岩浆岩石学和岩石学整理版(共24页).doc
《岩浆岩石学和岩石学整理版(共24页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《岩浆岩石学和岩石学整理版(共24页).doc(24页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上岩浆岩(火成岩)总论1、火成岩(igneous rocks) 火成岩:高温熔融的岩浆在地下或喷出地表后冷凝而成的岩石。如花岗岩、玄武岩、橄榄岩。 在地壳组成中火成岩占66%(体积), 而变质岩占20%;变质岩和沉积岩最终都是来自火成岩。可见火成岩之重要。2 、岩浆(magma)及其性质岩浆:源于地壳深部或上地幔的一种炽热的,粘度较大的硅酸盐或碳酸盐(很少)熔融体。(1) 化学成分: a、主要元素(major elements):对碳酸盐岩浆而言, 以CaO和CO2为主;对硅酸盐岩浆而言, SiO2为主,其次有Al2O3,FeO,CaO, MgO, Na2O,K2O 等
2、,为主要元素, 占95%以上。b、挥发分(volatile):占几的分量,包括H2O、 CO2、 F、Cl、 B、SO3 等。其含量取决于温压条件,温度愈低、压力愈高,则挥发份的溶解度愈高。因此,深成岩富挥发分而喷出岩贫挥发分。c、微量元素(trace elements):包括稀土元素(REE)和同位素(isotopes),总量不足1,但对研究岩浆成因最重要。微量元素包括Rb、 Sr、Ba、Cs等LIL (large ion lithophile elements即大离子侵蚀元素), 及REE、 Th、U、Ce、 Pb、Zr、 Hf, Ti、Nb、 Ta等高场强元素(HFS, high fie
3、ld strength elements), 同位素有K-Ar, Rb-Sr, Sm-Nd, Lu-Hf, Re-Os、U-Th-Pb等放射性同位素及O、S等稳定同位素。现代分析技术的发展使微量元素和同位素地球化学研究成为可能。(2) 温度:由基性熔岩到酸性熔岩温度降低,从1225C降到730C,温度与成分(特别是SiO2 ) 含量有关。温度的获得:a. 直接测量(光学测温器,热电偶测温器),b. 高温高压实验,c. 热力学温压计计算。(3) 粘度 (viscosity): 取决于多种因素:a. 岩浆的酸度(SiO2含量),越酸性则粘度越大;b. 岩浆的温度,越高温则粘度越低;c. 岩浆中的挥
4、发分可促进(SiO4)聚合体分解,降低粘度; 注:岩浆愈基性、温度愈高、含挥发份愈多,粘度愈小; 岩浆愈酸性、温度愈低、含挥发份愈少,粘度愈大。d. 岩浆中包含的晶屑和岩屑数量,所谓“晶粥”。(4) 密度(density):通常含铁镁矿物比例越高则密度越高(超镁铁岩),而硅铝矿物的密度则比较低(花岗岩)。板块俯冲消减主动与被动;下地壳和岩石圈地幔由于硅铝质岩浆的抽取拆沉(delamination)回到地幔。3、岩浆岩的矿物组成及与化学成分的关系: 主要有:橄榄石(Ol)、 辉石(Py)、角闪石(Hb)、黑云母(Bi)、长石(Pl/Kfs)、似长石(Ne et al)和石英(Q), 有的有玻璃质
5、。岩石通常由以上一种或几种矿物组成。如:橄榄岩(科马提岩)Ol为主兼有Py;辉长岩(玄武岩)Pl和Py近等,并有少量Bi, Hb;花岗闪长岩/闪长岩(英安岩/安山岩)-Pl为主,另有Q, Kfs, Bi, Hb; 花岗岩(流汶岩)Pl, Kfs, Q近等。还有正长岩(粗面岩),霞石正长岩(响岩)等。矿物种类含量不同,组成超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩及碱性岩等。A 矿物的分类:(1) 据矿物的成分和颜色:a、铁镁矿物(暗色矿物):富含Fe, Mg, Ti, Cr(类质同相),颜色比较深,如Ol,Py,Hb,Bi,Gt等;由超基性岩-基性岩-中性岩-酸性岩铁镁矿物含量减少并且种类变化。b、硅铝
6、矿物(浅色矿物):富含K、Na、Ca的硅酸盐矿物及石英等,包括碱性长石、斜长石、石英、似长石、白云母等。中酸性岩中浅色矿物为主,中基性、基性、超基性岩石中暗色矿物为主(2) 据矿物在岩石中的含量:a、主要矿物: 对火成岩的大类及定名起决定作用,如橄榄岩橄榄石;辉长岩辉石、斜长石;花岗岩,正长岩;b、次要矿物:含量比较少,对火成岩的大类及定名不起决定作用,但对岩石进一步划分定名有用,如紫苏花岗岩,钠闪石花岗岩。c、副矿物: 含量甚微,通常不参与定名,只有在特定情况下(对岩石成因和成矿)才参与定名,如独居石花岗岩(富含REE)。常见副矿物:锆石(zircon)、磷灰石(apatite)、 榍石(s
7、phene)、独居石 (monazite)、钛铁矿(ilmenite)、磁铁矿(magnetite)、金红石(rutile)、尖晶石(spinel)等。(3) 据矿物成因: a、原生矿物: 略b、次生矿物: 蚀变矿物如橄榄石在低温和氧化条件下变为伊丁石,富钙斜长石变为绿帘石和黝帘石,富钠斜长石变为绢云母和高岭石。B 矿物成分与化学成分的关系: 矿物成分与化学成分及结晶环境密切相关。化学成分是第一控制,决定了火成岩的基本矿物组成,而结晶环境则决定了矿物的大小、数量、颗粒之间的相互关系等。a、SiO2:是火成岩分类的最重要的依据,SiO2多则出现富SiO2 的浅色矿物如石英和长石, 石英出现是岩浆
8、SiO2过饱和的标志(SiO2游离);SiO2含量低的岩石则以暗色矿物为主,如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等,或含较多的似长石。b、Na2O+K2O:二者的总量(全碱)基本上决定了长石的种类和含量(斜长石与碱性长石的相 对含量);而Na2O与K2O的相对含量决定了碱性长石中钾质长石(透长石、正长石和微斜长石)和钠质长石(歪长石、钠质斜长石)的相对多少。霓石、钠闪石、霞石富钠,而黑云母、角闪石、白榴石富钾。c、CaO:决定一些富Ca矿物的多少,如钙质斜长石、富钙辉石(透辉石、普通辉石)、普通角闪石和绿帘石。d、MgO:决定一些富Mg矿物的多少,如橄榄石、辉石、普通角闪石和黑云母e、Al2O3:与
9、长石、石榴石、堇青石、白云母等关系密切。C主要造岩矿物的成岩意义:(1)橄榄石 olivine (Ol)a. 化学成分:(Mg、Fe)2(SiO4) 。Fo(镁橄榄石)和Fa(铁橄榄石)混溶组成,含Ni, Cr (含量可指示岩浆是不是地幔原始岩浆)。岛状结构,比重大。b. 超镁铁岩的主要组分(橄榄岩,二辉橄榄岩),基性岩中可有少许(橄榄玄武岩)c. 橄榄石形成于地幔条件,镁橄榄石比铁橄榄石形成于更高的温度,与游离SiO2(石英)不共生,因此成为SiO2不饱和岩浆的标志(Fo有时被顽火辉石Si可饱和包围,是不平衡结构)。Mg2SiO4+SiO2=Mg2(Si2O6) (顽火辉石)。Fa有时可与少
10、量石英共生。d. 橄榄石有时在喷出岩中有环带结构(核Fo),但远不如斜长石明显。橄榄石在中温非氧化条件下蚀变成绿色矿物:绿泥石含蒙脱石层的混层矿物的组合;橄榄石在低温氧化条件下蚀变成红色矿物伊丁石(针铁矿为主的含蒙脱石层的混层矿物的集合体)。(2)辉石 pyroxene (Py, Opx-Cpx):链状结构,柱状。a. 分为斜方辉石和单斜辉石b. 斜方辉石:(Mg,Fes)2(Si2O6), 贫Ca。 分布于钙碱性岩中,与碱性岩无关。是由顽火辉 石铁辉石构成的连续类质同象系列根据顽火辉石(En)的百分比含量又可分为:顽火辉石:En90%; 古铜辉石:En=7090;紫苏辉石:En=5070;
11、铁紫苏辉石:En=3050;尤来石:En=1030; 斜方铁辉石:En70,基性岩中;中性斜长石:An3570,中性岩和中基性岩中;酸性斜长石:An斜长石 反环带:斜长石钾长石(7)似长石 a. SiO2不饱和的K-Na硅酸盐。如有游离的SiO2则会与似长石反应而形成长石,因此似长石从不与石英共生,似长石的出现代表富碱和SiO2不饱和,是碱性岩的标志矿物。b. 常见的似长石有白榴石(富钾)和霞石(富钠),还有方钠石和黝方石。白榴石在高压下不稳定,因此只出现于碱性火山岩中;有时可见白榴石与石英共存,但白榴石周边必有钾长石(快速冷却)。霞石产于富钠的、SiO2不饱和的碱性火山岩和深成岩中。4、 岩
12、浆岩的结构构造结构构造是火成岩的基本特征之一,也是火成岩分类的依据之一。是岩浆结晶环境的反映。结构(texture):指组成岩石的矿物的结晶程度、颗粒大小、形态以及它们之间的相互关系。构造(structure):指组成岩石的矿物集合体的相互排列和充填方式的关系特征。A、结构四要素(1) 结晶程度(crystallization):指岩石中结晶物质和非结晶物质的比例。可分三类: a、全晶质结构没有玻璃质,是深成岩的特点,代表缓慢冷却的结晶条件 b、半晶质结构矿物晶体玻璃质,常见于火山熔岩和次火山岩中 c、玻璃质结构几乎全由非晶质玻璃组成,见于熔岩中,是地表条件下岩浆迅速冷凝结晶的产物。火山玻璃实
13、际是过冷却的“液体”,其中的质点(原子、离子、离子团)无序排列,该状态不稳定,会随时间转变成为细小晶体,所谓“脱玻化”。 “脱玻化”原因:火山热液和循环水的作用;变质作用(热接触变质、动力变质、区域变质)引起的温度压力升高。 雏晶结构(crystallitic texture)极细小,毛发状、针状、羽状等,可发展成为细小的微晶。微晶呈放射状则为球粒结构(spherolitic texture),由碱性长石和石英组成,是酸性熔岩的特征之一(幻灯);当球粒的成分为斜长石和普通辉石时,叫球颗结构(variolitic texture), 斜长石放射状,辉石和橄榄石等粒状,是基性熔岩的特征。(2) 矿
14、物颗粒大小(grain size): a、粗粒结构,d 5 mmb、中粒结构,d = 51 mmc、细粒结构,d = 10.1 mm d、隐晶质结构 (cryptocrystalline texture):矿物颗粒很细,肉眼和放大镜无法分别,但在显 微镜下可分晶粒的岩石结构,又称显微晶质结构(microcrystalline texture, 不同于玻璃质结构)。e、斑状结构(porphyritic texture):岩石由两类大小明显不同的颗粒组成,大颗粒散布于小颗粒或玻璃质之中。大的叫斑晶,小的叫基质(细晶、微晶、隐晶或玻璃质)。斑晶与基质是两期结晶的产物,代表两种不同的结晶条件。斑晶先结
15、晶,基质结晶在后(近地表或地表,快速冷却),是浅成岩和熔岩中常见的结构。另外,由于物理化学条件的变化(氧化还原条件、PT条件),斑晶会被氧化(安山岩,幻灯)、熔蚀(幻灯)、裂纹/碎斑结构(高温变体向低温变体转变时,体积收缩。幻灯:b石英向a石英转化)。f、似斑状结构(porphyroid texture), 岩石由两类大小不同的颗粒组成,但大小并不十分悬殊,而且基质是显晶质。原因:熔体中某一组分多于熔体共结所需的量时,该晶体会先结晶成比较大而完好的晶体,如辉绿结构。(3) 矿物的自形程度较早结晶的矿物能按自己的结晶习性形成良好的晶形,而晚结晶的矿物由于空间的限制影响其晶面发育。根据矿物自形程度
16、分成:a. 自形晶(idiomorphic crystal):结晶早或结晶能力强的矿物,如副矿物(锆石、榍石、磷灰石) 和暗色矿物等。 b. 半自形晶(hypidiomorphic crystal):一部分晶面完整,而另一部分晶面不完整(最常见)。如:花岗岩中的斜长石。c. 它形晶(xenomorphic crystal): 具不规则晶形,其形态受剩余空间限制,形成最晚。如花岗岩中的石英。按自形程度可有下面几和结构:a. 全自形粒状结构某些单矿物岩,如橄榄岩、辉石岩。由堆晶过程形成。b. 半自形粒状结构半自形为主,少许自形/它形。如花岗结构。c. 它形粒状结构细晶岩中常见,又称细晶结构。(4)
17、 矿物颗粒的相互关系a. 煌斑结构(lamprophyric texture):斑晶和基质中暗色矿物的自形程度都很好,并且比浅色矿物自形程度高。为煌斑岩所特有。b. 海绵陨铁结构(sideronitic texture):火成岩中少见,但陨石中常见。富含金属矿物的基性超基性岩常见。金属矿物它形充填于橄榄石和辉石等中。c. 辉长结构(gabbroic texture):辉石和斜长石同时结晶,都为半自形。辉长岩中常见。d. 辉绿结构(diabasic texture):自形半自形的斜长石搭成格架,辉石等充填其间(辉绿岩)。与辉长结构相比,粒度细,斜长石自形程度高于辉石。e. 间粒结构(interg
18、ranular texture):自形板条状斜长石微晶之间的孔隙充填细小的辉石、橄榄石、磁铁矿等。常见于粗粒玄武岩中。f. 间隐结构(intersertal texture):自形板条状斜长石微晶之间的孔隙充填玻璃质或隐晶质。g. 间粒-间隐结构:自形板条状斜长石微晶之间的孔隙充填玻璃质或隐晶质以及辉石等暗色矿物。玄武岩中常见。h. 二长结构(monzonitic texture):斜长石自形比钾长石好,见于二长岩。i. 反应边结构(reaction rim texture):早期结晶的矿物与残于熔体反应,在其边部形成新的矿物。基性岩中常见。如橄榄石有辉石和角闪石的反应边。j. 文象结构(gr
19、aphic texture):碱性长石和石英有规则连生,石英呈棱角形或楔形并在碱性长石中定向排列,形似古象形文字。文象结构肉眼可见;显微文象结构显微镜下。伟晶岩中常见。成因三种:碱性长石与石英共结、交代、固溶体分解。k. 蠕虫结构(myrmekite texture):酸性斜长石中含蠕虫状石英。成因:交代、固溶体分解,以及剪切带中应力作用(Bell et al. 1988)。l. 响岩结构(phonolitic texture)或霞石岩结构(nephelinitic texture):响岩和霞石岩中的全晶质基质结构基质中有大量短柱状或粒状的霞石微晶。m. 交织结构(pilotaxitic te
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 岩浆 岩石 整理 24
限制150内