第一节喷出作用与喷出岩课件

研究岩石的意义研究岩石的意义1.人类所需要的各种人类所需要的各种矿产资源矿产资源主要产于地壳中的主要产于地壳中的各种岩石，矿产都与各种岩石，矿产都与 它一定的相联系；它一定的相联系；2.岩石是研究各种岩石是研究各种地质构造和地貌地质构造和地貌的物质基础；的物质基础；3.岩石是地壳岩石是地壳历史的记录历史的记录，探讨地壳发展历史和，探讨地壳发展历史和恢复古地理面貌，岩石是一种最重要的恢复古地理面貌，岩石是一种最重要的客观依客观依据。据。三大类三大类岩石的分布岩石的分布 分布分布分布分布岩石岩石岩石岩石出露出露出露出露面积面积面积面积（占大陆表面（占大陆表面（占大陆表面（占大陆表面%）体积体积体积体积（占地壳）（占地壳）（占地壳）（占地壳）岩浆岩岩浆岩岩浆岩岩浆岩+变质岩（变质岩（变质岩（变质岩（25%25%25%25%）65%65%65%65%沉积岩沉积岩沉积岩沉积岩75%75%75%75%5%5%5%5%变质岩变质岩变质岩变质岩+岩浆岩（岩浆岩（岩浆岩（岩浆岩（25 25 25 25%）30%30%30%30%岩浆岩岩浆岩:（火成岩）在地壳深处或在上地幔中形成的火成岩）在地壳深处或在上地幔中形成的火成岩）在地壳深处或在上地幔中形成的火成岩）在地壳深处或在上地幔中形成的岩浆岩浆岩浆岩浆，在侵入到地壳上部或者喷出到地表在侵入到地壳上部或者喷出到地表在侵入到地壳上部或者喷出到地表在侵入到地壳上部或者喷出到地表冷却、固结、经过结冷却、固结、经过结冷却、固结、经过结冷却、固结、经过结晶晶晶晶作用（作用（作用（作用（多数多数多数多数）而形成的）而形成的）而形成的）而形成的 。沉积岩沉积岩:是在地表或近地表不太深的地方形成的。由风化是在地表或近地表不太深的地方形成的。由风化是在地表或近地表不太深的地方形成的。由风化是在地表或近地表不太深的地方形成的。由风化产物、火山物质、有机物质等产物、火山物质、有机物质等产物、火山物质、有机物质等产物、火山物质、有机物质等碎屑物质碎屑物质碎屑物质碎屑物质在在在在常温、常压常温、常压常温、常压常温、常压下下下下经过搬运、沉积和经过搬运、沉积和经过搬运、沉积和经过搬运、沉积和石化石化石化石化作用而形成作用而形成作用而形成作用而形成变质岩变质岩：在地壳形成和发展过程中，先成的岩石，后来在地壳形成和发展过程中，先成的岩石，后来在地壳形成和发展过程中，先成的岩石，后来在地壳形成和发展过程中，先成的岩石，后来地质环境和物理化学条件的变化，在地质环境和物理化学条件的变化，在地质环境和物理化学条件的变化，在地质环境和物理化学条件的变化，在固态情况固态情况固态情况固态情况下发生了下发生了下发生了下发生了矿物组成调整、结构、构造改变，化学成分的变化而形矿物组成调整、结构、构造改变，化学成分的变化而形矿物组成调整、结构、构造改变，化学成分的变化而形矿物组成调整、结构、构造改变，化学成分的变化而形成一种成一种成一种成一种新的岩石新的岩石新的岩石新的岩石第十五章 岩浆作用15.1 15.1 火山作用过程的火山作用过程的阶段性阶段性15.2 15.2 火山喷发的火山喷发的产物产物15.3 15.3 火山灾害及其防护火山灾害及其防护15.4 15.4 侵入作用与侵入岩侵入作用与侵入岩15.5 15.5 岩浆成因的多样性岩浆成因的多样性岩浆岩浆岩浆岩浆（magmamagmamagmamagma）-炽热，富含挥发气体（炽热，富含挥发气体（炽热，富含挥发气体（炽热，富含挥发气体（1-8%1-8%1-8%1-8%）组）组）组）组成的，具有成的，具有成的，具有成的，具有粘性粘性粘性粘性的的的的硅酸盐熔融体硅酸盐熔融体硅酸盐熔融体硅酸盐熔融体。800-1200800-1200800-1200800-1200度，介于度，介于度，介于度，介于650-1400650-1400650-1400650-1400度。度。度。度。硅酸盐熔浆硅酸盐熔浆硅酸盐熔浆硅酸盐熔浆为主体，冷却后形成岩浆岩的成分；为主体，冷却后形成岩浆岩的成分；为主体，冷却后形成岩浆岩的成分；为主体，冷却后形成岩浆岩的成分；挥发性气体挥发性气体挥发性气体挥发性气体，水蒸汽，水蒸汽，水蒸汽，水蒸汽+其他体态物质，在高温高压下溶解。其他体态物质，在高温高压下溶解。其他体态物质，在高温高压下溶解。其他体态物质，在高温高压下溶解。（溶解状态，部分呈气泡状态），上升、压力减小时，逸（溶解状态，部分呈气泡状态），上升、压力减小时，逸（溶解状态，部分呈气泡状态），上升、压力减小时，逸（溶解状态，部分呈气泡状态），上升、压力减小时，逸出或冷凝成热水溶液。出或冷凝成热水溶液。出或冷凝成热水溶液。出或冷凝成热水溶液。岩浆的化学成分岩浆的化学成分 O O、SiSi、AlAl、FeFe、MgMg、CaCa、NaNa、K K、TiTi等等等等为造岩元素，为造岩元素，为造岩元素，为造岩元素，重量为重量为重量为重量为99.25%99.25%99.25%99.25%，O O O O占岩浆岩重量占岩浆岩重量占岩浆岩重量占岩浆岩重量46.59%46.59%46.59%46.59%，占体积，占体积，占体积，占体积94.2%94.2%94.2%94.2%。SiOSiO2 2 2 2含量为含量为3475%3475%，在纯橄榄岩中较低。，在纯橄榄岩中较低。AlAl2 2O O3 3-10-1020%20%，MgOMgO-1-125%25%，CaOCaO-0-015%15%，在某些辉石岩达在某些辉石岩达23%23%。两种铁的氧化物两种铁的氧化物0.5-15%0.5-15%，一般，一般FeOFeOFeFe2 2 2 2O O3 3 3 3 酸性岩浆：酸性岩浆：SiOSiO2 2 65%65%，岩浆粘性大，不易流动。，岩浆粘性大，不易流动。中性岩浆：中性岩浆：SiOSiO2 252-65%52-65%基性岩浆：基性岩浆：SiOSiO2 245-52%45-52%，粘性小，易流动。，粘性小，易流动。超基性岩浆：超基性岩浆：SiOSiO2 245%45%影响岩浆的粘性的因素影响岩浆的粘性的因素 （1 1）化学成分化学成分:阳离子与阴离子的含量互相阳离子与阴离子的含量互相消长，阳离子越多粘性越小。消长，阳离子越多粘性越小。（2 2）温度温度:温度越低越粘。温度越低越粘。（3 3）气泡、溶解状态的挥发物气泡、溶解状态的挥发物：气泡越多越：气泡越多越粘，挥发物质越少越粘。粘，挥发物质越少越粘。岩浆作用岩浆的形成、活动以及冷凝的全部过程方式有两种：喷出作用喷出作用（火山作用)2、侵入作用。喷出作用喷出作用喷出作用喷出作用：岩浆：岩浆：岩浆：岩浆喷出地表喷出地表喷出地表喷出地表的作用（的作用（的作用（的作用（eruptioneruption），火山作用（），火山作用（），火山作用（），火山作用（volcanismvolcanism）。）。）。）。地下大量物质在很短时间内释放出来喷发物地下大量物质在很短时间内释放出来喷发物地下大量物质在很短时间内释放出来喷发物地下大量物质在很短时间内释放出来喷发物-气体、固体和液体三类。气体、固体和液体三类。气体、固体和液体三类。气体、固体和液体三类。15.1 15.1 火山作用的阶段性火山作用的阶段性 喷出作用（火山作用）喷出作用（火山作用）1.1.气态喷出物气态喷出物：水蒸气占（60-90%）。CO2、H2S、CO、H2、HCL、NH3。火山喷发的前导前导。气气气气态态态态喷喷喷喷出出出出物物物物2.2.固态喷出物固态喷出物：未冷凝未冷凝岩浆岩浆团块、团块、细滴、猛烈喷发的产物。常形成火山细滴、猛烈喷发的产物。常形成火山弹、火山集块、火山砾、火山灰（凝弹、火山集块、火山砾、火山灰（凝灰岩）。灰岩）。火火火火山山山山弹弹弹弹火山集块火山集块火山集块火山集块火山砾、火山灰火山砾、火山灰火山弾与火山角砾3.3.液态喷出物（熔岩）：主要是液态喷出物（熔岩）：主要是熔浆熔浆，其次为热水溶液。喷，其次为热水溶液。喷出地表丧失了气体。形成熔岩被、熔岩流。出地表丧失了气体。形成熔岩被、熔岩流。15.1火山作用过程的阶段性火山作用过程的阶段性作用特点：作用特点：次火山阶段、火山作用主阶段、火山期后阶段次火山阶段、火山作用主阶段、火山期后阶段次火山阶段次火山阶段：上地幔软流圈部分熔融状态，不断向上运移，：上地幔软流圈部分熔融状态，不断向上运移，汇集到汇集到岩浆房岩浆房，积累，内部薄弱地带（断层、裂隙）缓慢上，积累，内部薄弱地带（断层、裂隙）缓慢上升，吞噬周围岩石，升，吞噬周围岩石，1200度，气体和水蒸气分异，增加活动度，气体和水蒸气分异，增加活动性，岩浆上移，围岩压力减小，气体膨胀，性，岩浆上移，围岩压力减小，气体膨胀，2-3Km,岩浆分异岩浆分异大量气体，体积加大，压力急剧增加，突破喷出，伴地震。大量气体，体积加大，压力急剧增加，突破喷出，伴地震。15.1 15.1 火山作用过程的阶段性火山作用过程的阶段性火山过程的主阶段火山过程的主阶段裂隙式火山（狭长裂缝）裂隙式火山（狭长裂缝）冰岛火山冰岛火山中心爆发式火山：中心爆发式火山：酸性，沿酸性，沿管状通道上涌，从火山口溢管状通道上涌，从火山口溢出出熔透式熔透式：岩浆直接熔透地壳岩浆直接熔透地壳中心宁静式火山中心宁静式火山（主要为基性熔浆喷发）中间式（主要为中性熔浆喷发）激烈程度激烈程度：爆发式、宁静式和中间式爆发式：酸性岩浆岩，危害大火火 山山活火山（活火山（10001000年）年）死火山死火山 休眠火山休眠火山维苏威火山火山口维苏威火山火山口外根据现代火山喷发活动的情况分为：外根据现代火山喷发活动的情况分为：火山口火山口火山期最后阶段火山期最后阶段n n喷水，喷气喷水，喷气 喷气喷气:早期，温度较高，高温干气体，早期，温度较高，高温干气体，500500度，度，NaClNaCl ,KClKCl,100-300100-300度，度，H H2 2S,S,HClHCl,S,S 100100度，度，H H2 2S,(NH4)S,(NH4)2 2COCO3,3,含碱气体，水蒸气含碱气体，水蒸气100100度，度，COCO2 2喷水蒸气和热水，溶解较多的矿物质喷水蒸气和热水，溶解较多的矿物质泥火山泥火山：随火山气体和热水一起被抛出，火山锥不高。：随火山气体和热水一起被抛出，火山锥不高。现代火山的分布现代火山的分布1.1.环太平洋带环太平洋带：板块俯冲带板块俯冲带 大约有大约有80008000多座活火山，多座活火山，20002000多座死火山，主要分布在下多座死火山，主要分布在下列地带：列地带：2.2.地中海印尼带地中海印尼带（阿尔卑斯喜马拉雅带阿尔卑斯喜马拉雅带）即）即板块闭合带板块闭合带。3.3.洋中脊和东非大裂谷及红海沿岸：即板块增生带。洋中脊和东非大裂谷及红海沿岸：即板块增生带。全球火山分布全球火山分布 火山分布理论火山分布理论 很多学者根据板块理论建立了很多学者根据板块理论建立了很多学者根据板块理论建立了很多学者根据板块理论建立了全球火山模式，大多数火山都分布全球火山模式，大多数火山都分布全球火山模式，大多数火山都分布全球火山模式，大多数火山都分布在板块边界上在板块边界上在板块边界上在板块边界上，少数火山分布在板内，少数火山分布在板内，少数火山分布在板内，少数火山分布在板内，环太平洋火山带环太平洋火山带环太平洋火山带环太平洋火山带、大洋大洋大洋大洋中脊火山带中脊火山带中脊火山带中脊火山带、东非裂谷火山带东非裂谷火山带东非裂谷火山带东非裂谷火山带和和和和阿尔卑斯喜马拉雅火山带阿尔卑斯喜马拉雅火山带阿尔卑斯喜马拉雅火山带阿尔卑斯喜马拉雅火山带。不完美的，如环大西洋为什么就没有火山带？板内火山不在板不完美的，如环大西洋为什么就没有火山带？板内火山不在板不完美的，如环大西洋为什么就没有火山带？板内火山不在板不完美的，如环大西洋为什么就没有火山带？板内火山不在板块边界上，新近又有学者（李鸿业，块边界上，新近又有学者（李鸿业，块边界上，新近又有学者（李鸿业，块边界上，新近又有学者（李鸿业，1993199319931993）提出）提出）提出）提出两极挤压说两极挤压说两极挤压说两极挤压说，揭开了地球发展的奥秘，他认为在两极挤压力作用下，地球赤揭开了地球发展的奥秘，他认为在两极挤压力作用下，地球赤揭开了地球发展的奥秘，他认为在两极挤压力作用下，地球赤揭开了地球发展的奥秘，他认为在两极挤压力作用下，地球赤道轴扩张形成经向张裂和纬向挤压，全球火山主要分布在道轴扩张形成经向张裂和纬向挤压，全球火山主要分布在道轴扩张形成经向张裂和纬向挤压，全球火山主要分布在道轴扩张形成经向张裂和纬向挤压，全球火山主要分布在经向经向经向经向和纬向构造带内和纬向构造带内和纬向构造带内和纬向构造带内。15.2 火山喷发的产物成分：n n超基性岩浆与喷发超基性岩浆与喷发超基性岩浆与喷发超基性岩浆与喷发：SiOSiO2 245%,65%,65%,喷发很猛烈喷发很猛烈.(650-.(650-800C)800C)以中心式喷发为例以中心式喷发为例以中心式喷发为例以中心式喷发为例，溢流相溢流相溢流相溢流相：从超基性到酸性皆有，以基性最发育，形成于火山喷发从超基性到酸性皆有，以基性最发育，形成于火山喷发从超基性到酸性皆有，以基性最发育，形成于火山喷发从超基性到酸性皆有，以基性最发育，形成于火山喷发的各个时期，以强烈爆发之后出现为主。的各个时期，以强烈爆发之后出现为主。的各个时期，以强烈爆发之后出现为主。的各个时期，以强烈爆发之后出现为主。爆发相爆发相爆发相爆发相：含挥发分多、粘度大。以早期及高潮时最发育含挥发分多、粘度大。以早期及高潮时最发育含挥发分多、粘度大。以早期及高潮时最发育含挥发分多、粘度大。以早期及高潮时最发育。侵出相侵出相侵出相侵出相：火山作用末期形成。温度低，而挥发分少到不能爆发，火山作用末期形成。温度低，而挥发分少到不能爆发，火山作用末期形成。温度低，而挥发分少到不能爆发，火山作用末期形成。温度低，而挥发分少到不能爆发，堵寒通道的粘度很大的熔浆被推挤出地表，堆积于火山颈之上部，堵寒通道的粘度很大的熔浆被推挤出地表，堆积于火山颈之上部，堵寒通道的粘度很大的熔浆被推挤出地表，堆积于火山颈之上部，堵寒通道的粘度很大的熔浆被推挤出地表，堆积于火山颈之上部，形成直径小，厚度形成直径小，厚度形成直径小，厚度形成直径小，厚度大，大，产状陡的穹丘产状陡的穹丘产状陡的穹丘产状陡的穹丘。火山颈相火山颈相火山颈相火山颈相：火山锥被剥蚀后，残存的具充填物的火山通道，火山锥被剥蚀后，残存的具充填物的火山通道，火山锥被剥蚀后，残存的具充填物的火山通道，火山锥被剥蚀后，残存的具充填物的火山通道，又称岩颈、岩筒、岩管等。又称岩颈、岩筒、岩管等。又称岩颈、岩筒、岩管等。又称岩颈、岩筒、岩管等。次火山相次火山相次火山相次火山相：是与火山岩同源的、呈侵入产状的岩体，是与火山岩同源的、呈侵入产状的岩体，是与火山岩同源的、呈侵入产状的岩体，是与火山岩同源的、呈侵入产状的岩体，“四四四四同同同同”：同时，较晚；同空间，分布大；同外貌，结晶程度：同时，较晚；同空间，分布大；同外貌，结晶程度：同时，较晚；同空间，分布大；同外貌，结晶程度：同时，较晚；同空间，分布大；同外貌，结晶程度较好；同成分，变化范围及碱度较大。较好；同成分，变化范围及碱度较大。较好；同成分，变化范围及碱度较大。较好；同成分，变化范围及碱度较大。火山沉积相火山沉积相火山沉积相火山沉积相：间隙喷发期最为发育，迭加沉积作用的产物。间隙喷发期最为发育，迭加沉积作用的产物。间隙喷发期最为发育，迭加沉积作用的产物。间隙喷发期最为发育，迭加沉积作用的产物。可形成于陆地，也可形成于水体中。可形成于陆地，也可形成于水体中。可形成于陆地，也可形成于水体中。可形成于陆地，也可形成于水体中。火山锥 围绕围绕火山通道堆积火山通道堆积火山通道堆积火山通道堆积的锥状岩体，为的锥状岩体，为中心式中心式中心式中心式喷发的特征。喷发的特征。结构有破火山口、寄生火山、火山喉管、火山颈，熔岩流。结构有破火山口、寄生火山、火山喉管、火山颈，熔岩流。锥体的锥体的大小大小大小大小取决于岩浆喷发物的取决于岩浆喷发物的SiOSiO2 2含量含量含量含量，熔岩的，熔岩的粘性粘性粘性粘性及挥发组分、温压等。及挥发组分、温压等。按喷发的物质不同有盾状火山、碎屑火山、复合火山等。按喷发的物质不同有盾状火山、碎屑火山、复合火山等。结结 构构结晶大小：（显晶质）、隐晶质、玻璃质浮浮 岩岩玄武岩玄武岩花岗岩结结 构构n n结晶颗粒大小（相对大小）结晶颗粒大小（相对大小）等粒结构和斑状结构构构 造造n n流纹状n n气孔状n n杏仁状构构 造造n n绳状构造n n枕状构造n n柱状节理喷发旋回喷发旋回：猛烈喷发、宁静喷发、间歇阶段为一个喷发旋回，：猛烈喷发、宁静喷发、间歇阶段为一个喷发旋回，常多次反复。常多次反复。柱状节理柱状节理绳状、熔渣状、枕状构造绳状、熔渣状、枕状构造古火山机构：火山口、火山颈、寄生火山岩简、破火山口等。古火山机构：火山口、火山颈、寄生火山岩简、破火山口等。但一般较难保存，根据见到的火山碎屑岩和火山岩进行判断但一般较难保存，根据见到的火山碎屑岩和火山岩进行判断。岩浆结晶分异作用岩浆结晶分异作用 岩浆按矿物岩浆按矿物熔点熔点的高低的高低,依次结晶出不同成分的矿物。依次结晶出不同成分的矿物。这种作用称为结晶分异作用。这种作用称为结晶分异作用。岩浆冷却时岩浆冷却时熔点高、比重大熔点高、比重大熔点高、比重大熔点高、比重大的矿物先结晶。的矿物先结晶。