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巖漿巖全冊(cè)配套完整課件3緒論第一章
1,巖石:是天然產(chǎn)出的,由一種或多種礦物顆粒、火山玻璃和生物遺骸等構(gòu)成的固態(tài)集合體。
有的巖石由一種礦物組成:如,灰?guī)r主要由方解石組成,石英砂巖主要由石英組成。
有的巖石由多種礦物組成:如,花崗巖由:石英、長(zhǎng)石和黑云母等組成。一、幾個(gè)基本概念2024/9/842024/9/8Page7官地雜巖糜棱巖旋轉(zhuǎn)碎斑2024/9/8Page8一組美麗的礦物判斷:石油、方解石、水泥、隕石、花崗巖.
是礦物?
是巖石?
是人工合成物?2,巖石學(xué)(Petrology):
是專門研究地殼、地幔及其它星體產(chǎn)出的巖石的分布、產(chǎn)狀、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、分類、命名、成因、演化等方面的科學(xué)。
隕石、月巖,火星巖等宇宙來(lái)源的巖石,也是巖石學(xué)的研究對(duì)象。
a.巖類學(xué):或稱描述巖石學(xué)或巖相學(xué),它主要是研究巖石的產(chǎn)狀、分布、組成、分類、命名等方面的問(wèn)題。
b.巖理學(xué):又稱理論巖石學(xué)或成因巖石學(xué),它主要是研究巖石的形成條件及成因等方面的問(wèn)題。3,火成巖:
由地殼深處或上地幔中形成的高溫熔融的巖漿,在侵入地下或噴出地表冷凝而成的巖石?;蚝?jiǎn)單地說(shuō),由巖漿冷凝固結(jié)而成的巖石稱為火成巖。也可稱之為巖漿巖。4,火成巖巖石學(xué):又稱巖漿巖巖石學(xué),是研究巖漿的起源、運(yùn)移、演化、結(jié)晶及巖漿巖的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、產(chǎn)狀、分布、分類、命名、共生組合、成因機(jī)理及與構(gòu)造、礦產(chǎn)關(guān)系等的一門獨(dú)立科學(xué)。
5,組成地殼的三大類巖石類型巖漿巖(Igneousrocks)沉積巖(Sedimentaryrocks)變質(zhì)巖(Metamorphicrocks)巖漿巖:
由地殼深處或上地幔中形成的高溫熔融的巖漿,在侵入地下或噴出地表冷凝而成的巖石?;蚝?jiǎn)單地說(shuō),由巖漿冷凝固結(jié)而成的巖石稱為巖漿巖。也可稱之為火成巖。沉積巖(Sedimentaryrocks):暴露在地殼表部的巖石,在地球發(fā)展過(guò)程中,不可避免地要遭受到各種外力作用的剝蝕破壞,然后再把破壞產(chǎn)物在原地或經(jīng)搬運(yùn)沉積下來(lái),再經(jīng)過(guò)復(fù)雜的成巖作用等過(guò)程形成的巖石。沉積巖的形成過(guò)程一般可分:風(fēng)化作用與剝蝕作用、搬運(yùn)作用、沉積作用和固結(jié)成巖作用等四個(gè)階段。變質(zhì)巖(Metamorphicrocks):
由內(nèi)力作用引起的巖石變化的作用稱為變質(zhì)作用。無(wú)論什么巖石(巖漿巖、沉積巖),由變質(zhì)作用重新形成的巖石,就是變質(zhì)巖。
變質(zhì)巖一方面受原巖的控制,而具有一定的繼承性,顯示出原巖的某些特征;一方面由于變質(zhì)作用,而在礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造上又與原巖有明顯的差異2024/9/8Page183,三大巖石在巖石圈中的分布花崗巖10.4%閃長(zhǎng)巖花崗閃長(zhǎng)巖11.2%正長(zhǎng)巖0.4%玄武巖、輝長(zhǎng)巖角閃巖、榴輝巖42.5%橄欖巖0.2%2024/9/8Page19三大巖是可以相互轉(zhuǎn)化的--巖石的循環(huán).
在地球內(nèi)部壓力作用下,巖漿沿著巖石圈的薄弱地帶侵入巖石圈上部或噴出地表,冷卻凝固形成巖漿巖。裸露地表的巖漿巖經(jīng)風(fēng)化作用形成沉積巖。同時(shí),這些已經(jīng)生成的巖石,在一定的溫度和壓力下發(fā)生變質(zhì)作用,形成變質(zhì)巖。2024/9/8Page20不管什么巖石,一旦進(jìn)入高溫(大于700~800℃)狀態(tài),巖石就將逐漸熔融成巖漿,
巖漿在一定的條件下再次侵入或噴出地表,形成新的巖漿巖,并與其他巖石一起再次接受外力的風(fēng)化、侵蝕、搬運(yùn)和堆積。
如此,周而復(fù)始,使巖石圈的物質(zhì)處于不斷的循環(huán)轉(zhuǎn)化之中。2024/9/8Page21變質(zhì)巖巖漿冷卻凝固巖漿巖侵蝕、搬運(yùn)、堆積等作用沉積巖變質(zhì)作用重融再生變質(zhì)作用6.三大巖石的循環(huán)火成巖沉積巖變質(zhì)巖2024/9/824
巖石學(xué)課程安排巖漿巖—張寧教授沉積巖—張寧教授變質(zhì)巖—趙軍紅教授二、地球內(nèi)部的巖石1,巖石圈:
顧名思義,巖石圈是由巖石組成的,它包括全部的地殼和上地幔頂部。巖石圈的厚度不均一,平均厚度約為100公里。巖石圈記錄了過(guò)去發(fā)生的地質(zhì)事件,提供了地球和行星歷史的資料。對(duì)巖石圈的了解,成為了認(rèn)識(shí)地球歷史的關(guān)鍵。2024/9/8Page26
處于地球內(nèi)部構(gòu)造最外層的巖石圈是地理環(huán)境的重要組成部分,由于位置的特殊性,巖石圈既與地球外部圈層直接相接觸,受到來(lái)自地球大氣、水、生物等外力作用的影響。如大氣中的氧與二氧化碳等成分、大氣運(yùn)動(dòng)與熱力變化作用于地表的巖石、參與巖石的破壞與形成過(guò)程;水的循環(huán)與生物的作用參與地表形態(tài)塑造的過(guò)程等。2024/9/8Page27巖石圈又與地球內(nèi)部圈層相交接,受到來(lái)自地球內(nèi)部?jī)?nèi)力作用的影響,如地殼運(yùn)動(dòng)、火山、地震等。從而綜合性地影響著地表的物質(zhì)組成和形態(tài)結(jié)構(gòu)。另一方面,巖石圈又在不同程度上影響著大氣圈、生物圈與水圈。作為地理環(huán)境的組成部分,巖石圈表層是地球上生命賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),是人類活動(dòng)主要的場(chǎng)所,構(gòu)成巖石圈的巖石、礦物和土壤是人類生活、生產(chǎn)不可缺少的自然資源。2024/9/8Page28
巖石圈是由地殼和上地幔組成,其下部為巖石圈下面是軟流圈。據(jù)莫霍面和古登堡面把地球分成三大部分:地殼、地幔、地核內(nèi)部圈層地殼地幔地核外部圈層陸殼(雙層)洋殼上地幔(~670km)下地幔(670~2891km)內(nèi)核(5150km~地心)外核(2891~4771km)過(guò)渡層(4771~5150km)~~~~莫霍面~~~~古登堡面巖石圈2024/9/8Page30地殼明顯地存在上下兩層
上:
硅鋁層,也稱為花崗質(zhì)層,只存在于大陸;下:
硅鎂層,也稱為玄武質(zhì)層,分布于全球.
巖石圈的厚度不均一,因地而異。一般而言,大陸地殼的巖石圈厚度大于海洋地殼的巖石圈厚度。
板塊理論是六十年代中期興起一種新的大地構(gòu)造理論,它認(rèn)為巖石圈的構(gòu)造單元是板塊。
全球整個(gè)巖石圈可被劃分為六大板塊:歐亞板塊、太平洋板塊、美洲板塊、非洲板塊、印度洋板塊和南極板塊。三,巖漿巖(火成巖)與板塊構(gòu)造的關(guān)系
六大板塊中,太平洋板塊完全由大洋巖石圈組成,其他5塊是由大洋巖石圈及大陸巖石圈組成。
板塊內(nèi)部是穩(wěn)定的,地殼處于比較寧?kù)o之中,而板塊之間的交界處是地殼運(yùn)動(dòng)激烈的地帶,經(jīng)常發(fā)生火山噴發(fā)、地震、巖層的擠壓褶皺及斷裂。板塊運(yùn)動(dòng):
由于地幔的對(duì)流運(yùn)動(dòng),使得漂浮在它上面的板塊也被帶動(dòng)做水平運(yùn)動(dòng)及碰撞。當(dāng)板塊互相碰撞時(shí),密度較大的一邊會(huì)下降到另一邊下方,稱作俯沖,而發(fā)生俯沖的地區(qū)稱為俯沖帶或聚合性板塊交界。俯沖帶俯沖的過(guò)程中,高溫會(huì)將俯沖的板塊熔融形成巖漿,巖漿借由浮力緩緩上升,最后聚集成為巖漿庫(kù)。通常在地下深處高溫高壓下的巖漿,與周圍環(huán)境處于平衡狀態(tài)。但一旦巖石圈發(fā)生破裂或產(chǎn)生壓力差,平衡被打破,巖漿就會(huì)上升。
由于受到上覆地殼的擠壓,一部分巖漿在地殼深處緩慢冷卻結(jié)晶,一部分可以達(dá)到離地表較近的淺處較快冷卻結(jié)晶,或者沖破地殼以火山的方式噴溢出來(lái)迅速冷卻。
人們根據(jù)板塊理論建立了全球巖漿作用模式,該模式認(rèn)為,大多巖漿作用都分布在各個(gè)板塊的邊緣地帶,少數(shù)則分布在板塊內(nèi)部.世界范圍內(nèi)大約有1500座火山,主要分布于環(huán)太平洋和洋中脊火山的全球分布熱點(diǎn)理論:
大多數(shù)巖漿是通過(guò)板塊的邊界斷裂到達(dá)地表。但是,世界上約5%的巖漿作用位于板塊內(nèi)部,如美國(guó)夏威夷群島火山。夏威夷群島離最近的板塊邊緣有3200公里。顯然用板塊理論釋解釋是行不通的。
熱點(diǎn)理論認(rèn)為,夏威夷群島是由地球內(nèi)部一個(gè)神秘的熱點(diǎn)而形成的。當(dāng)太平洋板塊在這個(gè)熱點(diǎn)上移動(dòng)時(shí),板塊底層巖石就被熔化,最后變成巖漿作用及火山。這些神秘的“熱點(diǎn)”即地幔柱。
地幔柱:深部地幔熱對(duì)流運(yùn)動(dòng)中的一股上升的圓柱狀固態(tài)物質(zhì)的熱塑性流,即從軟流圈或下地幔涌起并穿透巖石圈而成的熱地幔物質(zhì)柱狀體。它在地表或洋底出露時(shí)就表現(xiàn)為“熱點(diǎn)”
。熱點(diǎn)上的地?zé)崃髦荡蟠蟾哂谥車鷱V大地區(qū),甚至?xí)纬晒铝⒌幕鹕健?/p>
這一理論成功地解釋了夏威夷群島形成的過(guò)程.夏威夷群島是一列連續(xù)噴發(fā)的火山鏈島,它一端連接著現(xiàn)代活火山,沿此鏈距離現(xiàn)代活火山越遠(yuǎn),其年齡越老。這被認(rèn)為是:當(dāng)巖石圈板塊運(yùn)動(dòng)時(shí),固定不動(dòng)的地幔柱在板塊表面留下的熱點(diǎn)遷移的軌跡。位置固定不動(dòng)的地幔柱熱點(diǎn),在運(yùn)動(dòng)著的板塊之上勾畫出板塊運(yùn)動(dòng)的痕跡夏威夷火山鏈火山鏈島中,各個(gè)火山島的年齡自南向北有規(guī)律地逐漸變老。沉沒(méi)在珍珠港水下的亞利桑娜號(hào)四,巖漿巖(火成巖)與環(huán)境及資源1,影響全球氣候火山爆發(fā)時(shí)噴出的大量火山灰和火山氣體,對(duì)氣候造成極大的影響。因?yàn)樵谶@種情況下,昏暗的白晝和狂風(fēng)暴雨,甚至泥漿雨都會(huì)困擾當(dāng)?shù)鼐用耖L(zhǎng)達(dá)數(shù)月之久。
火山灰和火山氣體被噴到高空中去,它們就會(huì)隨風(fēng)散布到很遠(yuǎn)的地方。這些火山物質(zhì)會(huì)遮住陽(yáng)光,導(dǎo)致氣溫下降。此外,它們還會(huì)濾掉某些波長(zhǎng)的光線,使得太陽(yáng)和月亮看起來(lái)就像蒙上一層光暈,或是泛著奇異的色彩,尤其在日出和日落時(shí)能形成奇特的自然景觀。2,破壞環(huán)境火山爆發(fā)噴出的大量火山灰和暴雨結(jié)合形成泥石流能沖毀道路、橋梁,淹沒(méi)附近的鄉(xiāng)村和城市,使得無(wú)數(shù)人無(wú)家可歸。泥土、巖石碎屑形成的泥漿可象洪水一般淹沒(méi)了整座城市。巖石雖被火山灰云遮住了,但火山剛爆發(fā)時(shí)仍可看到被噴到半空中的巨大巖石。
火山噴發(fā)產(chǎn)物-揮發(fā)份美國(guó)圣海倫火山
當(dāng)火山爆發(fā)時(shí),伴隨著驚天動(dòng)地的巨大轟鳴,石塊飛騰翻滾,熾熱無(wú)比的巖漿像條條兇殘無(wú)比的火龍,從地下噴涌而出,吞噬著周圍的一切,霎時(shí)間,方圓幾十里都被籠罩在一片濃煙迷霧之中。有時(shí)候,由于火山爆發(fā),還能使平地頃刻間矗立起一座高高的大山,如赤道附近的乞力馬扎羅山和科托帕克希山就是這樣形成的;有時(shí)候,又能在瞬間吞掉整個(gè)村莊和城鎮(zhèn)。
維蘇威(Vesuvius)火山是歐洲大陸唯一的活火山,它最著名的一次噴發(fā)發(fā)生在公元79年八月二十四日,當(dāng)時(shí)古羅馬的赫庫(kù)蘭尼姆(Herculaneum)和龐培(Pompeii)兩鎮(zhèn)被毀滅,僅龐培城,死亡就近2萬(wàn)人.火山災(zāi)害:龐培廢墟與維蘇威火山從火山灰中發(fā)掘的龐培古城廢墟火山災(zāi)害3,滋潤(rùn)土地
土地是世界最寶貴的資源,因?yàn)樗茉杏龈鞣N植物來(lái)供養(yǎng)萬(wàn)物。如果火山爆發(fā)能給農(nóng)田蓋上不到20厘米厚的火山灰,對(duì)農(nóng)民來(lái)說(shuō)可真是喜從天降,因?yàn)檫@些火山灰富含養(yǎng)分能使土地更肥沃。熔巖崩解后,雜草苔類開始冒出來(lái)。繩狀熔巖流過(guò)的山坡長(zhǎng)出蕨類植物。4,火山與礦產(chǎn)資源A,金屬成礦作用B,火成巖與油氣藏C,非金屬礦產(chǎn)和寶玉石D,地?zé)崂肍,旅游資源
火山雖然經(jīng)常給人類帶來(lái)巨大的災(zāi)害,但它也并非一無(wú)是處。火山資源的利用也可以帶給我們生活的樂(lè)趣與便利。
一般來(lái)說(shuō),火山資源主要體現(xiàn)在它的旅游價(jià)值、地?zé)崂煤突鹕綆r材料方面。
火山和地?zé)崾且粚?duì)孿生兄弟,有火山的地方一般就有地?zé)豳Y源。地?zé)崮苁且环N廉價(jià)的新能源,同時(shí)無(wú)污染,因而得到了廣泛的應(yīng)用?,F(xiàn)在,從醫(yī)療、旅游、農(nóng)用溫室、水產(chǎn)養(yǎng)殖一直到民用采暖、工業(yè)加工、發(fā)電方面,都可見到地?zé)崮艿膽?yīng)用。環(huán)太平洋火圈與礦產(chǎn)(中生代)火成巖與油氣的關(guān)系
巖漿活動(dòng)使周緣斷裂活動(dòng)加強(qiáng)或產(chǎn)生新斷裂、劈理、節(jié)理以及其它構(gòu)造裂縫并連通先前存在的孔縫,改善圍巖儲(chǔ)滲性能。
巖漿熱作用促進(jìn)油氣生成和儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能,致密巖石作為蓋層;多孔火山巖和裂縫發(fā)育的火成巖作為儲(chǔ)層。松遼盆地渤海灣盆地鄂爾多斯盆地四川盆地二連盆地準(zhǔn)噶爾盆地塔里木盆地2024/9/8Page592024/9/8Page60巖漿及巖漿作用第二章
生活在科技時(shí)代的人們已經(jīng)在電視等媒體上看到過(guò)噴涌的巖漿,知道巖漿巖是由巖漿直接冷凝形成的。巖漿的英文名字是“Magma”,這個(gè)單詞的原義是形容一種類似于“稀糊狀混合物”的物體。一,巖漿及巖漿作用p131,巖漿:是天然形成于上地幔或地殼深部,含有少量揮發(fā)分和固體物質(zhì)、粘稠的、以硅酸鹽為主要成分的高溫熔融體(熔體)。
巖漿是形成各種巖漿巖和巖漿礦床的母體?!?)該定義厘定了巖漿產(chǎn)生的部位、成分和性狀;
(2)巖漿的基本特點(diǎn)是:具一定的化學(xué)組成、高溫、具有流動(dòng)性。PhotographbyR.Hoblitt,30September2001PhotographbyR.Hoblitt,30September2001PhotographbyR.Hoblitt,16May2002DonaldW.Peterson
(1925-2003)2,巖漿作用(magmatism)
巖漿沿著地殼薄弱地帶(如,裂隙等)上升到地殼上部或噴溢出地表。在上升、運(yùn)移過(guò)程中,由于物理化學(xué)條件的改變,巖漿的成分又不斷發(fā)生變化,最后冷凝成為巖石,這一復(fù)雜過(guò)程稱為巖漿作用.巖漿上升至噴出過(guò)程中,會(huì)發(fā)生一系列地質(zhì)作用:
(1)向上運(yùn)移由于溫度、壓力的下降,巖漿自身的物化條件發(fā)生變化;
(2)巖漿與圍巖發(fā)生化學(xué)反應(yīng);
(3)巖漿烘烤圍巖和使圍巖發(fā)生構(gòu)造變化。1.
洋中脊(Mid-oceanRidges)2.
陸內(nèi)裂谷(IntracontinentalRifts)3.
島?。↖slandArcs)4.
活動(dòng)大陸邊緣(ActiveContinentalMargins)5.
弧后盆地(Back-arcbasins)6.
洋島玄武巖(OceanIslandbasalts)7.
各種各樣的陸內(nèi)火成巖(MiscellaneousIntra-ContinentalActivity)金伯利巖(kimberlites),超鎂鐵-鎂鐵質(zhì)層狀雜巖體,碳酸巖(carbonatites),斜長(zhǎng)巖(anorthosites)...地球中火成巖的分布
巖漿作用所形成的巖石稱為:巖漿巖(火成巖)
巖漿作用按其噴出地表或侵入地殼之中的方式,又可分為兩種產(chǎn)出情況:1,侵入作用--侵入巖2,噴出作用--噴出巖(火山巖)
廣泛分布于大陸地殼中的花崗巖可以作為巖漿侵入的代表;
而分布在大洋中脊的玄武巖則是噴出作用的代表。1.巖漿噴出作用:噴出作用又稱為火山作用,在巖漿向地殼的薄弱地帶擠入過(guò)程中,巖漿內(nèi)部壓力大到足以使其穿過(guò)上部的巖層而噴出地表,形成了火山噴發(fā),它所形成的巖石,稱為:噴出巖(火山巖)。
現(xiàn)代火山噴發(fā)巖漿的噴出作用狹義的火山巖
a
.火山熔巖:由火山管道或裂隙溢流出地表的巖漿冷凝形成的巖石。廣義火山巖還包括:
b.次火山巖:與火山活動(dòng)有關(guān)的超淺成侵入巖。
c.火山碎屑巖:由火山爆發(fā)所產(chǎn)生的各種火山碎屑物堆積、膠結(jié)而成的巖石。巖漿的侵入作用2.巖漿的侵入作用:如果巖漿沒(méi)有上升至地表,而是侵入到地下一定深度的巖層中就凝固了。它所形成的巖石稱為侵入巖。巖漿的侵入作用按侵入的深淺不同,又可分:淺成侵入:(侵入深度距地表0-3Km)
中成侵入:(侵入深度距地表3-10Km)深成侵入:(侵入深度距地表>10Km)噴出巖、淺成巖、中成巖、深成巖的示意圖
深成侵入巖形成時(shí)的溫度和壓力均較高,因而巖漿冷凝緩慢,巖石多為全晶質(zhì)中粗粒結(jié)構(gòu)。巖體規(guī)模較大,常見的有巖基、巖株兩種。
淺成侵入巖接近地表,巖漿冷凝較快。礦物結(jié)晶顆粒細(xì)小,巖石常為中細(xì)粒結(jié)構(gòu)或斑狀結(jié)構(gòu)。淺成侵入體的規(guī)模一般較小,可見底部邊界,常見的有巖床、巖墻、巖盆、巖蓋等。
噴出巖,
由于巖漿溫度急聚降低,固結(jié)成巖時(shí)間相對(duì)較短。
侵入巖,由于巖漿溫度降低緩慢,所以固結(jié)成巖需要的時(shí)間很長(zhǎng)。
侵入巖固結(jié)所需要的時(shí)間比噴出巖要長(zhǎng)得多。
兩者的差別:巖漿冷凝結(jié)晶的快慢二,巖漿的性質(zhì)1,巖漿的成份
現(xiàn)代火山噴發(fā)使我們能夠直接觀察到巖漿。主體部分:硅酸鹽熔漿(硅酸鹽物質(zhì)的熔融體)。次要部分:揮發(fā)組分(水蒸汽和其它氣態(tài)物質(zhì))。
人們親眼看到很多溢出到地表的熔巖流,它們應(yīng)該很接近巖漿的成分,但是當(dāng)巖漿噴出地表時(shí),水蒸汽、CO2、SO2、CO、N2等揮發(fā)份會(huì)大量逸散,特別是水蒸汽在揮發(fā)份中占的比重很大,約占總量的60-90%。而巖漿噴出時(shí),首先噴出的是揮發(fā)份。
因此,確切地說(shuō),巖漿巖是由失去了大量揮發(fā)份的巖漿固結(jié)形成的。2,巖漿溫度
熾熱的巖漿溫度可以利用噴出的熔巖直接測(cè)定,熔巖的溫度因?yàn)閹r漿成分不同而有些差別?;缘男鋷r漿溫度最高,可達(dá)1000-1250℃,酸性的流紋巖漿溫度最低,大約為700-900℃。
一般來(lái)說(shuō),在地表常壓下測(cè)定的熔巖流的溫度總是比地下深處同成分的、正在結(jié)晶的巖漿高,這是因?yàn)榈叵律钐幍膸r漿富含揮發(fā)份,揮發(fā)份可以使起熔溫度和液相線溫度明顯下降.
測(cè)量巖漿的溫度巖石類型溫度(
C)流紋巖700-900英安巖800-1100安山巖950-1200玄武巖1000-1250巖漿溫度(通過(guò)觀察現(xiàn)代熔巖流而的出的溫度)
巖漿的溫度還可以用熔融巖石和結(jié)晶模擬實(shí)驗(yàn)的方法、巖漿中包裹體測(cè)溫的方法以及地質(zhì)溫度計(jì)和地質(zhì)壓力計(jì)計(jì)算方法來(lái)間接獲得。3,巖漿的粘度粘度也是巖漿很重要的性質(zhì)之一,它代表著巖漿流動(dòng)的狀態(tài)和程度。巖漿有著很高得粘度(相當(dāng)于20度時(shí)水的粘度的1000倍)。粘度與化學(xué)成分、溫度和揮發(fā)份有關(guān),巖漿的上升和侵位運(yùn)動(dòng)受巖漿性質(zhì)和地殼環(huán)境控制(壓力差、密度差)?;瘜W(xué)成分和熔體結(jié)構(gòu):SiO2含量越高,粘度越大;溫度:溫度高,粘度低水含量:含量高,粘度低晶體含量:含量高,粘度低巖漿粘度影響因素:活火山:現(xiàn)在尚在活動(dòng)或周期性不斷活動(dòng)的火山;休眠火山:有史以來(lái)曾經(jīng)活動(dòng),但長(zhǎng)期以來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)的火山;死火山:
史前曾經(jīng)噴發(fā),但有史以來(lái)未活動(dòng)的火山。三,有關(guān)火山活動(dòng)的概念火山噴發(fā)A火山噴發(fā)B1963年冰島以南大西洋中脊上的火山爆發(fā)導(dǎo)致一座新火山島火山噴發(fā)類型火山噴發(fā)基本類型
裂隙式噴發(fā)中心式噴發(fā)(冰島式噴發(fā)
)寧?kù)o式噴發(fā)型
(夏威夷式噴發(fā))--寧?kù)o地溢流
斯特龍博利式噴發(fā)
(寧?kù)o式與爆烈式之間的噴發(fā))
爆烈式噴發(fā)型
火山噴發(fā)物以水汽為最多,占?xì)怏w總體積的60—90%。此外還有H2S,SO2,CO2,HF,HCl,NaCl,NH4Cl等。早期高溫階段,HCl等氣體較多;晚期則富含SO2、CO2等成分,這種規(guī)律可以作為火山預(yù)測(cè)的一種依據(jù)。火山噴氣可以升華出硫黃、鈉鹽、鉀鹽等礦產(chǎn)。氣體噴發(fā)物
按火山通道的形狀,可分為裂隙式噴發(fā)和中心式噴發(fā)。3.2.3.2固體噴發(fā)物(火山碎屑物火山灰
火山爆發(fā)崩碎的細(xì)小巖屑和凝固的細(xì)小漿屑。比之更細(xì)的叫火山塵(<0.01=和火山砂(>2mm)?;鹕交液茌p,可以升到高空進(jìn)入平流層,在更大范圍擴(kuò)散,長(zhǎng)期不落?;鹕降[
粒徑為2—100mm的火山碎屑叫火山礫;大于100mm者叫火山塊?;鹕皆?/p>
火山噴發(fā)時(shí)由被拋到空中的熔漿凝固而成的熔渣,多具氣孔及尖銳棱角,從砂粒到核桃般大小或更大?;鹕綇?/p>
是由熔漿以高速噴向空中發(fā)生旋轉(zhuǎn)、扭曲而形成的具有一定形狀的塊體,大小可從數(shù)cm到數(shù)m。紡錘形、梨形、扭曲形以及扁平狀?;鹕皆鸪蓭r的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造第三章一、火成巖結(jié)構(gòu)(textures)火成巖的結(jié)構(gòu)(textures):指組成巖石的礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、晶體形態(tài)、自形程度和礦物之間(包括玻璃)的相互關(guān)系。一般是指手標(biāo)本或顯微鏡尺度上可觀察的特征,故又稱為顯微構(gòu)造(microstructures)不同的條件下形成的火成巖具有不同的特征?;鸪蓭r的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造是我們認(rèn)識(shí)、描述和鑒定不同種類火成巖的重要方面?;鸪蓭r的結(jié)構(gòu)構(gòu)造-指巖石中礦物顆粒本身的特點(diǎn)(結(jié)晶程度、晶粒大小、晶粒形狀等)及顆粒之間的相互關(guān)系所反映出來(lái)的巖石構(gòu)成的特征。a,全晶質(zhì)結(jié)構(gòu):
b,半晶質(zhì)結(jié)構(gòu):
c,玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu):1.結(jié)晶程度
指巖石中結(jié)晶質(zhì)部分和非晶質(zhì)部分(玻璃)之間的比例。分為三級(jí):
a,全晶質(zhì)結(jié)構(gòu):又稱顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu),是指火成巖中的礦物晶體顆粒肉眼能分辨的結(jié)構(gòu)。按晶體顆粒直徑的大小分為粗粒結(jié)構(gòu)、中粒結(jié)構(gòu)和細(xì)粒結(jié)構(gòu).
a,半晶質(zhì)結(jié)構(gòu):巖石由部分晶體和部分玻璃質(zhì)組成。多見于淺成巖和火山巖中。半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)(玻基純橄巖)
半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)(?;鋷r)
全部由未結(jié)晶的火山玻璃質(zhì)組成,為純碎玻璃質(zhì)的結(jié)構(gòu)。由于熔巖噴出地表,冷卻很快,以致其中原子或離子來(lái)不及組合形成有規(guī)則排列的結(jié)晶物質(zhì),遂凝固形成天然的玻璃物質(zhì)。玻璃質(zhì)肉眼看來(lái)是致密塊狀,具玻璃光澤及貝殼狀斷口。在正交偏光下無(wú)光性反應(yīng)等,以此區(qū)別于隱晶質(zhì)。玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)
玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)--黑曜巖電影《肖申克的救贖》(TheShawshankRedemption)
玻璃質(zhì)是不穩(wěn)定的,
隨時(shí)間和物理?xiàng)l件(溫度和壓力)的變化,會(huì)發(fā)生脫?;蚓Щ饔?轉(zhuǎn)變成結(jié)晶質(zhì)。玻璃質(zhì)脫?;饔蒙梢韵掳刖з|(zhì)結(jié)構(gòu):
a,雛晶結(jié)構(gòu)(crystallitetexture):由一些顆粒極細(xì)的雛晶組成,雛晶的形態(tài)各異,有球雛晶、串珠雛晶、針雛晶、發(fā)雛晶及羽雛晶等,進(jìn)一步可形成微晶
(a)羽狀普通輝石雛晶集合體(400X)(
b)羽狀普通輝石雛晶集合體的放大(約2000X)
熔漿直接結(jié)晶的雛晶顯微含羽雛晶玻璃質(zhì)雛晶b,霏細(xì)結(jié)構(gòu)(felsitictexture):主要由極細(xì)的它形長(zhǎng)英質(zhì)礦物顆粒的集合體組成,顆粒之間的界線模糊
c,球粒結(jié)構(gòu)(spherulitictexture):長(zhǎng)英質(zhì)礦物形成放射狀的球形的集合體,在正交偏光下呈十字消光-這是脫玻化的結(jié)果雛晶結(jié)構(gòu)球粒結(jié)構(gòu)球粒流紋巖-球粒結(jié)構(gòu):長(zhǎng)英質(zhì)礦物形成放射狀的球形集合體。單偏光正交偏光雛晶結(jié)構(gòu):玻璃質(zhì)在脫玻化初期,形成一些顆粒極細(xì)的結(jié)晶物質(zhì),稱為雛晶。如果巖石主要由雛晶組成,則其結(jié)構(gòu)稱雛晶結(jié)構(gòu)。霏細(xì)結(jié)構(gòu)按結(jié)晶程度的結(jié)構(gòu)小結(jié)結(jié)晶程度主要決定于巖石的形成環(huán)境和巖漿成分。深成巖是巖漿在地下深處相對(duì)封閉的條件下冷凝而成的巖石,冷凝緩慢,往往形成全晶質(zhì)巖石。噴出巖形成于地表,冷卻迅速,往往形成結(jié)晶程度較差的巖石。如果在相同冷凝條件下,基性巖漿溫度高、粘性小、冷卻相對(duì)較慢,其結(jié)晶程度往往比酸性巖漿要好一些。2.巖石中礦物顆粒的大小(1)根據(jù)絕對(duì)大小分為
a,隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu):顆粒一般小于0.02mm
b,顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu):肉眼能分辨出礦物顆粒(2)據(jù)粒徑大小分為:粗粒(coarsegrained)結(jié)構(gòu):d>5mm中粒(mediumgrained)結(jié)構(gòu):d=2-5mm細(xì)粒(finegrained)結(jié)構(gòu):d=0.2-2mm微粒(microgranular)結(jié)構(gòu):
d<0.2mm
另外:d>1cm的礦物,可稱為巨晶,大于3cm稱偉晶.
老虎石巖基(灰白色中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖)及其中的偉晶巖脈(3)據(jù)礦物顆粒的相對(duì)大小,可分為以下四種結(jié)構(gòu):
a,等粒結(jié)構(gòu):
同種主要礦物顆粒大小大致相等
b,
不等粒結(jié)構(gòu):
同種主要礦物顆粒大小不等
c,斑狀結(jié)構(gòu):礦物顆粒分為大小截然不同的兩群大的稱為斑晶,小的及玻璃質(zhì)稱為基質(zhì)
d,似斑狀結(jié)構(gòu):由兩群大小不同的礦物顆粒組成但基質(zhì)為顯晶質(zhì),與斑晶為同一世代的產(chǎn)物等粒結(jié)構(gòu)同種主要礦物顆粒大小大致相等.不等粒結(jié)構(gòu)同種主要礦物顆粒大小不等純橄巖中的等粒結(jié)構(gòu)純橄巖中的不等粒結(jié)構(gòu)等粒結(jié)構(gòu)不等粒結(jié)構(gòu)(橄欖巖)
礦物顆粒分為大小截然不同的兩群,較大顆粒稱為斑晶,斑晶與斑晶間的物質(zhì)稱為基質(zhì),基質(zhì)為隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)。一般是斑晶結(jié)晶較早,晶形較好,而基質(zhì)部分結(jié)晶較晚,多是熔漿噴出地表或上升至淺處迅速冷凝而成,常為噴出巖或一些淺成巖所具有。斑狀結(jié)構(gòu)正長(zhǎng)斑巖,燕塞湖斑狀結(jié)構(gòu)
類似于斑狀結(jié)構(gòu),但斑晶更為粗大(可超過(guò)1cm),而基質(zhì)則多為中、粗粒顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。似斑狀結(jié)構(gòu)常為深成巖所具有,如似斑狀花崗巖。似斑狀結(jié)構(gòu)斑狀正長(zhǎng)巖,燕塞湖似斑狀結(jié)構(gòu)正長(zhǎng)斑巖,燕塞湖斑狀結(jié)構(gòu)(面粉+黃豆)似斑狀結(jié)構(gòu)小米+黃豆正長(zhǎng)斑巖斑狀正長(zhǎng)巖斑狀結(jié)構(gòu)的斑晶在地表?xiàng)l件下不穩(wěn)定,常形成:
a,熔蝕結(jié)構(gòu):因壓力降低使斑晶礦物的熔點(diǎn)降低,或因巖漿在地表氧化,溫度一度升高等,造成早已結(jié)晶的斑晶熔蝕形成的結(jié)構(gòu)。
b,暗化邊結(jié)構(gòu):含揮發(fā)分的斑晶(角閃石、黑云母等),常因低壓、高溫氧化、脫水等原因,在斑晶的邊部出現(xiàn)不透明的邊緣。熔蝕結(jié)構(gòu)角閃石的暗化邊黑云母暗化邊角閃石斑晶的暗化邊:由鐵的氧化物和輝石構(gòu)成.成因:火山噴發(fā)過(guò)程中,因壓力釋放,含水礦物快速氧化所致.暗化邊結(jié)構(gòu)3.巖石中礦物的自形程度(顆粒形態(tài))據(jù)礦物自形程度可以分為三種結(jié)構(gòu)自形粒狀結(jié)構(gòu):礦物顆粒按自已的結(jié)晶習(xí)性發(fā)育成規(guī)則的自形晶。它形粒狀結(jié)構(gòu):礦物顆粒多呈不規(guī)則的形態(tài)-它形晶,少有完整規(guī)則的晶面
半自形粒狀結(jié)構(gòu):礦物顆粒按結(jié)晶習(xí)性發(fā)育一部分規(guī)則的晶面,其它的晶面發(fā)育不好呈不規(guī)則的形態(tài)?;◢弾r的它形粒狀結(jié)構(gòu)輝長(zhǎng)巖的半自形粒狀結(jié)構(gòu)輝長(zhǎng)巖的自形粒狀結(jié)構(gòu)火成巖的結(jié)構(gòu)(按晶粒形狀劃分)小結(jié)
晶粒的自形程度主要決定于結(jié)晶的先后,在巖漿中早期結(jié)晶礦物常為自形晶,晚期結(jié)晶礦物常為他形晶。如在花崗巖中,黑云母和角閃石結(jié)晶較早自形程度較好;其次為斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石,多為半自形;而石英顆粒為他形,不具晶面,結(jié)晶最晚。4.巖石中礦物顆粒間的相互關(guān)系
包括礦物之間的相互關(guān)系和礦物及隱晶質(zhì)之間的相互關(guān)系,常見的有:(1)條紋(perthitic)結(jié)構(gòu)
主要見于條紋長(zhǎng)石,表現(xiàn)為鉀長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石有規(guī)律地交生
正條紋(orthoperthitic):主晶為鉀長(zhǎng)石
反條紋(antiperthitic):主晶為鈉長(zhǎng)石成因:固熔體分離、交代作用
條紋長(zhǎng)石正條紋結(jié)構(gòu)
鉀長(zhǎng)石主晶鈉長(zhǎng)石客晶反條紋結(jié)構(gòu)
鈉長(zhǎng)石主晶鉀長(zhǎng)石客晶(2)文象(Graphic)結(jié)構(gòu)
石英呈一定的外形(如象形文字)有規(guī)律地鑲嵌在鉀長(zhǎng)石中,這些石英在正交偏光下同時(shí)消光。肉眼可見的叫文象結(jié)構(gòu),鏡下才能見到的叫顯微文象結(jié)構(gòu).文象結(jié)構(gòu)(Graphictexture)文象偉晶巖文象結(jié)構(gòu):?jiǎn)我痪w中石英和堿性長(zhǎng)石交生(單偏光)(3)蠕蟲(Myrmekitic)結(jié)構(gòu)
許多細(xì)小的形似蠕蟲狀或指狀的石英穿插生長(zhǎng)在長(zhǎng)石中,其中石英的消光位一致(4)反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)
早生成的礦物或捕擄晶,與巖漿發(fā)生反應(yīng),環(huán)繞早生成礦物形成一個(gè)新礦物邊.斜長(zhǎng)石的外圍具角閃石的反應(yīng)邊反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)反應(yīng)邊結(jié)構(gòu):橄欖石外側(cè)形成斜方輝石輝石外側(cè)形成角閃石磁鐵礦具黑云母反應(yīng)邊反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)斜長(zhǎng)石的環(huán)帶結(jié)構(gòu)環(huán)帶狀結(jié)構(gòu)
晶體顆粒表現(xiàn)出明顯的環(huán)帶,正交偏光鏡下呈環(huán)帶狀消光,在中性斜長(zhǎng)石中尤為常見。斜長(zhǎng)石的環(huán)帶內(nèi)外成分不同,內(nèi)部環(huán)帶的長(zhǎng)石成分偏基性,外部偏酸性,它是在巖漿冷卻速度中等條件下形成的,出現(xiàn)于中深成巖或部分淺成巖中,而深成巖中的長(zhǎng)石少見環(huán)帶狀結(jié)構(gòu)。
(5)環(huán)帶結(jié)構(gòu)(zoned):
同種礦物成分從中心到邊緣規(guī)律變化斜長(zhǎng)石:中心基性,邊緣酸性--正環(huán)帶;中心酸性,邊緣基性--反環(huán)帶環(huán)帶狀角閃石環(huán)帶狀斜長(zhǎng)石(發(fā)育簡(jiǎn)單雙晶)(6)包含結(jié)構(gòu):
較大礦物顆粒包含有較小礦物顆粒.在該結(jié)構(gòu)中被包裹的礦物結(jié)晶較早,而包裹它的礦物結(jié)晶較晚,可作為分析巖漿中礦物結(jié)晶順序的證據(jù)。填隙(間)結(jié)構(gòu):指淺成相或噴出相火山巖基質(zhì)中,由輝石等暗色礦物以及隱晶質(zhì)、玻璃質(zhì)充填于微晶斜長(zhǎng)石粒間空隙形成的結(jié)構(gòu)。充填物均為粒狀礦物時(shí)稱間粒結(jié)構(gòu),充填物為隱晶質(zhì)-玻璃質(zhì)稱間隱結(jié)構(gòu),二者的過(guò)渡類型稱間粒-間隱結(jié)構(gòu)。填隙結(jié)構(gòu):斜長(zhǎng)石搭成格架,輝石或其他礦物充填斜長(zhǎng)石粒間間粒結(jié)構(gòu):斜長(zhǎng)石搭成格架,中間充填物為粒狀礦物間隱結(jié)構(gòu):斜長(zhǎng)石搭成格架,中間充填物為隱晶質(zhì)-玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)晶程度晶體大小晶體形態(tài)相互關(guān)系全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)/玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)/半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)自形粒狀結(jié)構(gòu)/半自形粒結(jié)構(gòu)/它形粒狀結(jié)構(gòu)條紋結(jié)構(gòu)/文象結(jié)構(gòu)/蠕蟲結(jié)構(gòu)/反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)/環(huán)帶結(jié)構(gòu)/包含結(jié)構(gòu)絕對(duì)大小相對(duì)大小等粒結(jié)構(gòu)/不等粒結(jié)構(gòu)斑狀結(jié)構(gòu)/似斑狀結(jié)構(gòu)細(xì)粒結(jié)構(gòu)/中粒結(jié)構(gòu)/粗粒結(jié)構(gòu)巖漿巖的結(jié)構(gòu)總結(jié)
火成巖是由巖漿結(jié)晶形成的,它的結(jié)構(gòu)受控于巖漿的結(jié)晶過(guò)程。巖漿在上升侵位過(guò)程中及至侵位之后,由于物理化學(xué)條件的變化,尤其是溫度的降低或揮發(fā)組分的出溶,均會(huì)導(dǎo)致結(jié)晶作用,最終形成具有一定結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的火成巖。二、火成巖結(jié)構(gòu)的成因意義1,巖石的粒度與冷卻程度
一般來(lái)說(shuō),礦物都是在過(guò)冷區(qū)域,即低于其熔點(diǎn)若干度的條件下結(jié)晶的。如果冷卻緩慢,有充分的時(shí)間結(jié)晶,則結(jié)晶好;反之,則結(jié)晶不好,或形成玻璃。
1).巖漿在地殼深部,冷卻緩慢,晶體生長(zhǎng)速度大于形成結(jié)晶中心的速度。因此,圍繞少數(shù)結(jié)晶中心晶體迅速生長(zhǎng),形成粗粒結(jié)構(gòu)。
2).巖漿在地殼淺部,冷卻較快的情況下,形成結(jié)晶中心的速度大于晶體生長(zhǎng)速度,圍繞大量結(jié)晶中心形成大量的細(xì)小晶體,構(gòu)成細(xì)粒結(jié)構(gòu)。
3).巖漿噴出地表或很近地表,冷卻很快,形成結(jié)晶中心的能力及晶體生長(zhǎng)速度都大為減弱,但前者仍大于后者,結(jié)晶中心非常多,晶體生長(zhǎng)速度近于零,結(jié)晶能力很弱,形成微晶、隱晶、霏細(xì)或半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。
4).冷卻極快的情況下,幾乎不形成結(jié)晶中心,更談不上晶體生長(zhǎng),因而形成玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。
1).礦物顆粒的相對(duì)自形程度自形程度高的一般析出較早,自形程度低的析出較晚。但是,礦物本身的結(jié)晶能力必須充分注意。
2).礦物間的相互包裹關(guān)系通常認(rèn)為被包裹的礦物一般早于包裹它的礦物。但需謹(jǐn)慎,如分解條紋長(zhǎng)石、文象結(jié)構(gòu)中的石英。
3).礦物晶體大小在常見的斑狀結(jié)構(gòu)中,大晶體一般先結(jié)晶,而小晶體常常后結(jié)晶。但對(duì)某些交代斑晶則相反。2,礦物結(jié)晶順序的確定
4).
總是以它形充填狀出現(xiàn)的礦物是最晚開始結(jié)晶和最晚結(jié)晶結(jié)束的。
如:某些輝長(zhǎng)巖中的石英
5).
巖石中總呈是它形出現(xiàn)的兩種礦物表明它們的結(jié)晶能力弱,又是同時(shí)結(jié)晶,晶體互相干擾生長(zhǎng)。
如:花崗細(xì)晶巖中的長(zhǎng)石和石英
6).
反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)中,作為反應(yīng)邊的礦物生成晚。
7).
具環(huán)帶結(jié)構(gòu)的礦物,環(huán)帶本身就具有順序性。鮑文反應(yīng)序列
美國(guó)巖石學(xué)家鮑文:火成巖的演化的作者。此巨著主要依據(jù)他對(duì)安大略火成巖的研究和熔巖結(jié)晶的室內(nèi)實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明巖漿結(jié)晶分異的過(guò)程,1922年正式提出了提出了一個(gè)表示巖漿結(jié)晶順序以及它們的共生組合關(guān)系的“反應(yīng)原理”,后來(lái)科學(xué)界稱之為“鮑文反應(yīng)序列”。N.L.Bowen(1887-1956)&O.FrankTuttle(1916-1983)鮑文反應(yīng)序列
隨著巖漿溫度由高到低慢慢冷凝,鐵鎂硅酸鹽結(jié)晶序列是:橄欖石→輝石→角閃石→黑云母→石英→沸石;而鈣鈉硅酸鹽結(jié)晶序列是:鈣長(zhǎng)石→培長(zhǎng)石→拉長(zhǎng)石→中長(zhǎng)石→奧長(zhǎng)石→鈉長(zhǎng)石。各溫度階段產(chǎn)生的巖石序列則是:橄欖巖→輝長(zhǎng)巖→玄武巖系→閃長(zhǎng)巖→安山巖系→花崗閃長(zhǎng)巖-流紋英巖系→花崗巖-流紋巖系。
礦物分離結(jié)晶的順序--鮑文(Bowen,1928)反應(yīng)系列溫度下降橄欖石基性斜長(zhǎng)石輝石角閃石黑云母鉀長(zhǎng)石白云母石英
酸性斜長(zhǎng)石不連續(xù)系列連續(xù)系列中基性斜長(zhǎng)石中性斜長(zhǎng)石鮑文反應(yīng)系列分兩個(gè)系列從高溫到低溫巖漿結(jié)晶過(guò)程包括兩個(gè)并行的演化系列:
斜長(zhǎng)石系列--淺色的硅鋁礦物反應(yīng)系列.其成分是漸變的固溶體系,結(jié)晶格架未變化,叫連續(xù)反應(yīng)系列;
暗色礦物系列—暗色的鎂橄欖石到黑云母,其成分不是漸變,結(jié)晶格架是變化的,稱之為不連續(xù)反應(yīng)系列
鎂鐵質(zhì)礦物硅鋁質(zhì)礦物byN.L.Bowen,1928橄欖石輝石角閃石黑云母鈣長(zhǎng)石鈣/鈉斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石正長(zhǎng)石白云母石英
架狀硅酸鹽島狀單鏈雙鏈層狀連續(xù)系列不連續(xù)系列T
隨著巖漿溫度由高到低慢慢冷凝:暗色礦物結(jié)晶序列橄欖石→輝石→角閃石→黑云母;淺色礦物結(jié)晶序列基性斜長(zhǎng)石→中基性斜長(zhǎng)石→中性斜長(zhǎng)石→酸斜長(zhǎng)石
隨著溫度下降,在巖漿晚期,以上兩系列合成單一的不連續(xù)反應(yīng)系列,依次結(jié)晶出鉀長(zhǎng)石→白云母→石英。有高溫-低溫,階段產(chǎn)生的巖石序列則是:
橄欖巖→輝長(zhǎng)巖→玄武巖系→閃長(zhǎng)巖→安山巖系→花崗閃長(zhǎng)巖-流紋英巖鮑文反應(yīng)序列的應(yīng)用(1)確定礦物的結(jié)晶順序,
縱行表示從高溫到低溫礦物結(jié)晶的順序;反應(yīng)系列上部的礦物比下部的礦物早結(jié)晶。顯然橄欖石、基性斜長(zhǎng)石是最早結(jié)晶的礦物,石英則是巖漿結(jié)晶的最后產(chǎn)物。橫行表示在同一水平位置上的礦物大體是同時(shí)結(jié)晶,
(2)解釋了巖漿巖中礦物共生組合的一般規(guī)律
.由于兩種反應(yīng)系列存在著共結(jié)關(guān)系,當(dāng)巖漿冷卻到一定溫度時(shí),必定同時(shí)結(jié)晶出一種淺色礦物和一種暗色礦物。例如當(dāng)巖漿降至1550℃時(shí),析出橄欖石、斜方輝石和基性(鈣、培)長(zhǎng)石而組成超基性巖。巖漿溫度降至1270℃時(shí),單斜輝石和拉長(zhǎng)石同時(shí)析出組成基性巖。
.上下相距不遠(yuǎn)的礦物更容易出現(xiàn)于同一巖石中,距離太遠(yuǎn)的礦物一起出現(xiàn)的幾率則較小。例如輝石和富鈣的斜長(zhǎng)石組成基性巖,不可能與石英共生;鉀長(zhǎng)石、富鈉斜長(zhǎng)石、石英、黑云母等組成酸性巖,不可能與橄欖石共生。
.礦物由下自上,在酸性巖中出現(xiàn)的幾率越來(lái)越小甚至沒(méi)有;在基性巖中,則相反,出現(xiàn)的幾率越來(lái)越高。
例如基性巖中的主要礦物為橄欖石、輝石、角閃石、黑云母和斜長(zhǎng)石類;酸性巖中礦物為石英、白云母、鉀長(zhǎng)石類;而石英與橄欖石則不可能出現(xiàn)于同一巖石之中。鮑溫反應(yīng)系列的局限性但是,天然的巖漿作用過(guò)程,不僅受溫度條件控制,而且其它條件如壓力、揮發(fā)成分、化學(xué)成分及其組合比例等也都影響結(jié)晶程序。所以,鮑溫反應(yīng)系列只能代表礦物結(jié)晶順序的一般模式,它不能解釋火成巖結(jié)晶過(guò)程的所有復(fù)雜現(xiàn)象。三、火成巖構(gòu)造(structures)巖石的構(gòu)造(structures):指巖石中不同礦物集合體之間或礦物集合與其它組成部分之間的排列、充填方式等,一般是在露頭尺度或手標(biāo)本尺度上的性質(zhì)。結(jié)構(gòu)與構(gòu)造,二者無(wú)截然區(qū)別,在國(guó)外的教材中合稱為組構(gòu)(fabric)
1,塊狀構(gòu)造:巖石各部分礦物與結(jié)構(gòu)分布均勻,不定形狀、分布無(wú)方向性且結(jié)合緊密,無(wú)空洞。表示靜止、穩(wěn)定的結(jié)晶作用。一)、侵入巖的構(gòu)造2,帶狀構(gòu)造:為不同顏色、粒度的礦物相間排列,成帶出現(xiàn)。由結(jié)晶分異、堆晶作用而成3,斑雜構(gòu)造:指巖石的不同部位其成分、顏色、結(jié)構(gòu)差別很大,呈斑點(diǎn)狀,且斑點(diǎn)形狀不規(guī)則,大小不一,且分布不均勻,整個(gè)巖石顯得雜亂無(wú)章。由多次脈動(dòng)侵位/同化混染圍巖物質(zhì)斑雜構(gòu)造產(chǎn)生的部位
4,面理、線理:巖漿巖中的片、柱、板狀礦物和扁平狀地捕虜體的平行排列,是巖漿流動(dòng)形成的。又分為流面、流線構(gòu)造,流面與圍巖接觸面平行,流線與巖漿流動(dòng)方向一致,往往發(fā)育在巖體邊部。巖體邊部的流面和流線構(gòu)造同構(gòu)造侵入體—與圍巖具有同產(chǎn)狀的面理或線理
噴出巖的構(gòu)造,是在快速減壓-揮發(fā)分析出-上升匯集、膨脹條件下形成。
1,氣孔構(gòu)造:為揮發(fā)分所致,熔巖冷凝中,尚未逃逸的氣體冷凝后留下的成群孔洞??煞从郴鸪蓭r的頂?shù)?。二)、噴出巖的構(gòu)造氣孔構(gòu)造—玄武巖中的浮石根據(jù)氣孔構(gòu)造和杏仁構(gòu)造判斷頂?shù)祝?/p>
氣孔和杏仁在在熔巖表面和底面附近相對(duì)集中,集中帶大致平行熔巖層面。一般底部小而相對(duì)少;頂部大而多。頂?shù)撞繗饪缀托尤市螒B(tài)不盡相同,根據(jù)氣孔的分布和形態(tài)可以判斷熔巖層面位置、頂?shù)酌妗⑷蹘r噴發(fā)次數(shù),巖漿流動(dòng)方向等2,杏仁構(gòu)造:
氣孔被后期礦物(沸石、石英、綠泥石)充填。安山巖中的杏仁構(gòu)造
3,流紋構(gòu)造:由不同顏色、成分的條帶、條紋定向排列及拉長(zhǎng)氣孔表現(xiàn)出來(lái)的一種流動(dòng)構(gòu)造,常見于酸性噴出巖中?;鹕饺蹘r
4,枕狀構(gòu)造:遇水淬冷,海相火山巖的標(biāo)志。水下熔巖噴發(fā)時(shí),當(dāng)熔巖從水下流出時(shí),由于快速的冷卻使熔巖流表面形成韌性的固體外殼。隨著熔巖流內(nèi)部壓力增大,外殼破裂,就會(huì)象擠牙膏一樣,擠出新的熔巖,隨后再次形成外殼。如此循環(huán)往復(fù),便產(chǎn)生的枕狀熔巖。枕狀構(gòu)造
是水下熔巖的特征標(biāo)志,在海底噴發(fā)的熔巖中尤為發(fā)育。當(dāng)熔巖自海底溢出時(shí),被分割為一些彼此隔離的球狀、橢圓狀堆積體,狀似枕頭,稱枕狀體。然后又被碎屑狀火山玻璃及熔巖物質(zhì)、沉積物質(zhì)或其它物質(zhì)膠結(jié)起來(lái),形成枕狀構(gòu)造。枕狀體一般為橢球形,頂面上凸,底面一般較平或上拱,或下突成楔狀,邊部具玻璃質(zhì)冷凝邊,內(nèi)部結(jié)晶程度較好。枕狀體中也有氣孔,含量由外向內(nèi)逐漸減少,孔徑則由小變大,氣孔在枕狀體中往往呈同心圓狀分布。枕狀體外部常具放射狀裂紋,枕狀體的橫斷面一般為數(shù)十厘米到1-2米。枕狀體的長(zhǎng)軸方向一般反映熔巖的流動(dòng)方向玄武巖枕狀構(gòu)造-云南德欽5,柱狀節(jié)理構(gòu)造:熔巖由規(guī)則的多邊形柱體組成,是由于熔漿均勻而緩慢地冷卻收縮條件下形成。伊通新生代玄武巖的柱狀節(jié)理韓國(guó)濟(jì)州島新生代玄武巖的柱狀節(jié)理山東濟(jì)南附近
柱狀節(jié)理的形成,是巖漿冷凝收縮的結(jié)果。在熔巖冷凝面上,熔巖圍繞若干個(gè)中心冷凝收縮,從而在兩個(gè)相鄰冷凝中心之間的方向上產(chǎn)生拉張應(yīng)力,在這種拉張應(yīng)力作用下便形成一系列垂直于層面的柱狀(張)節(jié)理。
從理論上講,一個(gè)冷凝面上各向相等的張應(yīng)力解除是通過(guò)三組彼此呈120°交角的無(wú)數(shù)規(guī)則張節(jié)理的形成而實(shí)現(xiàn),因此,柱狀張節(jié)理大多數(shù)是六邊形柱體。但由于熔巖性質(zhì)的不均勻性等其它因素的影響,其斷面還有四邊形、五邊形和七邊形等多種形態(tài)。
熾熱塑性狀態(tài)的熔巖,上部表面薄殼受下部熔漿流動(dòng)影響而發(fā)生的拖拉和卷曲。繩狀構(gòu)造所在的面代表熔巖的頂面;弧形突出的方向指示熔巖流動(dòng)的方向。6,繩狀構(gòu)造熔巖表面呈繩索狀扭曲的構(gòu)造。常見于玄武巖流層面之上。夏威夷的繩狀熔巖
火成巖的產(chǎn)狀:包括巖體的大小、形狀及其與圍巖之間的關(guān)系,這是由構(gòu)造環(huán)境的特點(diǎn)所決定的。火成巖的相,指火成巖體各部分因形成環(huán)境的差異所產(chǎn)生的不同的巖石和巖體特征的總和。當(dāng)我們對(duì)火成巖體的產(chǎn)狀有所了解以后,對(duì)火成巖的成因、形成的條件等方面也就有所認(rèn)識(shí)了。四,火成巖的產(chǎn)狀和相(野外特征)
噴出巖(火山巖)的產(chǎn)狀的主要受火山噴發(fā)方式的影響。1.火山噴發(fā)方式
常見的方式有3種:熔透式噴發(fā)、裂隙式噴發(fā)、中心式噴發(fā)(一),噴出巖(火山巖)的產(chǎn)狀(1).熔透(面式)式噴發(fā):
這種型式首先由美國(guó)巖石學(xué)家R.A.戴利提出的,漿大規(guī)模侵入上升時(shí),由于較高的溫度及化學(xué)能,將其頂部圍巖熔透,因而巖漿大量溢出地表地表而成為噴出巖。
其特點(diǎn)是火山噴口粗大,巖漿大面積溢出,火山巖分布范圍很大,形成大面積熔巖流。(2).裂隙式噴發(fā):
巖漿沿某一方向的大斷裂或斷裂帶上升噴出地表,巖漿噴發(fā)活動(dòng)比較緩和,通常無(wú)爆發(fā)現(xiàn)象,火山口常呈帶狀或串珠狀分布.即線狀分布的火山群。如,夏威夷火山。中心式噴發(fā):
巖漿沿頸狀通道噴發(fā)的一種產(chǎn)狀型式。這種產(chǎn)狀的火成巖體在地表常有一個(gè)上陡下緩的火山錐,
火山錐中間有一個(gè)盆狀的凹陷,稱為火山口。
由于大量火山物質(zhì)噴出,巖漿房空虛及上復(fù)巖層的壓力,火山口周圍巖層沿環(huán)狀斷裂向下塌陷,形成破火山口。
有的火山口中蓄水,稱為火口湖,中國(guó)吉林長(zhǎng)白山白頭山天池就是著名的火口湖。
該方式是近代火山活動(dòng)最常見的噴發(fā)形式之一,伴隨這種噴發(fā)常有強(qiáng)烈的爆發(fā)現(xiàn)象。中心式噴發(fā)形成的巖體主要為火山錐、巖鐘、巖針等。
噴出巖(火山巖)的主要產(chǎn)狀:1),火山錐:中心式火山噴發(fā)時(shí),圍繞火山口由火山物質(zhì)形成的下緩上陡的錐狀體。又可細(xì)分為:
碎屑錐:以爆發(fā)產(chǎn)物為主,火山碎屑物質(zhì)常>95%。
熔巖錐:以溢流產(chǎn)物為主,火山碎屑物質(zhì)常<10%。
混合錐:火山碎屑物與熔巖互層組成的火山錐,為噴發(fā)和溢流交替出現(xiàn)的火山活動(dòng)產(chǎn)物。火山錐火山錐(volcaniccone)
富士山是休眠火山,已有近300年沒(méi)有發(fā)生過(guò)火山爆發(fā).它位于東京西南方約80公里處,主峰海拔3776米火山碎屑錐(cindercone):爆發(fā)為主;堆積物以火山碎屑巖為主;常見于粘度大、揮發(fā)組分含量高的酸性巖漿碎屑錐熔巖錐(lavacone):主要由熔巖組成,火山碎屑物<10%,原始坡度2-10°,呈盾形,又稱盾(形)火山(shieldcone)熔巖錐熔巖錐群混合錐(composite/mixedcone):爆發(fā)與寧?kù)o式噴發(fā)相間;火山碎屑物質(zhì)約占30-50%,熔巖與火山碎屑在火口處混合堆積混合錐2)火山口(volcanicvent):火山錐的中心為火山口。破火山口:是指經(jīng)過(guò)破壞的火山洼陷.其成因有三:
a,侵蝕破火山口:是火山口被侵蝕加大的結(jié)果.
b,爆發(fā)破火山口:是火山強(qiáng)烈爆發(fā)、崩毀了火山口上部大量巖石而形成。大者稱爆發(fā)洼地。
c,崩塌破火山口:是由于巖漿物質(zhì)大量噴發(fā)后,巖漿房空虛,而火山口附近上覆物質(zhì)增多,因支撐不住而崩塌沉陷形成的火山構(gòu)造.坍塌的破火山口坍塌破火山口3).熔巖流(lavaflow):巖漿以較平靜的溢流方式噴出地表,噴發(fā)物多為粘度較小的超基性到中性的巖漿,酸性者少見。
溢流出的巖漿可形成面狀的熔巖被、熔巖臺(tái)地、線狀的熔巖流.熔巖流(Lavaflow)熔巖流入海熔巖被熔巖被冷卻后的熔巖被熔巖流瀑布冷卻后的熔巖流瀑布爆發(fā)的熔巖團(tuán)塊3).巖鐘、巖針、巖穹(volcanicdome):多以侵出的方式噴出。粘度較大、缺少揮發(fā)組分、失去流動(dòng)性的中酸性和堿性熔巖火山活動(dòng)的晚期形成這類產(chǎn)狀4),火山頸(volcanicneck):是火山錐被剝蝕后,出露的火山管道中的充填物。火山頸在淺部一般直徑較大,向深處縮小,上部喇叭狀,中部筒狀,下部墻狀。充填物多為火山碎屑巖、熔巖,碎屑熔巖、熔結(jié)火山碎屑巖等。Shiprock,NewMexico
巖漿沒(méi)有上升至地表,而是侵入到地下一定深度的巖層中就凝固了。它所形成的巖石稱為侵入巖。侵入體的產(chǎn)狀主要是指侵入體產(chǎn)出的形態(tài)。侵入巖的產(chǎn)狀的情況遠(yuǎn)比火山噴出巖復(fù)雜,因而形式也較多.由于侵入體形成后受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和剝蝕的影響,多已不能完整保存,只能根據(jù)它在地表的出露情況來(lái)判斷起產(chǎn)狀。(二),侵入巖的產(chǎn)狀被剝蝕而出露于地表的侵入巖
巖漿侵入,它和周圍的巖石之間都有明顯的界限。如果巖漿沿著層理或片理等空隙侵入,常形成類似巖盆、巖床、巖蓋等形狀的侵入體,它們和圍巖的接觸面基本上和層理、片理平行,在地質(zhì)學(xué)上稱為整合侵入;
如果巖漿不是沿著層理或片理侵入,而是穿過(guò)圍巖層理或片理的斷裂、裂隙貫入,這種情況形成的侵入體被稱為不整合侵入體。人們通常所說(shuō)的巖墻,就是穿過(guò)巖層近乎直立的板狀侵入體。侵入巖圍巖--沉積巖
巖漿巖侵入到地下,還是噴出到地表,它們和周圍的巖石之間都有明顯的界限。亮甲山輝綠巖脈侵入巖--玢巖侵入體圍巖為沉積巖--亮甲山組的灰?guī)r侵入巖圍巖--沉積巖圍巖--沉積巖1,侵入巖的產(chǎn)狀根據(jù)侵入體與圍巖的接觸關(guān)系來(lái)劃分,可分為:整合侵入(Concordantintrusive)
不整合侵入(Discordantintrusive)
巖床(Sill)
巖盆(Lopolith)
巖蓋(Laccolith)巖基(Batholith)
巖株(Stock)
巖脈或巖墻(Dike)
出露的巖基巖基巖墻巖盆巖蓋巖床捕虜體整合侵入體不整合侵入體巖株侵入巖(intrusiverock)的野外產(chǎn)狀a,
整合侵入體:侵入體的接觸面基本上平行于圍巖層理或片理,是侵入巖巖漿沿著層理或片理等空隙貫如而形成.
b,不整合侵入體:侵入體的接觸面不平行于圍巖的層理或片理,即侵入體的接觸面切割了圍巖的層理或片理,其產(chǎn)狀也與圍巖產(chǎn)狀不一致.
它說(shuō)明巖漿不是沿著層理或片理侵入,而是穿過(guò)圍巖層理或片理的斷裂、裂隙貫入的
2,依據(jù)侵入體的形態(tài)大小分為:
a,巖基(Batholith):屬巨型侵入體,面積大于100km2,平面上通常呈長(zhǎng)圓形,大巖基多為花崗質(zhì)巖體
b,巖床(sill):又稱巖席,是厚薄均勻、近水平產(chǎn)出的整合的板狀侵入體亮甲山輝綠巖脈與巖床巖基
c,巖株(stock):一種常見的不整合的規(guī)模較大的侵入體,平面上近于圓形或不規(guī)則等軸形,接觸面陡立,似樹干狀延伸,又稱巖干,出露面積小于100km2。巖株邊部常有一些不規(guī)則的巖枝、巖鐮、巖瘤等。
d,巖蓋(巖盤):(laccolith):為一種蘑菇狀的上凸下平的穹隆狀水平整合侵入體。北戴河,燕塞湖的巖株(stock)巖蓋(巖盤):(laccolith)e,巖墻(dike):是一種厚度穩(wěn)定,近于直立板狀的不整合的板狀侵入體,長(zhǎng)為寬的幾十倍甚至幾千倍,是巖漿沿?cái)嗔沿炄氲漠a(chǎn)物。
f,巖盆(lopolith):巖漿侵入巖層之間,中部受巖漿靜壓力使底板下沉斷裂,形成中央微凹的盆狀侵入體。巖墻亮甲山輝綠巖脈沙鍋店花崗斑巖墻出露的巖基巖基巖墻巖盆巖蓋巖床捕虜體整合侵入體不整合侵入體巖株
相,是不同地質(zhì)條件下生成的巖石或巖體總的特征。以中心式噴發(fā)為例,大致可分為以下幾個(gè)相:(三),噴出巖(火山巖)的相(volcanicfacies)以中心式噴發(fā)為例,大致可分為以下相和相組:
1.溢流相:成分從超基性到酸性皆有,以基性最發(fā)育,可形成于火山噴發(fā)的各個(gè)時(shí)期,但以強(qiáng)烈爆發(fā)之后出現(xiàn)為主。
2.爆發(fā)相:成分不定,但以含揮發(fā)份多、粘度大的巖漿常見,尤以中酸性、堿性更有利于爆發(fā),可形成于各個(gè)時(shí)期,但以早期和高潮期最發(fā)育。
3.火山頸相:是火山錐被剝蝕后,殘存的具充填物的火山通道,又稱巖頸、巖筒、巖管等。
4.侵出相:多見于火山作用末期。在巖漿分異晚期,粘度大、溫度低,而揮發(fā)份少到不能爆發(fā)的情況下,堵塞通道的粘度很大的熔漿被推擠出地表,堆積于火山頸之上部,形成直徑小、厚度大、產(chǎn)狀陡的穹丘。
5.次(潛)火山相:是與火山巖同源且為侵入產(chǎn)狀的巖體。它與噴出巖同時(shí)間但一般較晚;同空間,但分布范圍較大;同外貌但結(jié)晶程度較好;同成分但變化范圍及堿度較大。侵入深度一般小于3.0Km。
它與火山巖有四同:同時(shí)間但一般較晚;同空間但分布范圍較寬;同外貌但結(jié)晶程度較好;同成分但變化范圍及堿度較大。
6.火山沉積相:在火山作用過(guò)程中皆可產(chǎn)出,但以火山噴發(fā)的低潮期-間隙期最為發(fā)育,是火山作用迭加沉積作用的產(chǎn)物。可形成于陸地,也可形成于水體中。侵入巖相的劃分主要是以巖石形成的深度為依據(jù),深度不同,影響到巖漿的溫度、壓力、冷卻快慢、揮發(fā)份的散失等一系列物理化學(xué)條件的差異,而這些條件與巖石的成因及巖石外貌、成分等有不可分割的關(guān)系。目前一般將侵入巖分為三種相:
(四),侵入巖(intrusiverock)的相
1.淺成相:
巖漿冷卻凝固的部位距地表0~3km,細(xì)粒、隱晶質(zhì)及斑狀結(jié)構(gòu)等,可見熔蝕、暗化現(xiàn)象。多見高溫礦物,巖體規(guī)模較小。
2.中深成相:巖漿冷卻凝固的部位距地表3~10km,中粒、中粗粒、似斑狀結(jié)構(gòu);多為中低溫礦物;巖體規(guī)模較大。
3.深成相:巖漿冷卻凝固的部位距地表>10km,巖體規(guī)模較大;結(jié)晶粗大,多為塊狀規(guī)則;多為低溫礦物。
另外在同一侵入體中,特別在中深成巖體和深成巖體中,各部位的冷卻條件和同化混染程度不完全相同,所以在巖體不同部位的巖石的特征(結(jié)構(gòu)上和成分上)也有差異。
對(duì)同一巖體由邊部到中心可以分出:①邊緣相,②中心相,③過(guò)渡相。
①邊緣相,分布在巖體的邊部,巖石多為細(xì)?;蚣?xì)粒斑狀結(jié)構(gòu),常有清楚的原生定向構(gòu)造和較多的圍巖捕擄體。邊緣相的巖石成分與中心相的成分有時(shí)相似,有時(shí)則不完全相同。原生節(jié)理在邊緣相中表現(xiàn)最清楚,尤其是平行于接觸面發(fā)育的節(jié)理。
②中心相,又稱內(nèi)部相。分布在巖體的中心部位,礦物一般較粗,等粒粗粒及似斑狀結(jié)構(gòu)。在中心相內(nèi),捕擄體少而小或沒(méi)有,原生流動(dòng)構(gòu)造不清楚,巖性比較均勻。
③過(guò)渡相,分布在邊緣相和中心相之間,故也稱中間相。過(guò)渡相一般比邊緣相出露寬,巖石特征介于邊緣相和中心相之間,巖石結(jié)構(gòu)多為中細(xì)?;蛑写至=Y(jié)構(gòu)和似斑狀結(jié)構(gòu)。淺成相中深成相深成相深度0-3km3-10km>10km結(jié)構(gòu)細(xì)粒、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)及斑狀結(jié)構(gòu),斑晶具熔蝕、暗化邊結(jié)和環(huán)帶結(jié)構(gòu)中粒、中粗粒結(jié)構(gòu),似斑狀結(jié)構(gòu)中粒、中粗粒結(jié)構(gòu),似斑狀結(jié)構(gòu)構(gòu)造晶洞構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、流動(dòng)構(gòu)造塊狀構(gòu)造、流動(dòng)構(gòu)造塊狀構(gòu)造,片麻狀構(gòu)造產(chǎn)狀多為巖墻、巖床、巖蓋、小巖株,也見有隱爆角礫巖體多為較大的不整合侵入體(大巖株、巖基等),并有巖蓋、巖盆、巖墻多為大型巖基實(shí)例江西武山花崗閃長(zhǎng)斑巖小巖株周口店房山花崗閃長(zhǎng)巖大巖株大別山白馬尖花崗巖巖基侵入巖相、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及產(chǎn)狀之間的關(guān)系表侵位深度巖漿冷卻位置地下野外特征侵入巖地表噴出巖與圍巖的接觸關(guān)系整合侵入體不整合侵入體侵入體形態(tài)和大小巖基、巖株、巖盆、巖蓋、巖床、巖墻等淺成相中深成相深成相噴出方式熔巖流、火山錐、火山頸、次火山巖、火山-沉積巖等3,火成巖的野外關(guān)系分類熔透式噴發(fā)裂隙式噴發(fā)中心式噴發(fā)以中心式噴發(fā)為例,大致可分為以下相和相組:火成巖的物質(zhì)成分和分類第四章火成巖的物質(zhì)成分火成巖物質(zhì)成分研究的意義:是火成巖分類命名的基本依據(jù)為研究巖漿起源、演化和巖漿物理性質(zhì)提供重要依據(jù)為巖漿巖漿形成時(shí)的大地構(gòu)造背景和巖石圈層的演化提高重要信息
巖漿巖的物質(zhì)成分包括:一,巖漿巖的化學(xué)成分
1主量元素
2微量元素
3同位素二,巖漿巖的礦物成分
組成巖漿巖的礦物,常見的不過(guò)20幾種,這些構(gòu)成巖石的礦物統(tǒng)稱為造巖礦物.
1.一般特點(diǎn)
巖石圈是由巖石組成的,巖石是由礦物組成的,礦物是由化學(xué)元素組成的?;瘜W(xué)成分是影響巖石礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的主要因素,是巖石一切變化的內(nèi)因;地殼中所有元素在火成巖中均以發(fā)現(xiàn),但其含量卻很不相同。一、火成巖的化學(xué)成分
占地球質(zhì)量97%的9種元素及其相對(duì)含量2,主量元素(造巖元素):
O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg,H(氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫)
等.
其總和約占巖漿巖總量的
99.25%(其中,氧的含量最高,占巖漿巖重量的
48.6%,).
此外,還有一些P,Ti,Mn,B(磷、鈦、錳、硼)等
在巖漿巖中,以上的這些的主量元素(造巖元素),其分析結(jié)果常常用氧化物的形式來(lái)表示
3.主量元素(造巖元素)的氧化物表示:
SiO2,Al2O3,Fe2O3,FeO,MgO,CaO,K2O,Na2OP2O5
,H2O,CO2
等9種最重要,占巖漿巖平均化學(xué)成分的
98%左右。不同的巖石中,它們的含量變化較大.典型火成巖的化學(xué)成分(%)橄欖巖玄武巖安山巖流紋巖響巖SiO242.2649.2057.9472.8256.19TiO20.631.840.870.280.62Al2O34.2315.7417.0213.2719.04Fe2O33.613.793.271.482.79FeO6.587.134.041.112.03MnO0.410.200.140.060.17MgO31.246.733.330.391.07CaO5.059.476.791.142.72Na2O0.492.913.483.557.79K2O0.341.101.624.305.24H2O+3.910.950.831.101.57Total98.7599.0699.3399.5099.23火成巖主要造巖氧化物含量的大致范圍是:
SiO234~75%少數(shù)可達(dá)80%Al2O310~20%在純橄欖巖中較低MgO1~25%CaO0~15%但某些輝長(zhǎng)巖中達(dá)23%Fe2O3+FeO1~15%一般FeO>Fe2O3Na2O0~15%霞石巖中可達(dá)19.48%K2O一般<10%白榴石巖中可達(dá)17.94%H2O+(結(jié)晶水)和H2O-(吸附水)一般<2%,個(gè)別達(dá)10%TiO20~2%很少超過(guò)5%P2O50~0.5%很少超過(guò)3%MnO0~0.3%很少超過(guò)2%
a,
巖漿巖類型的劃分
b,
是火成巖成因研究的基礎(chǔ)
SiO2是巖漿巖中最重要的一種氧化物,其含量是巖石分類的一個(gè)主要參數(shù).SiO2是巖石酸性程度(基性程度)的標(biāo)志。超基性巖SiO2<45%
基性巖SiO2=45~53%
中性巖SiO2=53~66%
酸性巖SiO2>66%主量元素的研究意義
K2O+Na2O重量百分?jǐn)?shù)之和稱為全堿含量,也是巖石分類的一個(gè)重要參數(shù)依據(jù)全堿含量可以將巖漿巖分成:堿性系列(Alkalineseries)拉斑系列(Tholeiiticseries)鈣堿性系列(Calc-alkalineseries)4.微量元素除以上主量元素之外,巖漿中存在大量微量元素,其總量一半不超過(guò)千分之一,它們的含量多少以ppm(百萬(wàn)分之一)來(lái)表示.Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Ba、Ta、Pb、Th、U(鋰、釩、鈷、鎳、銅、鋅、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鋇、鉭、鉛、釷、鈾)等
微量元素豐度及其比值,對(duì)探討巖石成因和巖漿演化有重要意義。5.同位素
同位素(Isotope):具有相同質(zhì)子數(shù),不同中子數(shù)(或不同質(zhì)量數(shù))同一元素的不同核素互為同位素
(1)穩(wěn)定同位素:炭、氫、氧、硫。
研究意義:主要用來(lái)獲得巖漿源區(qū)的信息.(2)放射性同位素:火成巖研究中具有重要意義的放射性同位素主要有K-Ar、Rb-Sr、Sm-Nd、U-Pb、Th-Pb、Re-Os和Hf。
研究意義:主要以此確定火成巖的形成年齡和巖漿源區(qū)及巖漿演化的示蹤。
由于鋯石在各種地質(zhì)體分布較為普遍,且鋯石中的初始鉛同位素比值接近于0,因此鋯石是目前廣泛用來(lái)U-Pb法年齡測(cè)定的主要對(duì)象.同位素測(cè)年--鋯石U-Pb測(cè)年
在南堡凹陷,我們主要采取了兩種鋯石U-Pb測(cè)齡法:
1)高靈敏度高分辨率離子微探針(SHRIMP)
2)激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICPMS)鋯石的陰極發(fā)光圖像5、化學(xué)成分的測(cè)試方法X射線熒光光譜法(主量元素)X-rayfluorescence(XRF)(2)中子活化法(微量元素)Neutronactivationanalysis(INAAandRNAA)(3)電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(微量元素)Inductivelycoupledplasmaemissionspectrometry(ICP)(4)原子吸收分光光度法(微量元素)Atomicabsorptionspectrophotometry(AAS)(5)質(zhì)譜儀(微量元素)Massspectrometry(MS)
巖漿巖的礦物成分,對(duì)于了解巖石的化學(xué)成分、生成條件,以及巖石成因都有重大意義。同時(shí),它也是巖漿巖分類和鑒別的主要依據(jù)。
組成巖漿巖的礦物,常見的不過(guò)20~30幾種,這些構(gòu)成巖石的礦物統(tǒng)稱為造巖礦物。二.火成巖的礦物成分
據(jù)統(tǒng)計(jì)下列幾種礦物占巖漿巖總量的99%:
石英(12%);長(zhǎng)石(59%);角閃石和輝石(17%);云母(4%);橄欖石、霞石、白榴石、磁鐵礦、磷灰石(7%);其他礦物(1%)礦物在巖漿巖中的分布(或組合)有明顯規(guī)律(一)巖漿巖的礦物分類1,硅鋁礦物和鐵鎂礦物1).硅鋁礦物
SiO2和Al2O3含量較高,不含鐵鎂。如:石英、長(zhǎng)石類及似長(zhǎng)石類。這些礦物顏色均較淺,所以又叫淺色礦物。
2).鐵鎂礦物:
FeO與MgO含量較高,SiO2含量較低。如橄欖石、輝石類、角閃石類和黑云母類。這些礦物顏色一般較深,所以又叫暗色礦物。色率:暗色礦物百分含量的總和稱巖漿巖的“色率”。暗色礦物(鐵鎂礦物):以呈現(xiàn)深淺不同的各種顏色為物征,在成分上為富含F(xiàn)e、Mg的硅酸鹽礦物。如橄欖石、角閃石、黑云母等。—色率大
淺色礦物(富硅鋁礦物):以無(wú)色或極淺顏色為特征,在成分上為不含F(xiàn)e、Mg而富含SiO2、Al2O3的礦物。如長(zhǎng)石、石英、副長(zhǎng)石等。--色率小
主要造巖礦物——淺色礦物白云母石英正長(zhǎng)石斜長(zhǎng)石主要造巖礦物
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