3 :在火成巖中含量僅次于SiO2,SiO2 、Al2O3 與 CaO、Na2O、 K2O一起組成長石和副長石類礦物;與FeO*、MgO、CaO等結(jié)合形成輝石、角閃石、黑云母等礦物。(3) Na2O 和K2O :是堿性長石的主要組成部分,當其含量較高時還可形成堿性暗色礦物和副長石。a. Al2O3 Na2O +K2O+CaO(分子數(shù)比):鋁過飽和巖石c. Na2O +K2O Al2O3 Na2O +K2O+CaO :鈣堿性巖(4) FeO*、MgO、MnO與SiO2 結(jié)合形成橄欖石、輝石等礦物。 (5) TiO2與FeO

7、 組成鈦鐵礦,與CaO結(jié)合生成榍石,與P2O5、CaO結(jié)合則形成磷灰石。2. 痕量元素(Trace elements): 含量甚微,usually 90% 淺色巖:習慣上把花崗巖、正長巖等淺色礦物占優(yōu)勢的巖石稱為淺色巖。其色率在030之間。 暗色巖:色率在60100,以暗色礦物占優(yōu)勢的巖石稱為暗色巖。如橄欖巖 、輝長巖等。(3)、 據(jù)礦物在巖石中的含量 主要礦物: 在巖石中含量多,對火成巖大類的劃分和定名起決定作用的礦物。 如石英、長石是花崗巖的主要礦物。 次要礦物: 在巖石中含量次于主要礦物,不影響火成巖大類的劃分和定名, 但對確定巖石種屬的進一步劃分可起作用礦物。 如閃長巖中的石英,含量約

8、2,沒有石英也叫閃長巖;當石英5時,則叫石英閃長巖。 副礦物: 含量很少,常小于1,通常不參與巖石分類和命名。 但它們對于了解一個巖體的形成條件,確定巖體時代有重要意義。常見的有磁鐵礦、磷灰石、鋯石、獨居石、榍石、褐簾石等。(4)、據(jù)礦物的成因類型 原生礦物: 巖漿冷凝過程中形成的礦物。 高溫礦物; 低溫礦物 次生礦物:在巖漿已基本上凝固成固體的巖石后,由于受殘余揮發(fā)份和巖漿期后流體作用(蝕變、交代、充填)而生成的礦物,常交代原生礦物或充填在礦物的孔隙及晶洞中。其中原生礦物常發(fā)生以水化或碳酸鹽化為主的蝕變作用,生成蝕變礦物 。 它生礦物:它們是由于巖漿同化了圍巖和捕虜體所引起的。這類礦物的形成

9、反映了巖漿中外來組分的參與。 如有些富鋁礦物紅柱石、堇青石、矽線石就是巖漿同化了富鋁圍巖的產(chǎn)物。2、火成巖中的礦物共生組合規(guī)律- 6 種典型的巖漿巖礦物共生組合 (1)橄欖石輝石組合: 相當于超基性巖,鈣、鐵、鎂多而硅少,且貧堿,出現(xiàn)大量鎂鐵礦物(橄欖石輝石等),不出現(xiàn)石英和長石。(2)基性斜長石輝石組合:相當于基性巖,鋁和鈣較多,鐵、鎂和硅均較充分,主要形成基性斜長石和輝石,二者近于1:1,不出現(xiàn)石英。(3)中性斜長石角閃石組合:相當于中性巖,鈉、鉀略有增加,鋁、硅、鈣、鐵、鎂均較充分,主要形成中性斜長石、角閃石、黑云母,可能出現(xiàn)少量石英和鉀長石。淺色礦物:暗色礦物2:1。(4)石英鉀長石酸

10、性斜長石黑云母組合:相當于酸性巖,鈉、鉀、硅含量高,鐵、鎂、鈣低,石英、鉀長石、酸性斜長石等淺色礦物為主。(5)鉀長石黑云母角閃石組合:其SiO2 相當于中性巖,鈉、鉀高而鐵、鎂低, 大量出現(xiàn)鉀長石。(6)霞石白榴石鉀長石堿性暗色礦物組合: 其SiO2 接近于基性巖(平均53.36),鈉、鉀含量很高,出現(xiàn)霞石、白榴石等礦物,因鈉過多,故常出現(xiàn)堿性暗色礦物。(三)火成巖化學成分與礦物共生組合的關(guān)系1. SiO2 飽和度對礦物共生組合的影響 (1)巖漿中SiO2 過飽和:石英游離的SiO2 結(jié)晶產(chǎn)物,屬硅酸過飽和礦物。 (2)巖漿中SiO2不飽和:鎂橄欖石、副長石類及黑榴石、黃長石和剛玉等,它們不

11、能與石英平衡共生,屬硅酸不飽和礦物 Mg2SiO4(鎂橄欖石 )+ SiO2(液相) MgSiO3(頑火輝石)(1557) NaAlSiO4(霞石)+2SiO2(液 相)NaAlSi3O8(鈉長石) KAlSiO4(白榴石)+2SiO2(液相) KAlSi3O8(正長石) (3)巖漿中SiO2 飽和:除上述以外的一些礦物,如鐵橄欖石、大多數(shù)輝石、角閃石類、云母類和長石類礦物都屬于硅酸飽和礦物,都可以與石英平衡共生。2、Al2O3和K2O+Na2O的含量對礦物成分的影響 不同的堿和Al2O3含量火成巖,其礦物組合有很大差別。具體可簡單總結(jié)如下:(1)過飽和巖石(過鋁質(zhì)巖石): Al2O3 (Ca

12、O+ K2O+ Na2O) ,特征是常出現(xiàn)富鋁的礦物,如白云母、黃玉、電氣石、錳鋁鐵鋁榴石、剛玉、紅柱石和矽線石,斜長石、鉀長石和石英是常見礦物。(2) 鈣堿性巖石(偏鋁質(zhì)巖石): (K2O+Na2O)Al2O3(CaO+K2O+Na2O) , 出現(xiàn)的礦物是黑云母、普通角閃石、普通輝石、透輝石、斜長石、堿性長石和石英。不見堿度高的暗色礦物。(3) 堿過飽和巖石(過堿質(zhì)巖石): Al2O395%。 熔巖錐: 以溢流產(chǎn)物為主,火山碎屑物質(zhì)常10%。 混合錐: 火山碎屑物與熔巖互層組成的火山錐,為噴發(fā)和溢流交替出現(xiàn)的火山活動產(chǎn)物?;鹕藉F;熔巖流; 熔巖被; 熔巖瀑布; 巖鐘; 巖針; 熔巖丘; 熔巖

13、高原; 熔巖臺地;次火山巖; 火山頸;火山沉積巖 (3)破火山口: 是指經(jīng)過破壞的火山口及其周圍的洼陷 a. 侵蝕破火山口: 是火山口被流水侵蝕加大的結(jié)果。b. 爆發(fā)破火山口: 是火山強烈爆發(fā)、崩毀了火山口上部大量巖石和火山口周圍的火山錐,形成比原來火山口大的凹坑,大 者稱爆發(fā)洼地。 c. 崩塌破火山口: 是由于巖漿物質(zhì)大量噴發(fā)后,巖漿房空虛,而火山口附近上覆物質(zhì)增多,因支撐不住而崩塌沉陷形成的火山構(gòu)造。2、 火山巖的相相是不同地質(zhì)條件下生成的巖石或巖體總的特征。以中心式噴發(fā)為例,大致可分為以下幾個相:溢流相:成分從超基性到酸性皆有,以基性最發(fā)育,可形成于火山噴發(fā)的各個時期,但以強烈爆發(fā)之后出

14、現(xiàn)為主。 爆發(fā)相:成分不定,但以含揮發(fā)份多、粘度大的巖漿常見,尤以中酸性、堿性更有利于爆發(fā),可形成于各個時期,但以早期和高潮期最發(fā)育。 侵出相:多見于火山作用末期,在巖漿分異晚期,粘度大、溫度低,而揮發(fā)份少到不能爆發(fā)的情況下,堵塞通道粘度很大的熔漿被推擠出地表,堆積于火山頸之上部,形成直徑小 厚度大、產(chǎn)狀陡的穹丘。 火山頸相:是火山錐被剝蝕后,殘存的具充填物的火山通道,又稱巖頸、巖筒、巖管等。 次火山相:是與火山巖同源的、呈侵入產(chǎn)狀的巖體。它與火山巖有四同: 同時間但一般較晚;同空間但分布范圍較寬;同外貌但結(jié)晶程度較好;同成分但變化范圍及堿度較大。 侵入深度一般10km):巖體規(guī)模較大;結(jié)晶粗

15、大,多為塊狀規(guī)則;多為低溫礦物。四、火成巖的分類火成巖的分類依據(jù)主要有地質(zhì)產(chǎn)狀(成因)、化學成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、特殊地名等,分類因素之多使得火成巖的分類原則尚不統(tǒng)一,因此經(jīng)常出現(xiàn)錯解的現(xiàn)象,對此,國際地科聯(lián)巖石學委員會火成巖分委會提出了一個統(tǒng)一的分類方案,這是本章重點教授的內(nèi)容。(一)常用的火成巖分類方案1、火成巖的成因分類:深成巖、淺成巖、火山(熔)巖、 火山碎屑巖。2、火成巖的礦物分類(1)火成巖中常見礦物:石英、鉀長石、斜長石、似長石(白榴石、霞石)、橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、白云母(2)有關(guān)礦物的常用術(shù)語:硅鋁礦物(淺色礦物)-鐵鎂礦物(暗色礦物)、主要礦物-次要礦物-副礦物

16、、原生礦物-次生礦物(3)火成巖的礦物(色率M)分類: 超鎂鐵巖:M 90% 角閃石 鎂鐵質(zhì)巖:M = 1090%, 輝長巖 中性巖: M = 1090%;Q 5% 閃長巖 長英質(zhì)巖:M 5%色率:暗色礦物在火成巖中的含量(體積分數(shù)), 花崗巖3、火成巖的化學成分分類:根據(jù)巖石中的SiO2含量分為 酸性巖: 66w.t% 流紋巖/ 花崗巖 中性巖: 53-66w.t% 安山巖/ 閃長巖 基性巖: 45- 53w.t% 玄武巖/ 輝長巖 超基性巖: 10%,堿性長石長石總量的90,此外有堿性暗色礦物,如:霓石、霓輝石、鈉鐵閃石、鐵黑云母等。 B. 淺成巖 (1)霞石正長斑巖:斑狀結(jié)構(gòu),礦物成分同

17、霞石正長巖。 C. 火山熔巖 (1) 霞石響巖:斑狀結(jié)構(gòu),斑晶為透長石和霞石,次要礦物為堿性暗色礦 物;基質(zhì)為粗面結(jié)構(gòu)獲隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。 (2)白榴石響巖:斑狀結(jié)構(gòu),斑晶主要為透長石和白榴石,次要礦物為堿性暗色礦物;基質(zhì)為粗面結(jié)構(gòu)獲隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。白榴石很不穩(wěn)定,常轉(zhuǎn)變成正長石和鉀霞石的混合體而成假晶存在,稱為假白榴石響巖。1、閃長巖、正長巖、二長巖和霞石正長巖的主要礦物組合及相互間的區(qū)別。2、安山巖、粗面巖和響巖的主要區(qū)別何在?3、分別對比閃長巖、閃長玢巖、安山巖及正長巖、正長斑巖、粗面巖之間的異同。4、何為暗化邊結(jié)構(gòu),輝石可以發(fā)生暗化的說法正確嗎?5、交織結(jié)構(gòu)和粗面結(jié)構(gòu)為何意?實驗三、基性巖類:

18、輝長巖玄武巖類一、輝長巖類1、化學成分特征: 貧硅(SiO2=4552%)、 貧堿,較富鈣鐵鎂。2、礦物成分特征: 出現(xiàn)大量基性斜長石(An50)和輝石, 輝石有紫蘇輝石和單斜輝石。 暗色礦物除輝石外,還有橄欖石、角閃石、黑云母等,暗色礦物含量一般較高(4070%)。有時出現(xiàn)少量的石英和堿性長石;常見的副礦物有磷灰石、磁鐵礦等。3、 結(jié)構(gòu)與構(gòu)造特征:細粒粗粒半自形結(jié)構(gòu),輝綠結(jié)構(gòu),反應(yīng)邊結(jié)構(gòu),嵌晶含長結(jié)構(gòu)。塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造,還有流動構(gòu)造。4、輝長巖的分類5、 輝長巖類主要巖石類型A. 深成侵入巖 輝 長 巖 基性斜長石+輝石+/-橄欖石根據(jù)暗色礦物種類進一步可分為:(1)橄長巖(基性斜長石+

19、 橄欖石)(2)輝長巖(基性斜長石 + 單斜輝石)(3)蘇長巖(基性斜長石 + 斜方輝石)(4)斜長巖(基性斜長石90%)B.淺成侵入巖 輝 綠 巖: 礦物成分與輝長巖完全相同,但其具有特征的輝綠結(jié)構(gòu) ,多呈脈狀產(chǎn)出。二、玄武巖類1、化學成分:硅酸飽和-弱飽和,SiO2=45-52%,鐵鎂鈣含量高,堿含量低。2、 礦物成分:基性斜長石+單斜輝石+斜方輝石橄欖石;其次為堿性長石、石英、黑母、角閃石等。3、結(jié)構(gòu):斑狀結(jié)構(gòu),基質(zhì)為微粒結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu),或間粒結(jié)構(gòu)、間隱結(jié)構(gòu)。4、構(gòu)造:塊狀構(gòu)造、氣孔-杏仁構(gòu)造、繩狀構(gòu)造、柱狀節(jié)理構(gòu)造5、主要巖石類型: 橄欖玄武巖; 輝石玄武巖; 氣孔-杏仁

20、玄武巖;6、蝕變: 輝石綠泥石化、綠簾石化;橄欖石伊丁石化,皂石化,蛇紋石化;斜長石絹云母化等。實驗四、超鎂鐵質(zhì)巖類、煌斑巖類一、 超鎂鐵質(zhì)侵入巖類1、化學成分特征 貧硅(SiO2主要45%)、貧堿, 富鐵鎂(FeO*=914%, MgO一般 20%)。2、礦物成分特征 出現(xiàn)大量的暗色礦物,其含量90% ,主要有橄欖石、輝石和角閃石,其次為基性斜長石(小于10%)和黑云母,輝石有斜方輝石和單斜輝石。常見的副礦物有鉻鐵礦、磁鐵礦、尖晶石等。3、 結(jié)構(gòu)與構(gòu)造特征 常見的構(gòu)造為塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造;常見的結(jié)構(gòu)為細粒-粗粒自形-半自形結(jié)構(gòu)、包橄結(jié)構(gòu)、海綿隕鐵結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等。4、 主要巖石類型A. 橄

21、欖巖類(橄欖石40%) (1)純橄欖巖: 橄欖石90% (2)橄 欖 巖: 橄欖石=4090%B. 輝石巖類 (1)輝石巖(輝石90%) (2)橄欖輝石巖(輝石6090%,橄欖石=10 40% ) (3)角閃輝石巖C. 角閃石巖類:(1) 角閃石巖(角閃石90%) (2) 橄欖角閃石巖(角閃石=6090%,橄欖石=10 40% ) (3) 輝石角閃石巖二、煌斑巖類1. 化學成分:SiO2含量低而變化大(2752%),鐵鎂鈣含量較高FeO*=813%、MgO=10%、CaO=1015%),富堿和鈦,揮發(fā)份含量高(CO2+H2O=36%)。2. 礦物成分:煌斑巖中的鐵鎂礦物多,在35%以上, 主要

22、為角閃石和黑云母,其次為輝石,它們均呈自形晶。硅鋁礦物以長石為主,偶爾出現(xiàn)少量副長石。 3. 結(jié)構(gòu): 巖石主要為煌斑結(jié)構(gòu)特點是巖石為斑狀結(jié)構(gòu),斑晶為自形的黑云母和角閃石等暗色礦物,基質(zhì)為自形的暗色礦物和自形半自形的長石等組成?;|(zhì)也可以是隱晶質(zhì)。 有的煌斑巖不具有斑狀結(jié)構(gòu),而是呈全自形等粒結(jié)構(gòu)。4. 構(gòu)造:以塊狀構(gòu)造為主,還可為氣孔、杏仁構(gòu)造。5. 主要巖石類型:云斜煌巖;云煌巖;閃斜煌斑巖;閃正煌巖 1、超鎂鐵質(zhì)巖類的主要巖石類型有哪些,其特點如何?2、煌斑巖的主要特征是什么,何為煌斑結(jié)構(gòu)?3、綜述橄欖巖和輝長巖的巖石學特征。實驗五、火山碎屑巖類一、火山碎屑巖的含義火山碎屑巖是由火山作用產(chǎn)生

23、的各種火山碎屑物,經(jīng)堆積固結(jié)而成的巖石。它是火山熔巖與正常沉積巖之間的過渡巖石類型?;鹕剿樾紟r在物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和成巖方式等方面都具有雙重性。二、火山碎屑巖的物質(zhì)組成火山碎屑巖由各種火山碎屑組成。按粒度和物質(zhì)組成分為不同的類型:1.按粒度火山碎屑可分為:(1)火山集塊: 64 mm(2)火山角礫: 2 - 64mm(3)火山灰: 1/16 - 2mm(4)火山塵: 外生碎屑。2、常見構(gòu)造假流紋構(gòu)造: 是巖石中的塑性玻屑和塑性巖屑經(jīng)壓扁拉長 而定向排列,類似于流紋構(gòu)造。但它不是巖漿流動所致,而是塑性火山碎屑變形所致。韻律層理構(gòu)造:火山碎屑物的組成和粒度,在縱向上按一定順序有規(guī)律地相互交替、遞變

24、的一種構(gòu)造。四、火山碎屑巖的分類1.火山碎屑巖的定量粒級分類:1-凝灰?guī)r;2-角礫凝灰?guī)r;3-集塊凝灰?guī)r;4-火山角礫巖;5-集塊角礫巖;6-角礫集塊巖;7-集塊巖2.基于火山物質(zhì)類型的火山凝灰?guī)r分類:(1)、玻屑凝灰?guī)r(2)、巖屑凝灰?guī)r(3)、晶屑凝灰?guī)r3火山碎屑巖的綜合分類:普通火山碎屑巖亞類:熔結(jié)火山碎屑巖亞類:1、火山碎屑物有哪些類型?2、列表說明火山碎屑巖的分類及主要巖石類型。3、火山碎屑巖和火山熔巖如何區(qū)分?實驗六、未知火成巖綜合鑒定一 、手標本描述和命名1).巖石的顏色(新鮮面和風化面)2).結(jié)構(gòu)、構(gòu)造3).主要礦物成分及含量4)礦物的特征(顏色、晶形、粒度(以mm記)、解理、光

25、澤、硬度等)5) 定名:侵入巖: 顏色+粒度+次要礦物種類(少前多后)+巖石基本名稱火山巖: 顏色+斑晶礦物+巖石基本名稱 / 構(gòu)造+巖石基本名稱二、巖石薄片描述和命名1)主要礦物成分及其含量、次要礦物成分及其含量、副礦物成分及含量2)每一個造巖礦物的基本特征 包括:礦物的顏色、形狀、大小(以mm計)、自形程度、 解理及解理夾角、突起;消光類型及消光角、多色性、干涉色;軸性及光性;礦物的蝕變特征3)巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造4)巖石定名: 侵入巖: 粒度+次要礦物種類(少前多后)+ 巖石基本名稱 火山巖: 斑晶礦物+巖石基本名稱/ 構(gòu)造+巖石基本名稱2學時第三章 巖石化學授課學時一、CIPW標準礦物計算

26、法這種方法是將巖石的氧化物質(zhì)量百分數(shù)換算為氧化物分子數(shù),然后按照一定的順序再將其分子數(shù)依據(jù)一定的規(guī)律組合成若干種理想成分的標準礦物分子,即“標準礦物”,最后將標準礦物分子數(shù)換算為標準礦物質(zhì)量百分數(shù)。 二、火成巖類型的劃分TAS圖解;SiO2K2O圖解;ACNKANK圖解三、火成巖堿度的確定及巖石系列的劃分Na2O 、K2O:總含量也稱全堿。一般隨SiO2含量增加而增加,但在SiO2含量相同時,含量的差別會對礦物組合產(chǎn)生影響。(1)組合指數(shù)(里特曼指數(shù)):d=(Na2OK2O )2/ (SiO2 -43)dd3.3為堿性火成巖,出現(xiàn)似長石、黑榴石及堿性暗色礦物;d9 過堿性火成巖。(2)賴特(W

27、right,1969)法 (堿度率指數(shù)法)ARwAl2O3+CaO+(K2O+Na2O)/ wAl2O3+CaO- (K2O+Na2O)(3)堿性和亞堿性系列的劃分(3個主要系列:堿性系列、鈣堿性系列和拉斑玄武巖系列) SiO2(Na2O+K2O)變異圖:適用于侵入巖和火山巖,其中的亞堿性系列進一步用AFM圖解劃分鈣堿性和拉斑玄武巖系列,需要注意兩個圖解使用的先后順序。四、巖石成因方面的應(yīng)用(1)巖漿的演化 雙變圖解(哈克圖解)(2)火成巖巖漿來源深度的確定 花崗巖巖漿來源深度;玄武巖巖漿來源深度(3)火成巖形成構(gòu)造環(huán)境的判別玄武巖構(gòu)造環(huán)境判別方法;花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別方法1、CIPW標準礦物是

28、巖石中實際出現(xiàn)的礦物嗎?2、化學分析結(jié)果在火成巖研究中有哪些一、巖石的粒度與過冷卻程度 巖漿在冷卻到所含礦物的結(jié)晶溫度時并不結(jié)晶,而是在過冷卻的條件下,即是在低于其結(jié)晶溫度的條件下結(jié)晶的。過冷卻溫度:T =TA - TB TA 液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗟睦碚摐囟龋?TB晶體析出時巖漿所處的實際溫度。 巖石粒度的粗細,主要與巖漿的過冷卻程度、晶體生長速率、成核速率及巖漿的成分、粘度有關(guān)。如果冷卻緩慢,過冷度小,有充分的時間結(jié)晶,則結(jié)晶好;反之,則結(jié)晶不好,或形成玻璃。 二、相體系及其對火成巖結(jié)構(gòu)成因的解釋1、熱動力學基本術(shù)語1)體系:指研究的空間的那一部分。為了研究目的而從整體中孤立出來的任何一部分如巖漿

29、房。體系可進一步分成封閉體系和開放體系。2)相:體系內(nèi)在物理上或化學上與其他部分不同并可機械地同其他部分分離的任何部分。如一個巖漿體系中的固相、液相和氣相屬于不同的相,不同的固體礦物也都是一個獨立的相。3)平衡:是體系與外部條件相一致的最低能量狀態(tài)。它沒有自發(fā)地發(fā)生變化的趨勢。一個自然體系總是趨于能量最低狀態(tài)。2、相律:相律是表示物理化學系統(tǒng)中各相之間平衡關(guān)系的基本定律,它指出了平衡體系中自由度(f)、相數(shù)(P)和獨立組分數(shù)(c)之間的關(guān)系。 f = C + 2 - p f:指體系中的可變因素,如溫度、壓力或濃度的數(shù)目,這些因素在一定范圍內(nèi)任意改變,不引起相的改變p:包括液相和固相(礦物)的總

30、相數(shù)C:指能足以構(gòu)成平衡體系中各相所需要的最少組分的數(shù)目?!?”:指影響體系平衡的外界因素,通常為環(huán)境的溫度和壓力,但在巖漿房中,因壓力近似恒定,因此自由度數(shù)為“1” 。3、相圖及其制作:相圖是通過試驗資料來確定的。它是表示在一定的外部條件下,體系中各相之間關(guān)系的一種圖形表示法。通常采用P、T和組成來描述體系的條件。4、相圖閱讀及對巖石結(jié)構(gòu)的成因解釋:相圖中的點稱為三項不變點,相圖中的線稱為單變平衡線,單變平衡線所圍成的區(qū)域(除三項不變點外)稱為雙變區(qū)。下面結(jié)合不同體系的相圖對相圖中的點、線、區(qū)域做進一步的解釋。1) 一元系(以SiO2體系為例):C1,相律可表達為: f = 1 + 2 -

31、p 不變點情況:f = 0,故 p 3 ,三相共存。 單變線情況:f = 1,故 p 2 ,二相共存。 雙變區(qū)情況:f = 2,故 p 1 ,只有一相。2)二元固溶體系(以斜長石鈉長石系為例) C2,在巖漿房中,相律通式中的“2”變?yōu)椤?”,相律可表達為: f = 2 + 1 - p不變點情況:f = 0,故 p 3 ,三相共存。 單變線情況:f = 1,故 p 2 ,二相共存。 雙變區(qū)情況:f = 2,故 p 1 ,只有一相。注意,點、線、區(qū)的相數(shù)的變化!學會閱讀相圖后,可以利用該相圖,可以解釋斜長石環(huán)帶結(jié)構(gòu)。 下面以某種成分的巖漿結(jié)晶為例,說明巖漿平衡結(jié)晶過程和分離結(jié)晶過程,分離結(jié)晶過程是

32、形成斜長石正環(huán)帶結(jié)構(gòu)的必要條件。3)二元共結(jié)系(以透輝石鈣長石系為例) 三相不變點是一個共結(jié)點,同理,可以解釋輝長結(jié)構(gòu)和輝綠結(jié)構(gòu)的成因。注意介紹壓力的影響。4)二元近結(jié)系(以鎂橄欖石石英體系為例) 三相不變點不是共結(jié)點,而是一個反應(yīng)點,同理可以解釋橄欖石周圍輝石反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)的形成過程。三、斑晶熔蝕結(jié)構(gòu)和暗化邊結(jié)構(gòu)的成因1、斑晶熔蝕結(jié)構(gòu)的形成 斑狀結(jié)構(gòu)巖石中的斑晶常受到熔蝕,如石英斑巖和流紋巖中的透長石和石英斑晶。原因是:這些礦物的熔點隨靜壓力降低而降低,地下深處巖漿攜帶高溫的石英、透長石上升至淺部或噴出地表時,它們就不穩(wěn)定,被熔化成液相或部分被熔化形成港灣狀和渾圓狀。2、黑云母、角閃石暗化結(jié)構(gòu)的

33、成因(1)黑云母+O2透長石+磁鐵礦+H2O(2)黑云母透長石+磁鐵礦+H2(3)角閃石+O2透輝石+磁鐵礦+石英+H2O(4)黑云母透輝石+磁鐵礦+石英+H21、以過冷卻條件下巖漿中晶體的成核和生長過程,說明不同深度火成巖的結(jié)構(gòu)變化。2、請用DiAn二元系相圖闡明輝長結(jié)構(gòu)、輝綠結(jié)構(gòu)、間粒結(jié)構(gòu)和嵌晶含長結(jié)構(gòu)的形成。3、請用相關(guān)二元系相圖說明斜長石正環(huán)帶、反環(huán)帶和韻律環(huán)帶的形成。4、在花崗斑巖中常見到石英斑晶的熔蝕現(xiàn)象,試用相圖加以解釋。第五章 巖漿演化的起源與演化研究意義1、巖石成因研究的兩個方面1)巖石形成過程及形成機理的研究2)巖石形成過程的構(gòu)造背景研究2、巖石形成過程的兩個階段1)巖漿的

34、形成-原生巖漿的問題2)巖漿的演化-派生巖漿的問題3、巖漿演化的主要方式:自身成分的分離、圍巖物質(zhì)的加入及兩種巖漿的混合。4、巖漿演化過程的復雜性1)熱力學:巖漿體系是一個復雜的物理化學體系,巖漿的結(jié)晶和演 化受物理化學規(guī)律(相律、鮑文反應(yīng)系列)制約2)流體動力學:巖漿是一種粘性流體,許多巖漿作用過程也是一種流體動力學過程5、研究意義:巖漿起源、演化機理、地質(zhì)現(xiàn)象解釋等一、巖漿的產(chǎn)生: 1、源區(qū)巖石2、溫度升高3、壓力降低4、揮發(fā)性組分加入5、部分熔融作用的概念及部分熔融作用過程6、巖漿的分凝聚集二、巖漿的演化機制(一) 巖漿的分異作用 1、基本概念:強調(diào)沒有外來物質(zhì)加入和依靠本身的演化。2、

35、主要類型:結(jié)晶分異作用(發(fā)生相分離)、擴散作用、熔離作用、氣體搬運作用(發(fā)生相分離)3、不同類型分異作用的概念、作用機理、作用特點、可以解釋的地質(zhì)現(xiàn)象等。其中結(jié)晶分異作用做較為詳細的講解。(二) 巖漿的混合作用 1、概念:兩種不同成分的巖漿以不同比例混合,產(chǎn)生一系列過渡類型巖漿的作用2、識別標志:選擇3-4條學生可以理解的重要標志介紹。(三)巖漿的同化混染作用 1、概念:巖漿和圍巖或捕虜體之間的熱和物質(zhì)成分交換,巖漿成分發(fā)生變化的過程。2、影響因素:巖漿及圍巖的熱狀態(tài)和組成3、同化混染的可能的方式:與巖漿的成分和溫度有關(guān)。4、識別標志:選擇3-4條學生可以理解的重要標志介紹。三、巖漿的運移與侵

36、位1、底辟作用: A.底辟上升和侵位是連續(xù)的過程B.底辟侵位的主要驅(qū)動力巖漿的浮力和熱動力C. 演化階段:早期穹隆階段、中期底辟上升階段、晚期側(cè)向擠斷(氣球膨脹)階段D. 特征:巖體的內(nèi)部組構(gòu)及產(chǎn)狀與圍巖的片理產(chǎn)狀一致,巖體沒根,整合巖體2、頂蝕作用:過程:熱的巖漿上升,引起頂部圍巖被挖蝕、炸裂,在頂部圍巖炸裂塊體下沉的同時,巖漿侵入到裂隙中,如此反復,巖漿可實現(xiàn)向上遷移、侵位。特征:巖體與圍巖層理面產(chǎn)狀相切,形成不整合侵入體,巖體邊緣有棱角狀、不規(guī)則狀圍巖捕虜體等。3、巖墻擴展作用:含義:是巖漿在壓力的驅(qū)駛下,注入圍巖裂隙,并通過擠壓圍巖使其擴展成狹窄的巖漿通道(巖墻),并沿該通道上升。4、

37、火口沉陷作用環(huán)形雜巖體特征的一種侵位機制1、如何理解部分熔融作用?2、原生巖漿可以通過哪些方式演化為進化巖漿?3、巖漿房中的結(jié)晶分異作用有哪幾種方式,其特點如何?4、鮑文(Bowen )反應(yīng)系列可以解釋哪些巖石學現(xiàn)象?5、巖漿混合作用受控于哪些因素?6、如何識別同化混染作用?7、巖漿侵位機制主要有哪些,各有什么特點?第六章 火成巖共生組合與成因一、鎂鐵質(zhì)超鎂鐵質(zhì)巖的共生組合與成因在野外分布上,鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖經(jīng)常共生或伴生,兩者之間的密切關(guān)系指示兩者在成因上具有某些內(nèi)在的聯(lián)系。(一)、超鎂鐵質(zhì)巖1、超鎂鐵質(zhì)巖的基本特征:化學成分、礦物組合、巖石類型。2、研究意義1)地幔物質(zhì)組成的最直接證據(jù)

38、深源包體2)確定古板塊邊界位置的重要依據(jù) 蛇綠巖的分布3、產(chǎn)狀及共生組合特征1)呈層狀或環(huán)狀雜巖體產(chǎn)于鎂鐵質(zhì)雜巖體中2)呈捕虜體產(chǎn)于堿性玄武巖和金伯利巖中的超鎂鐵質(zhì)巖3)產(chǎn)于蛇綠巖組合中的超鎂鐵質(zhì)4、成因類型:1)巖漿成因:直接來源于巖漿的結(jié)晶,是巖漿早期結(jié)晶分異的產(chǎn)物,因此該類成因的超鎂鐵質(zhì)巖往往與美鐵質(zhì)巖侵入巖共生,野外它們多呈互層狀分布,在巖石化學上具有同原巖漿的特點。2)非巖漿成因:地幔深部的巖石由于構(gòu)造作用或者為玄武質(zhì)巖漿捕獲攜帶到地表。具有地幔巖的巖相學和地球化學特征。3)兩類超鎂鐵質(zhì)巖的巖相學(重點)、礦物學、地球化學方面的區(qū)別。(二)、鎂鐵質(zhì)巖1、鎂鐵質(zhì)巖的基本特征:化學成分、

39、礦物組合、巖石類型。2、玄武巖的研究意義:玄武質(zhì)巖在全球分布十分廣泛,可產(chǎn)于多種構(gòu)造環(huán)境中,因為玄武質(zhì)巖漿直接來源于上地幔,所以研究玄武巖對于反演地幔物質(zhì)成分、分析構(gòu)造環(huán)境和地球的深部動力學過程均具有重大意義。3、玄武巖系列劃分(常見具體類型在實驗課中學習)根據(jù)SiO2-Alk(Na2O+K2O)或堿度,分為1)堿性系列玄武巖: 堿度大于3.32)亞堿性系列玄武巖:堿度小于3 .3亞堿性系列玄武巖可以根據(jù)AFM圖或(FeO)/(MgO)-SiO2圖解進一步分為拉斑玄武巖系列和鈣堿性系列。4、玄武質(zhì)巖漿的形成-地幔橄欖巖部分熔融1)證據(jù):高溫高壓實驗;地幔捕虜體、地幔橄欖巖中的囊狀熔體、 某些虧

40、損地幔巖的化學成分與寄主巖之間存在互補關(guān)系等2)導致地幔橄欖巖部分熔融的因素:溫度的升高、壓力的降低、揮發(fā)組分的加入3)不同構(gòu)造部位誘發(fā)源巖熔融因素的差異(1)洋中脊和大陸裂谷減壓熔融(2)消減帶下插板塊升溫,引起熔融(3)俯沖帶下插板塊脫水,引起上部地幔楔部分熔融揮發(fā)組分5、玄武巖成分多樣性的原因:源區(qū)物質(zhì)成分不同;部分熔融程度不同;源區(qū)流體成分不同;部分熔融的壓力不同;6、玄武巖形成的典型構(gòu)造環(huán)境:洋中脊、大陸裂谷、島弧和活動大陸邊緣二、 安山巖的成因1、安山巖成因的復雜性1)構(gòu)造背景:除俯沖帶環(huán)境外,還產(chǎn)于大洋中脊和板內(nèi)裂谷等非造山環(huán)境;2)化學成分:具較大的變化范圍。如低MgO和高Mg

41、O安山巖;AFM圖上表現(xiàn)為拉斑系列和鈣堿性系列;SiO2-K2O變異圖上具有低鉀、中鉀、高鉀類型。目前一般將其與島弧發(fā)展的不同階段相聯(lián)3)同位素組成:有較大的變化范圍,表明安山巖的源區(qū)物質(zhì)來源有幔源、殼源或殼?;旌显粗?、成因研究中必須考慮的因素:構(gòu)造環(huán)境和熔融實驗研究結(jié)果。3、安山巖成因的主要觀點1)高MgO安山巖是由幔源原生巖漿形成的2)拉斑系列的安山巖是由幔源拉斑玄武質(zhì)原生巖漿經(jīng)分離結(jié)晶作用形成的3)島弧鈣堿性安山巖的形成則不能用簡單的源區(qū)物質(zhì)的部分熔融或簡單的分離結(jié)晶模式來解釋,而應(yīng)與島弧環(huán)境的特殊地質(zhì)背景有關(guān)三、花崗巖類巖漿的成因及其類型1、花崗巖類的兩種不同成因觀點1)巖漿成因的

42、花崗巖類:由巖漿侵位冷凝形成,經(jīng)歷了從巖漿源區(qū)分凝、上升遷移到異地就位的過程異地花崗巖。問題:大型花崗巖基的空間問題?2)交代成因的花崗巖:是指先存在的巖石基本上在固態(tài)的情況下由交代作用轉(zhuǎn)變而成原地花崗巖;形成機制更接近變質(zhì)作用,也稱花崗巖化作用- - -流體擴散和固體條件下的擴散 問題:流體擴散和固體擴散的范圍與程度3)主要區(qū)別: 產(chǎn)狀、礦物組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、變質(zhì)變形等2、巖漿型花崗巖的形成作用巖漿的來源1)結(jié)晶分異作用:特點是規(guī)模小。層狀和環(huán)狀巖體晚期分異物2)混合化作用(Daly,1914,1933):只能形成偏中性的花崗巖巖漿,而不可能形成以花崗巖為主的大型巖基3)深熔作用或部分熔融作用

43、: 認為花崗質(zhì)巖漿主要是由中、下地殼的巖石部分熔融形成的。證據(jù)有:(1)分布:大陸區(qū)和消減帶大陸一側(cè)(2)高級變質(zhì)區(qū):花崗質(zhì)脈體的形成(3)Q-Ab-Or體系實驗:(4)元素特征:如同位素組成主要來自于地殼,而不是上地幔。3、花崗巖成因的復雜性1)物質(zhì)來源的多樣性:地殼內(nèi)部的不同結(jié)構(gòu)層、消減帶的消減洋殼和地幔楔形區(qū)等。按物源可以分為:(1)M型:地幔與地殼混合型;(2)I 型- CI:地殼中未經(jīng)風化的火成巖;(3)S型- CS:地殼中經(jīng)過風化的沉積巖(4)A 型:簡要介紹A型花崗巖的原始含義、現(xiàn)代對A型花崗巖的理解,劃分方案及構(gòu)造意義2)花崗巖產(chǎn)出構(gòu)造背景的多樣性:島弧造山帶、活動大陸邊緣、大

44、陸碰撞帶、陸內(nèi)造山帶、大陸裂谷帶 、大洋中脊。按構(gòu)造背景可以分為造山花崗巖過渡型花崗巖和非造山花崗巖四、板塊構(gòu)造與火成巖組合1. 大洋中脊的火成巖組合火成巖組合與蛇綠巖套(1)洋中脊玄武巖(2)席狀巖墻群(3)具火成堆積結(jié)構(gòu)的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖(4)具變質(zhì)變形結(jié)構(gòu)的地幔橄欖巖2. 會聚板塊邊界的火成巖組合:(1)島??; (2)大陸邊緣弧3. 陸-陸碰撞帶的火成巖組合4. 板塊內(nèi)部的火成巖組合1、總結(jié)一下安山巖的成因。2、花崗巖的成因類型主要有哪些,其鑒別標志是什么?3、總結(jié)不同構(gòu)造背景下花崗質(zhì)巖石的組合特征。4、不同構(gòu)造背景的玄武巖成分和成因有哪些不同?5、超鎂鐵質(zhì)鎂鐵質(zhì)巖的研究意義何在?6、何

45、為蛇綠巖,其有何研究意義?7、如何區(qū)分不同成因的超鎂鐵質(zhì)巖?實驗七、綜合實驗-漢諾壩玄武巖的成因一、漢諾壩玄武巖的基本特征1. 漢諾壩玄武巖的時空分布2. 漢諾壩玄武巖的類型和特點3. 漢諾壩玄武巖中的包體-地幔橄欖巖。地幔巖:1)常見類型:純橄巖、方輝橄欖巖、尖晶石二輝橄欖巖、斜方輝石巖、二輝石巖2)典型結(jié)構(gòu):變質(zhì)變形結(jié)構(gòu)、火成結(jié)構(gòu)及部分熔融結(jié)構(gòu)4、漢諾壩玄武巖的巖石化學3、漢諾壩玄武巖的微量元素地球化學特征二、實驗內(nèi)容系統(tǒng)鑒定兩種玄武巖和橄欖巖包體的基本結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物組成、含量,定出準確巖石名稱。三、編寫綜合實驗報告的要求1、簡要介紹漢諾壩玄武巖的分布特征;2、巖石鑒定結(jié)果:玄武巖和地幔

46、橄欖巖3、地幔捕虜晶與斑晶的區(qū)別;4、地殼巖石及捕虜晶的種類及特征;5、玄武巖的化學定名和巖石系列歸屬。6、漢諾壩玄武巖的成因,包括巖漿來源、巖漿形成的構(gòu)造環(huán)境。第三篇 第十一章沉積巖的形成過程和一般特征一 、概述一)沉積巖的研究意義1、沉積巖記錄了地球演化歷史2、沉積巖(物)蘊藏著80%的世界礦產(chǎn)資源3、與大型水利工程、港口、國防軍事等建設(shè)密切相關(guān)4、與人類生存環(huán)境、災(zāi)害預(yù)警的關(guān)系二)沉積巖的基本概念沉積巖是組成巖石圈的三大類巖石之一。它是在地殼表層地表不太深的地方,在常溫常壓條件下,由母巖的風化產(chǎn)物、火山物質(zhì)、有機物質(zhì)等物質(zhì)成分,經(jīng)過搬運作用、沉積作用以及成巖作用所形成的一類巖石三)沉積巖

47、的研究方法1、野外研究方法2、室內(nèi)研究方法提問:你認為研究沉積巖有什么意義?四)沉積巖的形成過程1.原始物質(zhì)的生成階段2.原始物質(zhì)向沉積物的轉(zhuǎn)變階段3.沉積物的固結(jié)與持續(xù)演化階段五)沉積巖形成過程的背景控制1. 氣候背景 2. 構(gòu)造背景 二 、沉積巖的一般特征1、沉積巖的礦物成分特點1)在巖漿巖中大量存在的礦物,如:橄欖石、輝石、角閃石等鐵鎂礦物,在沉積巖中很細少。2)在巖漿巖中數(shù)量甚多的礦物,如:鉀長石、酸性斜長石和石英等,在沉積巖中也廣泛存在;3)在沉積過程中有新礦物生成自生礦物(如海綠石)。2、沉積巖的化學成分特點與火成巖的平均化學成分相比較:1)兩者鐵的總量大體相等,但Fe2O3 Fe

48、O;2)沉積巖中堿金屬的含量遠低于火成巖,且K2ONa2O;3)沉積巖中富含CO2和H2O。3、沉積巖的顏色1)顏色的成因類型 2)幾種典型自生色及其成因意義4、沉積巖的結(jié)構(gòu)類型:1)機械作用形成的結(jié)構(gòu):陸源碎屑結(jié)構(gòu);粒屑結(jié)構(gòu);泥狀結(jié)構(gòu)2)化學結(jié)構(gòu):結(jié)晶結(jié)構(gòu)3)生物結(jié)構(gòu):珊瑚礁結(jié)構(gòu)、藻礁結(jié)構(gòu)4)次生結(jié)構(gòu):交代結(jié)構(gòu)、重結(jié)晶結(jié)構(gòu)5、沉積巖的構(gòu)造特征物理成因構(gòu)造:層理、沖刷構(gòu)造、泥裂、雨痕和雹痕生物成因構(gòu)造:生物擾動構(gòu)造、疊層構(gòu)造化學成因構(gòu)造:晶痕和假晶、鳥眼構(gòu)造、結(jié)核、三、沉積巖的分類1沉積巖分類的現(xiàn)狀2. 本教材使用的分類在介紹沉積基本特征時注意與火成巖相比較。第三篇 第十二、十三章沉積巖形成過

49、程(風化和風化帶中礦物的穩(wěn)定性、沉積作用和沉積物)作業(yè)及要求1、與火成巖相比,沉積巖在形成條件方面有什么不同?2、能否根據(jù)其形成過程判斷沉積巖與火成巖在組構(gòu)方面存在哪些區(qū)別?一、風化:風化作用概念1.物理變化2.化學變化二、風化帶中礦物的穩(wěn)定性: 1.不穩(wěn)定礦物2.次穩(wěn)定礦物3.穩(wěn)定礦物注意:礦物的穩(wěn)定性與風化條件有關(guān)對上次課內(nèi)容簡單回顧。三、物理沉積作用和碎屑沉積物物理沉積作用概念1. 牽引流的沉積作用牽引流的概念:佛勞德數(shù)Fr及水流的三種流動狀態(tài)(低、高和臨界流態(tài))1)牽引流搬運方式的主控因素牽引流的搬運方式:滾動、懸浮、跳躍搬運。主控因素:流速(流態(tài))、被搬運顆粒的大小、密度和形態(tài)的控制

50、。2)顆粒在搬運過程中的磨蝕和細粒化作用3)牽引流的分選作用4)牽引流沉積物一般構(gòu)筑方式和垂向序列三種方式2. 其它流體的沉積作用(選講)1)風暴流沉積作用2)濁流沉積作用3)風和冰川沉積作用3、碎屑沉積物和碎屑結(jié)構(gòu)1)碎屑沉積物的結(jié)構(gòu)、粒度、分選度、圓度、支撐類型、孔隙2)碎屑結(jié)構(gòu)的分類命名:通常按主要粒級分為礫狀、砂狀、粉砂狀、泥狀結(jié)構(gòu)4.碎屑沉積物的成熟度1)成分成熟度概念影響因素:氣候背景、構(gòu)造背景2)結(jié)構(gòu)成熟度和結(jié)構(gòu)退變四、化學沉積作用和化學沉積物1搬運、沉積的對象:溶解物質(zhì)2搬運和沉積的形式: 1)真溶液的搬運與沉積作用A.易溶礦物溶解和沉淀的控制因素(強烈蒸發(fā))B.難溶礦物溶解和

51、沉淀的控制因素(pH、Eh、溫壓)2)膠體的搬運與沉積作用3. 化學沉積物和化學結(jié)構(gòu)結(jié)晶結(jié)構(gòu)(非晶質(zhì)、隱晶質(zhì)、顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu))五、生物的搬運和沉積作用(一般了解)1.生物沉積作用方式或途徑1)生物化學2)改變環(huán)境的物化條件3)機械捕集或粘結(jié)2.生物沉積物:原地生物遺體、遺跡及其相關(guān)產(chǎn)物構(gòu)成的沉積物。與復合沉積作用及化學沉積作用的區(qū)別和聯(lián)系六、復合沉積作用及其沉積物1.自生顆粒:1)生物碎屑2)內(nèi)碎屑(礫屑、砂屑、粉屑)3)鮞粒4)團粒5)凝塊石6)核形石2.復合沉積作用形成的沉積物的結(jié)構(gòu)泥晶結(jié)構(gòu)自生顆粒結(jié)構(gòu)(生物碎屑結(jié)構(gòu)、內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)、鮞粒結(jié)構(gòu)等)。七、沉積分異作用1概念:沉積物在搬運沉積過程中按顆

52、粒大小、形狀、比重、礦物成分和化學成分在地表依次沉積下來,這種現(xiàn)象稱為沉積分異作用。2機械沉積分異作用:碎屑顆粒在機械搬運過程中,隨水流強度減弱,碎屑顆粒依次按可粒大小順序沉積的現(xiàn)象。 3化學沉積分異作用:溶解物質(zhì)溶于水在搬運過程中按溶解度大小先后順序沉積的現(xiàn)象。八、沉積巖的成巖作用1、概念:是泛指沉積物形成之后,到沉積巖的風化作用和變質(zhì)作用以前這一演化階段的所有變化或作用,包括成巖作用和后生作用。2、成巖作用的階段劃分:同生作用;成巖作用;后生作用;表生作用。3、常見成巖作用方式(類型) 1)壓實作用:在靜壓力的作用下,沉積物排氣、排水、體積縮小、孔隙度降低、密度增加的作用。2)膠結(jié)作用:孔

53、隙水過飽和沉淀出礦物質(zhì)(膠結(jié)物cement),將沉積物粘結(jié)成巖3)壓溶作用:壓力下沉積物顆粒間或沉積巖內(nèi)部發(fā)生溶解。4)重結(jié)晶作用:注意與變質(zhì)重結(jié)晶作用的區(qū)別。5)交代作用:一種化學成分的置換作用。(二)侵入巖的產(chǎn)狀和相1、侵入巖的產(chǎn)狀 是指侵入體產(chǎn)出的形態(tài)、大小、與圍巖的關(guān)系以及侵入時的構(gòu)造環(huán)境,等等。(1) 整合侵入體:侵入體的接觸面基本上平行于圍巖層理或片理,是巖漿以其機械力沿層理或片理等空隙貫如形成。包括以下主要類型: a. 巖盆(lopolith) :巖漿侵入巖層之間,中部受巖漿靜壓力使底板下沉斷裂,形成中央微凹的盆狀侵入體。 b. 巖蓋(laccolith):又稱巖盤,上凸下平的穹

54、隆狀水平整合侵入體。c. 巖床( 巖 席)(sill):厚薄均勻的近水平產(chǎn)出的與地層整合的板狀侵入體。 d. 巖 鞍(phacolith):產(chǎn)于強烈褶皺區(qū),褶皺過程中,巖漿擠入褶皺頂部軟弱帶背斜鞍部或向斜槽部所形成的同生整合侵入體。(2)不整合侵入體: a. 巖墻(dike):厚度比較穩(wěn)定近于直立的板狀侵入體。 是巖漿沿斷裂貫入的產(chǎn)物。 b. 巖脈(dike):一般指規(guī)模比較小,形態(tài)不規(guī)則,厚度小且變化大,有分叉及復合現(xiàn)象的脈絡(luò)狀巖體。 c. 巖株(stock):是一種常見的不整合的規(guī)模較大的侵入體,平面上近于圓形或不規(guī)則等軸形,接觸面陡立,似樹干狀延伸,又稱巖干,出露面積小于100km2。巖

55、株邊部常有一些不規(guī)則的巖枝、巖鐮、巖瘤等。 d. 巖基(batholith):屬巨型侵入體,面積大于100km2 ,平面上通常呈長圓形。2、侵入巖的相侵入巖相的劃分主要是以巖石形成的深度為綱,深度不同,影響到巖漿的溫度、壓力、冷卻快慢、揮發(fā)份的散失等一系列物理化學條件的差異,而這些條件與巖石的成因及巖石外貌、成分等有不可分割的關(guān)系。目前一般將侵入巖分為三種相: a. 淺成相(03km):細粒、隱晶質(zhì)及斑狀結(jié)構(gòu)等,可見熔蝕 暗化現(xiàn)象。多見高溫礦物,巖體規(guī)模較小。(淺成相與次火山相特征很相似,區(qū)別是看它們是否與火山巖有成因聯(lián)系,如果與火山巖有關(guān)系,則為次火山巖;否則就是淺成巖) b.中深成相(31

56、0km:中粒、中粗粒、似斑狀結(jié)構(gòu);多為中低溫礦物;巖體規(guī)模較大。 c. 深成相(10km):巖體規(guī)模較大;結(jié)晶粗大,多為塊狀規(guī)則;多為低溫礦物。第二篇 第四章火成巖的成分及其分類一、火成巖的化學成分火成巖物質(zhì)成分研究的意義:(1) 火成巖物質(zhì)成分是火成巖分類命名的基本依據(jù);(2)為研究巖漿起源、演化和巖漿物理性質(zhì)提供重要依據(jù) ;(3)為巖漿巖漿形成時的大地構(gòu)造背景和巖石圈層的演化提供重要信1. 主要元素(Major elements) : O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K, Ti, P, H, Mn, C等,其中氧的含量最高。 常用氧化物的形式表示火成巖的成分,即:Si

57、O2、TiO2 、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、K2O、Na2O、 P2O5 、H2O和CO2等13 種,每種氧化物含量一般0.1%,占火成巖平均化學成分的98%左右。不同火成巖各氧化物的含量有較大區(qū)別。對火成巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造一章內(nèi)容簡單回顧。幾種主要造巖氧化物(1)SiO2:是最重要的成分,含量高,是巖石酸性程度(基性程度)的標志。隨著SiO2含量的變化,其它氧化物呈現(xiàn)規(guī)律性的增加或減少。 超基性巖 SiO263%(2)Al2O3 :在火成巖中含量僅次于SiO2,SiO2 、Al2O3 與 CaO、Na2O、 K2O一起組成長石和副長石類礦物;與FeO*、MgO、Ca

58、O等結(jié)合形成輝石、角閃石、黑云母等礦物。(3) Na2O 和K2O :是堿性長石的主要組成部分,當其含量較高時還可形成堿性暗色礦物和副長石。a. Al2O3 Na2O +K2O+CaO(分子數(shù)比):鋁過飽和巖石c. Na2O +K2O Al2O3 Na2O +K2O+CaO :鈣堿性巖(4)FeO*、MgO、MnO與SiO2 結(jié)合形成橄欖石、輝石等。5)TiO2與FeO 組成鈦鐵礦,與CaO結(jié)合生成榍石,與P2O5、CaO結(jié)合則形成磷灰石?;鸪蓭r主要元素的研究意義:(1)巖石系列和類型的劃分(2)主要氧化物及比值、特征值變異圖解及意義(3)標準礦物計算及其主要用途2. 痕量元素(Trace e

59、lements): 含量甚微,usually 90%淺色巖:習慣上把花崗巖、正長巖等淺色礦物占優(yōu)勢的巖石稱為淺色巖。其色率在030 暗色巖:色率在60100,以暗色礦物占優(yōu)勢的巖石稱為暗色巖。如橄欖巖 、輝長巖等。(3)、 據(jù)礦物在巖石中的含量 主要礦物: 在巖石中含量多,對火成巖大類的劃分和定名起決定作用的礦物。如石英、長石是花崗巖的主要礦物。 次要礦物: 在巖石中含量次于主要礦物,不影響火成巖大類的劃分和定名, 但對確定巖石種屬的進一步劃分可起作用礦物。 如閃長巖中的石英,含量約2,沒有石英也叫閃長巖;當石英5時,則叫石英閃長巖。 副礦物: 含量很少,常小于1,通常不參與巖石分類和命名。

60、但它們對于了解一個巖體的形成條件,確定巖體時代有重要意義。常見的有磁鐵礦、磷灰石、鋯石、獨居石、榍石、褐簾石等。(4)、據(jù)礦物的成因類型原生礦物:巖漿冷凝過程中形成的礦物。成巖礦物:次生礦物:,它生礦物:由于巖漿同化了圍巖和捕虜體所引起的。提問:主要造巖礦物有哪幾類?。思考硅鋁礦物與淺色礦物、鐵鎂礦物與暗色礦物的關(guān)系。理解化學成分對礦物共生組合的影響。掌握火成巖形成環(huán)境對礦物組合的影響2. 火成巖化學成分與礦物共生組合的關(guān)系1)SiO2 飽和度對礦物共生組合的影響 a. 巖漿中SiO2 過飽和:石英游離的SiO2 結(jié)晶產(chǎn)物,屬硅酸過飽和礦物。 b. 巖漿中SiO2不飽和:鎂橄欖石、副長石類及黑

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