岩浆岩的成因
岩浆岩特征描述形成过程
岩浆岩特征描述形成过程1. 引言1.1 岩浆岩特征描述形成过程岩浆岩是地壳中常见的一种岩石类型,其形成过程涉及多个环节,包括岩浆的来源与组成、岩浆的运移与堆积、岩浆的冷却与结晶、岩浆岩的变质与变形以及岩浆岩的后期地质作用。
岩浆岩特征描述形成过程是地质学研究的重要内容之一。
岩浆岩形成的源头是地球深部的岩浆熔体,熔融状态的岩浆在地壳和地幔的高温高压作用下形成。
岩浆的组成主要包括硅酸盐矿物、氧化物、碳酸盐矿物等。
岩浆通过各种方式向地表运移,并在地表或地下某处堆积,形成岩浆岩体。
岩浆岩冷却后,其中的熔体逐渐结晶成晶体,形成各种不同的岩石矿物。
岩浆岩在后期地质作用中可能发生变质作用或变形,增加了岩石的多样性和复杂性。
岩浆岩的特征描述形成过程是地质学研究的重要组成部分,通过对岩浆岩形成过程的深入分析,可以更好地理解地球演化的历史和地质构造的演化过程。
展望未来,随着科学技术的不断发展,岩浆岩形成过程研究将会取得更多的突破,为地质学研究提供更多有价值的信息和见解。
2. 正文2.1 岩浆的来源与组成岩浆的来源与组成是岩浆岩形成过程中的重要环节。
岩浆的来源主要包括地幔和地壳。
地幔是地球内部的一层岩石层,主要由榴辉石、辉石等矿物组成,具有高温、高压的特点。
地壳是地球表面的一层固体岩石层,主要由石英、长石、斜长石等矿物组成,具有较低的温度和压力。
岩浆的组成一般包括岩浆浆体和岩浆气体。
岩浆浆体是岩浆中的主要成分,主要由硅酸盐矿物、氧化物、硫化物等组成。
岩浆气体是岩浆中的气体成分,主要含有水蒸气、二氧化碳、硫化氢等。
岩浆中的气体含量对岩浆的流动性、喷发性质等都有重要影响。
岩浆的来源与组成对岩浆岩的性质和特征有着重要影响。
不同来源的岩浆具有不同的化学成分和矿物组成,这会导致岩浆岩的结构、颜色、质地等方面的差异。
岩浆中的气体成分也会影响岩浆的流动性和喷发性,进而影响岩浆的运移、堆积和后续地质作用。
对岩浆的来源与组成进行深入研究,有助于理解岩浆岩的形成过程和特征。
岩石的分类和成因
按岩石形成类型,可分为三大类:岩浆岩、沉积岩和变质岩。
(1)岩浆岩地幔中呈流动状态的炽热岩浆向地表上升冷凝结晶形成岩浆岩。
其中花岗岩类的岩石是由于岩浆侵入地壳,在地壳中慢慢冷却,有足够的时间在冷却之前形成晶体,称为侵入岩。
还有一类情况是岩浆快速上升,直到喷出地表,接触到大气或海水时冷却形成岩石,称为喷出岩,如玄武岩、黑曜岩。
花岗岩是一种侵入岩,矿物颗粒往往较粗,它的主要矿物成分有三种:带红、黄、灰色调的浅色长石、无色或灰色的石英、白色或黑色的云母。
花岗岩的色彩多样,有灰白色、肉红色等,美观大方。
它质地坚实,抗蚀力强。
玄武岩是常见的喷出岩。
玄武岩岩浆粘度小,流动性大,容易大量溢出地表,形成面积很大的玄武岩覆盖层。
在陆地上,它的覆盖面积可超过一个欧洲大国——法国,而占地表面积70%的海洋底部几乎全有玄武岩组成。
这种岩石的组成颗粒细小致密,主要成分为橄榄石、辉石。
在地面上经常可看到玄武岩的柱状节理,这是玄武岩冷却时体积收缩产生的一种裂开。
这种裂开常常呈六边形、正方形、菱形,玄武岩石柱高可达数米至十多米,蔚为壮观。
(2)沉积岩根据沉积物类型把沉积岩分成三类:碎屑岩、有机岩和化学岩。
碎屑岩是岩石碎屑挤压在一起形成的沉积岩,大多数沉积岩都有岩石碎屑组成。
碎屑岩可根据组成岩石碎屑的大小或颗粒进行分类。
页岩是一种常见的碎屑岩,由微小的黏土颗粒组成。
页岩的形成要求沉积的黏土颗粒必须在非常薄而且平整的地方一层一层沉积。
黏土颗粒无需胶结就能紧紧粘在一起,颗粒间的空隙非常小,水都不能渗透。
页岩摸起来很平滑容易辟成薄片。
砂岩中的沙来自海滩、洋底、河床和沙丘。
砂岩是小的砂粒挤压和胶结形成的一种碎屑岩,大多数砂粒的主要成分是石英。
因为胶结过程不能填满砂粒间的全部空隙,因此砂岩中有许多小洞,容易吸收水分。
圆砾岩和角砾岩,有些沉积岩由大小不同的岩石碎屑组成。
小的碎屑如细沙和小鹅卵石,大的如大漂砾。
如果碎屑物有磨圆的边缘,它们形成的碎屑岩称为圆砾岩;由有棱角的大碎屑组成的岩石称为角砾岩。
工程地质思考题及答案
一:分析三大岩的成因、矿物成分、结构及构造特征,并比较其不同之处。
1岩浆岩成因:高温熔融的岩浆在向地表上升过程中,由于热量散失逐渐经过分异等作用冷凝而形成岩浆岩。
岩浆岩形成的方式有两种:一种是岩浆的侵入形成侵入岩,另一种是火山的喷出形成喷出岩。
岩浆岩矿物成分:1浅色矿物如石英、正长石斜长石、白云母等。
2)深色矿物如黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等。
岩浆岩结构:全晶质结构(等粒结构似斑状结构),半晶质结构(斑状结构),非晶质结构岩浆岩构造:块状构造流纹状构造气孔状构造杏仁状构造2沉积岩成因:岩石、矿物在内外力作用下破碎成碎屑物质后,经水流、风吹和冰川等的搬运,堆积在大陆低洼地带或海洋,再经胶结、压密等成岩作用而形成的岩石称为沉积岩。
沉积岩矿物成分(1)碎屑物质。
(2)粘土矿物(3)化学沉积矿物(4)有机质及生物残骸沉积岩结构:碎屑结构泥质结构结晶结构生物结构沉积岩构造:层理构造。
沉积岩的层理构造、层面构造和含有化石是沉积岩在构造上区别于岩浆岩的重要特征。
3变质岩成因:岩浆岩或沉积岩在高温、高压或其他因素作用下,经变质作用所形成的岩石称为变质岩。
变质岩矿物成分(1)原生矿物(2)变质矿物变质岩结构:变质岩的结构与岩浆岩类似,以结晶结构为主;变质岩构造: 片理构造(板状构造片状构造千枚状构造片麻状构造 ). 块状构造二:1.简述影响岩石工程性质的因素。
内因:1组成岩石的矿物成分:•单矿岩比复矿岩耐风化.矿物的硬度大,岩石抗压强度高。
矿物的相对密度大,岩石相对密度也大,岩石抗压强度高.深色矿物的抗风化能力要比浅色矿物的抗风化能力差.在岩浆岩中酸性岩比基性岩的抗化学风化能力高;沉积岩抗风化能力要比岩浆岩和变质岩高。
2 结构、构造等:结晶结构的岩石孔隙度小,吸水率低。
在荷载作用下变形小,弹性模量大,抗压强度高,细晶岩石的强度要高于同成分的粗晶岩石的强度,胶结连结3.片理构造、流纹构造等影响岩石的物理力学性质:层理、节理、裂隙和各种成因的孔隙,使岩石结构的连续性与整体性受到一定程度的影响或破坏,从而使岩石的强度和透水性在不同方向上发生明显的差异; 外因:即由来自岩石外部的客观因素,如气候环境、风化作用、水文特性等。
岩浆岩岩石学——岩浆岩的成因
第十三章岩浆岩的成因由前面的介绍可以看到,岩浆岩种类繁多,性状各异。
现简要介绍形成岩浆岩的岩浆种类及其来源;形成岩浆岩的地质作用和物理化学作用。
这些都是岩浆岩成因方面的重大问题,也是地质科学中的一些重大问题,目前仍在不断地探索和研究中。
一、原始岩浆的种类和起源根据目前研究,岩浆起源于上地幔和地壳底层,并把直接来自地幔或地壳底层的岩浆叫原始岩浆。
岩浆岩种类虽然繁多,但原始岩浆的种类却极其有限,一般认为仅三、四种而已,即只有超基性(橄榄)岩浆、基性(玄武岩浆)、中性(安山)岩浆和酸性(花岗或流纹)岩浆。
当然,对这个问题的认识也经过一个长期历史发展过程。
在十九世纪中叶布恩森(Bonson,1851)曾提出有玄武岩浆和花岗岩浆两种原始岩浆的主张,但关于花岗岩浆的论点一直未受重视,一些学者却坚持认为只有一种玄武岩浆,而所有的岩浆岩都是由玄武岩浆派生出来的。
这就是本世纪初至20年代期间风行一时的岩浆成因一元论。
最早提出一元论者是戴里(Daly)和鲍文。
但一元论不能解释这样一个众所周知的地质事实,即花岗岩在大陆地壳中的分布要比玄武岩广得多,例如据计算,花岗岩的分布面积比玄武岩大五倍,比其他深成岩大二十倍,并且花岗岩几乎不与玄武岩共生。
进入本世纪三十年代,列文生—列森格和肯尼迪(Kenndy,1933)根据花岗岩和玄武岩同为地壳中分布最广的岩浆岩这一事实,又重新昌导花岗岩浆和玄武岩浆两种原始岩浆的论点,即所谓岩浆成因二元论。
本世纪中期前后,有人针对环太平洋“安山岩线”和阿尔卑斯型超基性侵入岩这种地质事实,又提出了安山岩浆和橄榄岩浆的论点。
于是进入了所谓岩浆成因的多元论阶段。
目前认为种类繁多的岩浆岩就是从橄榄岩浆、玄武岩浆、安山岩浆、花岗岩浆通过复杂的演化作用形成的。
这几种原始岩浆是上地幔和地壳底层的固态物质在一定条件下通过局部熔融(重熔)产生的。
局部熔融是现代岩浆成因方面的一个基本概念,大致解释如下:和单种矿物比较起来,岩石在熔化时有下列两个特点:第一,是岩石的熔化温度低于其构成矿物各自单独熔化时的熔点;第二,是岩石从开始熔化到完全熔化有一个温度区间,而矿物在一定的压力下仅有一个熔化温度。
岩浆岩特征描述形成过程
岩浆岩特征描述形成过程全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:岩浆岩是地球内部岩浆冷却凝固形成的一种岩石,它具有独特的特征和形成过程。
岩浆岩主要包括火成岩、变质岩和沉积岩三类,其中火成岩是由地下岩浆冷却凝固形成的,下面我们来详细描述一下岩浆岩的特征和形成过程。
一、岩浆岩的特征1. 结晶结构:岩浆岩的结晶结构通常呈现出颗粒状、柱状或板状等形态,这取决于岩浆凝固的速度和形成环境。
具体来说,如果岩浆冷却速度较快,岩浆中的矿物便无法完全结晶,形成细小的颗粒状结构;反之,如果岩浆冷却速度较慢,矿物便有足够时间结晶,形成较大颗粒的结构。
2. 组成成分:岩浆岩主要由矿物组成,其中含量最多的是硅铝酸盐矿物,如长石、石英等。
另外,岩浆岩中还含有较多的铁、镁等金属元素,这些元素会在岩浆冷却凝固时结晶成不同的矿物。
3. 色泽和质地:岩浆岩的色泽多种多样,具体取决于其中的矿物成分。
一般来说,火成岩呈现出灰白色、灰黑色等较深色调,变质岩呈现出红、黄、绿等鲜艳的色彩。
至于质地,岩浆岩的质地通常较硬,有的岩石质地坚硬,有的则较疏松。
4. 断裂和蚀变:由于岩浆岩受力环境不同,其断裂形态也不尽相同。
一般来说,岩浆岩容易产生较多的节理和裂隙,这些断裂面会受到外界环境的侵蚀而发生蚀变。
二、岩浆岩的形成过程岩浆岩的形成过程主要包括岩浆的生成、运移和冷却凝固三个阶段。
1. 岩浆的生成:岩浆是地幔深部高温高压条件下的部分熔融物质,它是由地幔或地壳中的岩石在高温高压环境下分解融化形成的。
岩浆的生成过程通常受到地球内部的热源、地壳板块的运动、地壳深部的断裂等因素的影响。
2. 岩浆的运移:岩浆生成后,会在地壳内部通过岩浆管道或裂隙等途径向地表运移。
岩浆运移过程中,其温度、粘度、流速等都会发生变化,从而影响岩浆在地壳中的运移路径和速度。
3. 岩浆的冷却凝固:当岩浆运移到地表或地壳内部浅部时,受到外界温度的影响而迅速冷却凝固。
岩浆冷却凝固的速度、冷却方式和冷却温度等因素会影响岩浆的结晶结构和矿物组成,从而形成不同类型的岩浆岩。
岩浆岩的成因
第十三章岩浆岩的成因由前面的介绍可以看到,岩浆岩种类繁多,性状各异。
现简要介绍形成岩浆岩的岩浆种类及其来源;形成岩浆岩的地质作用和物理化学作用。
这些都是岩浆岩成因方面的重大问题,也是地质科学中的一些重大问题,目前仍在不断地探索和研究中。
一、原始岩浆的种类和起源根据目前研究,岩浆起源于上地幔和地壳底层,并把直接来自地幔或地壳底层的岩浆叫原始岩浆。
岩浆岩种类虽然繁多,但原始岩浆的种类却极其有限,一般认为仅三、四种而已,即只有超基性(橄榄)岩浆、基性(玄武岩浆)、中性(安山)岩浆和酸性(花岗或流纹)岩浆。
当然,对这个问题的认识也经过一个长期历史发展过程。
在十九世纪中叶布恩森(Bonson,1851)曾提出有玄武岩浆和花岗岩浆两种原始岩浆的主张,但关于花岗岩浆的论点一直未受重视,一些学者却坚持认为只有一种玄武岩浆,而所有的岩浆岩都是由玄武岩浆派生出来的。
这就是本世纪初至20年代期间风行一时的岩浆成因一元论。
最早提出一元论者是戴里(Daly)和鲍文。
但一元论不能解释这样一个众所周知的地质事实,即花岗岩在大陆地壳中的分布要比玄武岩广得多,例如据计算,花岗岩的分布面积比玄武岩大五倍,比其他深成岩大二十倍,并且花岗岩几乎不与玄武岩共生。
进入本世纪三十年代,列文生—列森格和肯尼迪(Kenndy,1933)根据花岗岩和玄武岩同为地壳中分布最广的岩浆岩这一事实,又重新昌导花岗岩浆和玄武岩浆两种原始岩浆的论点,即所谓岩浆成因二元论。
本世纪中期前后,有人针对环太平洋“安山岩线”和阿尔卑斯型超基性侵入岩这种地质事实,又提出了安山岩浆和橄榄岩浆的论点。
于是进入了所谓岩浆成因的多元论阶段。
目前认为种类繁多的岩浆岩就是从橄榄岩浆、玄武岩浆、安山岩浆、花岗岩浆通过复杂的演化作用形成的。
这几种原始岩浆是上地幔和地壳底层的固态物质在一定条件下通过局部熔融(重熔)产生的。
局部熔融是现代岩浆成因方面的一个基本概念,大致解释如下:和单种矿物比较起来,岩石在熔化时有下列两个特点:第一,是岩石的熔化温度低于其构成矿物各自单独熔化时的熔点;第二,是岩石从开始熔化到完全熔化有一个温度区间,而矿物在一定的压力下仅有一个熔化温度。
岩浆岩的成因..
积 物 发 生 局 部 熔 融 即 可 形 成 安 山 岩 浆。 当 俯 冲 深 度 达95 公 里 时 即 可 发 生 这 一 作 用。
拉 斑 玄 武 岩 浆: 约<15 公 里 高 铝 玄 武 岩 浆: 15-35 公 里 碱 性 玄 武 岩 浆: 35-75 公 里
●从 玄 武 岩 浆 中 可 以 直 接 冷 凝 结 晶 成 玄 武 岩 和 辉 长 岩。 ●玄 武 岩 浆 通 过 分 异 作 用 可 以 形 成 少 量 中 性 岩 和 酸 性 岩。 ●玄 武 岩 浆通 过 重 力 结 晶 分 异 可 以 形 成 少 量 超 基 性 岩。
●岩 石 开 始 溶 化 时 产 生 的 熔 体 中SiO2、K2O、Na2O 较 高, 熔 体 偏 于 酸 性; 随 着 溶 化 温 度 的 提 高, 熔 体 中FeO、 MgO 组 份 增 加 而 渐 趋 于 基 性。
●局 部 熔 融 在 岩 石 开 始 溶 化 至 全 部 溶 化 的 温 度 区 间 内, 岩 石 中 的 易 熔 组 份 ( 酸 性 组 份) 先 熔 化, 产 生 酸 性 熔 体, 残 留 体 为 较 基 性 的 难 熔 固 相 物 质。 随 着 温 度 的 升 高, 熔 体 数 量 增 加, 其 基 性 组 份 也 逐 渐 增 加 ; 当 温 度 达 到 或 超 过 岩 石 全 部 熔 化 的 温 度 时, 岩 石 全 部 熔 化, 熔 体 成 分 和 被 熔 化 的 原 岩 成 分 一 致。
(三) 原 生 岩 浆 种 类 的 不 同 认 识
● 1. 一 元 论 1851 年,Bonson 曾 提 出 有 玄 武 岩 浆 和 花 岗 岩 浆 两 种 原 生 岩 浆 的 主 张, 但 关 于 花 岗 岩 浆 的 认 识 一 直 未 受 重 视. 戴 里 和 鲍 文 等 学 者 坚 持 认 为 只 有 一 种 玄 武 岩 岩 浆. 而 所 有 的 岩 浆 岩 都 是 由 玄 武 岩 浆 派 生 出 来 的. 这 一 理 论 无 法 解 释 地 壳 中 大 量 存 在 花 岗 岩 的 事 实.
高级岩浆岩石学复习题-答案
一、岩浆岩的成因1.岩浆岩成因包括哪两个基本过程?什么是原生岩浆和演(进)化岩浆?什么是部分熔融?固体地幔与地壳发生部分熔融产生原生岩浆的基本缘由是什么?岩浆岩成因包括岩浆的起源与演化。
岩浆的起源:在合适的温压条件下地壳或上地幔发生部分熔融,产生原生岩浆的作用过程。
岩浆的演化:就是原生岩浆通过各种作用派生为多种多样进化岩浆及岩浆岩的过程。
其中主要发生了分异作用,岩浆混合作用和同化混染作用。
原生岩浆:是由地幔或地壳岩石经熔融或部分熔融作用形成的成分未发生变异的岩浆进化岩浆:经分异作用产生的派生岩浆又可成为进化岩浆导致固体地幔/地壳发生部分熔融的基本缘由(1)地温异样:由于软流圈上隆、地幔柱上升、或板块俯冲引起地温异样,超过源岩的固相线温度(即起始熔融温度)。
(2)挥发份的加入:由于挥发份的加入使源岩的固相线温度降低。
三种体系。
(3)压力变更:由于地幔对流、拆沉、去根作用或大断裂诱发的减压熔融;在某些状况下,增压也可以引起部分熔融,增压熔融。
2.限制原生岩浆类型与成分的主要因素有哪些?(1)源岩及源区的性质和组成;(2)起源温度与熔融程度;(3)起源压力与深度;(4)挥发份的类型及含量3.岩浆的三大源区指的是什么?这些不同源区分别能产生哪些岩浆?(1)地幔岩浆:各类玄武岩浆(碱性玄武岩浆、拉斑玄武岩浆),金伯利岩浆、碳酸岩浆。
(2)陆壳岩浆:花岗岩类岩浆(3)俯冲洋壳:埃达克岩浆、钙碱性或岛弧拉斑质岩石组合(玄武岩——玄武安山岩——安山岩——英安岩——流纹岩)4.说明相图中以下名词:固相线温度与固相线矿物,液相线温度与液相线矿物,熔融区间固相线温度:物体起先由固态变为液态的最低温度固相线矿物:是指与固相线的岩浆平衡共生的矿物液相线温度:物体部分熔融到最终一个矿物结束熔融时的温度液相线矿物:是指与液相线的岩浆平衡共生的矿物(从理论上讲,矿物的数量为无穷小)熔融区间:物体它的熔化温度是在一个范围进行的,即由起先熔化温度和熔化终了温度组成,这个区间叫做熔融区间。
岩石种类和形成
岩石种类和形成
岩石是由一种或几种矿物和天然玻璃组成的,具有稳定外形的固态集合体。
地球上的岩石按照成因可以分为三类:岩浆岩(包括侵入岩和喷出岩)、变质岩和沉积岩。
岩浆岩:岩浆岩是由岩浆上升冷却凝固而成。
其中,侵入岩由于在地下深处冷凝,故结晶好,矿物成分一般肉眼即可辨认,常为块状构造。
喷出岩则是岩浆突然喷出地表,在温度、压力突变的条件下形成,矿物不易结晶,常具隐晶质或玻璃质结构,一般矿物肉眼较难辨认。
沉积岩:沉积岩又称为水成岩,是在地表不太深的地方,将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物,经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。
沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。
变质岩:变质岩是由变质作用所形成的岩石。
变质岩是由地壳中先形成的岩浆岩或沉积岩,在环境条件改变的影响下,矿物成分、化学成分以及结构构造发生变化而形成的。
从岩浆到形成各种岩石,这三大类岩石可以相互转化,构成了地壳物质循环。
这一循环过程开始于岩浆的形成,岩浆冷却凝固形成岩浆岩。
随着时间的推移,岩浆岩可以通过风化、侵蚀等作用形成沉积岩。
同时,岩浆岩和沉积岩也可以经过变质作用形成变质岩。
这些岩石类型的相互转化和循环,对于地球的地壳形成和演化具有重要的意义。
按SiO2 岩浆岩分类
岩石主要按成因分为三种:一、岩浆岩(也称火成岩),它是通过火山喷发等原因形成的,简单一点说就是,火山喷发出来的岩浆冷却之后形成的岩石。
二、沉积岩是岩浆岩经过风化、水蚀等形成小颗粒,在地面堆积成一层,在经过一系列的地壳变动等外力作用下形成的。
三、变质岩是沉积岩在火山喷发是与岩浆相互融合、变质冷却后形成。
对岩石观察时可以观察颜色\结晶状况\各种晶体的大小\岩石的构造,如喷出岩的气孔构造\流纹构造,沉积岩的层理结构等补充一点岩浆岩主要由硅酸盐矿物组成,此外,还常含微量磁铁矿等副矿物。
根据岩石SiO2含量,岩浆岩可分为四大类:超基性岩:SiO2<45%;基性岩:SiO2=45~52%;中性、碱性岩:SiO2=52~65%;酸性岩:SiO2>65%。
岩石的碱度即指岩石中碱的饱和程度,岩石的碱度与碱含量多少有一定关系。
通常把Na2O+K2O的重量百分比之和,称为全碱含量。
Na2O+K2O含量越高,岩石的碱度越大。
A.Rittmann 1957年考虑SiO2和Na2O+K2O之间的关系,提出了确定岩石碱度比较常用的组合指数(σ)。
σ值越大,岩石的碱性程度越强。
每一大类岩石都可以根据碱度大小划分出钙碱性、碱性和过碱性岩三种类型。
σ< 3.3时,为钙碱性岩;σ= 3.3-9.0时,为碱性岩;σ> 9时,为过碱性岩。
除了岩石化学成分之外,矿物成分也是岩浆岩分类的依据之一。
在岩浆岩中常见的一些矿物,它们的成分和含量由于岩石类型不同而随之发生有规律的变化。
如石英、长石呈白色或肉色,被称为浅色矿物;橄榄石、辉石、角闪石和云母呈暗绿色、暗褐色,被称为暗色矿物。
通常,超基性岩中没有石英,长石也很少,主要由暗色矿物组成;而酸性岩中暗色矿物很少,主要由浅色矿物组成;基性岩和中性岩的矿物组成位于两者之间,浅色矿物和暗色矿物各占有一定的比例。
根据产状,也就是根据岩石侵入到地下还是喷出到地表,岩浆岩又可以分为侵入岩和喷出岩。
13岩浆岩的成因
• 2)对于熔点高于岩浆温度的围岩,岩浆通过离子交 换反应,改变围岩及捕虏体的成分直到达到平衡。 • 基本特征:反应过程中围岩物质处于固态,离子交换 反应主要受离子在固相中的扩散速度的控制,由于扩 散系数小,反应不彻底,最终将形成含围岩捕虏体的 混染岩石。 • 如花岗岩岩浆同化基性围岩(辉长岩或角闪岩)时, 岩浆中的H2O、Si、K、Na 会对围岩捕虏体进行交代, 而围岩中的Mg、Fe、Ca 则向岩浆中迁移,其结果是 基性斜长石可反应成更长石,暗色矿物出现由橄榄石 →辉石→角闪石→黑云母的变化。捕虏体经反应后成 分近似于闪长岩。如果捕虏体进一步破碎则形成散点 状,分散于花岗岩之中,形成成分较基性、颜色较深 的混染岩。
花岗质岩浆房 底部出现玄武 岩枕状堆积体
玄武质岩浆注入到 酸性岩浆房,往往 在酸性岩浆体中形 成骤冷的枕状构造 或淬碎的岩块。
花岗岩中的 枕状辉长岩
岩浆混合作用的因素: 两端元岩浆的物 理化学性质和流体动力学性质。 • 例如: • 幔源玄武质岩浆与壳源花岗质岩浆的的混合: • 1)密度较大的玄武质岩浆在下地壳中形成底垫, 并导致上覆下地壳岩石部分熔融形成密度较小的 花岗质岩浆。两种岩浆的密度相差较大,可形成 重力稳定的分层,或者形成具上轻下重的层状岩 浆房。岩浆对流作用一般只限制在不同的重力分 层内部,不易产生不同岩浆层之间的混合。
分异作用 :原来成分均匀的岩浆,在没有外来物质加 入的情况下,依靠本身的演化,最终产生不同组分的 火成岩的作用。
未发生相分离:扩散作用、熔离作用;
结晶相和流体相分离:分离结晶作用、气体搬运作用
1、岩浆分异作用
1)、熔离作用
原来混溶的熔体因物理或化学的原因分离为不混溶或混 溶程度低的两种熔体的过程。 物理因素:温度、压力的变化; 化学因素:第三种成分的加入。 实例: 在富铁的拉斑玄武岩中见到晚期的富硅的花岗质不混溶体; 月球玄武岩中的富铁球粒存在于富硅富钾的玻璃基质中; 某些基性和超基性岩体中的铜镍氧化物、铬铁矿及钒钛磁 铁矿床,可以从岩浆中熔离出来;
岩浆岩 变质岩 沉积岩的分类
岩浆岩、沉积岩、变质岩的成因及其分类二、岩浆岩、沉积岩、变质岩的成因及其分类岩石按成因可分为三大类:岩浆岩(火成岩)、沉积岩和变质岩。
(一)岩浆岩岩浆岩又称火成岩,是由地壳下面的岩浆沿地壳薄弱地带上升侵入地壳或喷出地表后冷凝而成的。
岩浆是存在于地壳下面高温、高压的熔融状态的硅酸盐物质(它的主要成分是SiO2,还有其他元素、化合物和挥发成分)。
岩浆内部的压力很大,不断向压力低的地方移动,以至冲破地壳深部的岩层,沿着裂缝上升,喷出地表;或者当岩浆内部压力小于上部岩层压力时迫使岩浆停留下,冷凝成岩。
依冷凝成岩时的地质环境的不同,将岩浆岩分为三类:喷出岩(火山岩):岩浆喷出地表后冷凝形成的岩浆岩称为喷出岩。
在地表的条件下,温度下降迅速,矿物来不及结晶或者结晶差,肉眼不易看清楚。
如流纹岩、安山岩、玄武岩等。
浅成岩:岩浆沿地壳裂缝上升至距地表较浅处冷凝形成的岩浆岩。
由于岩浆压力小,温度下降较快,矿物结晶较细小。
如花岗斑岩、正长斑岩、辉绿岩等。
深成岩:岩浆侵入地壳深处(约距地表3公里)冷凝形成的岩浆岩。
由于岩浆压力大,温度下降缓慢,矿物结晶良好。
如花岗岩、正长岩、辉长岩等。
深成岩和浅成岩又统称侵入岩。
岩浆的化学成分相当复杂,其中影响最大的是SiO2。
根据SiO2的含量,岩浆岩可以分为以下四类:酸性岩类(SiO2含量>65%),如花岗岩、花岗斑岩、流纹岩等。
中性岩类(SiO2含量65%~52%),如正长岩、正长斑岩、粗面岩、闪长岩、安山岩等。
基性岩类(SiO2含量52%~45%),如辉长岩、辉绿岩、玄武岩等。
超基性岩类(SiO2含量<45%),如橄榄岩、辉岩等。
岩石中SiO2的含量越大,其颜色越浅,比重也越小。
岩浆岩的分类简表参见表10-1-2。
【例题7】岩浆岩中含量最多的成分是()。
A.SiO2B.Al2O3C.Fe2O3D.CaCO3答案:A【例题8】下列哪一项是岩浆喷出地表冷凝后形成的喷出岩?(A)。
第十三章岩浆岩成因
• 一元论的观点难于解释大规模花岗岩的成因。如果花 岗岩都来自玄武岩岩浆,那么就应该见到基性岩的量 多于中性岩,更多于酸性岩。但实际上花岗岩与玄武 岩都是地壳中分布广泛的岩石,而且花岗岩比辉长岩 的分布量要大几十倍。列文生-列信格曾计算过,通 过玄武岩浆分异只能得到5%的花岗岩。
• 而且即使玄武岩浆能分异出大量花岗岩,必然也能分 异出更大量超基性岩,但事实并非如此;此外,在花 岗岩体的底部也没有见到比玄武岩浆更基性的岩石堆 积。在大面积出露的玄武岩岩区,一般也很少见到花 岗岩的分异体。所以至上世纪30年代,多数人抛弃了 一元论的观点。
• 由上述条件的变化,原生岩浆的种类不可能是二、三 种,更不可能是一种。例如,目前多数人认为:
• 基性的拉斑玄武岩浆、碱性橄榄玄武岩浆;
• 超基性的金伯利岩浆、科马提岩浆、碳酸岩浆;
• 中性的安山岩浆;
• 酸性的花岗岩浆、花岗闪长岩浆等都可能是原生岩浆。
• 原生岩浆通过演化可形成各种派生岩浆。它们在不同 的条件下可结晶形成种类繁多,成分不同的岩浆岩。
• 岩浆上升是一个降压的过程,围压逐渐减小,但其中 的PH20则由于各种因素的影响,可降低或升高,或振 荡式的变化,也可基本保持不变。
• 某些岩浆由于体积大和上升迅速,其温度变化幅度很 小,直到结晶作用发生后才逐渐下降。
• 原生岩浆从产生到形成岩浆岩,其成分多少会发生变 化,原因主要是:自身成分的分离变化、围岩物质的 加入及两种不同成分岩浆的混合。
第十三章 岩浆演化的机理
• 3.1 原生岩浆问题
• 不同的岩石学家对原生岩浆的种类提出了不同的看 法。
• 首先是,1928年鲍文提出自然界仅有一种玄武岩 浆,所有的岩浆岩都是由玄武岩浆通过结晶分异作 用派生的,这就是所谓的一元论观点。
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(二)原 生 岩 浆 的 种 类
岩 浆 岩 种 类 虽 然 繁 多, 但 原 生 岩 浆 的 种 类 却 极 为 有 限, 一 般 认 为 仅 三、 四 种 而 已。 目 前 公 认 的 有: 超 基 性(橄 榄) 岩 浆, 基 性( 玄 武 岩 浆), 中 性( 安 山 岩 浆)和 酸 性( 花 岗 或 流 纹) 岩 浆。
● 2. 花 岗 岩 岩 浆
●是 大 陆 地 壳 深 部 物 质 重 熔 的 产 物。 ●不 同 深 度 上 可 以 形 成 性 质 稍 有 差 异 的 花 岗 岩 岩 浆。 ● 在 约10 公 里 处 形 成 活 动 性 很 弱 的 岩 浆, 许 多 巨 型 花 岗 岩 岩 基
就 是 这 种 岩 浆 形 成 的。
● 基 性 岩 浆 同 化 酸 性 的 围 岩 时, 岩 浆 向 酸 性 变 浆 向 基 性 方 向 变 化。
● 基 性 岩 浆 可 以 同 化 酸 性 围 岩, 但 酸 性 岩 浆 难 于 同 化 基 性 围 岩。
岩浆岩的共生组合及其形成 大地构造环境
1.概述
●二十世纪初期,岩石学家开始注意到不同类型的火成岩具有显著的地域分布 规律。
●二十世纪六十年代,随着板块学说的建立,岩浆成因和火成岩成分变化规律 被赋予了全新的地质构造含义。不同火成岩岩石系列与全球构造的关系,也即火 成岩组合在不同地区重复出现,成分变化和分布规律与构造背景的关系引起了地 学界的广泛重视。
●大陆板块内火成岩主要有:金伯利岩、碱性岩(高钾岩系)、高原溢流玄武岩以及 火成碳酸岩四种组合类型。
2.2 大洋板块
●从板块构造的角度来考察火成岩组合与构造背景的关系,大洋地区似乎比大 陆地区更显出规律性。
●大洋壳范围内的岩浆喷发是少量的,这种喷发由火山岛和洋底火山显示出来
●它们有两种基本产状,火山岛链和孤立火山。
岩石 的 局 部 熔 融 又 叫 重 熔 作 用 或 深 熔 作 用。
(五) 原 生 岩 浆 的 成 因 机 制
● 1. 玄 武 岩 浆
是 上 地 幔 物 质( 地 幔 岩) 局 部 熔 融 的 产 物。 在 上 地 幔 的 不 同 深 度 上 通 过 局 部 熔 融 产 生 三 种 主 要 岩 浆:
●岩 石 开 始 溶 化 时 产 生 的 熔 体 中SiO2、K2O、Na2O 较 高, 熔 体 偏 于 酸 性; 随 着 溶 化 温 度 的 提 高, 熔 体 中FeO、 MgO 组 份 增 加 而 渐 趋 于 基 性。
●局 部 熔 融 在 岩 石 开 始 溶 化 至 全 部 溶 化 的 温 度 区 间 内, 岩 石 中 的 易 熔 组 份 ( 酸 性 组 份) 先 熔 化, 产 生 酸 性 熔 体, 残 留 体 为 较 基 性 的 难 熔 固 相 物 质。 随 着 温 度 的 升 高, 熔 体 数 量 增 加, 其 基 性 组 份 也 逐 渐 增 加 ; 当 温 度 达 到 或 超 过 岩 石 全 部 熔 化 的 温 度 时, 岩 石 全 部 熔 化, 熔 体 成 分 和 被 熔 化 的 原 岩 成 分 一 致。
●夏威夷群岛、澳特腊尔-马绍尔-吉尔伯特群岛是典型的火山岛链。
●火山链可能是当大洋岩石圈在地幔柱( 热点 ) 上运移时,由地幔柱( 热点 ) 产生 的,地幔柱内或地幔柱上面产生的岩浆喷发出来形成了海山和岛链
3 离散型板块边缘岩浆活动
3.1 大洋中脊岩浆活动
●大洋中脊是最重要的离散型板块边缘,是大洋区中最大量的火成岩产生 地,也是洋壳产生的地方,洋底不断在中脊处形成,而后运移到大洋各外 。
岩浆岩的成因
●岩 浆 岩 种 类 繁 多、 性 状 各 异。
●岩 浆 种 类 多 样、 来 源 复 杂。
●形 成 岩 浆 岩 的 地 质 作 用 和 物 理 化 学 作 用 复 杂。 ●岩 浆 岩 的 成 因 仍 在 不 断 探 索 和 研 究 中。
一、 原 生 岩 浆 的 种 类 和 起 源
(一〕 原 生 岩 浆 的 概 念
2、板内岩浆活动
2.1大陆克拉通区
●在大陆克拉通地区火成岩并不十分发育。大陆克拉通区发现的火成岩大多呈小型 的侵入杂岩体、岩墙、岩床、火山颈、岩管或(少数情况下)呈小的火山区出现。 ●火成岩成分变化比洋壳区要复杂得多。 ●一般认为,大陆克拉通火成岩可能与某种板内拉张性构造环境有关,但事实上很 多地区尚不能认定它们与构造之间的确切关系。 ●有些没有明显构造痕迹的地区,岩浆活动往往归因于和地下的热点或地幔上升的 热柱有关。
结 晶 分 异 作 用 在 玄 武 岩 浆 中 研 究 得 最 为 完 备, 由 鲍 文 和 贝 莱 于 本 世 纪20 年 代 即 完 成 了 实 验 和 地 质 方 面 的 经 典 研 究。
结 晶 分 异 作 用 乃 是 岩 浆 演 化 的 理 论 支 柱 之 一。
(二)同 化 混 染 作 用
(四) 局 部 熔 融 的 概 念
●局 部 熔 融 是 现 代 岩 浆 成 因 的 一 个 基 本 概 念。 ●与 单 矿 物 比 较, 岩 石 熔 融 有 两 个 特 点: 一 是 岩 石 熔 化 温 度 低 于 其 构 成 矿 物 各 自 单 独 熔 化 时 的 熔 点; 二 是 岩 石 从 开 始 熔 融 到 全 部 熔 化 有 一 个 温 度 区 间。 ● 岩 石 熔 化 时, 不 同 矿 物 熔 化 顺 序 不 同。 ●矿 物 或 岩 石 中SiO2 和K2O 含 量 愈 高, 即 组 份 愈 趋于 酸 性, 愈 易 熔 化, 称 为 易 熔 组 份。 ●矿 物 或 岩 石 中FeO、 MgO、CaO含 量 愈 高, 即 组 份 愈 趋于 基 性, 愈 难 熔 化, 称 为 难 熔 组 份。
● 环 太 平 洋 地 区 广 泛 分 布 有 安 山 岩。 ●玄 武 质 洋 壳 到 达 海 沟 并 向 下 俯 冲, 玄 武 岩 及 其 上 覆 的 洋 底 沉
积 物 发 生 局 部 熔 融 即 可 形 成 安 山 岩 浆。 当 俯 冲 深 度 达95 公 里 时 即 可 发 生 这 一 作 用。
●目前,人们已经识别出地球上有三种主要的岩浆系列。即拉斑玄武质、钙碱 质及碱质系列,每个系列都由侵位于地壳中或喷出于其上的一组紧密相关的岩浆 岩石组合组成。当用板块构造理论考虑问题时,人们进一步认识到这三种岩浆系 列以及火成岩石的共生组合有着完全不同的分布特点。 ● 80年代以来,把火成岩岩石学与大地构造学密切结合的研究有了更大的发展 ,人们系统地总结了不同的岩浆系列以及板内,边缘盆地,岛孤等各种构造环境 的岩浆作用、火成岩组合以及岩浆成因机制,从而使得火成岩大地构造学作为一 门新的地质学科日趋完善。
●大洋中脊以产生拉斑玄武岩和缺乏安山岩为特征,这种拉斑玄武岩,通 常称为洋脊拉斑玄武岩(MORB—mid ocean ridge basalt)。
●板块扩张引起的压力释放将产生岩浆,沿洋中脊,地震活动产生于较浅 的深度上,而观察到的热流却很高,说明该区贫碱的拉斑质玄武岩浆产生 于较浅的深度位置上(Jokat等,1992)。
●约 在20 公 里 深 度 上 可 形 成 活 动 性 很 强 的 岩 浆, 能 够 上 侵 至 浅
部 或 喷 出 地 表。
●花 岗 岩 岩 浆 通 过 同 化 作 用 可 形 成 中 性 岩 和 碱 性 岩。 ●一 些 花 岗 岩 是 混 合 岩 化 作 用 形 成 的。
● 3. 安 山 岩 浆
(三) 原 生 岩 浆 种 类 的 不 同 认 识
● 1. 一 元 论 1851 年,Bonson 曾 提 出 有 玄 武 岩 浆 和 花 岗 岩 浆 两 种 原 生 岩 浆 的 主 张, 但 关 于 花 岗 岩 浆 的 认 识 一 直 未 受 重 视. 戴 里 和 鲍 文 等 学 者 坚 持 认 为 只 有 一 种 玄 武 岩 岩 浆. 而 所 有 的 岩 浆 岩 都 是 由 玄 武 岩 浆 派 生 出 来 的. 这 一 理 论 无 法 解 释 地 壳 中 大 量 存 在 花 岗 岩 的 事 实.
拉 斑 玄 武 岩 浆: 约<15 公 里 高 铝 玄 武 岩 浆: 15-35 公 里 碱 性 玄 武 岩 浆: 35-75 公 里
●从 玄 武 岩 浆 中 可 以 直 接 冷 凝 结 晶 成 玄 武 岩 和 辉 长 岩。 ●玄 武 岩 浆 通 过 分 异 作 用 可 以 形 成 少 量 中 性 岩 和 酸 性 岩。 ●玄 武 岩 浆通 过 重 力 结 晶 分 异 可 以 形 成 少 量 超 基 性 岩。
与 超 基 性 岩 有 关 的 铜 镍 硫 化 物 矿 床、 钒 钛 磁 铁 矿 床 可 能 与 熔 离 作 用 有 关。
● 2. 结 晶 分 异 作 用 矿 物 的 结 晶 温 度 有 高 有 低, 因 此, 矿 物 从 岩 浆 中 结 晶 析 出 的 次 序 也 有 先 有 后。
在岩浆冷凝过程中矿物按其结晶温度的高低先后同岩浆发生 分 离 的 现 象 叫 结 晶 分 异 作 用。
● 2. 二 元 论 列 文 生- 列 信 格 和 肯 尼 迪(1933 年) 根 据 花 岗 岩 和 玄 武 岩 同 为 地 壳 中 分 布 最 广 的 岩 浆 岩 这 一 事 实, 重 新 倡 导 花 岗 岩 浆和 玄 武 岩 浆 两 种 原 生 岩 浆 的 论 点. ● 3. 多 元 论 本 世 纪 中 期, 环 太 平 洋 安 山 岩 及 阿 尔 卑 斯 超 基 性 侵 入 岩 的 研 究, 使 人 们 确 信 种 类 繁 多 的 岩 浆 岩 是 由 橄 榄 岩 浆、 玄 武 岩 浆、 安 山 岩 浆 和 花 岗 岩 浆 通 过 复 杂 的 演 化 而 形 成 的。 这 几 种 原 生 岩 浆 是 上 地 幔 和 地 壳 底 部 的 固 态 物 质 在 一 定 条 件 下 通 过 局 部 熔 融( 重 熔) 产 生 的。