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第八章 岩浆岩总论,绪论:岩石;岩石学;岩石学研究内容 第一节岩浆与岩浆岩 岩浆的概念与特征 岩浆岩及其基本分类 第二节 岩浆岩的物质组成 岩浆岩的化学组成 岩浆岩的矿物成分 矿物成分与化学成分之间的关系,1. 岩 石,岩石是矿物集合体(有的岩石含火山玻璃或者主要由火山玻璃组成),是按一定的结构构造组成的固体物质基本属性。 岩石又是地质体,是以岩体或岩层为单位彼此交错重叠组成岩石圈,是岩石圈发展演化过程中经不同地质作用生成的地质属性。,绪论,2. 岩 石 学,岩石学是以天然岩石为研究对象的地球科学的重要学科。 根据研究对象的不同,分为岩浆岩石学(火成岩石学)、沉积岩石学和变质岩石学。,绪论,3. 岩浆岩石学的研究内容,1)岩类学: 2)岩石共生系列: 3)岩石地球化学: 4)实验岩石学: 5)理论岩石学: 6)成矿岩石学:,绪论,第一节 岩浆与岩浆岩,1.岩浆与岩浆岩的概念 岩浆:是天然形成与上地幔或地壳深部、含有挥发分和固体组分、粘稠的、以硅酸盐为主要成分的高温熔融体 岩浆岩:在一定条件下由岩浆作用形成的岩石叫做岩浆岩,或者火成岩 2. 岩浆岩及其分类 1)侵入岩和侵入作用 2)喷出岩和火山作用,第八章,火成岩的产状,第八章,侵入岩和火山岩的区分产状,第八章,1 岩浆成分: 硅酸盐岩浆占绝对优势,只有极少数是碳酸盐岩浆、硫化物或者氧化物岩浆; 硅酸盐的化学成分: O、Si、Al、Mg、Fe、Ca、Na、K、Ti、P 等 这些化学元素在岩浆中多呈离子、原子或者离 子团的形式出现。 硅酸盐岩浆SiO2的含量(wt%): 酸性岩浆(63);中性岩浆(6352); 基性岩浆(5245);超基性岩浆(45),第一节 岩浆及其结晶作用,第八章,2 岩浆的密度:与成分、压力有关。元素分子量大,密度高;压力大,密度高; 3 岩浆的粘度:与成分、阳离子种类、压力、温度、所含的挥发组分有关,其中最重要的是SiO2的含量; 成分:SiO2含量越高,岩浆粘度越大; 温度:岩浆温度越高,岩浆粘度越小; 压力:岩浆静压力越大,岩浆粘度越大; 阳离子种类:K、Na、Ca、Al等阳离子含量多时,粘度大;Fe、Mg、Mn等阳离子含量多时粘度小; 挥发性组分含量:挥发性组分含量多,岩浆粘度小。,第八章,第一节 岩浆及其结晶作用,4 岩浆中的挥发组分: H 2O-99%;CO2、CH4、SO2(高温)、H2S(低温)等 5 岩浆的温度: 1)喷出熔岩温度的估计值(岩石熔融实验): 玄武岩类: 1100-1300oC 左右 玄武安山岩类:1000 -1100oC 左右 流纹岩: 780-790 oC 左右,第八章,第一节 岩浆及其结晶作用,5 岩浆的温度: 2) 可以用矿物温度计推对算出岩浆的温度:例如,一定压力下橄榄石结晶温度为1200,岩浆的温度至少要高于此温度. 3) 或者从火山口附近熔岩流中直接测得:,第八章,第一节 岩浆及其结晶作用,6 岩浆的结晶作用,岩浆的结晶作用:岩浆中各种离子和络阴离子团围绕一些结晶中心,按照一定的规则进行排列,并按照一定的结晶顺序结晶出矿物晶体的过程。 影响因素:成分、粘度、冷却速度、挥发性组分含量。 矿物结晶顺序:鲍文反映序列,第八章,岩浆岩的基本分类,侵入岩(Intrusive rock): 岩浆侵入到地壳上部(并非地球表面)冷凝而成的岩石;因其侵入深度不同可分为“深成侵入岩”和“浅成侵入岩” 喷出岩(Eruptive rock): 又被称为火山岩,是由火山口喷出地表后冷凝和堆积形成的岩石。包括火山熔岩、火山碎屑岩和次火山岩。,第八章,第二节 岩浆岩的物质成分,一 岩浆岩的化学成分 1. 主要造岩元素:O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、K、Na、Ti等9种元素。 2. 微量元素 3. 稀土元素 4. 同位素 岩浆岩的化学成分通常用氧化物表示,即SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、CaO、K2O、Na2O、TiO2等,约占总量的99以上。,第八章,岩浆岩的化学成分分类,根据岩浆岩中SiO2含量分类: 超基性岩:SiO2含量小于45; 基性岩:SiO2含量介于4552之间; 中性岩:SiO2含量介于5265之间; 酸性岩:SiO2含量大于65; 岩浆岩中SiO2含量很少超过75,因此,有人将SiO2含量大于75的叫做超酸性岩。,二 岩浆岩的矿物成分,1 按照矿物在岩石中分类命名中的作用划分: 1)主要矿物:划分大类起决定作用; 2)次要矿物:划分大类意义不大但影响命名; 3)副矿物:含量少于1的矿物; 2 按照矿物的颜色和化学成分划分: 1)暗色矿物:富含Mg、Fe 的硅酸盐矿物; 2)浅色矿物:富含Si、Al 的硅酸盐矿物; 3 按照矿物成因: 1)原生矿物:岩浆中直接结晶的矿物; 2)次生矿物:岩石后期地质作用过程中形成的矿物。,钙碱性岩石 1)橄榄岩主要矿物组合:橄榄石(或者)和辉石; 2)辉长岩玄武岩中矿物组合:辉石基性斜长石; 3)闪长岩安山岩中矿物组合:中性斜长石角闪石; 4)花岗岩主要矿物组合:石英碱性长石酸性斜长石黑云母;,三 岩浆岩矿物共生组合,第八章,碱性岩石系列 1)副长石正长岩:碱性长石副长石碱性暗色矿物; 2)副长石闪长岩:斜长石副长石碱性暗色矿物; 3)副长石辉长岩类:斜长石碱性长石霞石单斜辉石; 4)副长石岩:霞石碱性镁铁质矿物;,第八章,三 岩浆岩矿物共生组合,主要岩浆岩类型与矿物成分变化分布简图,第三节 岩浆岩的结构和构造,1 岩浆岩的结构: 是指岩石组成物的结晶程度、自形程度、颗粒大小和组成物之间相互关系的特征; 结构分类的依据:(1)结晶程度;(2)矿物颗粒的大小;(3)矿物的自形程度;(4)矿物颗粒之间的相互关系;(5)矿物的排列方式; 岩浆岩的构造: 是指组成岩石之间的不同组分(矿物集合体或玻璃质)之间相互排列和充填方式的特征。也有人将结构和构造统称为组构。,第八章,(1)结晶程度,含义:指岩石中结晶质部分和非晶质部分(玻璃)之间的比例。 类型及特征: 全晶质结构:岩石全部由结晶矿物组成 玻璃质结构:岩石全部由火山玻璃组成 半晶质结构:岩石中既有结晶矿物又有玻璃 隐晶质结构:颗粒小于0.02mm,肉眼不能辨认,包括微晶结构、霏细结构和球粒结构等.,结构,(1)结晶程度,霏细结构: 极细他形的长英质矿物颗粒集合体构成,颗粒间的界线模糊(脱玻化作用) 球粒结构:长英质矿物形成放射状的球形集合体,正交偏光下呈十字消光(脱玻化作用),结构,2) 矿物颗粒的大小,矿物颗粒的绝对大小 A. 显晶质结构:肉眼能够分辨矿物颗粒 伟晶: d3cm 巨晶: d=13cm 粗粒结构:d5mm 中粒结构:d=25mm 细粒结构:d =0.22mm 微粒结构: d =0.020.2mm 隐晶质结构:肉眼不能够分辨矿物颗粒(d 0.02mm) 矿物颗粒的相对大小 等粒结构 不等粒结构 斑状结构 似斑状结构,结构,结构,(注:目前欧美国家将 二者视为同义词),结构,似斑状结构花岗岩,结构,(3)矿物的自形程度,概念:是指组成岩石的矿物的形态特点. 影响因素: 矿物的结晶习性 岩浆结晶的物理化学条件 结晶的时间 结晶的空间等 结构类型: 自形粒状结构 他形粒状结构 半自形粒状结构,结构,花岗岩的他形粒状结构( 4 ) (+),结构,辉长岩的半自形粒状结构( 4 ) (+),结构,辉长岩的自形粒状结构( 4 ) (+),结构,
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