地质学基础(第四章岩浆岩与变质岩课件.ppt
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1、.,1,第四章 岩浆岩与变质岩,.,1,岩浆岩,(一)岩浆与岩浆岩的概念,岩浆是在地下深处形成的炽热、粘稠、富含挥发组分的以硅酸盐为主要成分的熔融体。 岩浆的温度目前尚难以直接测量,利用间接方法所测得的火山熔岩流的温度范围为70012000。 岩浆的粘度与岩浆的成分、温度、压力及挥发组分的含量有关。岩浆中SiO2含量越高,粘度越大;而温度,压力及挥发组分含量越高,粘度越小。岩浆的粘度影响其中的质点运动能力,粘度大的岩浆结晶能力弱。,.,1,岩浆岩是在内力地质作用下,岩浆由地下深处向上运动逐渐冷却,凝固而形成的岩石。 岩浆在向上运动中未达地表即已冷凝、固结形成的岩石称为侵入岩。侵入岩又可分为深成
2、侵入岩和浅成侵入岩,前者多呈大岩体(岩基)产出,后者多为小岩体(岩株)。 岩浆沿构造裂隙向上运动喷出地表冷凝者,称为喷出岩,因岩浆喷出地表就是火山喷发,因此,又称火山岩。,.,1,岩浆岩与沉积岩及变质岩的主要区别标志是: 岩浆岩大多为块状的结晶岩石,部分因冷凝过快而呈玻璃质结构; 具特有矿物及特有的结构构造; 无层理构造,与围岩有明显界线,常包含有围岩碎块,称“捕虏体”,接触处见热变质现象,缺乏任何生物遗迹。,.,1,(二)岩浆岩的物质成分,1.岩浆岩的化学成分 地壳中的所有元素,几乎都能在岩浆岩中存在,但其含量不同,最多的是O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、K、Na等,它们的含量占岩浆岩总重
3、量的98以上,常称为造岩元素。其中氧的含量为46以上。岩浆岩的化学成分常以其组成元素的氧化物形式来表示,SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、CaO、K2O、Na2O、H2O、TiO2十种氧化物占岩浆岩总重量的99,其中SiO2最多,占59.14;Al2O3次之,占15.34。,.,1,.,1,SiO2是岩浆岩中最重要的氧化物,是影响岩浆岩矿物成分变化的主要因素,因此,可根据SiO2的含量将岩浆岩分为四类: 超基性岩类(SiO265),.,1,岩浆岩中各氧化物之间关系密切,在各类岩浆岩中随SiO2含量的变化,其它氧化物也呈有规律性的变化。,.,1,2.岩浆岩的矿物成分 岩浆岩的矿物
4、成分及其组合是岩浆岩分类和鉴别的依据。组成岩浆岩的主要矿物只有几种,最主要的有石英、钾长石、斜长石、黑云母、角闪石、辉石。,.,1,矿物在不同种类的岩浆岩中的相对含量和组合都不相同。 石英和橄榄石等具有反映岩浆岩中SiO2饱和程度的特殊意义,称为酸度指示矿物。 石英是SiO2过饱和条件下的产物,在酸性岩中SiO2含量最高,过剩的SiO2结晶析出形成石英;橄榄石是SiO2不饱和条件下的产物,在超基性岩中SiO2含量低,结晶出的矿物是含SiO2少的橄榄石。,.,1,根据岩浆岩中矿物的成分特点及颜色,可将它们分为: (1)铁镁矿物:FeO与MgO含量高,SiO2含量低,如橄榄石,辉石,角闪石,黑云母
5、等,因其颜色较深,故又称暗色矿物。 (2)硅铝矿物:SiO2与Al2O3含量高,不含铁镁或铁镁含量极低,如石英,长石等,因其颜色较浅,故又称浅色矿物。 暗色矿物与浅色矿物在岩浆岩中的比例,是岩浆岩鉴定和分类的重要标志。暗色矿物在岩浆岩中的百分含量叫“色率”,色率越高,越偏基性。一般说,从超基性岩到酸性岩,暗色矿物逐渐减少,浅色矿物逐渐增多,岩石颜色由深变浅。,.,1,根据矿物在岩浆岩中含量多少及在岩浆岩分类、命名中所起的作用,可将矿物分为3类: (1)主要矿物:在岩石中含量较多(通常15),是划分岩浆岩大类的依据,如花岗岩中的正长石与石英是主要矿物,二者缺一不可。 (2)次要矿物:在岩石中含量
6、较少(通常15),对划分岩浆岩大类不起主要作用,只作确定种属的依据。如花岗岩含少量黑云母或角闪石,则可将花岗岩进一步命名为黑云母花岗岩或角闪石花岗岩。 (3)副矿物:在岩石中含量很少(通常1),对岩浆岩分类、命名都不起作用。,.,1,岩浆岩中矿物的成分、种类和含量各不相同,但在岩浆岩中SiO2总是与其它金属氧化物配合而形成各种硅酸盐矿物,这决定了岩浆岩中各矿物的共生关系。 美国学者N.L.鲍文(1922年)根据人工硅酸盐熔浆的实验发现:岩浆在冷却时,主要造岩矿物的结晶析出遵循一定的顺序,可划分为两个系列,即斜长石的连续反应系列和暗色矿物的不连续反应系列,被称为鲍文反应系列。,.,1,(三)岩浆
7、岩的结构和构造,1.岩浆岩的结构 岩浆岩的结构是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及矿物颗粒间的相互关系所表现出来的岩石特征。 根据结晶程度分为全晶质结构、半晶质结构、玻璃质结构。,.,1,(1)全晶质结构:岩石全部由结晶的矿物组成,是岩浆在地下温度缓慢下降的条件下,从容结晶形成的,多见于深成侵入岩,如花岗岩。 (2)半晶质结构:岩石由结晶质和玻璃质两部分组成,多见于喷出岩及浅成侵入岩的边缘,如安山岩。 (3)玻璃质结构:岩石全部由玻璃质组成,是岩浆在喷达地表温度骤然降低的条件下,来不及结晶形成的。多见于酸性喷出岩,如黑曜岩,玻璃质极不稳定,易产生脱玻化作用,逐渐转化为结晶物质。,.,1,
8、根据矿物颗粒大小,肉眼观察时可区分出显晶质结构和隐晶质结构两类。 显晶质结构是肉眼或借助放大镜能分辨出矿物颗粒者。依矿物颗粒的绝对大小,可分为:粗粒结构、中粒结构、细粒结构和微粒结构,其矿物颗粒的平均直径依次为5mm,25mm,0.22mm,10mm者,称巨晶、伟晶结构。,细粒,粗粒,.,1,隐晶质结构是岩石中矿物颗粒细小,肉眼或放大镜也无法辨认晶体的矿物组成的结构。 这种结构外貌呈致密状,常以断口粗糙、无玻璃光泽、脆性程度低与玻璃质相区别。,.,1,依照矿物颗粒的相对大小,可分为等粒结构、不等粒结构及斑状、似斑状结构三类。 等粒结构:指岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等; 不等粒结构:指岩石
9、中同种主要矿物颗粒大小不等,但变化是连续的;,不等粒,等粒,.,1,斑状、似斑状结构:指组成岩石的矿物颗粒大小相差悬殊,可截然分成两群,大颗粒分布在小颗粒之中,粗大者称为斑晶,细小者称为基质。 若基质为隐晶质、玻璃质者称为斑状结构;基质为显晶质者,称为似斑状结构。 斑状结构中的斑晶结晶时间早于基质,两者成分往往也有差别;似斑状结构中的斑晶与基质几乎同时结晶,两者成分差别不大。,.,1,根据矿物颗粒的形状,也即矿物晶体发育的完整程度,分为以下3种结构:自形结构、半自形结构和他形结构。,在观察描述岩浆岩结构时,组成矿物的结晶程度、颗粒大小、形状特征都要涉及。,.,1,2.岩浆岩的构造 岩浆岩的构造
10、是指岩石组成部分的空间排列及充填方式所表现出的岩石特征,岩浆岩常见的构造有以下几种: (1)块状构造:又称均一构造,组成岩石的各矿物组分均匀分布,无定向排列。是岩浆岩中最常见的构造。 (2)斑杂构造:岩石中存在由矿物成分或结构差异所显示的边界不清晰、分布不均匀的斑块。是岩浆对围岩不均匀同化混染作用而形成的。 (3)带状构造:由颜色、成分或结构不同的条带交替、平行排列形成的构造。,.,1,(4)气孔、杏仁构造:岩浆喷溢地表,所含挥发组分形成气泡,部分逸散大气中,部分因岩浆冷凝而保留在岩石中,形成气孔构造。当气孔被岩浆期后矿物充填时,形成杏仁构造。充填物为方解石、石英、绿泥石等。气孔、杏仁构造是喷
11、出岩特有的构造。,气孔状构造,杏仁状构造,.,1,(5)流纹构造:不同颜色的条纹和拉长的气孔所显示出来的一种流动构造。是岩浆喷出地表在流动过程中形成的,在酸性喷出岩中常见,流纹岩因而得名。,.,1,(6)原生节理:岩浆侵入地壳表层或喷出地表冷凝时,因体积收缩,岩石产生裂缝,形成原生节理。玄武岩中的柱状节理常见。,柱状节理,.,1,(7)枕状构造:在水下岩浆喷发流动形成的构造。熔浆进入水中表面冷疑成硬壳,内部熔浆沿裂缝冲出硬壳继续流动,又冷凝而形成枕状体,底面较平,顶向上凸,且常有沉积物充填、胶结。枕状构造常见于基性喷出岩。,枕状构造,(8)晶洞构造:由岩浆冷凝过程中体积收缩而成的原生空洞,晶洞
12、壁上常有辐射状晶体。晶洞构造常见于花岗岩等侵入岩中。,.,1,(四)岩浆岩的产状,岩浆岩的产状是指岩浆岩体在空间上的形态、规模,与围岩的关系以及形成时所处的深度及地质构造环境等。岩浆岩是以一定形态的岩体出现的。 1.侵入岩产状,(1)岩床 (2)岩盘(岩盖)及岩盆 (3)岩墙与岩脉 (4)岩株 (5)岩基,.,1,2.喷出岩产状 (1)熔透式喷发:岩浆上升时,因过热和具有很高的化学能,而将其上覆围岩熔透,使岩浆溢出地表,形成熔透式喷发,又称面式喷发,面积可达几十甚至几百平方公里,多为中酸性岩。 (2)裂隙式喷发:岩浆沿一定方向的大断裂升至地表喷发,火山口沿断裂呈线状分布,又称线状喷发。多为粘度
13、小,易流动的基性熔浆,形成平缓大面积覆盖的熔岩被。 (3)中心式喷发:岩浆沿颈状管道喷出地表,平面上呈点状,又称点状喷发。现代大陆上的火山多为这种喷发形式。,.,1,.,1,(五)岩浆岩的分类,1、按产状分类:喷出岩(火山岩)侵入岩(深成和浅成侵入岩)2、按SiO2成分分类:超基性岩 (SiO265%),.,1,(五)岩浆岩的分类,不同的化学成分岩石类型不同,且同种化学成分 形成环境不同则岩石类型不同。,.,1,(五)岩浆岩的分类,岩浆岩分类是考虑了岩浆岩的化学成分、矿物成分、产状及结构构造所作的综合分类,简明扼要,便于应用,特别适用于手标本及野外肉眼鉴定的需要。,.,1,.,1,(六)岩浆岩
14、的主要类型 1.超基性岩类(橄榄岩-苦橄岩类) 2.基性岩类(辉长岩-玄武岩类),辉长岩,玄武岩,.,1,3.中性岩类(闪长岩安山岩类),闪长岩,安山岩,.,1,4.酸性岩类(花岗岩-流纹岩类),花岗岩,流纹岩类,.,1,5.偏碱性岩类(正长岩-粗面岩类) 6.碱性岩类(霞石正长岩-响岩类) 7.脉岩类(伟晶岩、细晶岩、煌斑岩),.,1,变质岩,(一)变质作用与变质岩的概念 在地球发展演化的历史进程中,原已形成的岩石(岩浆岩、沉积岩及先期形成的变质岩)在地壳运动、岩浆活动等内动力地质作用的影响下,其所处的地质环境发生变化,为了适应新的地质环境和物理化学条件的变化,就会发生岩石结构、构造和矿物成
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