岩浆作用与火成岩

细粒花岗岩体边部的奥陶系捕虏体（新疆马鞍桥）
花岗岩体中的玄武岩包体（新疆哈密）
6. 结晶分异作用
定义：岩浆在冷凝过程上，按一定规律依次结晶出不同 矿物，并依次形成不同种类岩石的过程。熔点高比重大
的矿物先结晶，导致岩浆成分不断改变
鲍温反应系列： 美国岩石学家鲍温根据结晶分异原理，用富含橄榄 石的玄武岩浆实验得出的结晶规律
4. 红海沿岸与东非火山带
安山岩线：太平洋周围以安山岩分布来划分中酸性和 基性两系列岩石的岩相地理界线。
第二节 侵入作用与侵入岩
一、侵入作用 (intrusion)
1. 侵入作用：深部岩浆向上运移，侵入周围岩石，在 地下冷凝、结晶、固结成岩的过程。
2. 侵入岩：岩浆在向上运动的侵入过程中逐 渐冷凝结 晶形成的岩石。可分为：
色 率 喷出岩 浅成岩 深成岩
橄榄石、辉石
>78 少见 金伯利岩 橄榄岩
苏必利尔地区科马提岩的鬣刺结构
基性岩 SiO2
45％-52%
长石、辉石 角闪石 75-35
主要矿物
色 率 喷出岩 浅成岩
气孔状玄武岩
玄武岩
辉绿岩 辉长岩
深成岩
深潜器中观察到的海底枕状熔岩
•枕状玄武岩（C2， 新疆木垒）
• 枕状玄武岩（新疆白杨沟）
地下热水出露地表就形成温泉。地下热水通常分为低温热水 (20-40℃)，中温热水 (40-60℃)、高温热水 (60-100℃) 和过热
1. 气体喷发物：H2O 、CO2 、H2S 、SO2
喷 发 产 物
2. 固体喷发物
3. 液体喷发物
2. 固体喷发物：火山碎屑物 (pyroclast)
已经冷凝或半冷凝的岩浆物质 未冷凝的岩浆，在空中冷凝成固体 火山通道周围的岩石
火山灰 (volcanic ash): < 2mm
火山砾 (lapillus)：2-50mm 火山弹 (volcanic bomb): > 50mm 火山块(volcanic block): > 50mm，棱角状 火山渣 ( volcanic cinder) ：数厘米到数十厘米
3. 液体喷发物
喷出地面而丧失了气体的岩浆，称为熔岩 (lava) 熔岩流：沿地面斜坡或山谷流动，前端呈舌状 熔岩被：分布面积宽广的熔岩流
绳状熔岩：表面光滑，呈波状起伏或扭曲似绳索状 的熔岩，黏性较小、流动性较强的熔岩中常见
块状熔岩：熔岩表面破碎成大小不等的棱角状块体 并杂乱堆积，黏性较大、流动性较弱的熔岩中常见
b. 地壳部分熔融.
二、地球的内热
余热：炽热的星云物质聚集-收缩 (地球由热冷放热)
重力分异：地球内部物质按比重分异，位能 转成 热能； 放射热：放射性物质衰变产生热 (地球由冷热) 放射性物质主要在地壳中，可解释增温 率变化原因
地温梯度
温度较高的地下水被称为地下热水，为重要的地热能 (geothermal power) 资源
深成侵入岩 (深成岩): >5公里深处形成 浅成侵入岩 (浅成岩): <5公里深处形成
3. 同化作用：热岩浆对冷围岩的吞噬与化学作用，
最终使围岩成为火成岩的一部分。岩浆体积>>围岩
4. 混染作用：岩浆体积不够大，不足以完全吞噬围
岩，导致围岩对岩浆的明显化学反应，改变岩浆的 成分。
5. 捕虏体：边部围岩碎块掉进岩浆，岩浆快速冷凝 后尚未被完全“吞噬”或同化.
晶洞状构造
2. 喷出岩的构造
杏仁构造 气孔构造 流纹构造
第四节、火成岩的分类 1. 产状分类
喷出岩
斑状、玻璃质、隐晶质 气孔、杏仁、流纹构造
浅成岩
细粒、斑状或隐晶质结构 块状或气孔构造
深成岩
全晶质、中—粗粒结构 块状构造
2. SiO2 含量分类
超基性岩浆 < 45% 基性岩浆 45％-52% 中性岩浆 52％-65% 酸性岩浆 > 65%
岩浆的形成与地球的内热
第一节 一、岩浆及其成分
喷出作用与喷出岩
1. 岩浆 (magma)概念：
是在地下深处形成的具有高温、高压、熔融状态的物质； 富含挥发组分且具有粘性
形成深度：地表以下50-200km 温度：650-1400℃ 压力：n×105Pa 成分：主要是SiO2 挥发分：水蒸汽，SO2、H2S
矿物结晶顺序：鲍 温 反 应 系 列
高温 早结晶
橄榄石 不
辉石
连 续 系
列
角闪石
不连续反应系列：化学成分 有差异；内部结构有显著变 化；为暗色矿物或铁镁矿物 所独有
黑云母
钾长石
低温 晚结晶
+
白云母
+ +
石英
矿物结晶顺序：鲍 温 反 应 系 列
高温 早结晶
连 续 系 列 酸性 富钠 斜长石 低温 晚结晶 连续反应系列：化学 成分连续变化；内部 结构无根本变化；为 浅色矿物所独有
颜 色
浅
中性岩 52-65 酸性岩
细
粗面岩 Trachyte 正长玢岩
>65 流纹岩 Phyolite
安山岩 Andasite 闪长玢岩 Diorite porphyry 闪长岩 Diorite 角闪石，黑云母，中长石
Syenite
矿物 花岗斑岩 porphyry 颗粒 Granite P.
花岗岩
正长岩 Syenite
粗
Granite 钾，钠长石 石英，黑云
角闪石，黑云母，碱长石
第五节 岩浆的形成与地球内热 一、岩浆的形成 1. 物质来源：地壳岩石和地幔顶部的物质.
2. 物理因素：与温度、压力 (小，利熔)、水分 (高，
有利熔) 有关
3. 不同岩浆的成因 超镁铁岩与镁铁岩: 地幔顶部岩浆分熔 (分异)
中酸性岩: a. 同超镁铁岩 (岩浆分熔)
枕状玄武岩（新疆白杨沟）
分布范围广阔且厚度巨大的玄武岩，称为泛流玄武岩
(flood basalt)
中性岩
SiO2 52％-65% 长石、角闪石 黑云母 35-20
主要矿物
色 率 喷出岩 浅成岩
安山岩 闪长玢岩
深成岩 闪长岩 闪长岩：斜长石+普通角闪石 安山岩：斑状结构，斑晶以斜长石为主
酸性岩 SiO2 主要矿物 色 率 喷出岩 浅成岩 深成岩 流纹岩 > 65% 长石、石英 黑云母
似斑状钾长花岗岩（广东南岭）
4. 按矿物颗粒之间的关系划分结构
辉绿结构：自形晶较好的斜长石之间形成三角 辉长结构：辉石和斜长石晶形发育程度相似，或 空隙，其中充填单个的他形辉石颗粒 均为半自形晶粒，或均为他形晶粒
二、火成岩的构造
指岩石中矿物集合体的形态、大小及相互关系
1. 侵入岩的构造
块状构造
条带状构造
火山通道：火山口下呈管状的通道与地下岩浆房相连 火山颈：在近地面冷凝的岩浆形成的火山锥。组成火山 颈的岩石称次火山岩
火山锥：火山喷出物在喷出口周围堆积而形成的 山丘
意大利维苏威火山口
Vesuvius eruption (1944)
Victims of the 79 A.D. eruption
复式火山锥
岩石：是天然产出的具一定结构构造的矿物集 合体，是构成地壳和上地幔的物质基础。
按成因分为火成岩(岩浆岩)、沉积岩和变质岩
火成岩是三大类岩石的主体，占地壳岩石体积
的64.7%！
第三章
*第一节 *第二节
第三节
岩浆作用与火成岩
喷出作用与喷出岩 侵入作用与侵入岩
火成岩的结构与构造
**第四节
第五节
火成岩的主要类型
SiO2 34-75% Al2O3 10-20% Fe2O3 0-5% MgO 1-25% CaO 0-15% Na2O 0-10% K2O 0-10% W， Sn，Mo， Pb，Zn， Nb， Ta
2. 岩浆的类型
按SiO2的含量分类 超基性 岩浆 基性 岩浆 中性 岩浆 酸性 岩浆 SiO2>65% 粘性较大
6. 火山喷发方式及其地貌形态
裂隙式喷发：岩浆沿断裂溢出，固体喷发物较少。形成熔岩 流、熔岩被、熔岩高原
中心式喷发：岩浆沿管状通道上涌，从火山口中溢出。形成火 山锥 (坡度2-4度，小于15度)，火山口湖—天池、地池。
夏威夷火山景观
正在海岛上喷发的中心式火山
火山：较粗的火山喷发物及熔岩就地堆积，形成山体
火山碎屑与火山弹(六合方山)
火山碎屑岩 (pyroclastic rock)
凝灰岩 (volcanic tuff) ----火山灰 火山角砾岩 (volcanic breccia) ----火山砾及火山渣 集块岩 (volcanic agglomerate) ----火山块
凝灰岩
火山角砾岩
花岗岩
< 20 流纹岩
花岗斑岩 花岗岩
斑岩：具斑状结构的火成岩，斑晶一般由碱性长石或石英组成，基 质为细粒或隐晶质
玢岩：以斜长石及暗色矿物为主要斑晶，基质多为隐晶质—玻璃质
深
岩石 SiO2 含量 % 喷出岩 Eruptive 浅成岩 Hypabyssal 深成岩 Plutonic 矿物 Minerals 超镁铁岩 <45 科马提岩 Komatiite 金伯利岩 Kimberlite 橄榄岩 Peridotite 橄榄石，辉 石，角闪石 基性岩 45-52 玄武岩 Basalt 辉绿岩 Diabase 辉长岩 Gabbro 辉石，角闪 石，钙长石
绳状熔岩
绳状火山熔岩
火山熔岩 喷出岩—火山岩 火山碎屑岩
4. 熔岩特有的构造—柱状节理
橄榄玄武岩的柱状节理 (南京六合方山)
腾冲柱状节理
5. 岩浆喷发的条件
岩浆能否喷出，取决于 是否存在断裂通道，使得岩浆 能够顺之上涌到达地面
岩浆喷发的强度取决于SiO2的含量。岩浆粘度大、呈 酸性、难流动，多为爆发相；反之，粘度小、呈基性、 易流动，多表现为溢流相
基性 富钙 斜长石
中长石
鲍温反应系列只适用于侵入作用与侵入岩！
矿物结晶顺序只适用于封闭的温压环境！
石英、钾长石及各种斜长石，称为长英质矿物，色浅，
也称作浅色矿物
黑云母、角闪石、辉石、橄榄石富含Fe、Mg成分， 称为铁镁质矿物，色深，常为暗黑色，又称为暗色矿
物
超镁铁岩(橄榄岩)→镁铁岩(辉长岩)→中性岩(闪 长岩)→酸性岩(花岗岩)→伟晶岩
长白山天池
(b)
(c)
美国俄勒冈州克拉特尔火山湖形成过程
三、火山喷发的间歇性
活火山：指人类历史时期有过活动，否则称死火山
刘若新等 (1997) 所确定的天池火山最近几次大喷发 年代1215±15 年，1327年和1658
四、世界火山的分布
1. 环太平洋火山带 2. 地中海-印度尼西亚火山带
3. 洋脊火山带
SiO2<45% 45%-52% 52%-65% 粘性较小 粘性增加 粘性增加
易于流动
流动性减弱 流动性减弱 不易于流动
3. 岩浆作用：岩浆形成、运移、冷凝、固结成岩的全过程 浅成侵入作用 侵入作用和侵入岩
岩 浆 作 用 喷出作用和喷出岩
深成侵入作用 火山熔岩
火山碎屑岩
二、喷出作用与喷发产物
岩浆喷出地表、冷凝固结的作用称为喷出作用 (eruption)，也称 火山作用 (volcanism)
侵入泥盆系的花岗岩基 （新疆马兰）
后石湖山岩株
侵入花岗岩的基性岩墙，已被右行错断（哈密）
第三节、火成岩的结构与构造
一、火成岩的结构
指火成岩中矿物的结晶程度、形态、晶粒大小及晶粒
间的相互关系。
1. 矿物结晶Biblioteka Baidu度 2. 矿物自形程度
3. 矿物颗粒相对大小 4. 矿物之间的关系
1. 按矿物结晶程度划分结构
全晶质结构
半晶质结构
玻璃质结构
2. 按矿物自形程度划分结构
自形粒状结构
半自形粒状结构
他形粒状结构
3. 按矿物颗粒相对大小划分结构
粗粒（颗粒直径>5mm） 等 粒 结 构
中粒（1-5mm）
细粒（0.1-1mm）
微粒（<0.1mm）
3. 按矿物颗粒相对大小划分结构
不 等 粒 结 构
斑状结构
似斑状结构
超基性岩
基性岩
中性岩
酸性岩
硅铝矿物
SiO2与Al2O3的含量较高，不 含铁、镁的铝硅酸盐矿物。 石英，长石和似长石类矿物
淡色矿物 矿 物 成 分 铁镁矿物
暗色矿物
富镁、铁、钛、铬的硅酸盐
橄榄石、辉石、角闪石和黑 云母类等。
色率：岩浆岩中暗色矿物的百分含量（体积%）
超基性岩 SiO2 <45%
主要矿物
伟晶岩：残余岩浆结晶而成 温度500到800度; 挥发分高，主要是长英质;
结晶缓慢，形成粗大晶体;
富含成矿物质：Au, Ag, Cu, W, Zn, Mo, U
伟晶岩
二、侵入岩的产出状态—产状
产状：指侵入岩的形态、大小、展布方向及其与围岩的关系
(1) 岩体：分岩株与岩基二种
岩株 (stock) —出露面积在10-100 km2. 岩基 (batholith) —出露面积大于100 km2. (2) 岩脉 (dyke)：分岩墙与岩床二种 岩墙 (dyke) —与地层层理斜交，岩浆沿围岩的裂缝挤入. 岩床 (sill) —与地层层理平行，岩浆沿层间的空隙挤入.