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岩石学课程电子教案绪论岩浆岩沉积岩变质岩绪论岩石：是构成地壳和上地幔的固态物质，它是由一种或多种矿物的天然集合体（部分为火山玻璃物质、胶体物质、生物遗体）组成岩石学：是地质学中的一门独立的分支学科，是研究地壳、上地幔各种岩石的分布、产状、成分、结构、构造、分类、命名、成因、演化和相关矿产等问题的学科三大类岩石火成岩：又称岩浆岩，是由地幔或地壳的岩石经熔融或部分熔融形成岩浆冷却固结的产物沉积岩：是由地表风化产物、火山碎屑物等，在外力作用下搬运、沉积、固结而成变质岩：是由已形成的岩浆岩、沉积岩经变质作用转化而成的岩石岩石学的研究方法野外研究：岩石的组分、结构、构造、产状、分布、岩石组合、相变，与周围岩石的关系、次生变化等室内研究：详细研究岩石的矿物成分、含量，以及岩石的结构构造等，以获得岩石的类型、命名；岩石的物质组分和成因、演化特征、形成时代等；还可了解岩石的含矿性特征；岩石的形成机理和条件等野外研究室内研究观察测试宏观微观实践理论第一篇岩浆岩IgneousRocks第一章总论1.1岩浆1.2岩浆岩1.3岩浆岩的物质成分1.4岩浆岩的结构和构造1.5岩浆岩的产状和相1.6岩浆岩的分类和命名第二章各论2.1橄榄岩—苦橄岩类2.2辉长岩—玄武岩类2.3闪长岩—安山岩类2.4花岗岩—流纹岩类和花岗闪长岩—英安岩类2.5正长岩—粗面岩类2.6霞石正长岩—响岩类2.7脉岩类2.8火山碎屑岩类第三章岩浆岩的成因3.1岩浆的形成3.2岩浆的演化3.3主要岩浆岩类的成因3.4岩浆岩的共生组合第一章总论1.1岩浆岩浆：是上地幔或地壳部分熔融的产物，绝大多数岩浆成分以硅酸盐为主，含有挥发分，也可以含有少量固体物质，是高温粘稠的熔融体岩浆作用：当岩浆产生后，在通过地幔和/或地壳上升到地表或近地表的途中，发生各种变化的复杂过程1.2岩浆岩岩浆喷出地表或从火山口涌出——火山岩（喷出岩）（包括熔岩和火山碎屑岩）岩浆在地下不同深度冷凝固结形成的岩石——侵入岩（深成岩、浅成岩）两类岩石的差别，核心是由岩浆冷凝快慢的差别形成的快速冷却缓慢冷却1.3岩浆岩的物质成分1.3.1岩浆岩的矿物成分按含量划分：主要矿物(10%)：含量高，是划分岩石大类的依据例如花岗岩中的石英、长石次要矿物(10%)：含量小于主要矿物,可以确定岩石种属例如花岗岩中的黑云母副矿物：分布广泛但含量很少(1％)，一般不参与岩石命名例如锆石、磷灰石1.3岩浆岩的物质成分1.3.1岩浆岩的矿物成分按成因分类：岩浆矿物：是岩浆冷凝过程中所形成的矿物，也称原生矿物岩浆期后矿物：是岩浆已基本凝固之后，由于受残余流体影响而形成的一些矿物成岩矿物：当岩浆完全凝固成岩后，由于物化条件的改变，原来处于高温下稳定的矿物就会不稳定，会向着更稳定的状态变化，而形成一些新矿物他生矿物或混染矿物：是岩浆同化或捕虏围岩而形成的一些岩浆中难以析出的矿物次生矿物：岩石在表生作用下形成的新矿物，又称表生矿物。如长石在表生作用下形成的粘土矿物1.3岩浆岩的物质成分1.3.1岩浆岩的矿物成分按颜色分类：浅色矿物：如石英、长石类和似长石类等，它们的化学成分中含Al2O3和SiO2较高，不含镁、铁，故又称硅铝矿物深色矿物：如橄榄石、辉石、角闪石和黑云母类等，其化学成分中富含镁、铁组分，SiO2含量较低，故又称镁铁矿物色率：深色矿物在岩石中的百分含量，又称颜色指数可以估计岩浆岩的基性程度，是岩石分类的重要标志之一1.3岩浆岩的物质成分1.3.2岩浆岩的化学成分地壳中存在的所有元素在岩浆岩中几乎都有存在，但最主要的O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K等十二种元素，占地壳总质量的99%以上，称之为主要造岩元素；岩浆岩的化学成分常用这些元素的氧化物质量百分数表示，称之为造岩氧化物（SiO2、Al2O3等）岩浆岩中常有一些含量甚微的元素（一般0.1%），称为微量元素；如Nb、Ta、Sr、U、Th、Zr、Hf等。其含量虽然甚微，但可以富集成矿，有的可以用来研究岩浆岩的成因岩浆岩中还常含有微量的稀土元素，即元素周期表中的镧系元素，共17个元素；稀土元素赋存于岩石中，不易遭后期变化，常用作研究岩浆的起源、演化和岩浆岩成因1.4岩浆岩的结构和构造1.4.1岩浆岩的结构定义：是指岩石的结晶程度、颗粒的大小、形状特征以及这些组分之间的相互关系所反映的特征结构结晶程度颗粒大小自形程度相互关系全晶质结构/玻璃质结构/半晶质结构自形粒状结构/半自形粒结构/它形粒状结构条纹结构/文象结构/蠕虫结构/反应边结构/环带结构/包含结构绝对大小相对大小等粒结构/不等粒结构斑状结构/似斑状结构细粒结构/中粒结构/粗粒结构1.4.1岩浆岩的结构是指岩石中结晶质部分和非晶质部分（玻璃）之间的比例。分为三类:全晶质结构：全部由已结晶的矿物组成玻璃质结构：由未结晶的火玻璃组成半晶质结构：中既有结晶矿物又有玻璃结晶程度1.4.1岩浆岩的结构隐晶质结构：颗粒非常细小（一般小于0.02mm），肉眼不可分辨，但在显微镜下可看出矿物晶粒显晶质结构:肉眼能分辨出矿物颗粒。按其主要矿物颗粒的粒径大小又可分为：粗粒结构:d5mm中粒结构:d=2-5mm细粒结构:d=0.2-2mm微粒结构：d0.2mm矿物颗粒的大小1）根据绝对大小分为隐晶质结构和显晶质结构1.4.1岩浆岩的结构等粒结构:同种主要矿物颗粒大小大致相等不等粒结构:同种主要矿物颗粒大小不等斑状结构：矿物颗粒分为大小截然不同的两群，大的称为斑晶，小的及玻璃质称为基质似斑状结构：由两群大小不同的矿物颗粒组成，但基质为显晶质，与斑晶为同一世代的产物2）据矿物颗粒的相对大小，可分为以下四种结构：区分斑状结构和似斑状结构？1.4.1岩浆岩的结构矿物的形状特点包括矿物的自形程度和结晶习性，自形程度是指矿物晶面发育的完善程度。据矿物自形程度可以分为三种结构：自形粒状结构：矿物颗粒按自已的结晶习性发育成规则的晶面它形粒状结构：矿物颗粒多呈不规则的形态，少有完整规则的晶面半自形粒状结构：矿物颗粒按结晶习性发育一部分规则的晶面，其它的晶面发育不好，呈不规则的形态矿物颗粒的形状1.4.1岩浆岩的结构包括矿物颗粒之间的相互关系和矿物及隐晶质之间的相互关系。常见的有：交生结构：两种矿物彼此交生嵌布在一起，如文象结构、条纹结构、蠕虫结构等反应结构：是早期晶出的矿物与残余熔浆发生反应而形成，如反应边结构、环带结构等岩石中矿物颗粒间的相互关系1.4.1岩浆岩的结构文象结构：规则或不规则状（如象形文字）石英有规律地镶嵌插生在钾长石中，这些石英在正交偏光下同时消光（右上图）条纹结构：主要见于条纹长石,表现为钾长石和钠长石有规律地交生，它们多由固溶体出溶或交代作用形成蠕虫结构：许多细小的形似蠕虫状或指状的石英嵌布在酸性斜长石边部，其中石英的消光位一致（右下图）1.4.1岩浆岩的结构—交生结构反应边结构：早生成的矿物或捕掳晶，与岩浆发生反应，环绕早生成矿物形成一个新矿物边。常见的有橄榄石外围具辉石反应边，辉石外围又具角闪石反应边环带结构：同种矿物成分从中心到边缘规律变化，主要见于斜长石中橄榄石的辉石反应边斜长石的环带1.4.1岩浆岩的结构—反应结构确定岩浆矿物的晶出顺序：矿物的自形程度：一般来说矿物的自形程度愈好，晶出愈早，至少是结晶期结束早的比结晶期结束晚的要自形矿物的包裹关系：一般被包裹的客晶早于主晶。但固溶体出溶形成的包裹关系不属此列矿物的相对大小：对于斑状结构岩石，斑晶矿物比基质矿物晶出早些。但在似斑状岩石中，有些斑晶可能是后来交代形成的矿物的共生关系：有些副矿物与次生矿物共生，例如黑云母被绿泥石交代，这时可见绿泥石与榍石共生，其中榍石是黑云母变成绿泥石时析出钛和钙组成的，因此是晚期形成的1.4.1岩浆岩的结构—矿物的结晶顺序定义：鲍文根据玄武岩浆冷凝结晶过程的人工实验观察，提出了一个表示岩浆结晶过程的反应系列，称之为鲍文反应原理意义：概略表示矿物的结晶顺序矿物的共生关系岩浆的分异趋势，即由基性向酸性演化说明了岩浆岩和捕虏体间的关系1.4.1岩浆岩的结构—鲍文反应系列byN.L.Bowen,1928橄榄石辉石角闪石黑云母培长石更长石钠长石钾长石白云母石英拉/中长石定义：岩浆岩中不同矿物集合体，或矿物集合体与岩石的其他组成部分之间的排列、充填方式等所构成的岩石特点。常见的如下：块状构造、斑杂构造、带状构造、球状构造、气孔构造、晶洞构造、枕状构造、流纹构造、流面流线构造、原生片麻构造、冷缩节理1.4.2岩浆岩的构造块状构造：是由矿物均匀无向分布组成的一种构造斑杂构造：是由岩石的不同组成部分在结构上或成分上的差异造成的。表现在颜色上或是在粒度上都非常不均一带状构造：表现为不同成分、颜色或不同结构的条带相间成带分布而成球状构造：由矿物围绕某些中心呈同心层状分布而成的一种构造气孔构造：是火山岩中常见的一种构造。指岩浆喷溢地表冷凝时，其中的挥发份逸散后留下的空洞，常分布于熔岩流顶部。如果气孔被后来的物质所充填形成了杏仁体，称杏仁构造晶洞构造：深成侵入岩中的原生孔洞就是晶洞构造1.4.2岩浆岩的构造带状构造斑杂构造杏仁构造气孔构造枕状构造：水下喷溢的基性熔岩常呈枕状椭球体，互相堆叠，称为枕状构造流纹构造：是由不同颜色条纹所反映出来的熔岩流的流动构造，有时顺着流动条纹还有被拉长的气孔分布流面流线构造：岩浆岩中的片状、板状矿物、扁平的捕虏体平行定向排列构成流面或流层构造原生片麻构造：多见于侵入体的边缘。其特征是有些矿物呈断续定向分布。它们是由半凝固的岩浆受到了较强的机械挤压形成的冷缩节理：岩浆熔体由于冷却，致使体积收缩并产生张应力，使岩体破裂形成一些冷缩节理。玄武质熔岩中常有直立的六边形或多边形柱状节理。酸性熔岩或熔结凝灰岩中也可有柱状节理。1.4.2岩浆岩的构造枕状构造流纹构造柱状节理构造1.5岩浆岩的产状和相一、火山岩的产状：与火山喷发方式和喷出物的性质有关中点式或点状喷发：是岩浆沿着一定的圆筒状管道喷达地表而成。常见的形态有火山锥、熔岩流、绳状熔岩、熔岩瀑布、岩钟、岩针等线型或裂隙式喷发：岩浆沿一定方向的裂隙活动喷达地表。如果喷发的是粘度小的基性熔浆，则常常沿着地面流动，形成熔岩被。粘度较大的熔浆，则可形成火山锥，或在火山通道附近呈长形堤状堆积，形成熔渣堤，也可沿通道挤出地表形成熔岩脊面状或熔透式喷发：戴里根据大面积分布的流纹岩而推论的一种喷溢形式。他认为流纹岩是由过热的高化学能的岩浆上侵时将其顶部围岩熔透的溢出物。由于其熔透喷溢的面积可达几十至几百平方公里，故又叫面状喷发火山锥岩钟岩针熔岩流二、侵入岩的产状：可与地层呈整合和不整合接触岩基：面积大于60km2，常由成分稳定的花岗岩类组成，与围岩呈不规则接触岩株：面积小于60km2，和围岩的接触较陡直，边缘常有一些不规则的树枝状岩体冲入围岩中，被称为岩枝岩墙或岩脉：是一种较小的侵入体，往往呈墙状或脉状延伸几米至几千米，宽自几厘米到几百米，与围岩层理或片理斜交，是沿陡直的裂隙侵入造成的岩床：是一种沿层间侵入展布的层状侵入体，厚度稳定，与层面呈整合接触，常见于基性岩中岩盖：也是一种层间侵入体，与岩层呈整合接触，和岩床不同的是中心厚度大，底部较平的顶部穹窿状形体岩盆：是一种层间整合侵入体，和岩盖不同的是中心凹下形如碟或盆状，一些层状辉长岩常呈岩盆状产出1.5岩浆岩的产状和相岩基岩墙岩盆岩盖岩床捕虏体整合侵入体不整合侵入体岩株侵入岩的野外产状示意图1.5岩浆岩的产状和相•岩浆岩相：由于不同环境下形成的岩浆岩，其岩石特征也不一样，反之，这种能反映岩浆岩生成环境的岩石表征就是岩浆岩相•火山岩相：喷发相组（溢流相、喷发相、侵出相）火山颈相组（火山颈相）次火山岩相组（次火山岩相）火山沉积相组（火山沉积相）•侵入岩相：浅成相（3km)、中深成相（3-10km）、深成相（10km）1.6岩浆岩的分类和命名一、化学成分分类SiO2百分含量里特曼指数硅-碱图(TAS)二、矿物成分分类色率QAPF双三角图三、产状和结构分类1.6.1岩浆岩的分类