岩浆岩与变质岩

岩浆岩与变质岩地球科学学院2015年01月内容提要1.岩浆岩岩石学2.变质岩岩石学1.岩浆岩岩石学岩浆：岩浆是上地慢和地壳深处形成的，以硅酸盐为主要成分的炽热、粘稠、含有挥发份的熔融体。最普遍和最主要的是硅酸盐成分的岩浆，个别的也见有碳酸盐，金属氧化物、金属硫化物等岩浆。岩浆可以从地壳深处或上地幔侵入到地壳上部或喷出地表，冷凝成岩浆岩。岩浆的成份-硅酸盐+挥发份主要成分：硅酸盐--以氧化物形式表示SiO2,Al2O3,FeO,Fe2O3,MgO,CaO,Na2O,K2O,H2O；SiO2=40%～75%挥发份（＜6％）--H2O,CO2,CO,N2,SO2,SO3,H2S,HCl,H2F成矿金属元素岩浆的特征岩浆的温度a.观察现代熔岩流的温度通常：700℃～1200℃基性熔岩：1025℃～1225℃酸性熔岩：735℃～890℃岩浆的粘度：是液体或半流体流动的难易程度。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：其存在将显著降低岩浆粘度。挥发份增加，粘度降低。c.温度：温度升高，粘度降低。d.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：岩浆岩的物质成分-化学成分1.造岩元素：O,Si,Al,Fe,Mg,Ca,Na,K,Ti等，其总和约占岩浆岩总重量的99.25%；氧的含量最高,占岩浆岩重量的46.59%,占体积的94.2%；2.次要元素：P,H,Mn,B等3.以氧化物表示:SiO2,Al2O3,Fe2O3,FeO,MgO,CaO,K2O,Na2O和H2O等9种最重要,占岩浆岩平均化学成分的98%左右。SiO234～75%少数可达80%Al2O310～20%在纯橄榄岩中较低MgO1～25%CaO0～15%但某些辉长岩中达23%Fe2O3+FeO0.5～15%一般FeOFe2O3Na2O0～15%霞石岩中可达19.48%K2O一般10%白榴石岩中可达17.94%H2O+(结晶水)和H2O-(吸附水)一般2%个别达10%TiO20～2%很少超过5%P2O50～0.5%很少超过3%MnO0～0.3%很少超过2%4.SiO2是最重要的成分。是岩石酸性程度（基性程度）的标志。超基性岩SiO245%基性岩SiO2=45～53%中性岩SiO2=53～66%酸性岩SiO266%岩浆岩的物质成分-矿物成分（一）硅铝矿物和铁镁矿物1.硅铝矿物：SiO2和Al2O3含量较高，不含铁镁。如石英、长石类。这些矿物颜色均较浅，所以又叫浅色矿物。2.铁镁矿物：FeO与MgO含量较高，SiO2含量较低。如橄榄石、辉石类、角闪石类和黑云母类。这些矿物颜色一般较深，所以又叫暗色矿物。3.色率：岩浆岩中暗色矿物的百分含量称为色率。4.浅色岩：习惯上把花岗岩、正长岩等浅色矿物占优势的岩石称为浅色岩。其色率在0～30之间。5.暗色岩：色率在60～100，以暗色矿物占优势的岩石称为暗色岩。如橄榄岩、辉长岩等。6.根据色率:可以粗略判断岩石的成分和酸性程度。（二）主要矿物、次要矿物和幅矿物1．主要矿物：含量多（＞10%），划分大类依据，如花岗岩中的石英、钾长石。2．次要矿物：＜10%，对划分大类不起作用，但可确定种属，如花岗岩中黑云母、角闪石等。3．副矿物：＜1%，偶尔可达5%，磷灰石，锆石，榍石，一般不参加命名。三、岩浆岩的矿物共生组合规律以及化学成分的关系岩浆中石英与镁橄榄石不共生；霞石、白榴石等似长石类矿物与石英不共生；六种典型的岩浆岩矿物共生组合1.橄榄石－辉石组合:相当于超基性岩,钙、铁、镁多而硅少，且贫碱，出现大量镁铁矿物（橄榄石－辉石等），不出现石英和长石。2.基性斜长石－辉石组合：相当于基性岩，铝和钙较多，铁、镁和硅均较充分，主要形成基性斜长石和辉石，二者近于1：1，不出现石英。3.中性斜长石－角闪石组合：相当于中性岩，钠、钾略有增加，铝、硅、钙、铁、镁均较充分，主要形成中性斜长石、角闪石、黑云母，可能出现少量石英和钾长石，浅色矿物：暗色矿物≈2：1。4.石英－钾长石－酸性斜长石组合：相当于酸性岩，钠、钾、硅含量高，铁、镁、钙低，石英、钾长石、酸性斜长石等浅色矿物为主。5.钾长石－黑云母－角闪石组合：其SiO2相当于中性岩，钠、钾高而铁、镁低，大量出现钾长石。6.霞石－钾长石组合：其SiO2接近于基性岩（平均53.36％），钠、钾含量很高，出现霞石，因钠过多，故常出现碱性暗色矿物。岩浆岩的结构和构造岩浆岩结构：指组成岩石的矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自形程度和矿物间的相互关系。全部结晶部分结晶未结晶全晶质半晶质玻璃质1.结晶程度-岩石中矿物晶体与玻璃物质间的含量比玻璃质结构羽状、针状雏晶结构颗粒大小-岩石中最主要矿物的一般大小。显晶质结构：肉眼观察时基本上能分辨矿物颗粒者。（1）粗粒结构：矿物直径5mm（2）中粒结构：矿物直径2～5mm（3）细粒结构：矿物直径2～0.2mm（4）微粒结构：矿物直径0.2mm隐晶质结构：1)显微(显)晶质结构：在显微镜下可以明显地看出矿物颗粒者。2)显微隐晶质结构：颗粒细小地连显微镜下也不能分辨，而只有偏光反应者。根据矿物颗粒的相对大小，可分为以下四种结构：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；3)斑状结构：岩石中矿物颗粒分为大小截然不同的两群，大的称为斑晶，小的及不结晶的玻璃质为基质。4)似斑状结构：由两群大小不同的矿物颗粒组成。自形程度1）自形粒状结构：主要由自形晶组成的结构。2）它形粒状结构：主要由他形晶组成的结构。3）半自形粒状结构：主要由半自形晶构成的结构相互关系-矿物与矿物，或与其它物质的空间分布关系（1）交生结构，彼此嵌生文象结构：碱性长石与石英有规律连生，石英呈楔状、棱角状嵌于长石中，象形文字，低共结，交代。蠕虫结构：酸性斜长石中含细小蠕虫状石英，交代，固溶体出溶，共结结晶。条纹结构：钾长石、钠长石条纹状交生。一般钾长石为主晶，钠长石为客晶。反之为反条纹。交代，固溶体出溶。出溶条纹结构交代条纹结构反应结构：早期矿物与残浆反应不完全时，晶体外围反应成新矿物。环带结构：反应矿物与残余者为同种矿物；如斜长石环带，中间为基性，向外趋于酸性（正环带）。反应边结构斜长石环带结构鲍文反应原理：先析出的矿物与残浆反应，使矿物成分发生变化而形成新的矿物。随着温度降低，可产生两支反应系列：a.连续系列：斜长石系列，晶格不变。b.不连续系列：铁镁矿物系列，晶格变化岩浆岩构造-岩浆岩中不同矿物集合体之间，或矿物集合体与其它组分之间的排列方式及充填方式所表现出来的特征。侵入岩的常见构造-块状构造，带状构造，斑杂构造喷出岩的常见构造-气孔构造、杏仁构造、流纹构造、枕状构造岩浆岩的分类和命名分类原则-分类应反映岩石所有主要特征。包括化学成分、矿物成分、结构构造、地质产状及矿物共生组合等；要尽量简明、扼要、系统、便于掌握。1.岩浆岩的化学成分分类根据酸度(SiO2的重量百分数)把岩浆岩分为：超基性岩浆岩(SiO245％)基性岩浆岩(SiO245-53％)中性岩浆岩(SiO253-66％)酸性岩浆岩(SiO2-66％)根据碱度：在酸度分类基础上，再根据碱度大小进一步划分为钙碱性岩浆岩(σ3.3)碱性岩浆岩(σ=3.3-9)过碱性岩浆岩(σ9)σ=（Na2O＋K2O）2/(SiO2－43)2.岩浆岩的矿物成分分类钙碱性岩：以不含似长石及碱性暗色矿物为特征。碱性岩：以富含碱性长石和碱性暗色矿物为特色。过碱性岩：以似长石和碱性暗色矿物为主要组成。3.根据岩浆岩的相特征可将岩浆岩分为1）.喷出岩a.熔岩b.火山碎屑岩c.次火山岩d.火山碎屑沉积岩及沉积火山碎屑岩2）.侵入岩a.浅成岩b.中生成岩c.深成岩4.根据岩浆岩的共生组合有成因联系的一组不同岩性的岩浆岩构成一个岩浆岩系列，或共生组合，或岩浆岩套。可将岩浆岩分为四个大类，共十二种岩类：●1.橄榄岩－苦橄岩类●2.金伯利岩类●3.霓霞岩－霞石岩类●4.碳酸岩类●5.辉长岩－玄武岩类●6.碱性辉长岩－碱性玄武岩类●7.闪长岩－安山岩类●8.正长岩－粗面岩类●9.霞石正长岩－响岩类●10.花岗岩－流纹岩类●11.脉岩类●12.火山碎屑岩类其中，1、2、3、4属超基性岩（包括超镁铁质岩）；5和6属基性岩；7、8、9属中性岩；10属酸性岩。国际地科联深成岩分类命名方案岩浆岩的矿物成分分类-分类步骤1．据M（铁镁矿物，……）M＝90-100为超镁铁岩，再根据暗色矿物种类进一步细分，M＜90，使用双三角图：Q：石英。A：碱性长石（正、微斜、条纹、歪……）P：斜长石（An；5-100），方柱石。F：似长石（白榴石、霞石、方钠石……）2.计算相对含量使Q＋A＋P＝100or：A＋P＋F＝1003.将换算结果投影：举例：M＝15%Q＝20%P＝30%A＝35%（1）M＝15%＜90%（2）换算：Q＝20/(20＋30＋35)=24%P＝30/(20＋30＋35)=35%A＝35/(20＋30＋35)=41%P’＝35/(35＋41)＝46%。(3)投影为第三区，b，属二长花岗岩）综合分类：岩浆岩不同于沉积岩和变质岩的主要判别标志（1）岩浆岩大部分为块状的结晶岩石，部分为玻璃质岩石。具有玻璃质的岩石一般是岩浆岩，只有极少数情况下，在强烈断裂带内才有玻化岩。（2）岩浆岩中有一些特有的矿物和结构构造。霞石、白榴石、气孔、杏仁构造。（3）岩浆岩体与围岩间一般都有明显的界线，呈各种各样的形态存在在于地层中，有的平行，有的切穿围岩的层理和片理。（4）岩体中常含有围岩碎块（捕虏体〕，这些被捕虏的围岩碎块和围岩常遭受热变质作用。（5）各地质时期形成的主要岩浆岩类，大部分都可以找到与其化学成分近似的现代火山岩。（6）岩浆岩中没有任何生物遗迹。橄榄岩-苦橄岩类1．化学成分：SiO2含量低＜45%，硅酸不饱和。Al2O3（1～6%）、CaO（3～8%）低FeO＋Fe2O3（10-20%）、MgO（20-40%）K2O＋Na2O（＜3.5%多数＜1%）低2．矿物成分：铁镁矿物（橄、辉、角）占绝对优势。硅铝矿物一般不含（少量钙长石＜10%），不含石英。色率＞70，色深。密度大，分布不广，占岩浆岩分布面积0.4%1.橄榄石：镁橄榄石、贵橄榄石，自形粒状，浑圆状。易被蛇纹石、绿泥石等交代。可被包含（裹）于辉石、角闪石中。2.辉石：多为斜方辉石（古铜、顽火、紫苏）和单斜（普通、透）形成晚于橄榄石，可作为包含橄榄石之主晶或作为反应边3.角闪石：原生褐色普通角闪石，形成更晚，可次变。4.黑云母：富镁金云母。5.此外还可有少量斜长石;6.副矿物：磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿、磁黄铁矿，自然铂、金、磷辉石、石榴石、尖晶石。3.结构构造自形粒状结构：全由自形粒状橄榄石彼此镶嵌在一起包含结构：粗大的辉石、角闪石主晶中包裹了一些自形的或浑圆形粒状橄榄石客晶。海绵陨铁结构：先析出的硅酸盐矿物颗粒间充填着不规则的它形金属矿物晶粒。反应边结构：在橄榄石周围有斜方辉石或单斜辉石反应边。4.分类命名辉长岩-玄武岩类1.化学成分:与超基性岩相比SiO2:45-52%；Al2O3:大于14%；CaO:9%(增加)；。MgO:6-10%；FeO:9-11%；减少。K2O＋Na2O：2-6%，大多＜4；仍很少。2.矿物成分：仍以铁镁矿物为主(40%),色率:40～70%，铁镁岩。主要为辉石、橄榄石、黑云母、角闪石；浅色矿物主要为基性斜长石，有时可有少量钾钠长石、石英；1.斜长石：多为An＞50的基性（拉、培）长石，厚板状，双晶宽，清晰，环带少，常黝帘石化。2.单斜辉石：透、异剥、普通，多为他形，希列构造，可有角闪石反应边，可蚀变为绿泥石、角闪石3.斜方辉石：紫苏、古铜，它形或自形粒状，常形成橄榄石反应边，可发生绿泥石、滑石、蛇纹石化。4.橄榄石：少，粒状，常被包含，或为反应边主晶，蛇纹石化5.角闪石：褐色普通，半自形-它形，反