09-岩石圈内部的物质转化

400km670km岩石圈内部物质的转化第一节岩浆作用与岩浆岩第二节变质作用第三节三大类岩石的互相转化与圈层互相作用第四节内生成矿作用地球岩石圈由三大类岩石组成沉积岩、岩浆岩、变质岩沉积岩:沉积作用－成岩作用岩浆岩:岩浆作用变质岩:变质作用在岩石圈表层的大陆及其邻近海域：沉积岩占总面积的70％，岩浆岩占20％，变质岩占10％各类岩石的分布范围从全球表层的情况看：沉积岩的分布面积占20％，岩浆岩占76％，变质岩占4％各类岩石的分布范围从岩石圈的体积上看：沉积岩占5％，岩浆岩35％，变质岩占60％各类岩石的分布范围第一节岩浆作用与岩浆岩第二节变质作用第三节三大类岩石的互相转化与圈层互相作用第四节内生成矿作用岩浆：形成于地壳深处或上地幔软流圈的局部地区、以硅酸盐为主要成分的、炽热、粘稠并富含挥发分的熔融体。一、岩浆和岩浆作用岩浆(岩)的基本类型岩浆岩：熔融的岩浆，再冷凝下来的岩石，也叫火成岩。根据SiO２含量，岩浆（岩）可分为四种基本类型：酸性岩浆（＞65％）中性岩浆（52％~65％）基性岩浆（45％~52％）超基性岩浆（＜45％）随着SiO2含量减少，岩浆中MgO、FeO含量增多，岩浆的颜色加深，相对密度增大，粘度变小。岩浆形成后,常沿静岩压力较小的破碎带和软弱带，或者依靠自身的热动力作用向上运移或喷溢到地表，由于物理化学条件的改变，岩浆的成分不断发生变化，最后冷凝成为岩石的复杂过程就称为岩浆作用。侵入作用：岩浆向上运移、侵位，并在地壳上部某处冷凝下来。此时冷凝形成的岩石称为侵入岩。火山作用：岩浆直接喷出地表后才冷凝成岩的作用过程。喷出地表的岩浆，称为熔岩，由它冷凝后变成的岩石称为火山岩（或喷出岩）。岩浆作用（☆☆☆☆☆）火山灰：火山喷出的熔岩在空中炸碎，快速冷凝成粉末状的烟尘意大利庞贝古城遗址庞贝城内的人体化石始建于公元前6世纪，公元79年毁于维苏威火山大爆发。指岩浆在向上运移和冷却过程中，由于重力作用或物理、化学条件的影响，由成分比较均一的岩浆分异为几种成分不同的岩浆，进而冷凝成不同的岩浆岩的过程。岩浆中熔点较高、富含铁镁的硅酸盐矿物（如橄榄石、辉石、角闪石和黑云母等）在冷凝过程中常优先结晶，岩体边部冷却较快，因而多在边部先结晶出来；而熔点较低的铝硅酸盐矿物（如钾长石、斜长石等）和石英则在冷凝过程中冷却比较慢的岩体上部和中央相对富集。岩浆分异作用(☆☆☆☆☆)同化作用（☆☆☆☆☆☆）:岩浆在向上运移过程中，由于具有较高的温度而使周围岩石局部熔化，或以其较高的流体压力冲破围岩的阻挡而向上侵位，使围岩破碎并落入岩浆体内，并逐渐融化为岩浆体的一部分.混染作用（☆☆☆☆☆☆）:由于不断熔化各种围岩，使岩浆本身的成分发生了变化，这种作用称为混染作用.两个侧面描述同一个过程，围岩被岩浆所同化，岩浆被围岩所混染。不同地区、不同的岩浆作用阶段，喷出作用发生时所喷出的物质和喷发类型各不相同。根据喷出作用发生的时间和火山通道的不同，可划分成不同的喷出类型。1.火山作用根据火山活动的时间，可将火山分为：死火山：即有人类历史以来不再活动的火山.休眠火山：是在人类历史上曾有过活动而近百年来停止活动的火山.活火山：是现在正在活动或近百年来有过活动的火山。死火山也有可能再度活动而变为活火山。富士山是一座休眠火山。据传是公元前286年因地震而形成的。自公元781年有文字记载以来，共喷发过18次，最后一次是1707年，此后变成休眠火山。根据火山通道的形状可分为:裂隙式喷发：岩浆沿一个方向的大断裂或断裂群上升，喷溢出地表，称为裂隙式喷发。表现为长达数十公里断裂带，或者火山口沿断裂带成串珠状排列，往下可连成墙状通道。中心式喷发：喷发物沿火山喉管喷出地面，平面上成点状喷发。按照爆炸的强弱程度，可将中心式喷发分为猛烈式、宁静式和递变式3种。大洋火山的裂隙式喷发非洲尼拉贡戈火山猛烈式（培雷式）：猛烈、突发爆炸为特征；中酸性岩浆，黏度大的岩浆常在火山颈中凝固，堵塞通道，压力集聚，发生爆炸。常构成圆锥形的火山，称为火山锥。宁静式（夏威夷式）：宁静地溢流出炽热岩浆，几乎无爆炸，以基性岩浆为主，黏度小，经常构成盾形火山或熔岩台地。递变式：岩浆以猛烈喷发与宁静溢流交替出现为特征，多数火山呈此类型；也可形成火山锥，但常常是熔岩与火山爆炸后的碎屑物交互成层，称为复合锥。火山锥顶常有火山口，再次喷发时，常常可以将原火山口炸掉一部分，形成破火山口。图7－1美国西部圣海伦斯火山1980年的猛烈式喷发尼拉贡戈火山火山口直径2000米，深244米，底部有熔岩平台和熔岩湖。1948年、1972年、1975年、1977年、1986和2002年都发生过猛烈喷发。其中，1977年1月火山喷发在近半小时内共造成约2000人死亡。2010年8月30日印度尼西亚北苏门答腊省的锡纳朋火山喷发火山喷出的物质有气态、液态和固态2、火山喷出物气态喷出物：火山喷发从开始至终止时都有气体喷发。气体中以水蒸气为主，含量常达70％以上；此外有CO２、N２、H２S以及少量CO、H２、HCl、NH3、NH4Cl、HF等。液态喷出物：称为熔浆。熔浆与岩浆的差别在于熔浆挥发分较少。熔浆冷凝后形成的岩石称为熔岩。基性熔浆SiO2含量低，挥发组分较少，温度高，冷却慢，粘性小，流动快。冷却后形成颜色较深的岩石。当基性熔浆表面冷凝成塑性薄壳，而下面熔浆仍继续流动时，就会拖曳上部薄壳使其产生波状起伏，形成波状熔岩；如果下面熔浆还继续流动，使上部薄壳被拖引成绳状构造，则形成绳状熔岩。波状熔岩绳状熔岩渣熔岩枕状熔岩：为基性岩浆水下喷发的产物。如果岩浆成分均匀，地形平坦，而且缓慢冷缩，可形成垂直于冷凝面的裂隙，把岩石分割成多边形柱状体，称为柱状节理。固态喷出物：由于气体的膨胀力及其所派生的冲击作用，使火山喉管及火山口附近的岩石被炸碎并抛射出来，未冷凝的岩浆呈团块、细滴喷射出来并在空中或落地后凝结为固体，它们均属于固态喷出物，统称为火山碎屑物，可分出火山弹、火山集块、火山砾和火山灰四种基本类型。E:\2014长白山项目\2.总体规划\a.野外记录和照片火山弹火山砾火山灰3.火山地貌火山锥与熔岩被中心式火山喷发形成的地形常呈锥状，称为火山锥。由于火山喷发类型不同，因而火山锥也是多种多样的。主要由熔岩组成的，称为熔岩锥，坡角常仅有2°~10°，很少大于15°。主要由火山碎屑岩组成的，称为火山碎屑岩锥，坡角约30°~40°。由熔岩与火山碎屑岩互层组成的称为复合锥，坡度常小于35°。（1）火山锥在火山锥顶部常有低洼的部位，略呈圆形，边缘很陡，称为火山口。火山再次喷发时可以将原有的火山口炸掉一部分，使火山口顶部扩大，成为更大的洼地，叫破火山口。与火山口相连的岩浆通道叫火山颈。航拍富士山海南琼北火山锥长白山天池美国西部的火山颈（2）熔岩被火山喷发溢出的熔浆沿山坡或河谷向下流动，有的呈狭长的带状，有的呈宽阔平缓的舌状，冷却固结后称为熔岩流。当熔岩流遇到陡崖时可形成熔岩流瀑布。当喷发量很大时，熔浆可铺成一大片，被覆在地面上，而后冷凝，称为熔岩被。（二）喷出岩体的产状熔岩流为一种成带状展布的熔岩体。一般局限在一个宽阔的河谷或低洼地带。熔岩流多由中心式火山喷发形成，规模较小，通常呈舌状形态分布，沿流动方向的长度比宽度和厚度要大得多。熔岩表面比较平整，而底面随下伏地形变化起伏不平。熔岩流瀑布熔岩被熔岩流岩浆向上运移、侵位，并在地壳上部某处冷凝下来的过程称为侵入作用。侵入的岩浆冷凝后形成的各种各样的岩浆岩岩体称为侵入体，侵入体周围的岩石叫围岩。侵入体的产状(产出状态):是指岩体的形态、大小、与围岩的接触关系以及它形成时所处的深度与环境。2.侵入作用根据岩浆侵位深度不同岩浆岩的产状可以分为：深成侵入体（深度＞3千米）。深成侵入岩体规模一般较大，常见的为岩基和岩株。浅成侵入体（深度0~3千米）浅成侵入体为岩浆侵入到接近地表处才冷凝下来的。规模一般较小（几十至上千米），常见的产状有岩床、岩墙、岩盖。岩基岩株岩墙岩床火山颈复式火山锥熔岩流具有放射性岩墙的火山颈房山岩体出露面积约56k㎡，平面形态近椭圆形岩墙矿物组成岩石的结构：是指造岩矿物的结晶程度、颗粒大小、形态以及它们之间的相互关系等特征，即矿物组合的特征。岩石的构造：是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其它部分之间的排列、充填或组合方式，即矿物集合体的组合特征。二、岩浆岩的主要特征岩浆岩是由常见的几十种矿物所组成的。其中最主要的是斜长石、钾长石、石英、角闪石、黑云母、橄榄石、辉石等7种矿物，通常它们占岩浆岩总量的90％－99％以上．根据化学成分，这7种主要造岩矿物可分为暗色矿物和浅色矿物两大类。暗色矿物为富含镁铁的硅酸盐矿物，简称铁镁矿物，包括角闪石、黑云母、橄榄石、辉石等；浅色矿物为富含钾、钠、钙的铝硅酸盐，包括钾长石、斜长石与石英。矿物组成通常把岩浆岩中暗色矿物的百分含量称为色率。超基性岩暗色矿物含量一般约90％，基性岩约50％，中性岩约30％，酸性岩约5～10％。色率不但反映了岩石中矿物成分与化学成分的变化，而且也是鉴定岩浆岩和进行分类的重要标志。基性岩(玄武岩)酸性岩(花岗岩)中性岩（安山岩）辉石+斜长石角闪石+斜长石石英+钾长石岩浆岩的结构——结晶程度全晶质结构如花岗岩半晶质结构如流纹岩玻璃质结构如黑曜岩全晶质结构：组成岩石的矿物全部结晶半晶质结构:岩石中既有结晶矿物，也有玻璃质矿物玻璃质结构:由于岩浆温度快速下降，各种组分来不及结晶即冷凝而形成，常具有贝壳状的断口和玻璃光泽粗粒结构：矿物颗粒直径5mm中粒结构：矿物颗粒直径52mm细粒结构：矿物颗粒直径20.2mm岩浆岩的结构——矿物颗粒大小粗粒结构中粒结构细粒结构岩浆岩的结构——矿物颗粒相对大小等粒结构：矿物全为结晶质，同种矿物颗粒大小近于相等，颗粒大小均匀不等粒结构：同种矿物颗粒大小不等，但粒度大小是连续的斑状结构：大颗粒的矿物与较小颗粒的矿物差异显著，大者称为斑晶，细小的隐晶质或者玻璃质矿物称为基质似斑状结构：其特征与斑状结构相似，但基质部分由显晶质构成房山岩体中央相岩石显示的似斑状结构等粒结构斑状结构隐晶质显晶质黑曜岩的玻璃质结构斑状结构斑晶基质似斑状结构斑状结构岩浆岩的构造块状构造：岩石中矿物排列无方向性的均匀块体斑杂构造：岩石不同部位的颜色、矿物成分差别很大条带状构造：一种不均匀的构造，表现为颜色或粒度不同的矿物相间排列，成带出现流线/流面构造：岩石中针柱状矿物或片状矿物沿其长轴定向排列，前者称流线构造，后者称流面构造。气孔和杏仁构造：当熔岩喷出时,由于压力降低,气体从熔岩中逸出而形成各种大小和数量不同的圆形或椭圆形气孔,称为气孔构造。具有气孔构造的岩石，其气孔以后被矿物质（如方解石、石英等）所充填形成的一种形似杏仁状的构造。块状构造斑杂构造条带状构造杏仁构造气孔构造岩浆岩的分类及命名（掌握P210）常见的岩浆岩岩石火山岩：玄武岩、安山岩、流纹岩。侵入岩：花岗岩、闪长岩、花岗闪长岩、橄榄岩、辉长岩要求掌握常见岩石在表中的相互对应关系。岩浆岩与岩浆作用（重点）侵入作用与岩浆作用岩浆的分异、同化混染作用根据SiO2含量划分岩浆的基本类型：超基性、基性、中性、酸性火山作用类型：中心式、裂隙式猛烈式、宁静式、递变式岩浆岩体的产状：深成岩：岩株、岩基浅成岩：岩墙、岩床、岩盖岩浆岩与岩浆作用（重点）火山喷出物：气态、液态：熔浆固态：火山集块、火山弹、火山砾、火山灰岩浆岩：主要矿物组成岩石的结构构造常见的岩石类型变质作用:是指在地下特定的环境中，由于受温度、压力或流体作用的影响，原有岩石在基本上保持固态条件下，发生物质成分与结构、构造变化的过程。由变质作用所形成的新岩石称为变质岩。第二节变质作用一、引起变质作用的因素二、变质作用方式三、变质作用的基本类型四、变质岩的分类温度压力流体一、引起变质作用的因素温度是引起岩石变质的主导因素。温度提供变质作用所需要的能量，促使一系列的化学反应和结晶作用得以进行；同时温度增高还可使矿物的溶解度加大，增强了流体的渗透性、扩散性及化学活动性，促进了变质作用的过程。变质作用