岩浆岩基本特征与分类命名.ppt

主讲：郑常青,岩浆岩基本特征与分类,手机：,基本概念岩浆岩（Magmatic rocks,Igneous rocks）:它是由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆，在侵入地下或喷出地表冷凝而成的岩石。也可称之为火成岩。或简单地说，由岩浆冷凝固结而成的岩石称为岩浆岩。,岩浆是由地壳深处或上地幔岩石部分熔融产生的，含有挥发份也可含少量固体物质、以硅酸盐为主要成分、高温粘稠的熔融体。岩浆的温度高达1300C以上,压力可达数千个大气压,岩浆？,岩浆的形成活动直至冷凝的全过程,岩浆岩,结晶凝固,侵入作用-侵入岩,深成岩（3km）,浅成岩（0-3km）,喷出作用-喷出岩/火山岩（喷出或溢流出地表）,岩浆作用,岩浆岩不同于沉积岩和变质岩的 主要判别标志 岩浆岩大部分为块状的结晶岩石，部分为玻璃质岩石。具 有玻璃质的岩石一般是岩浆岩，只有极少数情况下，在强 烈断裂带内才有玻化岩。岩浆岩中有一些特有的矿物和结构构造。霞石、白榴石、气孔、杏仁构造。岩浆岩体与围岩间一般都有明显的界线，呈各种各样的形 态存在在于地层中，有的平行，有的切穿围岩的层理和片理 岩体中常含有围岩碎块（捕虏体)，这些被捕虏的围岩碎 块和围岩常遭受热变质作用。岩浆岩不显层理构造,但有时可见假层理。假层理通常由于 岩浆层流造成,深成岩则是由于成分不同(结晶分异)造成 岩浆岩中没有任何生物遗迹。,1.造 岩 元 素 O,Si,Al,Fe,Mg,Ca,Na,K,Ti 等，其 总 和 约 占 岩 浆 岩 总 重 量 的 99.25%。氧 的 含 量 最 高,占 岩 浆 岩 重 量 的46.59%,占 体 积 的 94.2%常以氧化物的形式表示:SiO2,Al2O3,TiO2,Fe2O3,FeO,MgO,CaO,K2O,Na2O和 H2O.其中,SiO2=40%75%为最重要的成分，是 岩 石 酸 性 程 度（基 性 程 度）的 标 志。,一、岩 浆 岩 的 化 学 成 分,超 基 性 岩 SiO266（63）%,挥发份（6）H2O,CO2,CO,N2,SO2,SO3,H2S,HCl,H2F,2.次 要 元 素 P,H,Mn,B 等,3.微 量 元 素岩 浆 中 存 在 大 量 微 量 元 素：Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Zr、Hf、Nb、Ba、Ta、Pb、Th、U 等 微 量 元 素 丰 度 及 其 比 值（如 K/Rb、K/Ba、Rb/Sr、Nb/Ta、Th/U 等，对 探 讨 岩 石 成 因 和 岩 浆 演 化 有 重 要 意 义。,4.岩 浆 岩 化 学 成 分 变 化 规 律,岩 浆 岩 的 矿 物 成 分,对 于 了 解 岩 石 的 化 学 成 分、生 成 条 件，以 及 岩 石 成 因 都 有 重 大 意 义。同 时，它 也 是 岩 浆 岩 分 类 和 鉴 别 的 主 要 依 据 组 成 岩 浆 岩 的 矿 物，常 见 的 不 过20 几 种，这 些 构 成 岩 石 的 矿 物 统 称 为 造 岩 矿 物。,二.岩 浆 岩 的 矿 物 成 分,橄榄石(Fe,Mg)2SiO4 SiO239%MgO 40%斜方辉石(Fe,Mg)2Si2O6 SiO254%普通辉石(CaNaK)Al(AlSi)2O6 SiO248%角闪石 CaNaK(Al4O11)2(OH)SiO239%黑云母 KAl(AlSiO3O10)(OH)SiO239%K2O 10%石 英 SiO2 SiO2100%钾长石 KAlSi3O8 SiO271%K2O 8%斜长石 NaAlSi3/CaAl2Si2O8 SiO268-50%霞 石 NaAlSiO4 SiO240%Na2O 16%,例 钾长石(K2O Al2O3 6SiO2)的SiO2%计算 SiO2=60.16/(44.2+102.4+60.1 6)=71%,常见造岩矿 物 化 学成分,硅 铝 矿 物：SiO2 和Al2O3 含 量 较 高，不 含 铁 镁。如 石 英、长 石 类 及 似 长 石 类。这 些 矿 物 颜 色 均 较 浅，所 以 又 叫 浅 色 矿 物。铁 镁 矿 物：FeO 与MgO 含 量 较 高，SiO2 含 量 较 低。如 橄榄石、辉石类、角闪石类和黑云母类。这 些 矿物 颜 色 一 般 较 深，所 以 又 叫 暗 色 矿 物。色 率:岩 浆 岩 中 暗 色 矿 物 的体积 百 分 含 量 称 为 色 率。色率是火成岩分类和鉴定的重要标志之一；色率90的火成岩为超镁铁质岩，基性岩的色率为4090，中性岩的色率为1540，酸性岩的色率15。,硅 铝 矿 物 和 铁 镁 矿 物,主 要 矿 物：在 岩 石 中 含 量 众 多，对 于 确 定 岩 石 名 称 是 不 可 缺 少 的，在 分 类 命 名 上 起 主 要 作 用。如 石 英、钾 长 石 是 花 岗 岩 的 主 要 矿 物。次 要 矿 物：在 岩 石 中 含 量 次 于 主 要 矿 物，对 于 划 分 岩 石 大 类 不 起 主 要 作 用，但 对 确 定 岩 石 种 属 起 一 定 作 用 的 那 些 矿 物。如 闪 长 岩 中 的 石 英，含 量 约2，没 有 石 英 也 叫 闪 长 岩；当 石 英5 时，则 叫 石 英 闪 长 岩。副 矿 物：含 量 很 少，常 小 于1，个 别 情 况 可 达 5，在 一 般 的 分 类 命 名 中 均 不 起 作 用。但 它 们 对 于 了 解 一 个 岩 体 的 形 成 条 件，对 比 不 同 岩 体，确 定 岩 体 时 代 以 及 研 究 稀 散 元 素 有 重 要 意 义。,主要矿物、次要矿物、副矿物,橄榄石+铬铁矿,辉石+斜长石,角闪石+斜长石,石英+碱性长石,1、橄榄石辉石组合:相当于超基性岩,钙、铁、镁多而硅少，且贫碱，出现大量镁铁矿物(橄榄石辉石等），不出现石英和长石。2、基性斜长石辉石组合：相当于基性岩，铝和钙较多,铁、镁和硅均 较充分，主要形成基性斜长石和辉石,二者近于1:1，不出现石英3、中性斜长石角闪石组合：相当于中性岩，钠、钾略有增加，铝、硅 钙、铁、镁均较充分，主要形成中性斜长石、角闪石、黑云母，可能出现，少量石英和钾长石，浅色矿物：暗色矿物214、石英钾长石酸性斜长石组合：相当于酸性岩，钠、钾、硅含量高，铁、镁、钙低，石英、钾长石、酸性斜长石等浅色矿物为 主。5、钾长石黑云母角闪石组合：其SiO2相当于中性岩,钠、钾高而铁、镁低，大量出现钾长石。6、霞石钾长石组合：其SiO2接近于基性岩(平均53.36)钠、钾含量很 高，出现霞石，因钠过多，故常出现碱性暗色矿物。,六 种 典 型 的 岩 浆 岩 矿 物 共 生 组 合,岩 浆 岩 的 结 构（texture）:指 组 成 岩 石 的 矿 物 的 结 晶 程 度、颗 粒 大 小、晶 体 形 态、自 形 程 度 和 矿 物 间（包 括 玻 璃）相 互 关 系。岩 浆 岩 的 构 造（structure）:指 岩 石 中 不 同 矿 物 集 合 体 之 间 或 矿 物 集 合 体 与 其 它 组 成 部 分 之 间 的 排 列、充 填 方 式 等,三、岩 浆 岩 的 结 构 构 造,岩 浆 岩 的 结 构1、岩 浆 岩 的 结 晶 程 度全 晶 质 结 构：岩 石 全 部 由 结 晶 的 矿 物 组 成。多 见 于 深 成 侵 入 岩 中，结 晶 条 件 好，缓 慢 结 晶 的 产 物。玻 璃 质 结 构：岩 石 几 乎 全 部 由 未 结 晶 的 火 山 玻 璃 所 组 成。多 见 于 火 山 岩 中，是 快 速 冷 凝 结 晶 的 产 物。半 晶 质 结 构：岩 石 由 部 分 晶 体 和 部 分 玻 璃 质 组 成。多 见 于 浅 成 岩 和 火 山 岩 中。,珍珠岩（基质玻璃质结构）,单偏光镜下,单偏光镜下,正交偏光镜下,正交偏光镜下,半晶质结构,单偏光镜下,单偏光镜下,正交偏光镜下,显 晶 质 结 构：肉 眼 观 察 时 基 本 上 能 分 辨 矿 物 颗 粒。（1）粗 粒 结 构：矿 物 直 径 5mm（2）中 粒 结 构：矿 物 直 径 25mm（3）细 粒 结 构：矿 物 直 径 20.2mm（4）微 粒 结 构：矿 物 直 径 0.2mm隐 晶 质 结 构：矿 物 颗 粒 很 细，肉 眼 无 法 分 辨 出 矿 物 颗 粒 者。如 果 在 显 微镜 下 可 以 看 清 矿 物 颗 粒 者，称 显 微 晶 质 结 构；如 果 境 下 只 有 偏 光 反 映，而 无 法 分 辨 矿 物 颗 粒 者，称 显 微 隐 晶 质 结 构,2、岩 石 中 矿 物 的 颗 粒 大 小,（1）等 粒 结 构：岩 石 中 不 同 种 主 要 矿 物 颗 粒 大 小 大 致 相等（2）不 等 粒 结 构：岩 石 中 不同种 主 要 矿 物 颗 粒 大 小 不 等（3）斑 状 及 似 斑 状 结 构：岩石中 所 有 矿 物 颗 粒 可 分 为大 小 截 然 不 同 的 两 群，大的 称为 斑 晶，小 的 称 为 基 质，其中 没 有 中 等 大 小 的 颗 粒。如果 基 质 为 隐 晶 质 或 玻 璃 质,则 称 斑 状 结 构；如 果 基 质 为显 晶 质，则 称 似 斑 状 结 构。,3、根 据 矿 物 颗 粒 的 相 对 大 小 又 可 划 分 为:,等粒结构,斑状结构,单偏光镜下,单偏光镜下,正交偏光镜下,正交偏光镜下,自 形 晶 结 构：岩 石 主 要 由 自 形 晶 组 成它 形 晶 结 构：岩 石 主 要 由 它 形 晶 组 成半 自 形 晶 结 构：岩 石 主 要 由 半 自 形 晶 组 成。,4、岩 石 中 矿 物 的 自 形 程 度,自形粒状结构,它形粒状结构,1.矿物颗粒的相对自形程度 自形程度高的一般析出较早，自形程度低的析出较晚。但矿物本身的结晶能力必须充分注意。2.矿物间的相互包裹关系 通常认为被包裹的矿物一般早于包裹它的矿物。但需谨慎，如分解条纹长石、文象结构中的石英。3.矿物晶体大小 在常见的斑状结构中，大晶体一般先结晶，而小晶体常常后结晶。但对某些交代斑晶则相反。,矿物结晶顺序的确定,4.总以它形充填状出现的矿物是最晚开始结晶和最晚结晶结束的。如：某些辉长岩中的石英 5.岩石中总呈它形出现的两种矿物表明它们的结晶能力弱，又是同时结晶，晶体互相干扰生长。如：花岗细晶岩中的长石和石英 6.反应边结构中，作为反应边的矿物生成晚。7.具环带结构的矿物，环带本身就具有顺序性。,矿物结晶顺序的确定,构 造 是 指 岩 石 中 不 同 矿 物 集 合 体 之 间 或 与 岩 石 其 它 组 成 部 分（如 玻 璃 质）之 间 的 排 列 方 式 及 充 填 方 式 所 表 现 出 来 的 特 点。,岩 浆 岩 的 构 造,带 状 构 造：不 同 成 分 的 岩 石 彼 此 逐 层 交 替，或 者 是 成 分 相 同 但 结 构、颜 色 及 造 岩 矿 物 成 分 或 数 量 不 同 的 岩 石 彼 此 逐 层 交 替 呈 带 状、条 带 状 彼 此 平 行 或 近 于 平 行。,块 状 构 造（均 一 构 造）：组 成 岩 石 的 矿 物 在 整 块 岩 石 中 分 布 是 均 匀 的，岩 石 各 部 分 在 成 分 上 或 结 构 上 都 是 一 样 的。,气 孔 和 杏 仁 构 造：喷 出 岩 中 常 见 构 造，主 要 见 于 熔 岩 层 之 顶 部，它 是 由 于 从 冷 凝 着 的 岩 浆 中，尚 未 逸 出 的 气 体，上 升 汇 聚 于 岩 流 顶 部，冷 凝 后 留 下 的 气 孔，称 为 气 孔 构 造。气 孔 的 拉 长 方 向 代 表 着 岩 流 流 动 的 方 向。当 气 孔 被 岩 浆 期 后 矿 物 所 充 填，则 形 成 杏 仁 构 造。,枕 状 构 造：这 是 岩 浆 水 下 喷 发 的 典 型 构 造。枕 状 体 常 具 玻 璃 质 冷 凝 边，有 的 气 孔 呈 同 心 层 状 或 放 射 状 分 布，中 部 有 空 腔。,流 纹 构 造：是 酸 性 熔 岩 中 最 常 见 的 构 造。它 是 由 不 同 颜 色 的 条 纹 和 拉 长 的 气 孔 等 表 现 出 来 的 一 种 流 动 构 造。,营城子组流纹岩的流纹构造,流 动 构 造：岩 浆 岩 中 的 片 状 矿 物、板 状 矿 物 和 扁 平 捕 虏 体、析 离 体 的 平 行 排 列，形 成 流 面 构 造；而 柱 状 矿 物 和 长 析 离 体、捕 虏 体 的 定 向 排 列，形 成 流 线 构 造。它 们 是 岩 浆 流 动 的 遗 迹，流 面 与 围 岩 接 触 面 平 行，流 线 与 岩 浆 流 动 方 向 一 致。,岩 浆 岩 的 产 状：主 要 是 指 岩 体 的 形 态、大 小，和 围 岩 的 接 触 关 系，形 成 时 所 处 的 构 造 环 境，以 及 上 升 及 活 动 方 式 等 等。岩 浆 岩 的 相：是 指 岩 体 生 成 条 件 不 同 而 产 生 的 不 同 的 岩 石 和 岩 体 总 的 特 征。,岩 浆 岩 的 产 状 和 相,熔 透 式 喷 发:岩 浆 上 升 时,因 过 热 和 高 度 化 学 能,将 其 顶 部 围 岩 熔 透,岩 浆 即 溢 出 地 表 而 成 为 喷 出 岩.又 称 面 式 喷 发.裂 隙 式 喷 发:岩 浆 沿 一 个 方 向 的 大 断 裂(裂 隙)或 断 裂 群 上 升,喷 出 地 表.中 心 式 喷 发:岩 浆 沿 颈 状 管 道 的 一 种 喷 发.喷 发 通 道 在 平 面 上 呈 点 状,又 称 点 式 喷 发.其 特 点 是 形 成 火 山 锥.,火 山 岩 的 产 状 和 相,火 山 岩 的 产 状,火 山 喷 发 方 式,火 山 岩 的 产 状 主 要 与 岩 浆 上 升 到 达 地 表 的 方 式 关.,火 山 岩 常 见 的 产 状 有:熔 岩 高 原、熔 岩 台 地、熔 岩 流、熔 岩 脊、熔 岩 被、熔 岩 瀑 布、熔 岩 丘、熔 岩 锥、熔 岩 针 等 等。熔 岩 表 面 形 态 常 有 绳 状 和 块 状 两 种。,火 山 岩 常 见 产 状 类 型,熔 岩 锥 群,火 山 喷 发 与 火 山 锥,塌 陷 破 火 山 口,熔 岩 湖,熔 岩 流,熔岩流,熔 岩 流 及 熔 岩 的 表 面 形 态,阿尔山熔岩丘,熔 岩 被 及 其 表 面 形 态,熔 岩 的 表 面 形 态,火山弹,熔岩被,冷却后的熔岩被,阿尔山兴安熔岩被,熔岩流入海,相 是 不 同 地 质 条 件 下 生 成 的 岩 石 或 岩 体 总 的 特 征。以 中 心 式 喷 发 为 例，大 致 可 分 为 以 下 相 和 相 组：,火 山 岩 的 相,广义火山岩相,（2）不整合侵入体：a.岩墙（dike）：厚度比较稳定近于直立的板状侵入体。是岩浆沿断裂贯入的产物。b.岩脉（dike）：一般指规模比较小，形态不规则，厚度下且变化大，有分叉及复合现象的脉络状岩体。c.岩株（stock）：是一种常见的不整合的规模较大的侵入体，平面上近于圆形或不规则等轴形，接触面陡立，似树干状延伸，又称岩干，出露面积小于100km2。岩株边部常有一些不规则的岩枝、岩镰、岩瘤等。d.岩基（batholith）：属巨型侵入体，面积大于100km2，平面上通常呈长圆形。,（二）侵 入 岩 的 产 状 和 相 1、侵入岩的产状,侵入岩的产状：岩基(batholith)岩株(stock)岩床(sill)岩墙(dike)岩盘(laccolith)火山岩的产状：火山锥(volcanic cone)熔岩流(lava flow)火山颈(volcanic neck),侵入岩相的划分主要是以岩石形成的深度不同为依据，影响到岩浆的温度、压力、冷却快慢、挥发份的散失等一系列物理化学条件的差异，目前一般 将侵入岩分为三种相：,（二）侵 入 岩 的 产 状 和 相 2、侵入岩的相,三、火成岩的产状和相,a.浅成相（03km）:细粒、隐晶质及斑状结构等，可见熔蚀 暗化现象。多见高温矿物，岩体规模较小。浅成相与次火山相特征很相似，区别是看它们是否与火山岩有成因联系，如果与火山岩有关系，则为次火山岩；否则就是浅成岩。b.中深成相（310km：中粒、中粗粒、似斑状结构；多为中低温矿物；岩体规模较大。c.深成相（10km)：岩体规模较大；结晶粗大，多为块状规则；多为低温矿物。,（二）侵 入 岩 的 产 状 和 相 2、侵入岩的相,四、火成岩分类命名,1、地质产状、岩石的结构和构造 深成岩 浅成岩 喷出岩,2、矿物成分 超基性岩：色率90 基性岩：色率=4090 中性岩：色率=15 40 酸性岩：色率 15,3、化学成分 酸性岩：SiO2 66w.t%流纹岩/花岗岩 中性岩：53-66w.t%安山岩/闪长岩 基性岩：45-53w.t%玄武岩/辉长岩 超基性岩：45w.t%苦橄岩/橄榄岩,IUGS火成岩分委会推荐的分类方案,1.深成岩：肉眼能识别出单个晶体的、颗粒较粗的火成岩，生成于地壳较深部。2.火山岩：为矿物颗粒细、多数颗粒肉眼不能识别的、通 常含有玻璃质的岩石，与火山活动有关的火 成岩，包括熔岩和次火山岩。3.火山碎屑岩：直接由火山喷发崩解产生的火山碎屑堆积 而成的岩石。4.黄长岩类：黄长石含量10的岩石。,主要根据地质产状、矿物组成将火成岩分为七大类：,5.煌斑岩类：包括煌斑岩、钾镁煌斑岩和金伯利岩。6.碳酸岩类：碳酸盐矿物含量50%的火成岩，包括深 成的和火山成因的。7.紫苏花岗岩类：以含紫苏辉石为特征，且常出现条 纹长石-反条纹长石的前寒武纪火成的和 火成外貌的岩石。,主要根据地质产状、矿物组成将火成岩分为七大类：,IUGS火成岩分委会推荐的分类方案,Q：石英,磷石英,方石英,A：碱性长石,钠长石（An5）,P：斜长石（An=5-100）和方柱石,F：副长石类:霞石、白榴石、蓝方石、钙霞石、假白榴石、方钠石，等等,三、深成岩的分类命名 是以实际矿物含量为基础的QAPF双三角形图解来表示的。,富石英花岗岩类,花 岗 岩,正长花岗岩,二长花岗岩,花岗闪长岩,石英正长岩,石英二长岩,石英二长 闪长岩,碱长花岗岩,英云闪长岩,正长岩,二长岩,闪长岩(M10%),An10%),An50斜长岩(M50,10,35,65,95,60,60,90,90,20,5,石英碱长 正长岩,石英闪长岩石英辉长岩石英斜长岩,20,5,1、使用QAPF图解注意问题,(1)岩石必须是火成的深成岩,(2)岩石的暗色矿物总量 M90%,(3)必须重新计算Q（或F）、A、P的相对体积百分含量,Q+A+P=100%或 F+A+P=100%M90%的岩石中，镁铁矿物含量不参加计算,2、QAPF图解的不足或存在的问题,(1)不同类型的岩石落在同一个分区内；,(2)有时，岩石在QAP或FAP图解上投影在分区线上；,(3)有些火成岩不能在QAPF图解中分类，有一定的局 限性。,F,P,Q,含似长石的粗面岩,似长石岩,10,60,60,35,65,10,20,20,60,60,A,流纹岩,英安岩,粗面岩,安粗岩,安山岩/玄武岩,响岩,碱玄岩（Ol10%）,火山岩的分类命名,含似长石的安粗岩,含似长石的安山岩/玄武岩,1、火山岩的QAPF分类前提：能测定出实际矿物含量(M90%),火山岩的QAPF分类图,火山岩（Na2O+K2O）SiO2（TAS）的化学分类图(据 Le Bas et al.,1986),2、火山岩的化学成分分类,3、TAS图解的适用性,（1）适用于非高镁火山熔岩；（2）所使用的岩石应为未蚀变（或一些低级变质）的 新鲜岩石；（3）H2O2%,CO20.5%（烧失量2.5%)；（4）去掉挥发份后，以100%重新计算各氧化物的含 量，然后投图,总结1.火成岩大类岩石对比,总结2.侵入岩各大类的主要特征,总结3.产状与结构对侵入岩命名的制约,据火成岩矿物组合确定岩石名称与主量元素,