第三章-第3节-岩石

第三节、岩石•岩石：是在各种地质作用下,按一定方式结合而成的矿物集合体,它是构成地壳及地幔的主要物质。•研究岩石的意义：提供各种信息：岩石中携带大量的信息可供人们研究地球的历史（矿物成分，化学组成，微量元素等）。玉石：翡翠，独山玉，岫岩玉，汉白玉（米黄玉）等。建筑装饰材料：花岗岩，大理岩，板岩，砂岩，石灰岩等雕刻材料：大理岩，花岗岩，砂岩等。矿物和矿石的载体或本身构成矿体：岩石的分类：•按岩石的成因可分为：•岩浆岩(火成岩)—由于喷出作用或者侵入作用，因冷凝而固结形成的岩石，称为岩浆岩(火成岩)。•沉积岩—经沉积成岩作用形成的岩石变质岩—由变质作用形成的岩石。••一、火成岩：•（如花岗岩化作用）岩浆作用占地壳总体积的65%非岩浆作用（如花岗岩化作用）（如花岗岩化作用）侵入作用喷出作用(火山作用)•岩浆：是在地壳深处或上地幔天然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体，它是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。•火成岩==岩浆－大量挥发分•岩浆==硅酸盐熔浆－挥发组分岩浆高压侵入地壳上部或喷出地表冷却、凝固岩浆岩常见岩浆岩侵入型岩浆岩：花岗岩喷出型岩浆岩：玄武岩岩浆岩岩浆岩：主要由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆，上升到地下浅处或喷出地表冷凝而成的岩石叫岩浆岩。岩浆岩的形成:在地下深处形成的岩浆在上升过程中冷凝（侵入岩）或喷出地表后（喷出岩）冷凝形成（一）岩浆岩的一般特征1．物质成分特征化学成分矿物成分2.岩浆岩的结构构造：岩浆岩的结构岩浆岩的构造3．岩浆岩的产状侵入岩的产状喷出岩的产状(1)化学成分:O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg,Ti占99.25%,SiO2是岩浆岩中的主要成分，平均占59.14%,其次是Al2O3占15.34%，按其中SiO2的含量可岩浆岩分成：超基性岩（45%）基性岩(45-52%)中性岩(52-65%)酸性岩(65%)。1．物质成分特征矿物的结晶顺序：(2)矿物成分硅铝矿物：主要由Si,Al的氧化物组成，色浅，因此也叫浅色矿物如石英、长石等。。铁镁矿物：这些矿物中FeO,MgO含量较高，SiO2,Al2O3含量较少，由于其颜色多较暗，因此也叫暗色矿物或深色矿物。如橄榄石、角闪石、辉石、黑云母等。按其在火成岩分类命名中所起的作用分为三类：•（1）主要矿物：是指那些在岩石中含量较多（＞10％），划分火成岩大类和岩石命名上起主要作用的矿物。如花岗岩中的钾长石和石英。•（2）次要矿物：是指点那些在岩石中含量较少，一般含量为5—10％的矿物，它的存在与否不影响火成岩大类的划分和命名。但它可决定岩石种属的命名如黑云母花岗岩中的黑云母就是次要矿物。•（3）副矿物：是指在岩石中含量极少一般＜l％，个别达5%的矿物。如锆石、磷灰石、榍石、独居石等。这些矿物在岩石分类、命名中不起作用。但可根据它的种类，含量，晶形及所含微量元素等特点，在研究火成岩的生成条件，确定岩体形成时代和含矿性以及进行岩体对比方面具有重要意义。按矿物的成因分为两类•（1）原生矿物：是指在岩浆冷凝过程中，直接由岩浆中结晶出来的矿物。如橄榄石、辉石、角闪石、钾长石等。•（2）次生矿物：是指原生矿物经后期热液交代蚀变或由表生作用形成的新矿物。如由橄榄石经热液蚀变形成蛇纹石，正长石热液交代或表生风化形成高岭石等。造岩矿物的结晶顺序•火成岩中的造岩矿物不是全部同时从岩浆中结晶出来的，而是有先后次序。一般规律是熔点高的矿物先结晶，熔点低的矿物后结晶，而且还要受当时岩浆成分和物理化学条件的制约。•美国学者鲍文（1922年）根据实验提出了岩浆冷却过程中矿物结晶的先后顺序，称为鲍文反应系列惑鲍文反应原理。鲍文认为：•1结晶顺序从上到下开始。•2从岩浆中晶出的矿物是橄榄石、辉石、基性斜长石。一旦矿物从岩浆中晶出，岩浆的成分就发生了变化，随着温度的下降，打破了原来岩浆的物理化学平衡状态。这样先结晶的矿物在残余岩浆中变成不稳定，而是趋向于与残余岩浆反应形成其他矿物。鲍文认为，这种反应分为连续反应系列和不连续反应系列（假定原始岩浆为玄武岩浆）。连续反应系列：•是指钠钙长石系列的结晶顺序。这一系列的矿物之间，在成分有连续反应的渐变关系，而在晶体构造上没有发生质的变化（皆为架状构造的铝硅酸盐类矿物）。不连续反应系列：是指从橄榄石到黑云母的结晶顺序，先晶出的矿物，暂不与残余岩浆反应，当温度下降至某一特定温度时，才与残余岩浆发生反应，形成新矿物，如橄榄石与残余岩浆反应形成辉石，辉石与残浆反应形成角闪石，角闪石与残余岩浆反应形成黑云母。这一系列的矿物，它们之间不仅在成分上有较大变化，而且在晶体构造上，也发生了质的变化（硅酸盐构造由岛状—单链状—双链状—层状）。两个系列最后合为一个系列即钾长石一石英系列，它们是岩浆结晶的最后产物。共生规律：•两个系列的矿物是平行结晶的，在同一横排位置上的矿物，结晶时间大致相同，于是它们就按照共生规律组合成一定类型的岩石。如辉石和基性斜长石共生组合成辉长岩，角闪石和中性斜长石共生组合成闪长岩等。同样，两种矿物不在同一横行位置，而在纵向位置上距离越远，则它们共生的可能性就越小。•理论意义，它可以解释火成岩中矿物的结晶顺序与共生规律，可以部分的解释火成岩多样性的原因，还说明在酸性侵入岩中常有基性火成岩捕虏体存在的原因等。•局限性：某些辉长岩中出现黑云母、石英，以及一些大规模花岗岩体的形成等，用鲍文反应原理都是无法解释的。这是由于自然界地壳中的条件比实验室的条件复杂得多。因此鲍文反应原理有它的局限性，在应用时不能生搬硬套。火成岩的结构：指岩石中矿物的结晶程度，矿物结晶颗粒的大小，矿物的形状以及矿物之间相互关系所表现出来的特点。火成岩的构造：是指火成岩中不同矿物集合体之间或矿物集合体与岩石其它组份（如玻璃质、气孔、充填物）之间的排列方式和充填方式的外貌特征。（二）火成岩的结构构造：按结晶程度•根据岩石中结晶矿物和玻璃质两者含量比例，将火成岩的结构分为三类。•1．全晶质结构：•即岩石中全部由结晶矿物组成。这是岩浆在温度下降较缓慢慢条件下结晶而成，多见于较深的侵入岩中，如花岗岩。•2．半晶质结构：•岩石中由部分结晶矿物和部分玻璃质组成，多见于喷出岩中及部分浅成侵入体的边缘部分，如流纹岩。•3．玻璃质结构：•岩石中全部由火山玻璃组成。这是由于岩浆在快速冷凝的条件下形成的，主要出现在酸性喷出岩，如黑耀岩。隐晶质结构：肉眼不能分辨出矿物颗粒，但在显微镜下可分辨矿物颗粒。玻璃质结构：显微镜下也无法分辨出矿物颗粒按矿物的自形程度1．自形晶结构：•是指组成岩石的主要矿物均具完整的晶体外形。具此结构的岩石，一般是在深度较大，温度下降缓慢，又有足够空间，因而晶体可自由生长，形成完整的晶形，如纯橄榄岩。•2．半自形晶结构：•是指岩石中部分矿物晶面完整，部分为不规则外形。具此结构的岩石，是在岩浆冷凝过程中，结晶中心较多，没有足够空间，部分晶体生长受到限制。因而只有晶体的部分晶面才发育完整，如辉长岩。•3．他形晶结构•是指岩石中的矿物无一完整晶面，形状不规则，具此结构的岩石，是在岩浆冷凝速度较快，很多晶体几乎同时结晶，互相妨碍的结果，如细晶岩。按矿物颗粒的大小•1.按矿物颗粒的绝对大小，可分如下结构类型：•(1)显晶质结构：岩石中矿物颗粒凭肉眼或借助放大镜即可分辨出矿物颗粒者，称为显晶质结构。•根据矿物颗粗直径大小分为：•粗粒结构——矿物颗粒直径5mm•中粒结构——矿物颗粒直径5一1mm•细粗结构——矿物颗粒直径1－0．1mm•（2）隐晶质结构：岩石中矿物颗粒不能用肉眼或放大镜分辨（晶粒小于1毫米），但能在显微镜下辨认其颗粗，故又可称为显微晶质结构。肉眼观察时，岩石表面呈致密状，微呈粗糙，不平坦，有时与玻璃质难区别。但隐晶质无强玻璃光泽。如石英斑岩的基质部分。等粒结构：岩石中矿物全部为显晶质、粒状，且主要矿物颗粒大小近于相等的结构。按其结晶粒度大小又分为粗粒、中粒和细粒结构。粗粒(5mm），中粒（1-5mm），细粒（＜1mm）细粒中粒中粒粗粒按矿物颗粒之间的相对大小，可分如下结构类型：•（1）等粒结构：主要指岩石中间种矿物颗粗直径大小，基本上相等。如橄榄岩。•（2）斑状结构：岩石中矿物颗粗大小可明显的分为二群，相对粗大的一群称为斑晶；相对细小的一群称为基质（石基）。斑晶和基质相对大小相差较悬殊，基质一般为细粒、隐晶质或玻璃质。•（3）似斑状结构：岩石中矿物全部为显晶质、粒状，但主要矿物颗粒大小不相等，且明显可分为斑晶和基体两部分的结构。斑状结构：岩石中较大的矿物散布在呈隐晶质和玻璃质存在的物质之间，这种结构称为斑状结构。大的晶体称斑晶，其它隐晶质或玻璃质的部分称为基质。基质斑晶不等粒结构*：岩石中矿物全部为显晶质、粒状，但主要矿物颗粒大小不相等的结构。似斑状结构：岩石中矿物全部为显晶质、粒状，但主要矿物颗粒大小不相等，且明显可分为斑晶和基体两部分的结构。按矿物之间的相互关系•1．交生结构：•两种矿物同时结晶、互相穿插，有规律地生长在一起。•2．反应边结构：•早结晶的矿物被晚结晶的矿物所包裹，铁镁矿物之间常见此现象。•3．环带结构：•同种矿物的不同端元组份的互相包裹，斜长石中常见此现象。•4．包含结构：•较大颗粒的矿物晶体中包有其它矿物的小颗粒。按火成岩结构的这四方面的特点，可划分以下常见的结构类型：1．花岗结构：其特点是岩石中造岩矿物的结晶顺序，符合鲍文反应原理，即暗色铁镁矿物较斜长石自形，碱性长石和斜长石相比自形程度差，而石英为它形不规则颗粒充填于间隙中，又称为半自形粒状结构。花岗岩常发育此种结构。•2．文象结构：特点是许多石英呈一定外形（尖棱形、楔形、象形文字形）有规律地镶嵌生在钾长石的晶体中。花岗伟晶岩常具此结构。•3．辉长结构：基性斜长石和辉石的自形程度及含量几乎相等，均呈等轴粒状半自形。是辉长岩的典型结构。•4．辉绿结构：其特点是基性斜长石和辉石颗粒大小相差不多，而自形程度显著不同，肉眼观察可见在白色或微带绿色的细长柱状或板状长石晶体所组成的三角形空隙中，充填着他形的黑绿色的辉石。如辉绿岩。显晶质结构隐晶质结构玻璃质结构等粒结构不等粒结构似斑状结构隐晶质结构斑状结构玻璃质结构（2）岩浆岩的构造：指岩石外表的整体特征，指矿物集合体的排列方式和充填方式。常见的构造类型有：块状构造：其特点是组成岩石的矿物在整块岩石中均匀分布，岩石各部分在成分和结构上是一致的。如花岗岩体中心相。带状构造：表现为颜色、粒度不同的矿物集合体相间排列成条带。主要在基性岩、超基性岩中。流纹构造：粘度较大的岩浆在流动过程中，形成不同颜色的条纹，或由拉长的气孔。长条状矿物沿一定方向排列，所表现出来的熔岩流的流动构造。气孔构造和杏仁构造：岩浆上升地表，由于压力降低，挥发分的溢出，并聚集而成的圆形或椭圆形的空洞，当岩浆冷凝后被保存在岩石内叫气孔构造。若空洞被岩浆期后矿物充填，则形成杏仁构造。枕状构造*：当熔岩自海底溢出或从陆地流入海中，由于收缩成一个一个的椭球状、袋状、面包状。柱状节理构造*：是一种多边形的柱体，是由于熔岩缓慢冷却收缩面成。深成侵入岩（3km）浅成侵入岩（0-3km）喷出岩（三）岩浆岩的产状火山锥熔岩流熔岩被岩盘岩盆岩墙岩床岩脉岩基岩株深成岩：岩基，岩株浅成岩：岩盆，岩盘，岩床，岩墙，岩脉（1）侵入岩的产状岩脉熔岩流：熔岩沿斜坡流动形成。熔岩被：熔岩流规模较大时，称熔岩被。（2）喷出岩的产状火山锥：由熔岩及火山碎屑物组成，形似锥状。喷发中的火山－冰岛非洲的乞力马扎罗火山海南岛北部的死火山长白山休眠火山－天池火山口与寄生火山口五大连池火山锥与熔岩原火山熔岩流滚滚熔岩流熔岩结构熔岩表面形态五大连池绳状熔岩垄岗地貌熔岩流入海夏威夷镜泊湖五大连池因1719—1721年火山喷发，堵塞嫩江支流小白河而成5个相连的湖泊，＞600km2锥形火山（四）火成岩的分类•岩石的化学成分，根据SiO2的含量。•1、超基性岩类：SiO2〈45%橄榄岩—苦橄岩类•2、基性岩类：SiO245——52%辉长岩—玄武岩类•3、中性岩类：SiO252——65%•（1）闪长岩类—安山岩类•（2）正长