巖漿巖的成因課件

巖漿巖巖石學(xué)第十一章巖漿巖的成因李克慶巖漿巖巖石學(xué)第十一章巖漿巖的成因李克慶1

●巖漿巖種類繁多、性狀各異

●巖漿種類多樣、來源復(fù)雜

●形成巖漿巖的地質(zhì)作用和物理化學(xué)作用復(fù)雜

●巖漿巖的成因仍在不斷探索和研究中第十一章巖漿巖的成因第十一章巖漿巖的成因2一、原生巖漿問題二、原生巖漿的成因機(jī)制三、巖漿的演化四、主要類型巖漿巖的成因第十一章巖漿巖的成因一、原生巖漿問題第十一章巖漿巖的成因3一、原生巖漿問題

1．原生巖漿（Primarymagma）

上地慢物質(zhì)局部熔融及地殼物質(zhì)全部或部分熔融而產(chǎn)生的最初的巖漿，又稱母巖漿。一、原生巖漿問題1．原生巖漿（Primarymagma2．原生巖漿的種類問題（1）一元論觀點(diǎn)

關(guān)于原生巖漿的種類問題，是一個(gè)長期爭論懸而未決的問題，歸納起來有以下幾種觀點(diǎn)：問題：一元論觀點(diǎn)難以解釋大規(guī)?；◢弾r的成因！

由鮑文于1928年提出，他認(rèn)為自然界僅存在一種玄武巖漿，即一元論的觀點(diǎn)，所有的巖石都是由玄武巖漿通過結(jié)晶分異作用派生的。2．原生巖漿的種類問題（1）一元論觀點(diǎn)（2）二元論觀點(diǎn)

問題：在褶皺帶存在著與花崗巖、玄武巖毫無聯(lián)系而大小不等的孤立的超基性巖體，它們又多在大斷裂發(fā)展的早期產(chǎn)出，顯然不可能由其它巖漿分異而成。

十九世紀(jì)末，以列文生－列信格和布恩等人為代表，根據(jù)花崗巖和玄武巖同為地殼中分布最廣的巖漿巖這一事實(shí)，認(rèn)為原生巖漿有兩種，即玄武巖漿和花崗巖漿。（3）三元論觀點(diǎn)

赫斯和庫茲涅佐夫等人提出了原生巖漿有三種，玄武巖漿、花崗巖漿和超基性巖漿，即三元論觀點(diǎn)。（2）二元論觀點(diǎn)問題：在褶皺帶存在著與花崗巖（4）多元論觀點(diǎn)上世紀(jì)中期，環(huán)太平洋安山巖及阿爾卑斯超基性侵入巖的研究，以及全球構(gòu)造學(xué)、巖理學(xué)、高溫高壓實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)、地球化學(xué)及地球物理的研究，在有關(guān)巖漿成因方面積累了大量的資料，多元論的觀點(diǎn)逐漸被人們所接受。

目前多數(shù)人認(rèn)為：種類繁多的巖漿巖是由橄欖巖漿、玄武巖漿、安山巖漿和花崗巖漿通過復(fù)雜的演化而成的。這幾種原生巖漿是上地幔和地殼底部的固態(tài)物質(zhì)在一定條件下通過局部熔融（重熔）產(chǎn)生的。（4）多元論觀點(diǎn)上世紀(jì)中期，環(huán)太平洋安山巖及阿爾卑斯超基

3.局部熔融的概念局部熔融是現(xiàn)代巖漿成因的一個(gè)基本概念。與單礦物比較，巖石熔融有兩個(gè)特點(diǎn)：巖石熔化溫度低于其構(gòu)成礦物各自單獨(dú)熔化時(shí)的熔點(diǎn)；巖石從開始熔融到全部熔化有一個(gè)溫度區(qū)間。巖石熔化時(shí)，不同礦物熔化順序不同。礦物或巖石中SiO2

和K2O含量愈高，即組份愈趨于酸性，愈易熔化，稱為易熔組份。礦物或巖石中FeO、MgO、CaO含量愈高，即組份愈趨于基性，愈難熔化，稱為難熔組份。3.局部熔融的概念局部熔融是現(xiàn)代巖漿成因的一個(gè)基本概念。巖石開始溶化時(shí)產(chǎn)生的熔體中SiO2、K2O、Na2O較高，熔體偏于酸性；隨著溶化溫度的提高，熔體中FeO、MgO組份增加而漸趨于基性。

局部熔融在巖石開始溶化至全部溶化的溫度區(qū)間內(nèi)，巖石中的易熔組份（酸性組份）先熔化，產(chǎn)生酸性熔體，殘留體為較基性的難熔固相物質(zhì)。隨著溫度的升高，熔體數(shù)量增加，其基性組份也逐漸增加；當(dāng)溫度達(dá)到或超過巖石全部熔化的溫度時(shí)，巖石全熔，熔體成分和被熔化的原巖成分一致。巖石的局部熔融又叫重熔作用或深熔作用。巖石開始溶化時(shí)產(chǎn)生的熔體中SiO2、K2O、Na2O較高，二、原生巖漿的成因機(jī)制

1.玄武巖漿

是上地幔物質(zhì)（地幔巖）局部熔融的產(chǎn)物。在上地幔的不同深度上通過局部熔融產(chǎn)生三種主要巖漿：

拉斑玄武巖漿：約<15公里

高鋁玄武巖漿:15－35公里

堿性玄武巖漿：35－75公里從玄武巖漿中可直接冷凝結(jié)晶成玄武巖和輝長巖。玄武巖漿通過分異作用可以形成少量中性巖和酸性巖。玄武巖漿通過重力結(jié)晶分異可以形成少量超基性巖。二、原生巖漿的成因機(jī)制

2.花崗巖漿是大陸地殼深部物質(zhì)重熔的產(chǎn)物。不同深度上可以形成性質(zhì)稍有差異的花崗巖巖漿:在約10公里處形成活動(dòng)性很弱的巖漿，許多巨型花崗巖巖基就是這種巖漿形成的。約在20公里深度上可形成活動(dòng)性很強(qiáng)的巖漿，能夠上侵至淺部或噴出地表?；◢弾r巖漿通過同化作用可形成中性巖和堿性巖。一些花崗巖是混合巖化作用形成的。2.花崗巖漿在約10公里處形成活動(dòng)性很弱的巖漿，許多巨型

3.安山巖漿●環(huán)太平洋地區(qū)廣泛分布有安山巖。

●玄武質(zhì)洋殼到達(dá)海溝并向下俯沖，玄武巖及其上覆的洋底沉積物發(fā)生局部熔融即可形成安山巖漿。當(dāng)俯沖深度達(dá)95公里時(shí)即可發(fā)生這一作用。

●大陸內(nèi)部的安山巖，是地殼深部局部熔融產(chǎn)生的，其深度約為60公里。3.安山巖漿巖漿巖的成因ppt課件

4.橄欖巖漿是上地幔物質(zhì)大約在80～160公里的深度上局部熔融的產(chǎn)物。

關(guān)于原生巖漿及其起源的問題極其復(fù)雜，尚待進(jìn)一步研究。4.橄欖巖漿三、巖漿的演化

原生巖漿的種類目前一般認(rèn)為不過幾種，但地殼上分布的火成巖種類可達(dá)千種以上，少數(shù)幾種原生巖漿何以能形成如此種類繁多的火成巖呢？原因在于巖漿的演化，即巖漿從開始產(chǎn)生直到固結(jié)成巖，始終處在不斷的變化—演化過程之中。

巖漿演化的機(jī)理目前可歸結(jié)為：分異作用、同化混染作用和混合作用。有些礦床本身就是這種巖漿演化的結(jié)果。三、巖漿的演化原生巖漿的種類目前一般認(rèn)為不（一）巖漿分異作用

巖漿分異作用（Magmaticdifferentiation）：是指原來成分均勻的巖漿，在沒有外來物質(zhì)的加入下依靠本身的演化，最終分化為多種成分巖漿的作用。主要有以下幾種方式：熔離作用（Liquation）：原來均一的巖漿，隨著溫度和壓力的降低，使其分為互不混溶的兩種巖漿。天然巖漿中硫化物、氧化物與硅酸鹽熔體可以發(fā)生熔離作用。與超基性巖有關(guān)的銅鎳硫化物礦床、釩鈦磁鐵礦床可能與熔離作用有關(guān)。（一）巖漿分異作用巖漿分異作用（Magmat擴(kuò)散作用（Diffusion）：巖漿熔體由中心至邊緣部位間的溫度差異，會(huì)導(dǎo)致高熔點(diǎn)的組分向溫度低的部位集中，這樣就引起了濃度的變化。氣運(yùn)作用（Gastransportation）：是指巖漿中的氣體（包括揮發(fā)組分），在巖漿分異過程中搬運(yùn)和攜帶了某些組分一起運(yùn)移，從而使巖漿成分發(fā)生改變的一種分異作用。分離結(jié)晶作用(Fractionalcrystallization)：巖漿隨著溫度的逐漸降低，按一定順序先后結(jié)晶出不同礦物，從而使巖漿成分不斷地發(fā)生變化，分異出不同成分的巖漿。擴(kuò)散作用（Diffusion）：巖漿熔體由中心分異機(jī)制：重力分異、摩擦作用、壓濾分異重力分異（Gravitationdifferentiation）：熔漿中早期結(jié)晶的礦物在重力作用下與熔體分離，使熔漿成分發(fā)生分異，從而形成成分不同的一系列巖石。巖漿中晶體的重力沉降分異，需要克服巖漿對晶體的浮力和與巖漿之間的粘滯摩擦力以及巖漿上升速度。晶體能否從巖漿中沉降分異，取決于晶體與巖漿的密度差、晶體直徑和巖漿的粘度。

分異機(jī)制：重力分異（Gravitationdi摩擦作用（Fractionalaction）巖漿在流動(dòng)過程中，早期結(jié)晶的礦物晶體可能與圍巖發(fā)生摩擦而滯留，結(jié)果引起巖漿分異。壓濾分異作用(Pressurefiltrationdifferentiation)：巖漿演化到晚期階段，正在結(jié)晶的巖漿房不斷受到圍巖的壓力，使巖漿房中尚未結(jié)晶的殘余熔漿從已晶出的密集的晶體中壓濾出來，從而使晶體與熔漿分離。摩擦作用（Fractionalaction）巖漿巖的成因ppt課件（二）同化混染作用由于巖漿溫度很高，且有很強(qiáng)的化學(xué)活動(dòng)能力，因此它可以熔化或溶解與之相接觸的圍巖或所捕虜?shù)膰鷰r塊，從而改變原來巖漿的成分。若巖漿把圍巖徹底熔化或溶解，使之同巖漿完全均一化，則稱同化作用（Assimilation）

；若熔化或溶解不徹底，不同程度的保留有圍巖的痕跡（如斑雜構(gòu)造等），則稱混染作用（Contamination）

。因同化和混染往往并存，故又統(tǒng)稱同化混染作用。

●基性巖漿同化酸性的圍巖時(shí)，巖漿向酸性變化。

●酸性巖漿同化基性圍巖時(shí)，巖漿向基性方向變化。

●基性巖漿可以同化酸性圍巖，但酸性巖漿難于同化基性圍巖。（二）同化混染作用由于巖漿溫度很高，且有很強(qiáng)的化學(xué)活動(dòng)能（三）巖漿的混合作用

巖漿的混合作用（Magmamixing）：是指由兩種不同成分的巖漿以不同的比例混合產(chǎn)生一系列過渡類型的巖漿的作用。如冰島熔巖是由玄武巖漿與流紋巖漿以不同比例混合的產(chǎn)物。一般認(rèn)為，發(fā)生混合作用的巖石證據(jù)，主要是出現(xiàn)了礦物之間明顯的不平衡現(xiàn)象，如兩種成分差別較大的斜長石同時(shí)存在；斜長石或石英被輝石包裹等。

（三）巖漿的混合作用巖漿的混合作用（Mag巖漿混合作用證據(jù)標(biāo)志（1）野外露頭在酸性巖侵入巖中見基性巖石團(tuán)塊、微粒包體；酸性火山熔巖中見明顯流變特征的基性熔巖條帶；酸性巖中見基性巖墻及其邊緣的機(jī)械混合帶和成分過渡帶。（2）鏡下特征礦物之間存在明顯的不平衡現(xiàn)象：如成分差別較大的斜長石共存、斜長石反環(huán)帶、礦物間的反應(yīng)結(jié)構(gòu)發(fā)育，基性包體中出現(xiàn)鉀長石巨晶和石英，花崗巖中出現(xiàn)輝石等。巖漿混合作用證據(jù)標(biāo)志四、主要類型巖漿巖的成因

（一）超基性巖類的成因

超基性巖的成因，一般認(rèn)為有兩種：1．玄武巖漿經(jīng)分離結(jié)晶作用（主要是重力分異）形成。2．來自上地慢的橄欖巖漿直接結(jié)晶而成。四、主要類型巖漿巖的成因（一）超基性巖類的成因超基性巖的（二）基性巖類的成因

對大多數(shù)基性巖的成因，一般看法比較一致，認(rèn)為是玄武巖漿直接結(jié)晶或者是它派生的產(chǎn)物。玄武巖漿則來自上地慢，由地慢巖經(jīng)部分熔融而產(chǎn)生，其中難熔部分構(gòu)成純橄欖巖，易熔部分即形成玄武巖漿。（二）基性巖類的成因?qū)Υ蠖鄶?shù)基性巖的成因，一般（三）中性巖類的成因成因假說較多，主要有：1．中性巖中的閃長巖多數(shù)人認(rèn)為屬混雜成因，即由酸性巖漿同化混染了一些較基性巖石，或基性巖漿同化了一些硅鋁物質(zhì)而生成。2．有一些閃長巖位于基性巖的邊緣，這可能是由于基性巖漿分異的結(jié)果。3．有些獨(dú)立存在的小型閃長巖體，可能是原生巖漿分異后形成的派生巖漿侵入而形成。4．安山巖的成因，說法不一，目前比較流行的看法是規(guī)模較大分布廣泛的安山巖的形成與板塊俯沖帶有關(guān)。（三）中性巖類的成因成因假說較多，主要有：

1．巖漿派認(rèn)為花崗巖是花崗巖漿冷凝結(jié)晶的產(chǎn)物。2．交代派則認(rèn)為是在一定條件下，由存在于地殼中的一些巖石在固態(tài)下經(jīng)過化學(xué)的和礦物的逐步交代而最后變?yōu)榛◢弾r。（四）酸性巖類的成因有兩派對立的觀點(diǎn)：1．巖漿派認(rèn)為花崗巖是花崗巖漿冷凝結(jié)晶的產(chǎn)物。（五）堿性巖類的成因堿性巖也有兩種假說：1.堿性巖是巖漿分異作用形成的。2.堿性巖是由花崗巖漿同化鈣質(zhì)巖石并發(fā)生去硅作用而形成的。（五）堿性巖類的成因堿性巖也有兩種假說：1.一、分類

一般情況下，考慮巖石的基本特征（酸度、堿度、礦物成分）和產(chǎn)狀兩大因素。1.酸度巖石的酸度，是指巖石中含有SiO2的重量百分?jǐn)?shù)。通常，SiO2含量高時(shí)，酸度也高；SiO2含量低時(shí)，酸度也低。而巖石酸度低時(shí)，說明它的基性程度比較高。根據(jù)酸度，也就是SiO2含量，可以把巖漿巖分成四個(gè)大類：

超基性巖（SiO2<45%）基性巖（SiO245-53%）中性巖（SiO253-66%）酸性巖（SiO2>66%）

巖漿巖總結(jié)

一、分類巖漿巖總結(jié)29

2.堿度巖石的堿度即指巖石中堿的飽和程度，巖石的堿度與堿含量多少有一定關(guān)系。通常把Na2O+K2O的重量百分比之和，稱為全堿含量。Na2O+K2O含量越高，巖石的堿度越大。

Rittmann指數(shù)（σ）σ值越大，巖石的堿性程度越強(qiáng)。每一大類巖石都可以根據(jù)堿度大小劃分出鈣堿性、堿性和過堿性巖三種類型：

鈣堿性巖：σ<3.3堿性巖：σ=3.3-9.0過堿性巖：σ>9

巖漿巖的成因ppt課件30

3.礦物成分在巖漿巖中常見的一些礦物，它們的成分和含量由于巖石類型不同而隨之發(fā)生有規(guī)律的變化。如石英、長石呈白色或肉紅色,被稱為淺色礦物；橄欖石、輝石、角閃石和云母呈暗綠色、暗褐色，被稱為暗色礦物。通常，超基性巖中沒有石英，長石也很少，主要由暗色礦物組成；而酸性巖中暗色礦物很少，主要由淺色礦物組成；基性巖和中性巖的礦物組成位于兩者之間，淺色礦物和暗色礦物各占有一定的比例。巖漿巖的成因ppt課件31

4.產(chǎn)狀根據(jù)產(chǎn)狀，也就是根據(jù)巖石侵入到地下還是噴出到地表，巖漿巖又可以分為侵入巖和噴出巖。侵入巖根據(jù)形成深度的不同，又細(xì)分為深成巖和淺成巖。每個(gè)大類的侵入巖和噴出巖在化學(xué)成分上是一致的，但是由于形成環(huán)境不同，它們的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造有明顯的差別：深成巖位于地下深處，巖漿冷凝速度慢，巖石多為全晶質(zhì)、礦物結(jié)晶顆粒也比較大，常常形成大的斑晶；淺成巖靠近地表，常具細(xì)粒結(jié)構(gòu)和斑狀結(jié)構(gòu)；而噴出巖由于冷凝速度快，礦物來不及結(jié)晶，常形成隱晶質(zhì)和玻璃質(zhì)的巖石。深成巖位于地下深處，巖漿冷凝速度慢，巖石多為全晶質(zhì)、32根據(jù)上述原則，首先把巖漿巖按酸度分成四大類，然后再按堿度把每大類巖石分出幾個(gè)巖類，它們就是構(gòu)成巖漿巖大家族的主要成員。

超基性巖大類：鈣堿性系列的巖石是橄欖巖-苦橄巖類；偏堿性的巖石是含金剛石的金伯利巖；過堿性巖石為霓霞巖-霞石巖類和碳酸巖類。

基性巖大類：鈣堿性系列的巖石是輝長巖-玄武巖類；相應(yīng)的堿性巖類是堿性輝長巖和堿性玄武巖。

中性巖大類：鈣堿性系列為閃長巖-安山巖類；堿性系列為正長巖-粗面巖類；過堿性巖石為霞石正長巖-響巖類。

酸性巖類：主要為鈣堿性系列的花崗巖-流紋巖類。根據(jù)上述原則，首先把巖漿巖按酸度分成四大類，然后再按33二、特征

1.超基性巖類

在地表分布很少，是四大巖類中最小的一個(gè)分支，僅占巖漿巖總面積的0.4%。規(guī)模不大，常形成外觀象透鏡狀、扁豆?fàn)畹膸r體，它們好象一串大小不同的珠子一樣沿著一定方向延伸，斷斷續(xù)續(xù)排列，有時(shí)可以追索上千公里。顏色比較深，大部分都是黑灰色、墨綠色，比重也很大，一般都在3.0以上，因此很堅(jiān)硬，常具致密塊狀構(gòu)造?；瘜W(xué)成分特征是酸度最低，SiO2含量小于45%；堿度也很低，一般情況下K2O+Na2O不足1%；但鐵、鎂含量高，通常FeO+Fe2O3在8-16%之間,MgO含量范圍較寬，在12-46%之間。超基性巖基本上由暗色礦物組成，主要是橄欖石、輝石，二者含量可以超過70%。其次為角閃石和黑云母；不含石英，長石也很少。這類巖石最常見侵入巖是橄欖巖類，噴出巖是苦橄巖類。二、特征1.超基性巖類規(guī)模不大，常34二、特征

2.基性巖類

巖石顏色比超基性巖淺，比重也稍小，一般在3左右。侵入巖很致密，噴出巖常具有氣孔狀和杏仁狀構(gòu)造?；瘜W(xué)成分的特征是SiO2為45-53%，Al2O3可達(dá)15%，CaO可達(dá)10%；而鐵鎂含量約各占6%左右。在礦物成分上，鐵鎂礦物約占40%，而且以輝石為主，其次是橄欖石、角閃石和黑云母。與超基性巖的另一個(gè)區(qū)別是出現(xiàn)了大量斜長石。

侵入巖是輝長巖，分布較少；而噴出巖-玄武巖，卻有大面積分布。

輝長巖的成分和玄武巖很相近，但是結(jié)構(gòu)上差別較大。輝長巖因?yàn)樵诘叵律钐帲遍L石和輝石同時(shí)結(jié)晶，因此，礦物顆粒形態(tài)發(fā)育比較完整，大小也差不多。玄武巖一般由斑晶礦物和基質(zhì)兩部分組成，斑晶主要是斜長石、輝石、橄欖石，基質(zhì)就是巖漿噴發(fā)時(shí)沒有來得及結(jié)晶的玻璃質(zhì)或者是只有在顯微鏡下才能看出的隱晶質(zhì)。二、特征2.基性巖類侵入巖是輝長巖，分35二、特征

3.中性巖類

巖石顏色較淺，多呈淺灰色，比重比基性巖要小?；瘜W(xué)成分特征是SiO2為53-65%，鐵、鎂、鈣比基性巖低，Al2O316-17%，比基性巖略高，而Na2O+K2O可達(dá)5%，比基性巖明顯增多。侵入巖是閃長巖，相應(yīng)的噴出巖是安山巖。與其名稱一樣，它是在基性巖和酸性巖中間的過渡類型。閃長巖既可以向基性巖輝長巖過渡，也可以向酸性巖花崗巖過渡。同樣，噴出巖之間也關(guān)系密切，安山巖和玄武巖、流紋巖也常常共生在一起。

二、特征3.中性巖類侵入巖是閃長巖，相36二、特征

4.酸性巖類

酸性巖類中以人們熟悉的花崗巖類出露最多，是在大陸殼中分布最廣的一類深成巖，常形成巨大的巖體。噴出巖是流紋巖和英安巖。這類巖石的SiO2含量最高，一般超過66%，K2O+Na2O平均在6-8%之間，鐵、鈣含量不高。

礦物成分的特點(diǎn)是淺色礦物大量出現(xiàn)，主要是石英、堿性長石和酸性斜長石。暗色礦物含量很少，大約只占10%。二、特征4.酸性巖類礦物成分的特點(diǎn)是淺37三、巖漿巖的鑒別方法（1）觀察巖石的顏色巖漿巖顏色的深淺，是巖石所含暗色礦物多少的反映。一般來說，從酸性到基性，暗色礦物的含量是逐漸增加的，故巖石的顏色由淺變深。含暗色礦物少，顏色較淺的一般為酸性或中性巖。淺色巖—色率：0~35%—為酸性巖類；中色巖—色率：35%~65%—為中性巖類；深色巖—色率：65%~90%—為基性巖類；暗深色巖—色率：90%~100%—為超基性巖類。三、巖漿巖的鑒別方法（1）觀察巖石的顏色巖漿巖顏色的38三、巖漿巖的鑒別方法（2）觀察巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征，是巖石生成環(huán)境的反映：如果巖石是全晶質(zhì)粗粒、中?；蛩瓢郀罱Y(jié)構(gòu)，說明很可能是深成巖；如果是細(xì)粒、微?；虬郀罱Y(jié)構(gòu)，則可能是淺成巖或噴出巖；如果斑晶細(xì)小或?yàn)椴Ａз|(zhì)結(jié)構(gòu)，則為噴出巖；如果具有氣孔、杏仁或流紋狀構(gòu)造，則為噴出巖。三、巖漿巖的鑒別方法（2）觀察巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造巖漿巖的39三、巖漿巖的鑒別方法（3）觀察巖石的礦物成分按鑒定礦物的方法，確定巖石中礦物的成分、組合及特征，并估計(jì)每種礦物的含量，確定哪些是主要礦物，哪些是次要礦物。如花崗巖的主要礦物石英含量約占25%，長石約占70%，次要礦物黑云母和角閃石約占5%。三、巖漿巖的鑒別方法（3）觀察巖石的礦物成分按鑒定40三、巖漿巖的鑒別方法（4）給巖石定名①根據(jù)巖石中含量最多的主要礦物命名。主要礦物是指巖石中含量多(>20%)對巖漿巖大類劃分及命名起決定