3 第三讲-分类-超基性-基性岩

岩基 不整合侵入体
岩盆 整合侵入体 岩墙
岩盖
火成岩产状示意图
岩株
（3）侵入体深度 按侵入体定位深度，分为三个相: 浅成相(epizone)：深度为0—3km。规模较小，与围岩多呈 不整合接触。常见岩墙 、岩床、岩盖、小岩株等. 岩体具细粒 、隐晶质结构及斑状结构，斑晶可具熔蚀或暗化边结构。岩体 接触变质较弱. 中深成相(mesozone)：深度为3—10km，多属较大的侵入 体，如岩株、岩基、岩盆等。岩石具中粒、中粗粒结构、似斑 状结构。接触变质带较宽，有时有云英岩化带，常见矽卡岩带. 深成相(catazone)：深度>10Km。岩体较大，岩体走向与 区域构造线理方向一致，围岩为区域变质岩，岩体主要为花岗 岩类。岩体常为片麻状构造，交代结构发育。岩体无冷凝边， 围岩无接触变质带，与围岩多为逐渐过渡关系.
岩浆的性质
密度、粘度、温度、挥发分
1 密度：常见岩石的密度
岩石密度
成分
橄榄岩
玄武岩/辉长岩 安山岩/闪长岩
玻璃或岩浆 平均值
3.23
2.97 2.84 2.77 2.47 2.6-2.69 2.4
平均值
高温岩浆
流纹岩/花岗岩
砂岩
2.67
2.40
2.37
2.23
石灰岩
板岩、片岩
2.70
2.80
2 粘度(Viscosity)
产状 色率 代表矿物 侵入岩
结构
成分（SiO2含量） 酸性 淡色 中性 中色 K-fs, Amp 正长岩 粗面岩 K-fs, Amp Pl, K-fs 二长岩 粗安岩 Pl, K-fs 中性
Qtz, K-fs, Na-Pl
显晶 质 半晶 质 斑晶 花岗闪长岩 英安岩 Qtz, K-fs, Na-Pl
•
二、矿物成分
火成岩中的矿物成分受控于岩浆的化 学成分及结晶条件，因而了解岩石的化 学成分和岩石的成因都有重大的意义， 也是火成岩分类和定名的依据。
1． 矿物成分分类 • 火成岩中常见的矿物不过二十多种。 其中构成岩石主体，在火成岩分类命名 中起作用的是石英、钾长石、斜长石、 似长石（白榴石、霞石）、橄榄石、辉 石、角闪石、黑云母、白云母等。这些 矿物据化学成分可分为两类：
硅铝矿物：矿物中SiO2与Al2O3的含量较高， 不含FeO和MgO，包括石英类、长石类及似 长石类。它们基本不含色素原子，颜色较 浅，又称为浅色矿物。 镁铁矿物：矿物中FeO、MgO的含量较高， 包括橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云 母类。这些矿物的颜色一般较深 ，又称 为暗色矿物。暗色矿物在火成岩中的含量 （体积百分数）通常称为色率，是火成岩 鉴定和分类重要标志之一，如色率随岩石 酸度的变化情况大致为：超基性岩色率 >90，基性岩色率=40-90、中性岩色率=1540、酸性岩色率<15。
中色
Na-Ca Pl, Amp 闪长岩 安山岩 Na-Ca Pl, Amp
暗色
Ca-Pl, Py 辉长岩 玄武岩 Ca-Pl, Py， Ol 火山渣 Py, Ol 橄榄岩 苦橄岩
喷 出 岩
火山熔岩 半晶质
斑晶 多孔状 玻璃质 火山碎屑 岩 粗粒 中粒 细粒
Qtz, K-fs, 浮岩
Ol
黑曜岩 集块岩 火山角砾岩 凝灰岩
Quartz Monzodiorite
65
Qtz. Diorite/ Qtz. Gabbro
5 Diorite/Gabbro/
Monzodiorite (Foid)-bearing Monzodiorite
碱性长石
A
10
90
P 斜长石
10 (Foid)-bearing Diorite/Gabbro
Anorthosite
阻止岩浆流动的力 影响因素： • 成分: 随SiO2含量增加而增大
• 温度 升高– 粘度降低
• 压力升高– 粘度降低 • 挥发分升高– 粘度降低（除 CO2）
一些流体的粘度
流体 水 粘度pa.s 温度 ℃ 1×10-3 20 流体 粘度 pa.s 温度℃ 1200
安山玄武岩 3×103
甘油
沥青
1
1×107
90 90
Ga bb ro
lite cto Tro
Olivine gabbro
Plagioclase-bearing ultramafic rocks
Pyroxene 辉石
(b)
橄榄石 Olivine
3. 国际地科联推荐的定名方案
C, 适用于超基性岩:
ol (橄榄榄岩 二辉橄榄岩
Latite (foid)-bearing Latite
65
（Pl+Am/Py/Ol)
Andesite/Basalt (foid)-bearing Andesite/Basalt
20
A A
10 碱性10
(foid)-bearing Trachyte
P P
10
斜长石
长石
Phonolite Tephrite
• 多数岩浆岩都是演化岩浆固结的产物
• 原生岩浆的特征 1) 包含地幔包体: 上升速度快; 2) 高 Mg’; Ni 和 Cr等; 3) 结晶程度低
岩浆演化的方式
• 分异作用(Differentiation) 没有外来物质加入的演化过程，包括熔离 作用和分离结晶作用. • 同化混染作用(Assimilation) 有外来物质加入形成新的岩浆的演化过程 AFC process • 岩浆混合作用(Magma Mixing) 两种或多种岩浆混合形成新的岩浆
根据矿物在岩浆岩中的含量及在岩浆岩分 类中的作用，可分为三类： 1. 主要矿物：指在岩石中含量多，并在确定岩石 大类名称上起重要作用的矿物。例如，一般花 岗岩的主要矿物是石英和长石。 2. 次要矿物：在岩石中含量一般不超过15%，对 于划分岩石大类不起作用，但对确定岩石种属 起一定作用。例如，在闪长岩类中，石英为次 要矿物。 3. 副矿物：在岩石中含量很少，通常不到1%，在 一般岩石分类命名中不起作用。例如，磁铁矿、 榍石、磷灰石等都是副矿物。
单辉橄榄岩
橄榄岩类
40
橄榄方辉辉石岩
方辉辉石岩
橄榄单辉辉石岩 橄榄二辉岩
10
辉石岩类
cpx (单斜辉石)
10
opx (斜方辉石)
二辉辉石岩
单辉辉石岩
铁镁矿物含量与岩石类型
铁镁矿物 % （色率） 0-15 15-40 40-90 >90 长英质岩 中性岩 镁铁质岩 岩石名称 Felsic Intermediate Mafic
三、火成岩的分类命名
2. 以SiO2为指标的简单分类
酸性
>66%
中性
53-66
基性
45-53
超基性
<45%
正长石 石英 斜长石 辉石 橄榄石 黑云母 角闪石
石英 Q
3. 国际地科联推荐的定名方案
a 适用于 中酸性岩 色率 < 90 (石英＋长石＋似长石 > 10%)
Alkali Fs. Quartz Syenite
喷 出 火山熔岩 岩
据火成岩矿物组合
确定岩石名称与主量元素
常见造岩矿物化学成分
结合矿物化学资料，可以 由岩石的主要实际 矿物含量/最主要氧化 物含量 (%)估计出对应的 岩石大类和最主要矿物含 量 (%) / 最主要实际矿物 组合
Alkali Fs. Syenite
5 10 20 60
Quartzolite
90 90
Quartz-rich Granitoid
60
Granite
Granodiorite
20
Quartz Syenite Syenite (Foid)-bearing Syenite
35
Quartz Monzonite Monzonite (Foid)-bearing Monzonite
(Foid)-bearing Alkali Fs. Syenite
(Foid) Monzosyenite
(Foid) Monzodiorite
60
60
(Foid)olites
F
似长石
3. 国际地科联推荐的定名方案
b 适用于基性岩 适用于 基性岩 : b,
斜长石 Plagioclase
Anorthosite Anorthosite
岩浆岩划分类别小结产状结构成分sio含量酸性中性暗色代表矿物qtzkfsnaplnacaplampcaplpypyol侵入岩辉长岩橄榄岩安山岩玄武岩qtzkfsnacaplampcaplpyolol多孔状浮岩火山渣玻璃质火山角砾岩细粒凝灰岩产状结构成分sio含量酸性中性中性代表矿物qtzkfsnaplkfsampplkfs侵入岩qtzkfsnaplkfsampplkfs确定岩石名称与主量元素结合矿物化学资料可以由岩石的主要实际矿物含量最主要氧化物含量估计出对应的岩石大类和最主要矿物含最主要实际矿物组合橄榄石斜方辉石普通辉石角闪石黑云母石英钾长石斜长石霞石femg10oh40mgo4954sio52sio48sio100sio6943sio42na含量计算实例
影响岩浆的其它性质，如岩浆侵位机制和成矿作用
They are closely related to each other
粘度差控制
酸性岩浆（富硅岩浆）: 温度低 粘度大 --- 上升速度慢、形成 侵入体或侵出相
基性岩浆（低硅）: 高温 低粘度 --- 快速上升，形成喷出岩
岩浆演化
岩墙(dike)：是一种厚度稳定，近于直立的不整合的板状 侵入体，长为宽的几十倍甚至几千倍，厚度一般为几十cm到 几十m 岩盆(lopolith)：为中央略微下凹，呈盆状的整合侵入体。 厚度与直径之比大致为1:10—1:20 岩盖(laccolith)：为一种蘑菇状的整合侵入体
出露的岩基
3_17
岩床 捕虏体
火成岩的野外关系分类
与围岩 的接触 地 侵 关系 下 入 侵入体
整合侵入体
不整合侵入体 岩基、岩株、岩盆、 岩盖、岩床、岩墙等 浅成相 中深成相
岩 形态和
大小 侵位深度
岩浆 野外 冷却 位置
特征
深成相
地喷 表出
陆相火山岩
海相火山岩 熔岩流、火山锥、火山颈、 次火山岩、火山－沉积岩等
岩
1．侵入岩的野外关系（产状）
20
20 1200
钠长石
黑曜岩 SiO2 glass
4×103
1×1011 1×1011
1400
800 1300
橄榄玄武岩 3×102
3. 温度
玄武岩: 1000 ℃ -1225 ℃ 安山岩: 880 ℃ -990 ℃ 流纹岩: 735 ℃ -900 ℃
4. 挥发分
H2O, CO2, SO2, F, Cl 等
超镁铁质岩 Ultramafic
注意：超镁铁质岩 超基性岩 角闪石：SiO2>45%,故角闪石岩是超镁铁岩，但不是超基性岩
石英 Q
3. 国际地科联推荐的定名方案
d 适用于火山岩
20 20
60 60
60
Rhyolite
Dacite
（Q+K-fs) （Q+Pl)
Trachyte
（K-Fs)
35
（Pl,K-Fs)
（1）整合侵入体与不整合侵入体 (2）据岩体的形态大小分为： 岩基(batholith)：面积大于100km2，可达数万km2，大岩 基多为花岗质岩体 岩株(stock)：面积小于100km2 的侵入体，岩株边缘常有 一些不规则的树枝状岩体冲入围岩中，被称为岩枝
岩床(sill)：又称岩席，是厚薄均匀、近水平产出的整合的 板状侵入体
火成岩的成分及分类
• 一、 火成岩的化学成分
•
地壳中的所有元素在火成岩中均有发现。 根据其含量及在岩浆作用过程中的行为不同。 组成火成岩的元素分为主要元素、微量元素和 同位素三类。这些元素在火成岩的研究中具有 重要意义，其中主要元素用于火成岩分类。 主要元素的分析结果一般以氧化物质量百 分数的形式给出，它们是SiO2、TiO2、Al2O3、 Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、 K2O、P2O5、和H2O，据不同的需要，还可加 测Cr2O3、ZrO2、CO2等，这些氧化物的含量 一般大于0.1%，总和占火成岩平均化学成分的 98%。也是地核、地幔及地壳的主要组成。
岩浆岩的野外关系
花岗岩侵入
变沉积岩－围岩
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） 岩浆在地表以下深处冷凝 结晶——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
Fig 3.12, 3.13
快速冷却
缓慢冷却
课后作业：总结火山岩和侵入岩在野外关系、
火成岩TAS分类图（IUGS, 1989)
60 60
60
(Foid)ites
火山岩可根据 斑晶类型简易 定名：
以全岩的主要化学为定名依据，更加适合隐晶质的火山岩
似长石
F F
4. 岩浆岩划分类别小结
产状 结构 成分（SiO2含量） 酸性 中性 基性 超基性
色率
代表矿物 侵入岩 显晶质
淡色
Qtz, K-fs, Na-Pl 花岗岩 流纹岩
2.喷出岩(extrusive rock)的野外产状
火山锥 (volcanic cone) ： 由熔岩和火山碎屑岩组成，中心
为火山口(volcanic vent)或破火山口(caldera)
火山碎屑锥 (cinder cone) ：以爆发为主时，堆积物以火山碎 屑岩为主，这类喷发作用以粘度大、挥发组分含量高的酸性岩 浆常见 混合锥(mixed cone )：以爆发与宁静式相间喷发时，火山碎 屑物质约占30—50％，熔岩与碎屑在火口处混合堆积 熔岩锥(lava cone )：主要由熔岩组成，火山碎屑物<10%， 熔 岩 原始坡度2－10°，呈盾形，又称盾(形)火山(shield cone) 锥