巖石學第二講

巖石學第二講本次巖石學課程的第二講將深入探討巖石形成的各種過程和機制。我們將詳細解析不同種類的巖石如何在地球表面和地殼內(nèi)部形成,以及相關的地質(zhì)環(huán)境和演化歷程。byJerryTurnersnull巖石的成因巖石形成過程巖石的形成通過物理化學作用和時間演變而成。包括熔融、凝固、沉淀、風化和變質(zhì)等過程。能量來源驅(qū)動巖石成因的能量主要來自地球內(nèi)部的熱量、潮汐力、放射性元素衰變等，也有一部分來自太陽輻射。物質(zhì)來源巖石的物質(zhì)主要來自地球內(nèi)部的熔融巖漿和沉積物等，也有一部分來自太空的落體物質(zhì)。時間尺度巖石的形成通常需要漫長的地質(zhì)時間，從幾百萬年到幾十億年不等。巖漿的形成巖漿是高溫熔融的巖石物質(zhì)。它的形成過程是復雜的,主要受到溫度、壓力和化學成分等因素的影響。通常是由地球內(nèi)部的高溫高壓環(huán)境促進巖石的部分熔融,形成巖漿。巖漿的成分和性質(zhì)決定著隨后形成的火成巖的類型。巖漿的成分1主要成分巖漿主要由硅、鋁、鐵、鈣、鈉和鉀等元素組成,這些元素在不同比例下形成各種巖石礦物。2次要成分巖漿還含有鈦、鎂、錳、磷等其他元素,雖然含量較少,但也會影響巖石的性質(zhì)。3揮發(fā)分巖漿中還存在水、二氧化碳等揮發(fā)性成分,它們在巖漿冷卻結(jié)晶過程中會逐步釋放。巖漿的結(jié)晶過程巖漿在地殼內(nèi)冷卻結(jié)晶時，會經(jīng)歷一個復雜的過程。首先高溫巖漿中的礦物元素會逐步分離結(jié)晶，形成不同礦物的集合。這種有序的結(jié)晶過程會決定最終火成巖的礦物組成和結(jié)構(gòu)。巖漿性質(zhì)、溫壓條件的變化都會影響結(jié)晶過程，形成各種不同類型的火成巖?；鸪蓭r的分類按結(jié)晶過程分類火成巖可分為淺成巖和深成巖,根據(jù)巖漿在地殼中的冷卻速度不同而形成。淺成巖形成于地表或淺表,冷卻速度快;深成巖形成于地下深處,冷卻速度慢。按化學成分分類根據(jù)火成巖的化學成分,可將其分為酸性、中性和基性三大類。這反映了巖漿在成分上的差異。按礦物組成分類按主要礦物的不同,火成巖可分為正長巖類、斜長巖類、橄欖巖類等。這與巖石的成因和地質(zhì)環(huán)境有關。按結(jié)構(gòu)紋理分類根據(jù)火成巖的結(jié)構(gòu)和紋理特征,可將其分為塊狀、片理、孔洞等不同類型。這反映了巖石的形成條件和冷卻過程?；鸪蓭r的特征1多樣化的成分火成巖由不同類型的礦物組成,包括硅酸鹽礦物、金屬礦物和碳酸鹽礦物等,反映了它們的復雜成因。2廣泛的色彩變化火成巖根據(jù)其礦物組成和結(jié)構(gòu)的不同,展現(xiàn)出從白色、灰色到黑色等多種色彩變化。3致密的結(jié)構(gòu)火成巖通常具有密實的結(jié)構(gòu),很少出現(xiàn)明顯的孔隙,這與它們的形成過程密切相關。4多樣的紋理火成巖根據(jù)其冷卻速度和結(jié)晶過程的不同,呈現(xiàn)出粗粒、細粒、斑狀、交代等多種紋理特征。火成巖的礦物組成主要礦物火成巖中常見的主要礦物包括石英、長石、角閃石、輝石等。這些礦物是巖石形成的基礎。次要礦物除了主要礦物外,火成巖中還可能含有少量的黑云母、斜長石、橄欖石等次要礦物。這些次要礦物反映了巖石的形成環(huán)境和成因。附屬礦物一些細小的附屬礦物如鋯石、磷灰石、尖晶石等也可能存在于火成巖中,它們能提供有關巖石成因的線索。火成巖的結(jié)構(gòu)火成巖的結(jié)構(gòu)是指其礦物顆粒的大小、形狀和相互之間的排列關系。這些結(jié)構(gòu)特征反映了火成巖的形成過程和冷卻速度。結(jié)構(gòu)特點成因解釋大晶體(斑晶)慢速冷卻,初期結(jié)晶形成大的礦物晶體細粒(非斑晶)快速冷卻,礦物未能充分生長就結(jié)晶完成石英脈晚期非平衡結(jié)晶,生成石英充填裂隙規(guī)則的礦物排列緩慢冷卻,礦物有充分時間有序排列無序的礦物排列快速冷卻,礦物沒有充分時間規(guī)則排列火成巖的紋理晶粒大小根據(jù)火成巖中礦物晶粒的大小,可分為細粒、中粒和粗粒紋理。晶粒形狀礦物晶?？沙尸F(xiàn)自形、半自形和他形等不同的形狀和發(fā)育程度。晶粒排列礦物晶粒的排列方式也影響著火成巖的紋理,如粒狀、斑狀、條痕狀等?；鸪蓭r的成因1演化巖漿從地球深部上升過程中不斷發(fā)生分異和結(jié)晶作用2淺化巖漿在地表附近溫壓條件下的冷卻和固化過程3侵入巖漿在地殼中的穿插和侵入作用火成巖的成因主要包括三個階段:演化、淺化和侵入。巖漿從地球深部向上運移時,經(jīng)歷不斷的分異和結(jié)晶作用,這就是演化過程。巖漿在地表附近遇到更低的溫壓條件,會發(fā)生冷卻和固化,形成火成巖,這是淺化過程。最后,巖漿在地殼中的穿插和侵入,也是影響火成巖形成的一個重要環(huán)節(jié)。這三個階段共同作用,共同決定了火成巖的最終成因和特征?；鸪蓭r的成因類型1巖漿成因2接觸變質(zhì)成因3動力變質(zhì)成因4熱液成因火成巖的主要成因包括巖漿成因、接觸變質(zhì)成因、動力變質(zhì)成因和熱液成因。巖漿成因是指巖漿在地殼或地幔內(nèi)分異和結(jié)晶而形成的巖石。而接觸變質(zhì)成因、動力變質(zhì)成因和熱液成因則是由于外部作用導致原有巖石發(fā)生變質(zhì)而形成的火成巖。這些不同的成因類型決定了火成巖的礦物組成、結(jié)構(gòu)和紋理的差異?；鸪蓭r的形成環(huán)境100種火成巖形成于不同的地質(zhì)環(huán)境中,包括大陸內(nèi)部、板塊邊緣、洋中脊等，可以形成超過100種不同的火成巖類型。6類根據(jù)形成環(huán)境,火成巖主要分為6大類:巖漿噴發(fā)型、巖漿侵入型、變質(zhì)巖熔融型、地幔巖漿型、碳酸巖漿型和富揮發(fā)分巖漿型?；鸪蓭r的形成環(huán)境主要包括大陸內(nèi)部巖漿巖的形成,如花崗巖、安山巖等;板塊邊緣的巖漿活動,如安山巖、安山玄武巖等;以及洋中脊的巖漿活動,如玄武巖等。這些環(huán)境都有不同的溫壓條件和地質(zhì)背景,從而決定了火成巖的成分和特征?；鸪蓭r的侵入方式火成巖在地殼內(nèi)部形成后,通常以各種不同的方式侵入到上部地殼中。根據(jù)火成巖侵入的位置和方式,可將其分為以下幾種類型:巖脈侵入:火成巖在地殼中沿著裂隙侵入,形成長條形的巖床體。它們切穿圍巖,體積較小,冷卻速度較快。巖株侵入:較大規(guī)模的火成巖侵入體,呈不規(guī)則的形狀,大小不一,有時可達數(shù)十平方公里。冷卻較慢,結(jié)構(gòu)和紋理發(fā)育完善。巖漿花崗巖侵入:大規(guī)模的酸性火成巖侵入,通常呈不規(guī)則的形狀。侵入時,熔融的花崗巖漿會沿著地殼中的裂隙和脆弱面向上推進,冷卻速度也較慢?；鸪蓭r的冷卻速度快速冷卻當巖漿在地表或接近地表迅速冷卻時,會形成具有明顯冷卻裂紋和斷層的火成巖。這種冷卻速度快的火成巖通常具有黑色或深灰色的顏色。緩慢冷卻在地下深處,巖漿受到周圍巖石的緩慢加熱和較為均勻的熱傳導,因此會呈現(xiàn)出致密均勻的質(zhì)地,顏色也更淡一些。這種緩慢冷卻形成的火成巖通常顆粒較大?；鸪蓭r的化學成分火成巖的化學成分是決定其礦物組成和結(jié)構(gòu)特點的關鍵因素。不同類型的火成巖具有不同的主量元素、微量元素以及易揮發(fā)成分的含量分布?；瘜W成分的差異反映了巖漿的形成條件和演化過程?；鸪蓭r的礦物組成富硅酸性巖石富硅酸性巖石中主要礦物有石英、長石、云母等，呈現(xiàn)出較高的SiO2含量。中性巖石中性巖石中主要礦物有斜長石、角閃石、輝石等，SiO2含量中等。堿性巖石堿性巖石中主要礦物有鉀長石、斜長石、輝石、橄欖石等，SiO2含量較低。火成巖的結(jié)構(gòu)特點火成巖的結(jié)構(gòu)包括晶體質(zhì)構(gòu)和非晶質(zhì)質(zhì)構(gòu)兩種基本類型。晶體質(zhì)構(gòu)由一種或多種礦物晶體組成,可分為結(jié)晶質(zhì)構(gòu)和半結(jié)晶質(zhì)構(gòu)。非晶質(zhì)質(zhì)構(gòu)則由冷卻迅速而未來得及結(jié)晶的玻璃質(zhì)物質(zhì)組成,也稱玻璃質(zhì)構(gòu)?；鸪蓭r的紋理特點1顆粒狀紋理火成巖中礦物顆粒大小不一,形態(tài)各異,交織分布形成的粗糙紋理。2斑狀紋理火成巖中較大的礦物斑晶嵌生在細?；|(zhì)中,形成明顯的對比視覺效果。3流動狀紋理巖漿流動過程中,礦物呈現(xiàn)出的定向排列形成的特殊紋理圖案。火成巖的成因機制火成巖的形成是一個復雜的地質(zhì)過程。關鍵在于巖漿的形成和演化過程。從地殼和上地幔的部分熔融開始,到巖漿的上升和冷卻結(jié)晶,形成各種不同類型的火成巖。這其中涉及溫度、壓力、巖漿組分等多方面因素的變化。巖漿的成因主要有三種機制:熱量的添加、壓力的減小以及物質(zhì)的添加。這些因素導致地幔物質(zhì)部分熔融,形成了巖漿,并最終冷卻結(jié)晶形成火成巖?；鸪蓭r的形成過程巖漿成因火成巖的形成始于地球內(nèi)部的巖漿。巖漿源于高溫高壓的地球深部,包含各種熔融的礦物成分。巖漿上升隨著地殼內(nèi)部的構(gòu)造運動,巖漿在地殼中不斷上升。在上升過程中,巖漿的成分和溫度會發(fā)生變化。巖漿侵入與凝固巖漿在地表或地下不同環(huán)境中緩慢凝固,形成各種不同結(jié)構(gòu)和組成的火成巖。火成巖冷卻火成巖在凝固過程中逐漸冷卻,礦物晶體逐步生長。冷卻速度是影響火成