安徽大学岩石学部分复习资料

一、绪论1、岩石的概念岩石(Rocks)：是天然产出的，由一种或多种矿物、或类似矿物的物质(如有机质、玻璃、非晶质)和生物遗骸等构成的固态集合体。2、岩石的分类岩浆岩：是由地幔或地壳的岩石经熔融或部分熔融形成岩浆继而冷却固结的产物。沉积岩：是由地表风化产物、火山碎屑物等，在外力作用下搬运、沉积、固结而成的。变质岩：是由先已存在的岩石(岩浆岩及沉积岩)在温度、压力及应力条件发生变化的情况下，为适应新的环境而形成的岩石。二、岩浆与岩浆作用1、岩浆岩岩石学的概念主要是研究岩浆的起源、运移、演化和结晶成岩过程，以及岩浆岩的产状、结构构造、物质成分、分类命名、岩石共生组合、成岩机理及与构造、矿产和岩石圈演化等关系的一门独立学科。2、岩浆(Magma)：是天然形成于上地幔或地壳深部，含有部分挥发分和固态物质、粘稠的、以硅酸盐为主要成分的高温熔融体。3、岩浆的化学成分：自然界中硅酸盐岩浆占绝大多数，极少量是金属硫化物岩浆和金属氧化物岩浆(矿浆)及碳酸岩浆。常量元素：O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Mn、Ti、P、H、C等，其中O最多。在岩浆结晶过程中这些元素相互结合，组成各种矿物。但实际上在岩浆中这些元素并非以氧化物形式存在，而多是呈离子、原子或离子团的形式存在，如：Mg2＋、Na+、[SiO4]4-。另外还有挥发份：CO2、SO2、CO、N2、H2NH3、NH4、HCl、HF、KCl、NaCl等等。岩浆的主要化学成分通常以氧化物形式来表示：如SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O、MnO、TiO2、P2O5、H2O、CO2等。微量元素：Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Pb、Th、U、Zn、Rb、Sr、Ba、Zr、Nb、Ta、Au、Ag、Pt、W、Sb、Bi、Sn稀土元素：La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y这些元素在岩浆中含量虽然很少，但在一定条件下可以富集形成许多重要金属矿产。4、岩浆的性质粘度：是液体或半流体流动的难易程度。单位：Pa.S(帕斯卡秒，相当于20°时水的粘度的1000倍)。影响粘度的因素：a.氧化物：SiO2,Al2O3,Cr2O3的存在使粘度增加，尤其SiO2。因此，基性岩粘度小，以溢流为主；酸性岩粘度大，多以爆发形式为主。b.挥发份：其存在将明显降低岩浆粘度。挥发份增加，粘度降低。c.温度：温度升高，粘度降低。d.固体物质含量：其数量越多，岩浆粘度就越大。e.压力：对于不含水的干岩浆，压力升高，粘度增加。对于富水岩浆，较为复杂侵入岩1.深成岩的特点：a.矿物颗粒较粗b.有含水矿物2.侵入体：某一成分岩浆一次侵入活动形成的具有独立形态的单一地质体。3.杂岩体：是多次侵入形成的单成分或复成分的岩体。4.侵入岩根据其形成深度，可将其划分为：a.浅成岩(0～3km)b.深成岩(3km)侵入岩(intrusiverock)的野外关系（产状（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火山岩1.火山岩的特点：a.结晶程度差或呈玻璃b.含水矿物少或无2.广义火山岩包括：a.火山熔岩：由火山管道或裂隙溢流出地表的岩浆冷凝形成的岩石(狭义火山岩)。b.次火山岩：与火山活动有关的超浅成侵入岩。c.火山碎屑岩：由火山爆发所产生的各种火山碎屑物堆积、胶结而成的岩石。2.喷出岩(extrusiverock)的野外产状A．火山锥(volcaniccone)：由熔岩和火山碎屑岩组成，中心为火山口(volcanicvent)或破火山口(caldera)火山碎屑锥(cindercone)：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(mixedcone)：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(lavacone)：主要由熔岩组成，火山碎屑物10%，原始坡度2－10°，呈盾形，又称盾(形)火山(shieldcone)B．熔岩流(lavaflow)：岩浆以较平静的溢流方式喷出地表，喷发物多为粘度较小的超基性到中性的岩浆，酸性者少见。溢流出的岩浆可形成面状的熔岩被、熔岩台地、线状的熔岩流C．岩钟、岩针、岩穹(volcanicdome)：多以侵出的方式喷出。粘度较大、缺少挥发组分、失去流动性的中酸性和碱性熔岩火山活动的晚期形成这类产状D.火山颈(volcanicneck)：是火山锥被剥蚀后，出露的火山管道中的充填物。火山颈在浅部一般直径较大，向深处缩小，上部喇叭状，中部筒状，下部墙状。充填物多为火山碎屑岩、熔岩，碎屑熔岩、熔结火山碎屑岩等。•结构(textures)textures)：指组成岩石的矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自形程度和矿物之间（包括玻璃）的相互关系。一般是手标本或显微镜尺度上可观察的特征，故又称为显微构造microstructures)•构造(structures)structures)：指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合与其它组成部分之间的排列、充填方式等，一般是在露头尺度或手标本尺度上的性质，例如层理构造。•二者无截然区别，在国外的教材中合称为组构（fabric)1．结晶程度是指岩石中结晶质部分和非晶质部分（玻璃）之间的比例。分为三级:全晶质(holocrystalline)结构：岩石全部由已结晶的矿物组成玻璃质(hyaline)结构：岩石全部由未结晶的火玻璃组成半晶质(hemicrystalline)结构：岩石中既有结晶矿物又有部分玻璃质。2.颗粒大小根据绝对大小分为隐晶质(cryptocrystalline)结构和显晶质(phanerocrystalline)结构隐晶质结构：颗粒一般小于0.02mm，指在肉眼下或放大镜下均不能分辨矿物颗粒的结构。据矿物颗粒的相对大小，可分为以下四种结构：斑状(Porphyritic)结构：矿物颗粒分为大小截然不同的两群，大的称为斑晶，小的及玻璃质称为基质似斑状(porphyaceous)结构：由两群大小不同的矿物颗粒组成，但基质为显晶质，与斑晶为同一不等粒种主要矿物颗粒大小不等等粒(equigranular)结构:同种主要矿物颗粒大小大致相等不等粒结构：同种主要矿物颗粒大小不等，粒度可分为几个粒级且由粗到细的连续变化结构。自形程度指组成岩石的矿物的完好程度。据矿物自形程度可以分为三种结构：自形粒状结构：矿物颗粒按自已的结晶习性发育成被规则的晶面所包围的自形晶它形粒状结构：矿物晶体边界都不是规则的晶面，呈不规则的形态半自形粒状结构：矿物颗粒按结晶习性发育一部分规则的晶面，其它的晶面发育不好呈不规则的形态岩石中矿物颗粒间的相互关系(1)条纹(perthitic)结构主要见于条纹长石,表现为钾长石和钠长石有规律地交生正条纹(orthoperthitic):主晶为钾长石反条纹(antiperthitic):主晶为钠长石(2)文象(Graphic)结构石英呈一定的外形（如象形文字）有规律地镶嵌在钾长石中，这些石英在正交偏光下同时消光。肉眼可见的叫文象结构，镜下才能见到的叫显微文象结构(3)蠕虫(Myrmekitic)结构许多细小的形似蠕虫状或指状的石英穿插生长在长石中，其中石英的消光位一致(4)反应边(Reactionrim)结构早生成的矿物或捕掳晶，与岩浆发生反应，环绕早生成矿物形成一个新矿物边。橄榄石外围具辉石反应边辉石外围又具角闪石5)环带(zoned)结构：同种矿物成分从中心到边缘规律变化斜长石：中心基性，边缘酸性，正环带中心酸性，边缘基性，反环带(6)包含(poikilitic)结构:较大矿物颗粒包含有较小矿物颗粒填隙结构：浅成相或喷出相火山岩基质中，由辉石等暗色矿物以及隐晶质、玻璃质充填于微晶斜长石粒间空隙而形成的结构。其中充填物均为显晶质粒状矿物的称为间粒结构；充填物为隐晶质或玻璃质的称为间隐结构。1、侵入岩构造块状构造：岩石各部分矿物与结构分布均匀带状构造：表现为不同颜色、粒度的矿物相间排列，成带出现。斑杂构造：指岩石的不同部位，其成分、颜色、结构差别很大，整个岩石显得杂乱无章。面理、线理：包括流面、流线构造流面：片状、板状矿物及扁平状捕掳体平行排列流线：柱、针状矿物与长条状捕掳体定向排列而形成。它们反映了岩浆流动的情况。2、喷出岩的构造：气孔构造：冷凝熔岩中，尚未逃逸的气体冷凝后留下的成群孔洞。杏仁构造：气孔被后期矿物(方解石、绿泥石)充填。流纹构造：由不同颜色、成分的条带、条纹定向排列及拉长气孔表现出来的一种流动构造，常见于酸性喷出岩中。枕状构造：水下熔岩喷发时，变成椭球状、袋状、面包状的枕状体，代表了海底及水下喷发。柱状节理构造：熔岩由规则的多边形柱体组成，是由于熔浆均匀而缓慢地冷却收缩条件下形成。化学成分是影响岩石矿物成分、结构构造的主要因素，是岩石变化的内因主量元素O、Si、Al、Ti、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K、H、P等，占整个火成岩总重量的99.25%；一般含量0.1%微量元素：含量（WB%）小于0.1%（1000ppm)：Rb,Sr,Ba,Zr,Nb,Ta,Hf,La,Ce,Sm主量元素氧化物的质量百分数(weightpercentageofoxide)举例SiO2,Al2O3单位(unit)国内：Wb%国际：Wt%微量元素元素的质量百万分数(partpermillionofelementmass)举例Zr,Hf,Y单位(unit)国内：μg/g国际：ppm组成岩石的矿物的分类按照成因划分原生矿物：直接从岩浆中结晶形成，并在岩石形成过程中相对稳定的矿物。如角闪石、长石。次生矿物：主要是地表风化和岩浆期后蚀变而形成的矿物(产状上限于风化带内)。如钾长石的高岭土化，橄榄石的蛇纹石化。它生矿物：岩浆与围岩或捕虏体反应所形成的矿物。如：硅灰石、红柱石，不是火成岩中出现的矿物，而是由于同化、混染所致按照矿物的相对含量主要矿物：含量高，是划分岩石大类的依据(＞10％)，例如花岗岩中的石英、长石次要矿物：含量小于主要矿物，对确定岩石种属起作用的矿物(1-10％)例如花岗岩中的黑云母副矿物：分布广泛那但含量很少(1％)，一般不参与岩石命名例如锆石、磷灰石按照矿物的化学成分硅铝矿物(浅色矿物)：SiO2和Al2O3含量高，不含FeO、MgO，包括石英、长石、似长石石英－SiO2钠长石－NaAlSi3O8正长石－KAlSi3O8霞石(似长石)－NaAlSiO4镁铁矿物(暗色矿物)：FeO和MgO含量高，包括橄榄石、辉石、角闪石、黑云母橄榄石－(Mg,Fe)2SiO4普通辉石－(Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Al,Si)2O6普通角闪石－Ca2(Mg,Fe,Al)5(Al,Si)8O22(OH)2根据研究手段的差异标准矿物(normativemineral,norm)：根据岩石的化学成分计算出的矿物组成，例如，CIPW标准矿物。实际矿物(modalmineral,mode)：从薄片或标本上统计出的岩石中实际出现的矿物组成。鲍温反应序列富含橄榄石成分的玄武岩浆，随着岩浆温度由高到低慢慢冷凝，各温度阶段产生的岩石序列则是：橄榄岩→辉长岩→闪长岩→安山岩。在这个过程中矿物是按两个序列结晶出来的，一个是连续反应系列，另一个是不连续反应系列。不连续反应系列是橄榄石→辉石→角闪石→黑云母→石英；连续反应序列是：钙长石→培长石→拉长石→中长石