火山岩认识培训

1火山岩的分类与命名及肉眼鉴定1.预备知识1.1地壳地球是个准旋转椭球体，形状象个梨子，极半径略短，赤道半径略长，与标准旋转椭球相比，北极凸出10km，南极约缩进30km。地球赤道半径：6378.245km极半径：6356.863km表面积：5.1*108km2体积：1.083*1012km3质量：5.976*1027g地球表面形态基本上分为大陆和海洋两大部分，大陆约占29.2%，平均高度0.86km，最高点珠穆朗玛峰达8848.13m；大洋约占70.8%，平均深度3.9km，最深马里亚纳海沟深11034m，抹平后，位于海平面以下2.44km处。从地表往下，洋区：5-12km大陆平原区：30-40km大陆高山区：50-75km在一莫霍面，是地壳与地幔的分界线大地表向下，大陆地下：80-250km大洋地下：50-400km在200Km外存在软流圈670km为古登堡面，上部为上地幔，下部为下地幔2900km以下为地核5100km以下为内核大陆区地热梯度为20-50℃/km平均30℃/km地壳的8种主要化学成分：02SiAeFeCaMgNaK46.5%25.7%7.65%6.24%5.79%3.23%1.81%1.34%21.2岩浆作用岩浆作用：分为火山作用和侵入作用，分别形成火山岩和侵入岩。火山作用：包括地下岩浆的分异、运移、喷出、直至冷凝的全过程及其相关构造和产物的特征，包括由此形成的岩石、矿物组合和成矿特征。火山作用有阶段性次火山阶段：通常认为上地幔软流圈是形成岩浆的有利地段，温度达1200℃以上，熔融的岩浆向上运移，汇集到岩浆房，积蓄能量，沿地球内部薄弱地带(断层、裂隙)上升。在1200℃以下时，气液分异出来，从而加大了岩浆的活动性，向上运移时围岩的压力减少，气体膨胀，产生向上的作用力。在地表以下2-3km处沿破坏的通道喷出地表。火山过程主阶段：熔透式喷发：直接熔透地壳(大陆区几乎没有)裂隙式喷发：沿地壳巨大裂隙溢出地表，表现为串珠状火山口现象。中心式喷发：由喉管状通道喷出中心式又根据喷发的激烈程度，分为：爆发式：爆炸现象(产生酸性熔浆、火山灰、蒸气)宁静式：岩浆从火山口涌出(产生基性岩浆)中间式：有时激烈、有时宁静(产生基→酸性岩浆)火山期后阶段：喷气、喷水火山岩分为四大类，通常分为：酸性中性基性超基性SiO2含量(%)6555－6545－5545火山喷出的固体产物火山灰0.001mm火山砂0.01－1mm火山角砾1－50mm火山巨砾50mm火山气体：CO2、CO、SO2、SO3、N2、H2、Cl2、水蒸气31.3矿物矿物是指在自然条件下，在一定的物理、化学环境中形成的元素或化合物，大多数为晶体，少数为非晶体。矿物的光泽，指矿物对可见光的反射能力。金属光泽：反射率（R）0.25半金属光泽：反射率（R）0.19－0.25非金属光泽：反射率（R）0.19－0.04非金属光泽常见：金刚光泽：指金刚石磨光面上的光泽（如白铅矿）玻璃光泽：玻璃表面反射的光泽（如方解石、长石）珍珠光泽：由于平行解理的对光的多次反射结果，如蚌壳内珍珠层的光泽（如白云母）油脂光泽：在矿物的断口上，反射表面不平滑，光发生散射，造成同油脂般的光泽（如石英）丝绢光泽：纤状集合体各个纤维的反射互相影响的结果，呈现如一束蚕丝所表现的光泽（如石棉）蜡状光泽：隐晶质或胶凝体表面的石蜡状光泽（如叶蜡石）硬度参照物：指甲2.5小刀5.5玻璃6.5矿物解理：矿物受力后，沿一定方向裂开，成光滑面的特性，谓之解理；光滑面，谓之解理面。矿物断口：矿物受力后，不沿一定方向裂开，而是成不规则状的破裂面，称为断口。有贝壳状、锯齿状、羽状等。岩石结构：岩石中矿物之间相互关系的反映，如隐晶结构、斑状结构、等粒结构等。岩石构造：岩石中由于物质组成的差异，或结构的差异，反映出的外貌、总体特征。如气孔状构造、层状构造、片麻状构造等。主要造岩矿物：石英：SiO2分为β高温变种为长柱状，γ低温变种为短六方锥，硬度：7；常见杂质，颜面色多样，含气体时叫含绵。正长石：KAlSi308厚板状，短柱状，卡氏双晶发育肉红色，硬度：6，玻璃光泽。斜长石：Na[AlSi308]-Ca[Al2Si208]根据钠长石和钙长石的含量多少，划分为6个种：方母：白云母：KAl2(AlSi308)(OH)2假云方柱，板状一组极完全解理，珍珠光泽4黑云母：K(Mg.Fe)3(AlSi3010)(OH.F)2黑色、褐色，一组极完全解理，具多色晕，次生变化，常变成绿泥石普通角闪石：(Mg.Fe)7Si8O22(OH)2或Ca2(Mg.Fe)5Si8O22(OH)2长柱状，绿色－黑绿色，2组完全解理，夹角56°或124°普通辉石：Ca(Mg.Fe.Al)[Si.Al]2O6]短柱状、粒状、黑色，2组解理，夹角87°或93°，常产于基性岩和超基性岩中栖栖子石：A3B2[SiO4]3其中A3=Mg艹Fe艹Mn艹Ca艹……B2=AeFeMnTi……棱形12面体，四角三八面体，无解理高岭土：[Al4(Si4O10)(OH)8]土状因含Fe2O3而带褐色，是长石，在酸性介质中分解的产物迪开石：火山岩受低温热液蚀变后形成的方解石：CaCO3菱面体，硬度3，粒状、钟乳状、细脉状、被膜状、遇酸起泡黄铁矿：FeS2立方体，五角12面体，粒状、块状、结核状、属蚀变矿物磁铁矿：Fe3O4八面体、菱形12面体，钢灰色，金属光泽，具磁性褐铁矿：Fe2O3.nH2O次生矿物，铁镁矿物风化产物玉髓：SiO2灰、兰、黑色，常含杂质，酸性岩脱玻化产物蛋白石：SiO2.nH2O含海洋污染2%－20%白、黄、灰、绿色，块状、结核状杆栏石：(Mg.Fe)2SiO4粒状，杆栏绿色地壳中石英占12%长石占59.5%辉石、角闪石、杆栏石占16.8%含铁矿物占1.5%磷灰石占0.5%其他占5.9%合计：100%2.火山熔岩喷出岩都有与其相对应的深成岩，常见的喷出熔岩可分为基性的玄武岩，中性的安山岩，酸性的5流纹岩，此外尚有三者之间的过渡类型岩石。2.1肉眼观察特征(借助放大镜或双目镜)2.2玄武岩一般为黑色细粒状岩石，但由于岩石结晶后物理化学条件的改变，各种组份发生分解，因此使岩石具有不同的颜色，如：紫色、绿色。玄武岩的矿物组成主要为基性斜长石、辉石。肉眼观察时，斜长石为透长石状，即特别透明，针柱状、细柱状。辉石粒状、黑色、解理不发育，有时可见杆栏石。SiO2过饱和时，出现石英，则此时杆栏石不出现。玄武岩的结构主要为斑状结构，隐晶结构基质的结构常见(1)辉绿结构：在条状长石不规则分布时，其空间为辉石或绿泥石化的辉石充填，为全晶质结构。(2)间隐结构：在密集的条状长石、柱状长石微晶所形成的间隙中，有玻璃质充填，玻璃质一般呈棕色或黄色。此结构为半晶质结构。(3)间片结构：即在长石搭成的孔隙中有片状的绿泥石等充填。(4)交织结构：主要见于向安山岩过渡的岩石中。大量的斜长石微晶呈平行、半平行紧密排列，而其间夹有辉石、磁铁矿的晶粒。此结构能反映出岩浆活动方向。a.杆栏玄武岩：含杆栏石斑晶5-30%，达40%时称为苦杆玄武岩、杆栏石伊丁石化时，称为伊丁石玄武岩。b.辉石玄武岩：富含辉石的玄武岩。c.角闪玄武岩：有原生角闪石斑晶的。d.次闪石玄武岩：角闪石由辉石变化来的。e.浅色玄武岩：富含基性斜长石，而暗色矿物含量35%，相当于浅色辉长岩的喷出相产物。f.中长玄武岩及更长玄武岩：斜长石相当于中长石、更长石，边缘为透长石或正长石外壳形式出现，暗色矿物40%。g.云母玄武岩：暗色矿物主要呈黑云母。h.石墨玄武岩：含有一定量的石墨。2.3安山岩在肉眼观察时，一般呈斑状结构。安山岩可以有各种颜色，灰色、浅玫瑰色、浅黄色、红褐色等经变化的安山岩有褐色的。安山岩的构造有块状、多孔状、杏仁状等，气孔多呈圆形。6安山岩的矿物成分：主要为中性斜长石及少量辉石，个别红褐色和灰色安山岩中可见少量角闪石或黑云母。肉眼可见斜长石的环带构造及沙钟构造，晶形呈短柱状。辉石斑晶也可见环带结构，角闪石常见褐色的，有时为绿色，被熔蚀成不规则状，或具暗化边。安山岩与玄武岩有中间过渡的玄武安山岩，安山玄武岩均出现杆栏石斑晶，因此，安山岩与玄武岩较难区分、划定，通常利用化学方法加以界定。其种类有：a.辉石安山岩：辉石含量达50%就可定名。b.角闪安山岩、黑云母安山岩：斑晶为斜长石及角闪石、黑云母者。c.斜长安山岩：几乎不含暗色矿物，主要由斜长石组成，全部为中长石组成，基质也是杂乱的板条状斜长石，其中有少量隐晶质矿物分布。安山岩的次生变化：主要为青盘岩化，其中斜长石钠长石化致使岩石整体显绿色、绿帘石化、黝帘石化，伴随有较多的碳酸盐化，辉石绿泥石化，常出现黄铁矿化。岩石整体面貌发青绿色，称其为“青盘化”在造山力的作用下，可变成绿泥石片岩。2.4流纹岩肉眼观察时，一般为灰、灰红、红、灰白色，也有的呈灰黑色、绿、紫色。流纹岩一般为斑状结构，斑晶为石英和碱长石。石英斑晶为高温石英、双锥状、碱长石呈短柱状，可普遍见到卡氏双晶，颜色为肉红色，可以与中、基性岩斑晶很好地加以区别。流纹岩的矿物成份：石英、碱长岩、斜长石，流纹岩一般都具有流纹构造，其组成是由于岩中不同结构部分形成的条带反映出来。流纹岩的气孔有时也出现，但因其酸性熔浆粘度大，气体不易散出，所以气孔大都不规则，酸性岩中的孔向孔壁向孔心突出成弧状。流纹岩中一般没有角闪石出现，但可见绿泥石呈角闪石假象。其变种有：a.斑流岩：含大量斑晶的。有时斑晶多于基质。b.霏细岩：无斑隐晶的流纹岩。流纹岩的次生变化：较普遍的呈碱长石的高岭土化，斜长石的绢云母化，同时析出铁质，造成铁染，而发粉红、褐红色，在造山力作用下，可变成绢云母片岩。3.火山碎屑岩3.1概述7火山碎屑岩是火山作用所形成的各种碎屑物或原地堆积或经空气、水介质搬运沉积，再经过熔结、压实、水化胶结等成岩作用形成的岩石。火山爆发时，火山碎屑物可以充填火山管道(火山颈)或形成凝灰岩流，堆于陆地，也可以落于水盆地中或水底喷发。火山碎屑岩是介于喷出熔岩和正常沉积岩之间的过渡类型岩石。3.2火山碎屑岩的结构3.2.1火山碎屑物及其特征火山碎屑物的形态反映成岩环境和运移、堆积时的特点，根据熔浆的凝固程度和破碎物堆积时的特点，将火山碎屑物分为刚性碎屑、半塑性碎屑、塑性碎屑和火山灰。刚性碎屑：是火山爆发时崩碎形成的，常见岩屑、晶屑、玻屑等。岩屑：已固结的熔岩，火山通道围岩、火山基底岩石在火山喷发时崩碎，多为棱角状，堆积时已不再变形，有玻璃质的和晶质的，半玻璃质的。晶屑：大多是熔浆中早期结晶的斑晶或火山通道的围岩中的矿物在喷发过程中破碎成棱角状、阶梯状，由于喷发时聚然冷却而多发育裂纹，常有熔蚀现象，石英、长石被熔蚀，黑云母、角闪石产生暗化边。玻屑：多半是半凝固的粘性大的熔浆，喷发时迅速冷却，炸成浮石状，凹面棱角状，撕裂状，堆积时不形，粒度在2mm以下。塑性碎屑：堆积时变形的碎屑。是中－酸性、碱性熔结火山碎屑岩的标志碎屑，常见塑性岩屑、玻屑、浆屑。塑性玻屑：在炽热、可塑状态堆积时被压扁、拉长、撕裂，彼此平行、重迭，熔融在一起，呈线纹状，在刚性碎屑边上发生绕过现象，貌似流纹。塑性岩屑：熔浆喷出时，呈可塑性，堆积时未凝固，常被压扁拉长，呈透镜状、火焰状，有时出现气孔、杏仁。斑晶大小悬殊，从几mm到十几cm。浆屑：液态时被喷出，呈拖布状。半塑性碎屑：半凝固的熔浆落地立刻冷凝，不再变形，如火山弹、麻花状、绳状、浮岩。常分布于火山口周围。火山灰：最细小的火山碎屑物，是一种混合物，由玻璃质和晶质组成的集合体，有的呈胶结物出现，有堆积的。粒度0.01mm以下。3.3火山碎屑胶结方式3.3.1熔浆作用胶结：是向熔岩过渡的火山碎屑岩特有的胶结方式，即碎屑熔岩结构，即火山碎屑补熔8岩胶结，碎屑与胶结物成份可以相同，也可以不同。3.3.2熔结作用胶结：为熔结火山岩的特征胶结方式，具碎屑熔岩结构，炽热的火山碎屑构成火山灰流，具假流动构造，碎屑物彼此在一起。因熔结程度有强弱之分，致使碎屑彼此间接触界线有清楚与模糊之分。3.3.3压实作用胶结：正常火山碎屑岩、层