地质学基础第三章 岩浆作用及岩浆岩.doc

第三章 岩浆作用及岩浆岩 1 概 念 一、 岩浆上地幔或地壳深处，天然产出的成分以硅酸盐为主的高温溶融 物质。 化学成分 ＳiＯ2为主 Al2Ｏ３、Go、FeO 依ＳiＯ2多少分 超基性65 富含挥发份Ｈ2O、ＣＯ２、ＮＨ３、Ｈ２Ｓ 物理性质Ｔ高（６５０－１４００℃）Ｐ大（几千大气压）粘稠流体 基性 T高、Ｐ小、稀 酸性 T小、P大、 稠 二. 岩浆作用岩浆形成、运移、冷凝的全部过程。 浅成侵入作用 深成侵入作用 喷出作用 侵入作用 三、岩浆岩 喷出岩 侵入岩 熔融岩浆冷凝后形成的岩石 2 喷出作用与喷出岩 一、岩浆活动与火山构造 （一） 喷出活动（火山活动、火山爆发）岩浆形成，向上运移并喷出地表， 在地表冷凝的全部过程。 火山喷发是一种极为壮观而又令人生畏的自然现象，但由于喷发前征擦兆明显，有一定的地形标志，一般不会给人类生命带来大危害。现代火山活动，内陆不多，常见一些岛国、沿海地区。 根据火山活动情况分 活火山active volcano现代仍在活动或周期性活动。 美（圣海伦斯）意（维苏威、埃特纳） 休眠火山dormant volcano 人类史后喷发过，但长期以来静止。 （五大莲池） 死火山extinct volcano 人类史前喷发过，史后从未喷发的火山。 （江宁方山） （二） 火山喷发类型 裂隙式喷发岩浆沉地表狭长的裂隙溢出。 地史早期多。通常地球形成初期，地壳薄，此方式较多。 现代洋脊附近，冰岛是洋脊在陆地上延伸通过的地方，有较多 的裂隙式喷发。 中心式喷发岩浆沿火山通道上移从火山口喷出。 1. 猛烈式突然喷发（酸性粘度大易发生）喷发开始时，火山突然爆炸，大量的气体、围岩、岩浆一齐喷出，危害大。１９０２年西印度群岛的培雷火山喷发，高４０００米，山角下圣佩尔城倾刻间被摧毁，死亡达４００００人。 2. 宁静式（夏威夷式）基性岩浆容易发生。 3. 递进式猛烈宁静 （三） 火山构造 火山锥熔岩锥、集块锥、复合锥 火山口、火山通道及火山颈 二、 火山喷出物及喷出岩 （一） 喷出物气体、液体、固体 1． 气体在岩浆向上运移的过程中，遭受到上伏岩层的压力越来越小，这时，在深处高压下，溶于岩浆的挥发份，首先成为气体并沿岩层的孔隙、裂隙、逸出地表，且量浓度越来越大。成分主要为H2O60、 CO2 、 H2S、 SO2 、 NH3。 喷发前，大量气体；喷发中，仍有大量气体随岩浆喷出；喷发后期， 当岩浆停止喷发后，气体仍徐徐逸出。 2 . 固体（火山碎屑） 1. 先冷凝或半冷凝在火山通过的物质 2. 岩浆液滴，喷到空中，在空中冷凝后落下 3. 围岩 来源 火山弹 50m m 火山碎屑岩 砾 250mm 灰 2mm（凝灰岩） 火山渣 大小不一、多孔、渣状 3. 液体（熔岩） 火山喷发的主体。喷出地表后失去一些挥发份的岩浆称熔浆，熔浆冷凝后成岩称为熔岩。熔岩是熔浆流动过程中冷凝的，具各种形态（熔岩被、舌状熔岩流，绳索状溶岩，枕状熔岩，熔岩瀑布，均反映出流动痕迹。 地表熔岩可组成大面积高原，如印度的德高原，由玄武岩组成， 厚3000米， 面积100平方公里。 二） 喷出岩（火山岩） 由火山喷出物形成的岩石。 火山碎屑岩 熔岩 次火山岩岩浆在火山通道内冷凝而成岩石 凝灰岩 火山角砾岩 三、世界火山分布 现代世界上活火山500多座，主要分布 环太平洋火山带 中、酸性 地中海印尼火山带 基、酸性 洋脊火山带 基性 脊火山带基 板块边界上 我国台湾处于环太平洋带上，有火山十六座活火山； 黑龙江德都五大莲池，二百多年仍有喷发休眠火山； 南京江宁方山、六合桂子山、燕山期火山死火山。 3.侵入作用及侵入岩 一、 侵入作用岩浆由地下深处向上运移，未达到地表而而在地下占 侵入体侵入冷冷凝的岩浆。 围 岩被岩浆侵入的岩层。 只有构造运动使侵入体暴露于地表 居一定空间并冷凝成岩的全部过程。 侵入部位不同 深成侵入 3km 浅成侵入 0-3km 二、 侵入体产状 描述侵入体在地下的空间位置，按形态、大小、与围岩的关系等 划分成 １． 岩墙（岩脉）狭长板状侵入体。 切割围岩层理，规模可大可小，是岩浆沿围岩裂隙挤入冷凝成 岩，可根据切割地层判断形成的大致时代。 ２． 岩床板状侵入体。 延展方向与围岩层理平行，顺层侵入，岩浆沿围岩的层间裂隙 挤入冷凝成岩，常为基性岩浆。煤层中常见有岩床侵入。 ３． 岩盆与岩盖侵入体似盆状，中凹边凸延展方向与水平层理一致 围岩为水平层理岩盆 侵入体似盖状、蘑菇状、中凸边凹岩盖。 常见中、酸性岩浆岩。 4、 岩基与岩株 三、岩浆的演化 从岩浆侵入活动开始，即形成向上运移，直最后冷凝成岩结束，是一系列物理、化学性质的演化过程。在这个过程中，一方面岩浆挤入围岩向上运移，同时将热量传给围岩，本身温度降低，引起矿物的结晶。 （一） 同化及混染作用 同化作用岩浆侵入过程中，以本身的高温，溶化了围岩，将围岩改造 成岩浆的一部分。故围岩被同化了。 侵入体规模大 岩浆温度高 同化作用强 围岩熔点低 围岩裂隙发育充 同化作用强 同化作用在岩浆侵入中普遍存在，同化作用的强弱与侵入体的规模有关，与岩浆温度有关，同时与围岩性质有关。 侵入体与围岩接触，接触带附近常见有捕虏体， 捕虏体 尚未完全同化的围岩。 混染作用 由于围岩熔入岩浆中，使岩浆成分发生了改变。故岩浆被 混染了。因此侵入不同岩性的岩层使得岩浆成分发生不同的改变。 同化与混染作用是同一事物的两个方面，出现是相伴相随的，发生同化作用的同时也就发生了混染作用。 （二） 结晶分异作用 结晶分异作用高温熔融的岩浆成分非常复杂，含有多种矿物成分，在其温度降低、冷凝的过程中，按矿物熔点高低、比重大小、先后结晶析出不同的矿物 当岩浆冷凝的速度缓慢，也就是说温度逐渐降低，结晶分异作用最彻底（矿物结晶程度好）。 通常，是一些熔点高、比重大的矿物首先结晶，随着岩浆冷却到适当温度的时候，又有相应的矿物折出。 美国岩石学家Ｎ.Ｌ.Bowen.用实验证实了上述的结晶分过程实验表明在万分复杂的玄武岩浆温度逐渐降低的过程中，不同阶段结晶出的矿物分别是这样的 图略 由于鲍温本人证实了这个反应系列，因此他认为，虽然岩浆岩可根据成分不同分为四大类，但原始岩浆只有一种，玄武岩浆，各种不同的岩浆岩是同一种岩浆结晶分异中不同阶段形成的。例如超基性、基性、中性。但目前认为，结晶分异作用是存在的，玄武岩浆可以结晶分异出不同类岩浆碉，但并不是所有中性，酸性岩浆岩都是以这种方式形成的。 原始的岩浆应有四大种超基、中、酸，相应的岩浆可形成成分相应的岩浆岩。 4 岩浆的起源 岩浆是熔融的液体（火山喷发）。岩浆是地下深处的向上运移的。源于深处，那么是不是说地下深处就存在一个范围很大的甚至于环绕整个地球的液体的岩浆层呢回答是否定的。 我们知道，岩浆冷凝能形成岩浆岩，显然岩浆岩熔化后就是岩浆，实事上，岩浆就是地壳深处及上地幔顶部岩石熔化后形成的。下面我们先看看岩石熔融需要哪些条件 温度高 （地表压力下800℃岩石开始熔化） 压力低 （ 熔点低） 最好有水加入 降低熔点，利于岩石熔化 只有符合了上述一定条件，才能发生熔化，形成岩浆。 同时，我们讲过，岩浆在冷凝时有结晶分异作用，岩石受热熔化过程中也有分熔现象。（受热后首先是熔点低的矿物先熔化，然后依次到熔点最高的矿物）。 受热酸性岩浆中性岩浆基性岩浆。 因此同一种岩石在不同的温度条件下，可以形成不同的岩浆类型。这就是为什么岩浆有四大类。 显然，岩石在一定条件下，熔成了不同类型的岩浆，因此在地球上，什么地方能保证这种条件，就有岩浆活动。 不易形成岩浆 地 表 低压、低温、有水 地下深入 高压、高温、无水 深入断裂的地下高温、低压、有水 板块边界（洋壳、陆界）高温、低压、有水 易发生岩浆活动 5岩浆岩的特征及类型 一、 结构、构造特征 （一）结构组成岩石的矿物颗粒本身的特点（结晶程度、形态、大小及颗粒之间相互关系） 隐璃质结构 玻璃质结构 粗晶 5mm 中晶5-1 mm 细晶1-0.1mm 斑状结构 似斑状结构 显晶质结构 （二）构造岩石中不同矿物集合体的分布与排列的特点。某一部分颗粒与 块状构造 各颗粒分布均匀。 流纹构造 气孔构造 杏仁构造 喷出岩特有 其它部分颗粒之间的关系。 二、成分特征 化学成分以硅酸盐为主，按SiO2含量分为四大类 超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩。（与岩浆分类一致） 浅色矿物长石（正长石、斜长石）、石英 暗色矿物黑云母、角闪石、辉石、橄榄石 主要矿物 三 、岩石类型 不同的化学成分岩石类型不同，且同种化学成分 形成环境不同则岩石类型不同。 成 分 形成环境 超基性 基性 中性 酸性 喷出岩 科马提岩 玄武岩 安山岩 流纹岩 浅成岩 苦橄玢岩 辉绿岩 闪长玢岩 花岗斑岩 深成岩 橄榄岩 辉长石 闪长岩 花岗岩 实验课 常见岩浆岩的观察与鉴定 10