10岩浆岩与变质岩1地质学.

第二节岩浆岩与变质岩岩石——自然形成的矿物集合体。按成因，岩石分为：岩浆岩沉积岩变质岩地壳表面：沉积岩占陆地面积75%地壳（16公里内）：沉积岩占5%岩浆岩、变质岩占95%山东新汶砾岩正长斑岩似斑状结构接触变质作用生物碎屑灰岩大理岩三大类岩石的循环过程一、岩浆岩岩浆：在地下深处形成的高温、高压、富含挥发组分的以硅酸盐为主要成分的熔融体。岩浆岩:岩浆作用形成的岩石。岩浆在冷却、凝固过程中挥发组分大量逸出，因而岩浆岩与岩浆的组成是不完全相同的。侵入岩：岩浆向上运动侵入围岩冷凝、固结形成的岩石。喷出岩：岩浆喷出地表冷凝形成的岩石。（一）岩浆岩的物质成分1.岩浆岩的化学成分O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、K、Na占岩浆岩总重量的98%（O含量最高，占46%）——称为造岩元素。岩浆岩的化学成分以组成元素的氧化物形式来表示：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、CaO、K2O、Na2O、H2O、TiO2——占岩浆岩总重量的99%。其中SiO2最多，占59.14%，Al2O3次之，占15.34%是岩浆岩中最重要的氧化物，按其含量将岩浆岩分为四类：SiO2超基性岩类（SiO245%）基性岩类（SiO245%~52%）中性岩类（SiO252%~65%）酸性岩类（SiO265%）随SiO2含量增加FeO、MgO减少K2O、Na2O增加CaO富于基性岩Al2O3富于中酸性岩浆岩化学成分变化特点2.岩浆岩的主要矿物成分主要矿物：石英、钾长石、斜长石黑云母、角闪石、辉石、橄榄石岩浆岩的主要矿物成分是鉴别岩性的最主要的依据，（1）根据矿物的成分特点及颜色，分为：铁镁矿物：如：橄榄石、辉石、角闪石、黑云母，颜色较深，又称暗色矿物。硅铝矿物：如：石英、正长石、斜长石色浅，又称浅色矿物。一般，从超基性岩——酸性岩暗色矿物——减少浅色矿物——增多颜色由深——浅（2）按矿物在岩浆岩中含量的多少，将矿物分为：主要矿物：次要矿物：副矿物：在岩石中含量较多（15%），是划分岩浆岩大类的依据。含量15%，只起确定种属的依据，如黑云母花岗岩。含量1%，对岩浆岩的分类命名都不起作用。（二）岩浆岩的结构岩浆岩的结构——指岩浆岩中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及矿物颗粒间的相互关系所表现出来的岩石特征。正长斑岩似斑状结构1、按结晶程度：全晶质结构：岩石中的矿物全部结晶。是岩浆在地下温度缓慢下降的条件下结晶而成，多见于深成侵入岩。玻璃质结构：由玻璃质组成。是岩浆在喷达地表、温度骤然降低的条件下，来不及结晶而成的。多见于酸性喷出岩。半晶质结构：由玻璃质和结晶质两部分组成。多见于喷出岩及浅成侵入岩的边缘。等粒结构：指岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等。多见于深成岩。不等粒结构：指岩石中同种主要矿物颗粒大小不等，但变化连续。多出现在浅成岩2、按晶粒的相对大小斑状、似斑状结构：花岗斑岩：似斑状结构斑状结构斑状、似斑状结构：指岩石中同种主要矿物颗粒大小相差悬殊，可截然分成两群，大颗粒分布在小颗粒之中，粗大者为斑晶，细小者为基质。多出现于喷出岩及浅成岩中。斑状结构：基质为隐晶质、玻璃质似斑状结构：基质为显晶质3、依据矿物颗粒的绝对大小显晶质结构：用肉眼或借助放大镜能分辨出矿物颗粒。进一步分为：粗粒结构：矿物颗粒的平均直径大于5mm；中粒结构：矿物颗粒的平均直径2-5mm；细粒结构：矿物颗粒的平均直径0.2-2mm；微粒结构：矿物颗粒的平均直径小于0.2mm；伟晶：矿物颗粒直径大于10mm。隐晶质结构：矿物颗粒细小，用肉眼或借助放大镜无法分辨矿物颗粒。外貌呈致密状，常以断口粗糙、无玻璃光泽、脆性程度低与玻璃质相区别。4、根据矿物颗粒的形状，即矿物晶体发育的完整程度，分为：自形结构：半自形结构：它形结构：上左-自形；上右-半自形；下-它形（三）岩浆岩的构造——指岩石组成部分（矿物、气孔…...）的排列方式及充填方式所表现出的岩石特征。1、块状构造：均一构造，是指组成岩石的各矿物组分均匀分布，无定向排列。岩浆岩中最常见的构造。2、气孔构造：岩浆溢出地表冷凝后，尚未逸出的气体留下的孔洞而保留在岩石中，形成气孔构造。3、杏仁构造：气孔被岩浆期后的一些次生矿物（如石英、方解石等）所充填，则形成杏仁构造。杏仁状玄武岩4、流纹构造：——由不同颜色的条纹和拉长的气孔及长条形的斑晶等沿某方向排列所显示出来的流动构造。5、枕状构造：岩浆在水下喷发流动形成的构造，底平顶凸。熔浆进入水中表面冷凝成硬壳，内部熔浆沿裂缝冲出硬壳继续流动，又冷凝而形成枕状体，底面较平，顶向上凸，且常有沉积物充填、胶结。常见于基性喷出岩。是一种粘度较小易流动的熔岩流，在流动中扭曲成绳索状的熔岩，表面往往比较光滑，这种熔岩构造称为绳状熔岩构造。6、绳状构造7、原生节理：岩浆侵入地壳表层或喷出地表冷凝时，因体积收缩岩石产生裂缝，从而形成原生节理。在玄武岩中常见柱状节理。侵入岩中发育原生的近圆形的或不规则的孔洞，在晶洞壁上常生长着晶形良好的矿物。中国福建魁歧、山东崂山等地的花岗岩中常见。8、晶洞构造（四）岩浆岩的产状——指岩浆岩体在空间上的形态、规模，与围岩的关系以及形成时所处的深度及地质构造环境等。1、侵入岩的产状2、喷出岩的产状熔透式：将上覆围岩熔透，呈面式喷发。中心式：岩浆沿颈状通道喷出地表，平面上点状。裂隙式喷发：岩浆沿一定方向的大断裂喷发。岩石类型超基性岩类基性岩类中性岩类酸性岩类碱性岩类偏碱性岩类碱性岩类化学成分SiO2含量45%45-52%52-65%65%52-65%K2O+Na2O含量9%平均9%平均14%矿物成分石英含量无无或很少0-20%20%无或很少无长石种类无或很少斜长石斜长石为主斜长石为主，可含钾长石钾长石斜长石钾长石为主钾长石为主可含似长石铁镁矿物种类及含量橄榄石、辉石90%辉石为主，橄榄石、角闪石、黑云母少40-75%角闪石为主，辉石、黑云母次之20-40%黑云母为主，角闪石、辉石次之10%角闪石为主辉石、黑云母次之20±%碱性辉石、角闪石为主，富铁云母20±%产状结构、构造岩石名称喷出岩斑状、隐晶质或玻璃指结构苦橄岩苦橄玢岩玄武岩安山岩英安岩流纹岩粗面岩石英粗面岩响岩气孔、杏仁、流纹、块状构造侵入岩浅成岩全晶质、等粒结构斑状或似斑状结构金伯利岩辉绿岩辉绿玢岩闪长玢岩石英闪长玢岩花岗斑岩正长斑岩霞石正长斑岩伟晶、细粒结构块状构造伟晶岩（伟晶结构）、细晶岩（细晶结构）、煌斑岩（煌斑结构）深成岩全晶质粗-中粒等粒或似斑状结构纯橄榄岩橄榄岩辉石岩角闪石岩辉长岩苏长岩斜长岩闪长岩石英闪长岩花岗岩花岗闪长岩正长岩石英正长岩霞石正长岩块状、带状构造（五）岩浆岩的分类（六）岩浆岩的主要类型1.超基性岩类（橄榄岩—苦橄岩类）SiO245%，铁镁矿物占绝对优势，硅铝矿物少，（长石10%），颜色深，比重大，一般分布规模较小。（1）深成侵入岩（全晶质中-粗粒结构）：橄榄岩类辉石岩类角闪石岩类黑云母岩类橄榄岩（2）浅成侵入岩（细晶或斑状结构）：金伯利岩——橄榄石、金云母，细粒、斑状结构（3）喷出岩（隐晶结构，块状或气孔-杏仁构造）苦橄岩——绿-黑色含钻石的金伯利岩——南非2.基性岩类（辉长岩——玄武岩类）SiO245~52%，浅色矿物比例增加（约50%）。主要成分为辉石、基性斜长石；次要矿物为橄榄石、角闪石、黑云母，不含或少含石英。（2）浅成侵入岩辉绿岩——暗绿-黑，细粒、灰绿构造。（1）深成侵入岩辉长岩——黑色，中-粗粒结构、块状构造。辉长岩辉绿岩（3）喷出岩玄武岩——灰黑、黑、暗紫色，隐晶或斑状结构，斑晶为辉石、斜长石，具气孔-杏仁构造。陆上形成熔岩被，水下枕状构造，洋壳。3.中性岩类（闪长岩—安山岩）SiO252~65%，以角闪石为主，约30%；浅色矿物约占70%，主要为中性斜长石，出现钾长石，少量石英。（1）深成侵入岩闪长岩——灰白、浅绿，中-粗粒结构，块状构造。（2）浅成侵入岩闪长玢岩——灰白-灰绿，斑状结构，块状构造。闪长岩（3）喷出岩安山岩——灰紫色、褐紫色，斑状结构，气孔、杏仁构造。常呈岩被或小岩流，广泛分布于岛弧地带。安山岩4.酸性岩类（花岗岩—流纹岩类）SiO265%，暗色矿物10%，浅色矿物90%，石英含量高，分布广。（1）深成侵入岩花岗岩——浅灰色、肉红色，等粒结构，块状构造。主要矿物：次要矿物：石英、钾长石、酸性斜长石。钾长石一般多于酸性斜长石。黑云母、角闪石黄山花岗岩地貌（2）浅成侵入岩花岗斑岩——灰白、肉红，斑状-似斑状结构。斑晶-石英、钾长石等（3）喷出岩流纹岩——灰红、灰白，斑状结构，斑晶-石英、透长石，多具流纹构造，流纹构造5.偏碱性岩类（正长岩——粗面岩类）SiO2含量相当于中性岩，但K2O+Na2O可达9%，FeO、MgO、CaO低于中性岩。反映在矿物成分上：浅色矿物主要为碱性长石，少量斜长石和石英；暗色矿物20%，角闪石为主，次为黑云母、辉石。（1）深成侵入岩，如：正长岩——浅灰-肉红，中粗晶等粒结构，主要为正长石，次为角闪石常与其它类型侵入体共生。（2）浅成侵入岩，如：正长斑岩——斑晶-正长石，斑状-似斑状。（3）喷出岩，如：粗面岩——浅灰（黄、红、绿），斑状结构，气孔构造，正长石斑晶。正长斑岩——斑晶-正长石，似斑状结构。6.碱性岩类（霞石正长岩——响岩类）SiO2相当于中性岩，但K2O+NaO平均14%，且Na2OK2O，CaO、MgO含量较高。矿物成分：主要矿物为钾长石、霞石不含石英，含碱性暗色矿物（霓辉石、霓石、透辉石、碱性角闪石等）。（1）深成侵入岩，如：霞石正长岩——浅绿（灰、红），中粗晶，无石英。（2）浅成侵入岩，如：霞石正长斑岩——钾长石斑晶（3）喷出岩，如：响岩——浅灰绿（褐灰），斑状结构，斑晶-霞石、碱性长石。矿产：稀有、稀土元素7.脉岩类（伟晶岩、细晶岩、煌斑岩）岩浆岩体内及围岩中呈脉状产出的岩浆岩。（1）伟晶岩：矿物晶体特别粗大，可能因挥发份富集所致。主要由石英、长石、云母组成，富含稀有、稀土元素，含电气石、黄玉、绿柱石等。伟晶岩中的巨大晶体（2）细晶岩长石、石英含量90%，很少有暗色矿物，它形细晶结构，砂糖状。细晶岩德国黑林泰山——混合花岗岩，25亿年二、变质岩（一）有关概念1.变质作用：在内动力地质作用下，地壳内早已形成的岩石，当原有的物化条件发生改变时，岩石的矿物成分、结构、构造发生变化、形成新岩石的过程。2.变质岩：由变质作用所形成的岩石。变质岩常分布于古老的结晶地块和构造活动带，可形成变质矿产。母岩变质岩原地基本固态变质作用变质作用图示T1P1T2P2如：“鞍山”式铁矿（二）变质作用的控制因素与变质作用的方式1、变质作用的控制因素：——温度、压力、化学活动性流体。2、变质作用的方式:岩石发生变质作用的途径和形式。（1）重结晶作用：温度、压力升高的情况下，组成岩石的矿物在固态下重新生长变化的过程。（局部溶解—组分迁移—重新结晶）——没有物质的带入、带出，矿物成分不变。接触变质作用生物碎屑灰岩大理岩重结晶作用：T↑，P↑，矿物在固态下重新生长的过程，小→大，以H2O、CO2为主的粒间流体的存在是其必要条件。（2）变质结晶作用——基本固态条件下，化学成分重新反应，原有矿物消失，形成新矿物。页岩角岩，由接触变质作用形成，白色斑点为变质矿物（3）交代作用化学活动性流体和固体岩石之间发生的物质置换作用，原有矿物被破坏和新矿物的形成同时进行。总体积不变，但成分改变。交代作用普遍存在，可以在不同的地质环境中进行。伴随变形与碎裂作用，岩石产生弯曲变形，片柱状矿物定向排列形成片理；岩石部分或全部碎裂成角砾状或粉碎成隐晶质。（4）变形与碎裂作用：在应力条件下，岩石受应力超过弹性极限时，岩石塑性弯曲变形——变形作用；岩石受应力超过强度极限时，岩石产生断裂变形——碎裂作用；（5）变质分异作用岩石在不发生熔融和交代的情况下，某些组分经扩散产生不均匀聚集，使成分均匀的原岩变成矿物成分不均匀的变质岩。可形成细脉、透镜体、变斑晶等。（三）变质作用的类型根据变质作用发生的地质环境和变质过程中起主导作用的物理化学因素，可将变质作用分