火成岩概述及基本性质和分类
第三章 火成岩
第三章火成岩岩石:是在各种地质作用下,按一定方式结合而成的矿物集合体,它是构成地壳及地幔的主要物质。
矿物组成:由一种矿物组成;多种矿物组成。
如根据成因,岩石可以分为三大类:火成岩、沉积岩和变质岩。
第一节岩浆、岩浆作用和火成岩的概念1、火成岩由两类岩石组成:一类是岩浆作用形成的岩浆岩;另一类是非岩浆作用形成的,如花岗岩化作用形成的花岗岩。
火成岩中以岩浆岩为主。
岩浆岩是由岩浆凝结形成的岩石,约占地壳总体积的65%。
2、岩浆1)概念:岩浆是在地壳深处或上地慢天然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体,它是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。
2)存在位置:地壳深处或上地幔中;3)组成:一部分是以硅酸盐熔浆为主体;一部分是挥发组分。
①硅酸盐熔浆在一定条件下凝固后形成各种岩浆岩,②挥发性组分主要是水蒸汽和其它气态物质。
在岩浆上升、压力减小时可以从岩浆中逸出形成热水溶液,对于成矿往往起很重要作用。
也有极少数岩浆是以碳酸盐和氧化物为主的。
3)岩浆的化学成分若以氧化物表示,其主要成分是:Si02、A1203、MgO、FeO、Fe203、CaO、NaO、 K20、H20等。
其中以Si02的含量为最大。
4)岩浆根据含有Si02的多少可分为酸性岩浆(SiO2>65%)、700--900℃中性岩浆(52--65%)、900--1000℃基性岩浆(45--52%)、1000--1 200℃超基性岩浆(<45%)、1200℃以上5)岩浆的成因:是由于局部物理化学条件发生变化(如压力减小、热能积累等),从而导致部分固态原岩转变为熔融状态,形成岩浆。
3、岩浆作用1)概念:岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程,称为岩浆作用。
具有巨大的动能、热能和化学能2)岩浆作用:侵入作用,喷出作用。
a.侵入作用:一种是岩浆上升到一定位置,由于上覆岩层的外压力大干岩浆的内压力,迫使岩浆停留在地壳之中冷凝而结晶。
这种岩浆活动称侵入作用。
地质学第三章火成岩
第三章火成岩岩石是在各种地质作用下,按一定方式结合而成的矿物集合体,是构成地壳及地幔的主要物质。
有些岩石主要由一种矿物组成,称单矿岩。
如天安门前金水桥的大理石,古代称汉白玉,由单一的方解石组成的。
多矿物构成的岩石称多矿岩,自然界绝大多数岩石是由两种以上矿物组成的。
岩石是地质作用的产物,其化学成分、矿物成分、结构、构造及产状都与地质作用有密切的因果关系。
同时岩石又是地质作用的对象,地球的内、外营力共同对岩石外表形态等进行塑造。
概况地说,岩石是地球发展的产物,其记录了地球发展的历史和规律。
按成因,岩石可以分火成岩 (岩浆岩)、沉积岩和变质岩三大类。
(1) 火成岩(岩浆岩)(Magmatic rocks, Igneous rocks):它主要是由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆,在侵入地下或喷出地表冷凝而成的岩石。
简单地说:由岩浆冷凝固结而成的岩石称为岩浆岩。
(2) 沉积岩(Sedimentary rocks):它是由地壳风化产物、生物有关物质、火山碎屑物等,在外营力作用下搬运、沉积、固结而成。
如砂岩、灰岩。
(3) 变质岩(Metamorphic rocks):由岩浆岩、沉积岩经变质作用转化而成的岩石。
如大理岩、片麻岩等。
就面积而言,沉积岩占75%,火成岩和变质岩共占25%。
就重量而言,火成岩占89%,沉积岩和变质岩分别为5%和6%。
岩浆岩和变质岩又可统称为结晶岩。
三大岩类可以相互转化。
一、基本概念1.火成岩简单地说,火成岩就是由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆冷却后而形成的一种岩石。
现在已经发现700多种岩浆岩,大部分是在地壳里面的岩石。
火成岩包括两类岩石:一类是由岩浆冷凝结晶作用形成的岩浆岩;另一类是由非岩浆作用形成的(如花岗岩化作用)。
其中,以岩浆岩为主,占地壳总体积的65%。
2.岩浆的概念岩浆是在地壳深处或上地幔天然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体,是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。
火成岩概述及基本性质和分类
全球各地都有火成岩分布,特别是环 太平洋火山带、地中海-喜马拉雅火山 带和东非大裂谷等地区。
火成岩的组成
01
02
03
主要矿物
火成岩主要由矿物组成, 常见的矿物包括橄榄石、 辉石、长石、角闪石等。
岩石结构
火成岩具有不同的岩石结 构,如斑状结构、块状结 构、流纹状结构等。
岩石类型
根据矿物组成和岩石结构 的不同,火成岩可以分为 多种类型,如花岗岩、玄 武岩、安山岩等。
按岩石化学成分分类
基性岩类
火成岩的化学成分以基性元素 (如铁、镁)为主,含量较高。
中性岩类
火成岩的化学成分以中性元素 (如硅、铝)为主,含量适中。
酸性岩类
火成岩的化学成分以酸性元素 (如硅、钠)为主,含量较高。
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块状构造是指岩石ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ矿物颗粒呈无定向排列,不显示任何特定方向;气孔状构造是指在岩石中存在许 多圆形或椭圆形的空洞,这些空洞可以是气孔、原生晶洞或次生洞穴;杏仁状构造是指岩石中存在许 多不规则的圆形或椭圆形空洞,这些空洞被矿物所充填,形成杏仁状外观。
物理性质
• 火成岩的物理性质主要包括硬度、比重、颜色、透明度等。这 些性质取决于其矿物组成和结构。例如,花岗岩由于主要由石 英和长石组成,比重较轻,硬度较高;而橄榄岩则由于含有大 量橄榄石和辉石,比重较大,硬度较高。
火成岩概述及基本性质和分类
目录
• 火成岩概述 • 火成岩的基本性质 • 火成岩的分类
01 火成岩概述
定义与形成
定义
火成岩是由岩浆冷却和结晶形成 的岩石,是构成地球的主要岩石 之一。
形成
火成岩的形成与地球内部的岩浆 活动密切相关,当岩浆冷却后, 其中的矿物结晶形成火成岩。
火成岩
矿物组成 主要造岩矿物是橄榄石、单斜辉石和角闪石。 次要矿物为石榴子石、云母和斜长石等。副矿物有铬铁矿、 尖晶石、钛铁矿、金属硫化物、铂族矿物和磷灰石等。 化学成分 超基性岩在化学成分上属硅酸不饱和系列。除 辉石岩外,SiO2 的含量均小于 45%,Al2O3、Na2O、K2O 含量低, 而 MgO、FeO 含量很高。超基性岩多经蚀变作用,其中 H2O、 CO2 含量往往较高,致使岩石的化学成分变化很大。 矿产 与超基性岩有关的矿产主要是铬铁矿、铜镍矿、钛 铁矿、磁铁矿、铂矿、金刚石等。 代表性岩类有: 侵入岩:深成相 橄榄岩 浅成相 金伯利岩 喷出岩:麦美奇岩 科马提岩 蛇绿岩套
地球上所见到的虽然千姿百 态,五彩缤纷,但根据它们自身的 特点、形成条件不同,可分为火成 岩、沉积岩和变质岩三大类,其中 以火成岩最多,它主要构成了深部 地壳和上地幔,约占整个地壳的 65%。通过对火成岩的研究,可探 讨地球的形成、演化、地壳运动等 一些重要作用。 火成岩---岩浆与火成岩 岩浆(magma) 是指地球深部产生的一种炽热的、粘度较大的 硅酸盐熔融体。岩浆可以在上地幔或地壳深处运移,或喷出地表,它 的主要成分是硅酸盐,还含有大量的挥发组分及成矿金属。岩浆温度 范围为 700-1200℃之间。 火成岩(igneous rocks)的英文名称来源于拉丁文,意为火焰, 一般指由地下深处炽热的岩浆(熔融或部分熔融物质)在地下或在地 表冷凝形成的岩石。火成岩和岩浆成分不完全相同,它是失去了大量 挥发份的岩浆冷凝物。火成岩通常分为喷出岩和侵入岩两类。 火成岩---矿物成分
火成岩的产状和岩相---喷出岩的相
根据火山活动产物的产出形态及岩石特征, 以中心式火山喷发为例岩形成环境,分成以下相 组: 溢流相:粘度较小的岩浆容易流动,常在强 烈喷发后溢出,形成熔岩流或熔岩被。最常见的 溢流相岩石是玄武岩,其次为安山岩。 爆发相:火山强烈爆发而形成的火山碎屑物 在地表的堆积,富含挥发份和粘度大的中、酸性
火成岩、沉积岩、变质岩三大类岩石详细图文解析
一、火成岩概述斑岩(porphyry)以斑状结构为特征的火成岩的总称。
以结构特征对岩石的命名。
斑岩一词,由玢岩演变而来。
玢岩由G.阿格里科拉于1546年首先引入文献,用以描述埃及的淡紫色、具斑点的岩石。
此后很长时期内,斑岩和玢岩分别泛指变化了的具斑状结构的粗面质的安山质岩石。
多数岩石学家认为,大多数斑岩和玢岩在化学成分上属于中性岩和酸性岩,因此常见的斑晶是石英、碱性长石和斜长石。
其中石英常发育六方双锥,具高温石英外形;碱性长石常为透长石、正长石和歪长石,具隐条纹构造或亚显微条纹构造;斜长石一般是中长石,常受岩浆熔蚀,或生成钠质斜长石膜,也可以因岩浆流动作用,构成斜长石的聚合斑晶。
习惯上,将含碱性长石和石英斑晶,或只含其一的斑状结构的岩石,称为斑岩,如花岗斑岩;将含斜长石斑晶的,称玢岩,如闪长玢岩。
如含斜长石又兼有碱性长石和(或)石英斑晶,仍称为斑岩,如花岗闪长斑岩。
含大量自形(有时半自形)铁镁矿物斑晶的斑状岩石,一般为中、基性或超基性脉岩,称作煌斑岩。
辉绿玢岩是指含斜长石斑晶的基性浅成岩。
钠长斑岩和苦橄玢岩分别是含钠长石斑晶和橄榄石斑晶的斑状浅成岩。
无论是斑岩或是玢岩,都是岩浆作用两阶段结晶的产物。
因此,它们的斑晶和基质之间矿物粒级悬殊。
斑晶由早阶段岩浆结晶产生,形成于地下较深部位;而细粒或隐晶质基质为浅位晚阶段岩浆结晶产物。
就最终侵位深度而言,斑岩和玢岩都属浅成岩,并常呈岩墙、岩脉、岩床或小侵入体产状。
斑岩和玢岩随斑晶数量的减少和斑晶与基质之间粒度大小的接近而过渡为深成岩,如斑状花岗岩是相当于花岗斑岩的深成岩或半深成岩;又随斑晶数量减少和基质粒级减小(直至隐晶质或玻璃质)过渡为喷出岩,如斑状流纹岩是相当于浅成相的流纹斑岩的喷出岩。
与斑岩或玢岩有关的金属矿产,常称为斑岩铜矿、斑岩钼矿、斑岩钨矿、玢岩铁矿等,它们都是与浅成岩浆作用和岩浆期后作用有成因联系的重要矿床。
有些半风化的粗面质或粗安质斑岩,因含人体所需的多种微量元素,并被溶出,而称为药石──麦饭石。
02 火成岩概论
火成岩石学主要研究岩浆冷凝而成岩石的学科, 研究由上地幔分凝形成地壳的过程。 阐明岩浆的起源是解决火成岩成因的最根本问题。
火成岩组成的多样性 岩浆结晶作用 岩浆发生演化的物理化学
第一节 火成岩组成的多样性
火山喷出最大量物质是熔体→熔岩流 爆发→大气中 岩浆可以呈熔融状态的熔融体,也可含大量固体 物质的固、液、气体混合物。 研究表明,岩浆中所含的岩石碎块或矿物晶体是 从地球不同深部带上来的,有些是上地幔或地壳深 部岩石部分熔融时难熔的源岩残留体。
矿物微区化学成分研究表明:火成岩主要组成矿 物的化学成分是不均匀的,都具有成分环带。
3.鲍文反应系列
岩石薄片揭示,火成岩造岩矿物之间存在着:
不相容 Qz-An,Mus-An,Mus-Ol,Or-Fo 共 生 Qz-Alk,Px-An,Hb-Ans 鲍文(1928)认为“大致属于同一结晶阶段 的矿物趋于共生存在,而结晶过程中相隔较远 的矿物则相反”,
鲍文反应系列是观察现象的经验总结,而不 能做为一条基本定律。
在一些碱性岩石中,镁铁硅酸盐可在Alk、Qz 之后结晶,Fa、Px-Qz共生,后来不少学者对鲍 文反应系列进行了许多补充和修正。
第三节 岩浆 生成和演化 的 物理化学
自然界火成岩和岩浆化学组成的多样性,可能 与岩浆的生成、上升、固结进程中所发生的不同 的地质、物理化学过程有关。 鲍文认为,岩浆的结晶作用-最主要原因 其次有岩浆混合作用 气体的物质迁移 液体的不混溶等 在现代火成岩成因论中,岩浆的结晶作用仍占 重要地位,但开始重视岩浆发生时的熔融过程, 认为岩浆生成时的物理化学条件是引起火成岩多 样性的根本原因。逐渐认识到岩浆上升过程中岩 浆化学组成的变化以及液体不混溶性。
第二节 岩浆结晶作用
火成岩岩石分类和命名(术语定义)
火成岩岩石分类和命名(术语定义)术语定义:1 岩浆magma岩浆是地壳深部或上地幔物质部分熔融而产生的炽热熔融体。
其成分以硅酸盐为主,具有一定的粘度,并溶有挥发分。
2 火成岩igneous rock火成岩是岩浆侵入地壳或喷出地表经冷却固结而成的岩石,又称岩浆岩(magmatic rock)。
3 火山岩volcanic rock火山岩是由火山作用所形成的各种岩石,既包括熔岩和火山碎屑岩,又包括与火山作用有关的潜火山岩。
4 侵入岩intrusive rock是岩浆侵入地壳内冷凝而成的火山岩。
由于冷却速度较慢,常为结晶质岩石。
侵入岩依其侵入地壳中的部位深浅,分为深成岩(>3km),浅成岩(1.5~3km)和超浅成岩(0.5~1.5km)。
5 超基性岩ultrabasic rock火成岩的一个大类,指化学成分中二氧化硅(SiO2)含量小于45%,同时氧化镁(MgO),氧化铁(FeO)等基性组分含量高的火成岩。
6 超镁铁质岩ultramafic rock指镁铁质矿物(以橄榄石、辉石为主)含量达90%以上的一类火成岩。
因此,大多数超镁铁质岩就是超基性岩,反之亦然。
但有例外,如辉石类单矿物岩,镁铁矿物含量在90%以上,但二氧化硅(SiO2)含量高于45%。
所以,它是超镁铁质岩,而不是超基性岩;又如单矿物斜长岩,是由钙的硅铝酸岩矿物组成,二氧化硅(SiO2)含量低于45%,属超基性岩,但不是超镁铁质岩。
7 基性岩basic rock基性岩是火成岩的一个大类。
二氧化硅(SiO2)含量为45%~52%。
主要矿物成分为辉石、基性斜长石,不含石英或石英含量极少。
色深,比重大。
与超基性岩的主要区别除二氧化硅(SiO2)含量外,在矿物成分上含有相当数量的斜长石,而超基性岩则没有或有很少的斜长石。
常见的基性深成岩为辉长岩,浅成岩为辉绿岩,喷出岩为玄武岩。
8 中性岩intermediate rock火成岩的一个大类。
二氧化硅(SiO2)含量为52%~63%。
火成岩的基本特征与分类
10
副 10
50
长
含副长石
石
碱长正长岩
正
长
岩
5 P 二长闪长岩 二长辉长岩
90 10 含副长石闪长岩 含副长石辉长岩 含副长石斜长岩
含副长石二长闪长岩 含副长石二长辉长岩
副长石闪长岩 副长石辉长岩
60
60
副长石岩
F
深成岩根据实际矿物含量用QAPF图解分类和命名
(基于Streckeisen, 1976图) Q=石英,A=碱性长石,P=斜长石,F=副长石
● (4) 分 类 图 中 酸 性 岩 和 中 性 岩 石 英 含 量 分 界 为20% 。 该 数 值 是 石 英 的 相 对 含 量( 即除去其它矿物后, 石 英、 斜 长 石 和 碱 性 长 石 加 起 来 重 算 为100% 的 含 量), 并 非 石 英 的 实 际 含 量。
总结1. 火成岩大类岩石对比
2、QAPF图解的不足或存在的问题
(1) 不同类型的岩石落在同一个分区内; (2) 有时,岩石在QAP或FAP图解上投影在分区线上;
(3) 有些火成岩不能在QAPF图解中分类, 有一定 的局限性。
Q
(四) 火山岩的分类命名
1、火山岩的QAPF分类
60
60
前提:能测定出实际矿物含量(M<90%)
20
11
48.4. 11. 5
U3
61. 13. 5 57. 6. 11.7
9
45. 9. 4
U2
53. 9. 3
T
R
49.4. 7. 3 7 41. 7 U1
45. 5 S1 5
3 41. 3
45. 3
S3
S2
火成岩概述及基本性质和分类课件
按化学成分分类
火成岩的化学成分也是分类的重要依据。根据氧化物分类法 ,火成岩可以分为超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩。
超基性岩的氧化物含量较低,如橄榄岩;基性岩的氧化物含 量适中,如辉长岩;中性岩的氧化物含量较高,如闪长岩; 酸性岩的氧化物含量最高,如花岗岩。
按产状分类
产状是指火成岩形成时所处环境和状 态,也是分类的重要依据之一。根据 产状,火成岩可以分为深成岩、浅成 岩和喷出岩。
火成岩在矿产资源开发中的应用
火成岩是许多矿产资源的主要赋存体,如铁矿、铜矿、金矿等。通过对火成岩的研究,可以确定矿产资源的分布范围、储量 和开采价值。
在矿产资源开发中,火成岩的岩石物理性质和化学成分对矿床开采和选矿工艺具有重要影响,因此需要深入研究火成岩的岩 石学特征,以提高矿产资源的开采效率和利用价值。
比重
火成岩的比重取决于其矿物组成和含 量。一般来说,火成岩的比重较大, 说明其内部矿物颗粒紧密结合。
03 火成岩的分类
按矿物成分分类
矿物成分是火成岩分类的主要依据之一。根据矿物成分,火成岩可以分为橄榄岩 、辉长岩、闪长岩、花岗岩等。
橄榄岩主要由橄榄石和辉石组成,辉长岩主要由基性斜长石和单斜辉石组成,闪 长岩则主要由中性斜长石和角闪石组成。花岗岩主要由碱性长石、石英和黑云母 组成。
火成岩的形成过程可以发生在 不同的环境和深度条件下。
火成岩的分布
火成岩广泛分布于地球表面,特 别是在板块交界处和地壳活动区
域。
不同种类的火成岩在分布上具有 明显的区域性特征,受到地质构
造和地壳运动的影响。
火山活动频繁的地区通常也是火 成岩分布较为广泛的地区。
火成岩的组成
火成岩主要由矿物颗粒组成,这些矿物颗粒是在岩浆冷却和固化过程中结晶形成的 。
岩石火成岩的矿物成分和结构构造
岩石火成岩的矿物成分和结构构造火成岩是地壳中最常见的岩石类型之一,由于其特殊的地质成因,具有独特的矿物成分和结构构造。
一、火成岩的矿物成分火成岩主要由硅酸盐矿物组成,其中常见的矿物有石英、长石、辉石、斜长石和黑云母等。
石英是硅酸盐矿物中含硅最高的一种,具有硬度高、透明度好、抗风化性强等特点。
长石是最常见的岩石成分之一,主要包括正长石、钠长石和钾长石等,具有颜色多样、普遍存在于地壳中的特点。
辉石是一类硅酸盐矿物,具有颜色多样、硬度高、断口呈贝壳状等特点。
斜长石是火成岩中常见的矿物,根据其化学成分的不同,可分为角长石和斜长石。
黑云母是一种含铝的硅酸盐矿物,常见于火成岩中,具有厚片状晶体的特点。
此外,火成岩中还常见其他矿物,如磁铁矿、斜铁矿、方铁矿等。
磁铁矿是一种含铁的氧化物矿物,具有磁性,主要存在于含铁质的火成岩中。
斜铁矿是一种含铁的硫化物矿物,常见于硫化作用较强的火成岩中。
方铁矿是一种含铁的氧化物矿物,常见于含铁质高的火成岩中。
二、火成岩的结构构造火成岩的结构构造主要包括岩石的晶体结构和岩石的岩石学构造。
岩石的晶体结构是指岩石中所含矿物的排列方式和结晶形态。
火成岩中的矿物晶体通常以等轴晶或块状晶体为主,晶体矿物具有明显的晶面、晶角和晶面交接的特点。
此外,火成岩中的矿物晶体通常呈现出均匀的颗粒状或方解石状等结晶形态。
晶体结构的排列方式和结晶形态直接影响火成岩的物理性质和工程性质。
岩石学构造是指火成岩中矿物晶体之间的统一安排和相互关系。
火成岩中的矿物晶体通常以颗粒状、显晶状和斑状等不同形式存在,其中沉积状晶体具有明显的统一面状和流线状特征。
矿物晶体之间的相互关系形成了火成岩中的结构构造,如均质构造、斜交构造、织构构造等。
这些结构构造直接影响火成岩的宏观性质和微观结构。
总结:火成岩的矿物成分和结构构造是岩石学中重要的研究内容,通过研究火成岩的矿物成分和结构构造,可以了解火成岩的成因和形成过程,揭示地球内部的物质组成和地质变化,对于矿产资源的勘探和开发具有重要的科学意义和实践价值。
火成岩的基本特征与分类2-结构与构造
(1)全晶质结构:岩石全部由结晶矿物组成,侵入岩
(2)玻璃质结构:岩石全部由火山玻璃组成,火山岩 脱玻化作用—玻璃质是一种过冷液体,是不稳定态,
它具有向稳定的结晶态转化的潜在趋势,因而在适当的温 压和挥发分的作用下,逐渐转换为结晶物质,这种转化过 程即为脱玻化。例如:某些球粒、雏晶、霏细结构
蠕虫结构:斜长石的边部 蠕虫状石英的形成
熔体中堆积的矿物
堆积结构
超镁铁质岩中常见的堆积结构
4、矿物颗粒间的相互关系
包括矿物颗粒之间的相互关系和矿物与玻璃质之间的关系
暗化边结构:含挥发份的斑晶在上升过程中常发生分 解,在晶体边缘形成铁质分解氧化形成的磁铁矿等不 透明矿物细粒集合体。
反应边结构:早结晶的矿物与岩浆反应所成 环带结构:特点/成因
粗粒结构:d>5mm 中粒结构:d=2~5mm 细粒结构:d =0.2(0.1)~2mm 微粒结构: d =0.02(0.01)~0.2 (0.1) mm ※ d=1~3cm的矿物称为巨晶: d>3cm的矿物称为伟晶
B. 隐晶质结构:肉眼不能够分辨矿物颗粒(d <0.02mm)
(2)矿物颗粒的相对大小
(5)枕状构造:遇水淬冷,海相火山岩的标志 (6)绳状构造:低粘度的岩浆在地表流动时,在地
面冷却成半凝固的表皮之下的炽热熔浆仍在较快流 动的结果。
玄武岩的绳状构造 流纹岩流纹构造
伊通新生代玄武岩的柱状节理
韩国济州岛新生代玄武岩的柱状节理
气 孔 构 造( 浮 岩)
枕状构造
是水下熔岩的特征标志,在海 底喷发的熔岩中尤为发育。当熔岩 自海底溢出时,被分割为一些彼此 隔离的球状、椭圆状堆积体,状似 枕头,称枕状体。然后又被碎屑状 火山玻璃及熔岩物质、沉积物质或 其它物质胶结起来,形成枕状构造。 枕状体一般为椭球形,顶面上凸, 底面一般较平或上拱,或下突成楔 状,边部具玻璃质冷凝边,内部结 晶程度较好。枕状体中也有气孔, 含量由外向内逐渐减少,孔径则由 小变大,气孔在枕状体中往往呈同 心圆状分布。枕状体外部常具放射 状裂纹,枕状体的横断面一般为数 十厘米到1-2米。枕状体的长轴方 向一般反映熔岩的流动方向
地质学中的岩石分类和形成原理
地质学中的岩石分类和形成原理岩石是地球表面最基本的地质物质,地球上的岩石种类繁多,按照其形成过程和性质可分为三类:火成岩、沉积岩和变质岩。
岩石的分类和形成原理是地质学中的重要研究内容之一,本文将详细介绍这一领域的知识。
一、火成岩火成岩是由地球内部岩浆冷却凝固而形成的岩石。
岩浆是熔融的岩石物质,在地球深处储存和循环流动。
当岩浆冷却时,其中的矿物质逐渐结晶并组合成岩石。
火成岩的主要成分是硅酸盐,其中最常见的是花岗岩、玄武岩和安山岩等。
1. 花岗岩花岗岩的主要成分是石英、长石和云母等硅酸盐矿物,它是一种晶体较大、图案多样的火成岩。
花岗岩在地球上广泛分布,是一种重要的建筑材料和装饰材料。
2. 玄武岩玄武岩是由快速冷却的岩浆形成的,它的主要成分是辉石和钠长石等,它是一种晶体较小、质地坚硬的火成岩。
玄武岩广泛分布在地球上,是洋中脊和火山岛屿等地区的主要岩石类型。
3. 安山岩安山岩是介于花岗岩和玄武岩之间的一种火成岩,在成分上既含有酸性矿物,也含有碱性矿物。
安山岩的晶体大小介于花岗岩和玄武岩之间,是火山岩中比较常见的类型。
二、沉积岩沉积岩是由化学沉淀、生物活动和物理作用等方式形成的岩石。
它们是由岩石碎屑在水或风中搬运和堆积而成,如砾岩、砂岩、泥岩、石灰岩等。
它们主要形成于海洋、湖泊、河流和沙漠等地区。
1. 砾岩砾岩的主要成分是砾石和含砾石的沙子,颗粒较大,坚硬耐磨。
砾岩在高山地区和河流底部较为常见,主要用于公路和水利工程的填料。
2. 砂岩砂岩的主要成分是石英和长石等矿物,其颗粒大小比砾岩要小。
砂岩是一种常见的建筑材料,广泛用于墙体和路面等方面。
3. 泥岩泥岩的主要成分是黏土和沙子等,在湖泊和海洋沉积过程中形成。
泥岩在建筑材料中的用途较少,但它是煤和油页岩的重要储藏岩石。
4. 石灰岩石灰岩是一种由碳酸盐沉淀或化学沉淀而成的岩石,它的主要成分是钙质矿物。
石灰岩既可以从海洋中形成,也可以从淡水中形成,广泛分布于地球上。
火成岩的基本特征与分类-结构与构造
(3) 流动构造:粘度较大的熔浆在半固结状态下继 续流动所致。
※流纹构造-由不同颜色或不同粒度的条纹或条带、 斑晶或雏晶以及拉长的气孔等定向排列而成的一种流动 构造。
2、喷出岩的构造:形成于快速减压-挥发分析出
(5)枕状构造:遇水淬冷,海相火山岩的标志 (6)绳状构造:低粘度的岩浆在地表流动时,在地
面冷却成半凝固的表皮之下的炽热熔浆仍在较快流 动的结果。
玄武岩的绳状构造 流纹岩流纹构造
伊通新生代玄武岩的柱状节理
韩国济州岛新生代玄武岩的柱状节理
气 孔 构 造( 浮 岩)
枕状构造
是水下熔岩的特征标志,在海 底喷发的熔岩中尤为发育。当熔岩 自海底溢出时,被分割为一些彼此 隔离的球状、椭圆状堆积体,状似 枕头,称枕状体。然后又被碎屑状 火山玻璃及熔岩物质、沉积物质或 其它物质胶结起来,形成枕状构造。 枕状体一般为椭球形,顶面上凸, 底面一般较平或上拱,或下突成楔 状,边部具玻璃质冷凝边,内部结 晶程度较好。枕状体中也有气孔, 含量由外向内逐渐减少,孔径则由 小变大,气孔在枕状体中往往呈同 心圆状分布。枕状体外部常具放射 状裂纹,枕状体的横断面一般为数 十厘米到1-2米。枕状体的长轴方 向一般反映熔岩的流动方向
第二章 火成岩的基本特征与分类
二、火成岩的结构与构造 1. 火成岩的结构 2. 火成岩的构造 3. 矿物结晶顺序的确定
(一)火成岩的结构
概念:是指组成岩石的矿物的结晶程度、颗粒 大小、晶体的形态、自形程度和矿物之 间(包括玻璃)的相互关系。
结构分类的依据 结晶程度 矿物颗粒的大小 矿物的自形程度 矿物颗粒之间的相互关系 矿物的排列方式
火成岩简单介绍
典型的火山碎屑岩-(普通火山碎屑岩亚类)
集块岩
(1) > 64 mm岩块经胶结而成,岩块含量>50 %
(2) 大小不一,分选很差,明显棱角状
(3) 颜色多样,成分复杂,杂乱堆积于火山口附近
(4) 可以帮助寻找古火山口
(5) 依据成分进一步分,如玄武质集块岩,安山质——,流纹质——
火山角砾岩
火山作用形成的角砾被压紧、胶结——火山角砾岩
(1) 粒径2- 64 mm,含量>50 %
(2) 成分复杂,分选差,明显棱角,同集块岩相似
(3) 除岩块外,可有晶屑、玻屑
(4) 无或者无明显层理,与集块岩共生,也在火山口附近
(5) 依据角砾成分划分,如玄武质火山角砾岩,安山质——,等等
凝灰岩
(1) 火山碎屑岩中分布最广的一种。
典型的凝灰结构。
火山物质>90 %,碎屑粒径< 2 mm.
火山碎屑物——岩屑,晶屑,玻屑,一般玻屑最多
(2) 颜色极多样
(3) 可以有层理,距离火山口较远,细小火山灰可以漂浮几千km以外。
(4) 与火山熔岩貌似,但仔细观察,凝灰岩中有尖棱角状的晶屑、玻屑或岩屑,而熔岩中则无。
凝灰岩风化后为蒙脱石等含水矿物,土状。
(5) 依据成分进一步分
岩屑凝灰岩——岩屑含量>50 %
晶屑凝灰岩——晶屑含量>30 %
玻屑凝灰岩——玻屑为主
复成分凝灰岩——上述三种碎屑各占1/3
熔结凝灰岩——火山灰流+浆屑,火山碎屑物有塑性变形,定向排列,似流纹构造,熔结结构。
火成岩介绍及图片
火成岩介绍及图片火成岩:火成岩由地幔或地壳的岩石经熔融或部分熔融(partial melting)的物质如岩浆冷却固结形成的。
岩浆可以是由全部为液相的熔融物质组成,称为熔体(melt);也可以含有挥发分及部分固体物质,如晶体及岩石碎块。
火成岩的分类: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。
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< 时,为钙碱性岩;σ= 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。
侵入岩根据形成深度的不同,又细分为深成岩和浅成岩。
每个大类的侵入岩和喷出岩在化学成分上是一致的,也就是说岩浆成分是相似的,但是由于形成环境不同,造成它们的结构和构造有明显的差别。
深成岩位于地下深处,岩浆冷凝速度慢,岩石多为全晶质、矿物结晶颗粒也比较大,常常形成大的斑晶;浅成岩靠近地表,常具细粒结构和斑状结构;而喷出岩由于冷凝速度快,矿物来不及结晶,常形成隐晶质和玻璃质的岩石。
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粗粒结构,颗粒直径:>5mm 中粒结构,颗粒直径5—1mm 细粒结构,颗粒直径1一0.1ram 微粒结构,颗粒直径d<0.1mm
2、 隐晶质结构,是指颗粒非常细小,肉眼下不可分辨,但在 显微镜下可以看出矿物晶粒者。
2.4.1.3 按照矿物颗粒的相对大小可以分出
2.3.1.3 岩浆岩矿物的成因分类
1)原生矿物:在岩浆结晶过程中所形成的矿物,如橄榄 石、辉石、角闪石、云母、长石、石英等。也包括部分岩浆 作用晚期析出的富含挥发份的矿物,如电气石、萤石等。
2)他生矿物:一般在正常的岩浆岩中不出现,多半是由 于岩浆同化了围岩和捕虏体使其成分发生变化而形成的。如 钙铁榴石、硅灰石等。堇青石、红柱石等富铝矿物。
除了纯橄榄岩之外,各类岩浆岩中长石分布最广,其次 是石英。因此,这两类矿物就成了岩浆岩的鉴别和分类的重 要依据之一。
2.3.1.1 按矿物的含量和在岩石分类命名中的作用可分为
主要矿物 是岩石中含量较多的矿物,一般都在10%以上。它 们是划分岩石大类的依据,如花岗岩中的钾长石和石英,没有 它们就不能定名为花岗岩。
3)次生矿物:在岩浆岩形成后,由于受到风化作用或岩 浆期后热液蚀变作用,原生矿物发生变化而形成的新矿物, 称次生矿物。如蛇纹石或伊丁石、绿泥石、高岭石等。
2.3.2 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,但最主要的是0、Si、Al、Fe、 Mg、Ca、Na、K、Ti、Mn、P、H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来表示。
2.3.3 岩浆岩的矿物共生组合规律以及与化学 成分的关系(续)
不同成分的岩浆岩中矿物共生的规律:
1、超基性岩类:SiO2含量<45%,富含MgO、 FeO,而K2O、Na2O含量少,因此反映在矿物成分上, 就以铁镁矿物为主,一般含量可达> 90%,主要是 橄揽石、辉石,而长石含量很少或无。
2.基性岩类:SiO2含量为45-52%,随着SiO2 含量的增加,FeO、MgO较基性岩少,Al2O3、CaO含 量则增,因此出现了辉石和基性斜长石共生,且含 量近于相等。
次要矿物 是岩石中含量不多的矿物,一般都在10%以下。它 们对划分岩石大类不起作用,但可作为确定岩石种属的依据, 如石英闪长岩中的石英,黑云母花岗岩中的黑云母。
副矿物 是岩石中含量很少的矿物,通常不到l%,偶尔可达5 %。如磷灰石、磁铁矿、榍石、锆石等。它们在岩石的分类和 命名中一般不起作用。但偶尔可用作定种属名称,如榍石花岗 岩。可它们的存在,能反映岩浆岩的含矿性和生成条件等方面 的一些特征,对确定岩浆岩形成的时代也可提供一些依据。
2. 岩浆岩概述与基本特征和分类
学习目的及要求:
1、掌握岩浆与岩浆岩的概念。 2、掌握岩浆岩的物质组成、结构、构造等基 本特征。 3、了解岩浆岩的产状特点。 4、掌握岩浆岩的分类及命名原则。
2.1 岩浆
2.1.1 岩浆的概念 岩浆 产生于上地幔和地壳深处,含挥发分的高 温粘稠的主要成分为硅酸盐的熔融物质。
2.3.2 岩浆岩的化学成分
绝大多数岩浆岩以SiO2含量为最多,其 次为Al203 。它们的变化常反映了岩浆岩的 化学性质并影响矿物成分。因此,在研究岩 浆岩时,常依含量,将岩浆岩划分为不同的 类型,即SiO2<45%为超基性岩;45—52% 为基性岩;52—65%为中性岩;>65为酸性 岩。
2.3.2 岩浆岩的化学成分
2.1.3.1 岩浆的温度
根据对火山熔岩流的直接测定和对熔岩熔融与 结晶温度的观察,通常在700--1200℃。但不同成 分的岩浆其温度不同,玄武岩浆的温度要高些,多 为l025—1225℃;安山岩浆的温度低些,为900一 1000℃;酸性岩浆的温度最低,只有735—890℃。 而处于地下深处的岩浆,可由矿物的结晶、转化温 度和其它的方法间接推知。一般认为地下深处正在 结晶的岩浆比喷达地表的同成分岩浆的温度要低些。
岩浆岩中的主要造岩氧化物含量变化是 有规律的,从超基性岩至酸性岩,随着 SiO2增加,Fe0、Mg0逐渐减少渐显增加; Ca0和Al203 由超基性的纯橄榄岩至基性的 辉长岩增加较大,随后向酸性的花岗岩则减 少。
2.3.2 岩浆岩的化学成分(续)
2.3.3 岩浆岩的矿物共生组合规律以及与化学成分的 关系
2.4 岩浆岩的结构和构造
岩石的结构和构造就是岩石的构成特征。岩浆岩 的结构和构成特征,是区分和鉴定岩浆岩的重要标 志之一,也是岩浆岩分类和判别其形成条件的重要 依据。
2.4.1 岩浆岩的结构
岩浆岩的结构是指组成岩浆岩的矿物结晶程度、 颗粒的大小、自形程度以及矿物晶体之间的相互关 系。
岩石的结构反映了岩石相对微观的外貌特征. 岩浆岩的结构可分为以下的类型 :
2.3.3 岩浆岩的矿物共生组合规律以及与化学 成分的关系(续)
3.中性岩类:SiO2含量为52—66%,FeO、MgO、 CaO含量均较前者减少,而K2O、Na2O的含量却相对 增加,因而出现了角闪石与中性斜长石共生,铁镁 矿物则降低至 30%左右。另外还有一类较富含K20 和Na2O的中性岩(正长岩类),则出现铁镁矿物和 碱性长石的共生。
2.4.1.1 岩石的结晶程度
是指岩石中结晶物质和非结晶玻璃物质的含量比例。据 岩石的结晶程度,可将岩浆岩的结构分成如下的三类:
1、全晶质结构,即全部由结晶矿物所组成的一种岩石 结构 。这种结构多见于深成岩中,如花岗岩。
2、玻璃质结构,即全部由玻璃物质所组成的一种岩石 结构 。这种结构常见火山岩中,如黑曜岩。
2.4.1.4 按矿物晶面发育的完善程度可将岩石结构分为 (续1)
左:等粒结构、不等粒结构、斑状结构、似斑状结构; 右:全自形粒状结构、半自形粒状结构、他形粒状结构
2.4.1.4 按矿物晶面发育的完善程度可将岩石结构分为 (续2)
4.岩石中矿物(组分)间的相互关系主要有: 1)环带结构 ,主要见于斜长石中,可见不同成分的斜长石构 成环带 2)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。反应边结构 ,常见如橄榄石周围 有斜方辉石或单斜辉石的反应 3)文象结构,是规则或不规则状的(状如象形文字)石英(称之 为嵌晶)有规律地镶嵌插生在钾长石中,其中石英嵌晶具有相 同的光性方位。
1、等粒结构,岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等。 2、不等粒结构,岩石中同种主要矿物颗粒大小不等,如果其粒度 大小依次降低,构成连续变化系列,则称不等粒结构。 3、斑状和似斑状结构,岩石中所有的矿物颗粒和成分都俨然的分 属于大小不同的两群,大者组成斑晶,小的组成基质,若基质由 显晶质组成则形成似斑状结构,若基质由微晶质或隐晶质和玻璃 质组成则称为斑状结构。
2.4.1.4 按矿物晶面发育的完善程度可将岩石结构分为
1.自形晶,矿物晶形发育完整,这种晶体多半是在空间有利或 晶体生长能力较强的情况下形成的。如果岩石全由这种自形晶粒 组成,即构成全自形粒状结构。 2.半自形晶,矿物晶形发育得不完整,仅有部分有完整的晶面, 部分则为不规则的轮廓。这是因为晶体生长有先有后,或多种矿 物都在生长,条件不充分造成的。这是侵入岩中很多矿物常有的 形状,如果岩石由它们组成即构成了半自形粒状结构。 3.他形晶,所有的晶面都不发育,成为形状不规则的他形晶体, 一般多充填于其它矿物颗粒之间,常常是特定条件下的形成物。 如岩石全由这种他形晶粒组成,即构成他形粒状结构 。
此外,与火山作用有关的充填于火山通道中或 侵入其周围邻近的浅成一超浅成侵入岩,专称为次 火山岩。
2.3 岩浆岩的物质成分
2.3.1 岩浆岩的矿物成分
岩浆岩除少数由玻璃质组成外,都是由矿物组成的。矿 物成分既可反映岩石的化学成分,又可反映岩石的特征和成 因,所以研究岩浆岩都特别重视矿物成分的研究,并常作为 岩浆岩分类定名的主要依据。组成岩浆岩的矿物,一般统称 为造岩矿物。常见的造岩矿物只有十多种.
2.1.3.2 岩浆的粘度
粘度是岩浆的重要特征之一,它反映了岩浆熔 体的流动性能。岩浆的粘度主要取决于岩浆的化学 成分、挥发分、温度和压力等因素。
一般来说,岩浆中Si02含量愈高,则岩浆的粘 度也就愈大。如酸性的流纹岩浆,因富Si02,粘度 就大;而基性的玄武岩浆因贫Si02 ,粘度就小。 岩浆中挥发分(主要为水)增加,可以降低岩浆的 粘度 。
3、半晶质结构,即既有结晶矿物又有非品质玻璃所组 成的一种岩石结构 。这种结构也主要见于火山岩中,如流 纹岩。
2.4.1.1 岩石的结晶程度(续)
全晶质结构、半晶质结构、玻璃质结构
2.4.1.2 矿物颗粒的大小(粒度大小)
按照矿物颗粒的绝对大小(粒度)和肉眼下可辨别的程度,可将 岩浆岩的结构作如下的划分:
2.1.3.2 岩浆的粘度
岩浆的粘度随岩浆的温度升高而变小,温度降 低,粘度增大。至于压力对岩浆粘度的影响,对于 基本不含水的干岩浆来说,压力愈大,粘度也就愈 大。但由于压力增加,挥发分在岩浆中的溶解度也 增大,从而会降低岩浆的粘度。
岩浆的粘度不仅影响到岩浆的活动,而且对岩 浆的结晶、分异、成矿都有重要的影响。
2.3.3 岩浆岩的矿物共生组合规律以及与化学
成分的关系(续)
4.酸性岩类: SiO2含量> 66%,FeO、 Mgo、CaO含量大大减少,而K2O、Na2O则明 显增加,因此出现了石英、钾长石、酸性斜长石、 黑云母等共生现象,其中铁镁矿物一般仅占10% 左右。
5.碱性岩类: K2O、Na2O含量高,而 SiO2含量较低,这类岩石的特点,是在暗色矿物 中出现碱性辉石、碱性角闪石(都含Na),在浅 色矿物中常出现SiO2不饱和的霞石,白榴石等。 便能看出化学成分变化反映在矿物组合上的规律 性。
2.3.1.2 据矿物的颜色可将矿物可分为
浅色矿物 它们的化学成分中含SiO2和Al203。较高,不含镁、 铁,故又称硅铝矿物,如:石英、长石类和似长石类等。