岩浆岩第六章沉积岩.ppt
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1、第五章 岩浆岩 岩石为人们通常所说的石头,是构成岩石圈的固态物质,是构成地壳的主要成分。岩石是矿物的天然集合体。具有结构和构造变化规律,在地质作用中形成的地质体。定意:地壳中由地质作用所形成的固态物质,主要是造岩元素所构成的玻璃或矿物的天然集合体。第一节 岩浆作用与岩浆岩 一.岩浆和岩浆作用 1.岩浆成分 定义:地下深处产出的富含挥发组份的高温粘稠状的硅酸盐熔融体。熔岩流不等于岩浆,仅是接近岩浆的物质,真正的岩浆比熔岩流含更多的挥发份。原因是地下深处负荷压力大,挥发物质可熔融在岩浆中,随着压力降低挥发份逸去熔岩流冷凝固 结成熔岩。2.岩浆分类 超基性岩浆SiO2含量小于45%基性岩浆SiO2含
2、量45-52%中性岩浆Sio2含量52-65%酸性岩浆Sio2含量大于65%3.岩浆活动 4.岩浆作用:岩浆形成、直至冷凝成岩的过程称为岩浆作用。岩浆作用又可分为侵入作用与喷出作用。侵入作用:岩浆上升至一定高度内能消耗及上覆 岩层 压力大于内压力,岩浆停留在地壳内冷凝结晶。根据侵入位置不同可分为:深成侵入:深度距地表大于3公里,由此形成深成岩。浅成侵入:深度具地表小于3公里,由此形成浅成岩。喷出或火山作用:内压力大于上覆岩层压力,冲破上覆岩层直接喷出地表形成喷出岩。二.岩浆岩的物质成分 1.岩浆岩的化学成分 地壳中的所有元素在岩浆岩中几乎都能见到,但含量不平衡,其中9种元素占岩浆岩总重量99.
3、25%,其它不足1%。按重量的百分数排列依次为O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti。岩浆岩中的化学成分常以氧化物来表示。其中二氧化硅是主导成分,此外为三氧化二铝、三氧化二铁、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化钾、氧化钠等7种主要氧化物。以上氧化物占岩浆岩氧化物总量的98%,故称为主要造岩氧化物。主要氧化物含量与二氧化硅含量之间有密切的联系,变化有规律,趋势是二氧化硅增加氧化铁、氧化镁减少,氧化钾、氧化钠增加。2.岩浆岩的矿物成分 岩石有矿物组成。认识岩石必须认识其矿物成分。矿物成分既可反映岩石的化学成分,也可反映岩石的生成条件。组成岩石的矿物统称为造岩矿物。自然界中造岩矿物种类很多,分布
4、在常见岩石中的常见矿物只有十几种。.指示矿物:石英、橄榄石。.主要矿物:含量较多一般大于10%。岩浆岩中的主要矿物有石 英、斜长石、钾长石、角闪石、辉石、黑云母、橄榄石。浅色矿物富含硅铝,色浅如石英、长石。暗色矿物富含铁镁,色深如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母。色率:暗色矿物的百分含量,反映岩石化学成分变化,颜色深浅、比重大小是岩石鉴定分类的重要标志。色率高比重大即暗色矿物居多,岩性趋向基性、超基性。色率低比重小即浅色矿物居多,岩性趋向中性、酸性。.次要矿物:含量不多,一般小于10%。对划分大类不起作用,为划分岩石种属的进一步依据。如石英闪长岩中的石英;黑云母花岗岩中的黑云母。同种矿物在不同岩石
5、中的含量不同,主次是起变化的,随岩石不同而变化。.付矿物:岩石中含量少,一般不到1%,偶尔达5%,岩石命名中不起作用,出于从属地位,但它们的存在可以反映岩浆岩的含矿性和生成条件等方面的一些特征,对确定形成时代及详细划分类型有相当重要作用。3.鲍文反映系列 各主要矿物冷凝过程中有一定的结晶顺序,分深色和浅色两个系列平行结晶。深色:橄榄石辉石角闪石黑云母 浅色:基性斜长石中性斜长石酸性斜长石 最后两个系列联合结晶出正长石、白云母、石英。1922年美国岩石学家实验证明了上述分异过程。同一横列矿物结晶时间大自相当,故可共生组合,各类矿物结晶有一定顺序,但并非严格。三.岩浆岩的结构和构造 由于形成时的地
6、质条件不同(如深度),冷却速度快慢不一,形成岩石的结晶程度、颗粒大小,矿物组合方式等具有不同特点。同一岩浆成分也因上述原因会形成外貌特征不同的岩石,以结构、构造来表达。1.岩浆岩结构 指矿物结晶程度,颗粒大小,形状及各矿物之间组合方式所表现出来的特点。影响结构的因素:温度、压力、粘度等差异。根据结晶程度可分为:(结晶程度是指矿物部分结晶或是全部结晶).全晶质结构:全部有结晶矿物颗粒组成,矿物颗粒可有肉眼或放大镜辨认,结晶时间充分温度下降缓慢,多见于深成岩。.玻璃质结构:(非晶质结构)构成的矿物全无结晶,全为玻璃质,是岩浆快速冷却质点未作规律排列,多见于喷出岩中或浅层侵入体边缘。具该类结构的岩石
7、断面光滑,具玻璃光泽及贝壳状端口,有时似炉渣状。.半晶质结构:即有矿物结晶又有非晶质的玻璃同时存在,多见于喷出岩中心部位及浅层侵入体的边缘部分。.按矿物颗粒粒径分:.粗粒结构 直径大于5mm 大于10mm称伟晶 .中粒结构 直径大于25mm .细粒结构 直径 20.2 mm .微粒结构 直径小于0.2 mm 微粒结构又称隐晶质结构,肉眼与放大镜下已难以辨认矿物结晶颗粒,但显微镜下显示是结晶的。.按晶体发育程度分:自形晶 半形晶 它形晶 .以矿物颗粒相对大小及形态 .等粒结构:主要矿物颗粒均匀大略相等 .斑状结构:颗粒明显有大小区别,分为斑晶和基质,是不同地质条件下的产物。是浅成岩和喷出眼岩的主
8、要结构特征。.似斑状结构:与斑状结构的区别是基质是显晶的大致与斑晶同时晶出。常见于浅成岩和部分深成岩。2.岩浆岩的构造 构造:岩石中矿物颗粒或集合体在空间排列及充填方式上所表现出来的特点。构造特征取决于岩浆岩性质、产出条件及凝固过程中物质成分空间运动状态。同样以上特征也反映形成过程的地质条件及成岩过程中的一系列变化。.块状构造:矿物排列不显示一定的方向性,呈均匀分布状。岩浆岩中最常见的构造。.斑杂状构造:不同组成部分在矿物组成和结构上差别,使整个岩石看起来呈不均匀状态显得斑块杂乱无章。.流纹构造:熔岩流动过程中不同颜色条文和拉长的气孔所表现出来的一种流动构造。.气孔状构造:岩浆在压力减小,温度
9、骤降条件下,挥发成分不断逸散,加上熔岩冷却凝固,在岩石中保留许多圆形、椭圆形或长管型空洞是喷出岩所具有的构造。.杏仁构造:在后期地质作用下气孔原有的气孔被其它矿物所充填的构造,为次生构造。.流线构造:为熔岩流动过程中使长条状或柱状矿物作定向排列所形成。四.岩浆岩体的产状 1.深成作用形成的产状 .岩基:大规模深成侵入体 特点第一 面积大于100平方公里,也可超过几万平方公里,出露面积大小取决于侵入体大小和剥蚀深度;第二成分稳定,通常有花岗岩、花岗闪长岩等酸性岩组成,构成山脉核心部分。第三基岩与围岩的接触是不整合关系(切穿围岩而不是平行围岩岩层构造)。第四表现出强烈的变质现象。第五由于侵入作用的
10、强大力量,围岩的大量碎块在岩体中形成噗捕虏体。在我国的天山、阿尔泰山祁连山、秦岭等有不同时代花岗岩岩基出露。.岩株:出露面积不超过100平方公里深成侵入体,形状为不规则浑圆状,与围岩接触面较陡,一般认下面为与岩基相连,由中酸性岩组成。周口店花岗岩是典型岩株。2.浅层侵入岩体的产状 .岩床:流动性较大为顺岩层侵入的板状岩体。其特点为第一由基性岩构成;第二规模大小不定,厚度从几厘米至几百公里;第三与围岩顶底板平行,围岩有时有轻微变质 现象。.岩盘(岩盖):粘性较大,岩浆顺层侵入并将上覆岩层拱起形成穹窿状岩体。其特点为第一主要由酸性岩构成,因酸性岩浆粘度大流动慢冷却快,不能沿层理扩展很远。如下部岩浆
11、继续上侵将围岩拱起可形成岩盘。此外也有中性岩浆形成的岩盘。第二直径可达数公里,厚度可达1公里,岩体边缘与围岩平行。第三围岩有变质现象。如山东莱芜有闪长岩岩盘,镇江泗明山有花岗斑岩岩盘。.岩墙、岩脉:沿岩层裂隙侵入,并切断岩层所形成的板状岩体。其特点为第一岩性多种多样从基性到酸性都有。第二规模有大有小,延长可次、从几米至几百米甚至几十公里,厚度从几厘米至几公里。第三可能是一次侵入,也可能是两次以上侵入如居庸关附近可见到酸性岩墙被基性岩墙侵入的现象。地四顺一组裂隙侵入时常形成具有一定方向成群出现的岩墙群。当岩墙遭受剥蚀时,如岩墙抗风化能力大于围岩可形成突出的小山脊,如辽宁清源的磨盘山,如相反则可形
12、成沟谷如河北紫荆关和通往关口的大道。岩体更小分支称岩脉。严格岩墙与未岩之间没有成分上的联系。但有些则有联系,如花岗岩中的伟晶岩脉。.火山颈:填充于火山通道的熔岩及火山碎屑物经侵蚀出露 地表,介于浅成岩与喷出岩的过渡类型。五.岩浆岩多种多样的原因 自然界岩浆岩种类繁多,但形成岩浆岩的母岩浆(超基性岩浆、基性岩浆、花岗岩岩浆)种类并不多,少数几种岩浆为什么能形成各种类型的岩浆岩解释是多样的,但一般认为是岩浆的分异作用和同化作用。1.岩浆的分异作用 岩浆活动过程中,物理条件和化学环境的变化成分亦随之变化(一般由成分复杂的岩浆逐渐分化成多种成分的岩浆,该作用叫岩浆分异作用。.液态分异作用:岩浆除中硅酸
13、盐为主外还有硫化物、氧化物等,在高温高压条件下可以混溶在一起,但温度压力减低时,岩浆中某些成分便分离出来,重沉轻浮而分异成基性岩浆和酸性岩浆或过渡岩浆。实验证明:富含镁钙的硅酸岩熔浆在1500度以上时可溶解硫化物67%,但温带下降其中硫物成珠滴状分离出来,由于比重大沉于底部,此种现象如同水和油在高温时溶解一部分而低温时分开一样。如上所述岩浆冷却过程中,液体状态下岩浆逐渐分异成多种不同成分互不混溶的岩浆,该作用称液态分异作用也就是熔离作用。.结晶分异作用:岩浆冷却开始结晶,岩浆中各组分熔点不一加上其它因素影响,从结晶开始至完全凝固降温幅度达几百度,随一些矿物结晶出来因比重大小不同或下沉或上升,就
14、与剩余岩浆分离而产生的分异作用称结晶分异作用。一般讲含二氧化硅少的矿物先结晶,含二氧化硅多的矿物后结晶,含铁镁多的矿物先结晶,含铁镁少的矿物后结晶,因此岩浆一般由基性向酸性转化。.气态分异作用:岩浆中含大量挥发分,特点为熔点低挥发性高,在岩浆分异过程中,第一挥发性组分可增加岩浆流动性(即降低粘度)降低岩浆结晶温度,有利于岩浆分异作用进行;第二挥发性组分化学性活泼,可和岩浆中重金属特别是稀有金属元素结合成挥发性化合物(如氯化锡、氟化锡),当温度压力降低时,它们便从岩浆中分离出来,集中在岩浆的上部或扩散到围岩的裂缝和空隙中去,许多有用矿床便是这样产生的。因此挥发性组分又称矿化剂。2.岩浆的同化作用
15、 岩浆侵入围岩两者间必然产生若干反应,围岩的某些成分或直接熔到岩浆中去,或通过化学反应加入到岩浆中去,因而改变了岩浆原有成分,该作用称岩浆的同化作用或同化混染作用。同化作用的强度与岩浆温度、岩体的大小、围岩的成分和裂隙程度有关,温度越高侵入体越大,围岩化学性越活泼,岩浆与围岩的成分差别越大围岩越破碎则同化作用越强烈。岩浆的分异和同化是重叠进行的,又是互相影响的第六章 沉积岩 一、沉积岩的物质成分 沉积岩物质来源极为丰富,最广最多的是母岩的风化产物及古生物残骸堆积成的各种有机物质,火山喷发物及天体物质。(一)、沉积岩的化学成分特征 物质成分大多来自于岩浆岩,所以与岩浆岩化学成分相似。1、在常温常
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