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文檔簡介

1、精選優質文檔-傾情為你奉上巖漿巖(火成巖)總論1、火成巖(igneous rocks) 火成巖:高溫熔融的巖漿在地下或噴出地表后冷凝而成的巖石。如花崗巖、玄武巖、橄欖巖。 在地殼組成中火成巖占66%(體積), 而變質巖占20%;變質巖和沉積巖最終都是來自火成巖??梢娀鸪蓭r之重要。2 、巖漿(magma)及其性質巖漿:源于地殼深部或上地幔的一種熾熱的,粘度較大的硅酸鹽或碳酸鹽(很少)熔融體。(1) 化學成分: a、主要元素(major elements):對碳酸鹽巖漿而言, 以CaO和CO2為主;對硅酸鹽巖漿而言, SiO2為主,其次有Al2O3,FeO,CaO, MgO, Na2O,K2O 等

2、,為主要元素, 占95%以上。b、揮發分(volatile):占幾的分量,包括H2O、 CO2、 F、Cl、 B、SO3 等。其含量取決于溫壓條件,溫度愈低、壓力愈高,則揮發份的溶解度愈高。因此,深成巖富揮發分而噴出巖貧揮發分。c、微量元素(trace elements):包括稀土元素(REE)和同位素(isotopes),總量不足1,但對研究巖漿成因最重要。微量元素包括Rb、 Sr、Ba、Cs等LIL (large ion lithophile elements即大離子侵蝕元素), 及REE、 Th、U、Ce、 Pb、Zr、 Hf, Ti、Nb、 Ta等高場強元素(HFS, high fie

3、ld strength elements), 同位素有K-Ar, Rb-Sr, Sm-Nd, Lu-Hf, Re-Os、U-Th-Pb等放射性同位素及O、S等穩定同位素。現代分析技術的發展使微量元素和同位素地球化學研究成為可能。(2) 溫度:由基性熔巖到酸性熔巖溫度降低,從1225C降到730C,溫度與成分(特別是SiO2 ) 含量有關。溫度的獲得:a. 直接測量(光學測溫器,熱電偶測溫器),b. 高溫高壓實驗,c. 熱力學溫壓計計算。(3) 粘度 (viscosity): 取決于多種因素:a. 巖漿的酸度(SiO2含量),越酸性則粘度越大;b. 巖漿的溫度,越高溫則粘度越低;c. 巖漿中的揮

4、發分可促進(SiO4)聚合體分解,降低粘度; 注:巖漿愈基性、溫度愈高、含揮發份愈多,粘度愈??; 巖漿愈酸性、溫度愈低、含揮發份愈少,粘度愈大。d. 巖漿中包含的晶屑和巖屑數量,所謂“晶粥”。(4) 密度(density):通常含鐵鎂礦物比例越高則密度越高(超鎂鐵巖),而硅鋁礦物的密度則比較低(花崗巖)。板塊俯沖消減主動與被動;下地殼和巖石圈地幔由于硅鋁質巖漿的抽取拆沉(delamination)回到地幔。3、巖漿巖的礦物組成及與化學成分的關系: 主要有:橄欖石(Ol)、 輝石(Py)、角閃石(Hb)、黑云母(Bi)、長石(Pl/Kfs)、似長石(Ne et al)和石英(Q), 有的有玻璃質

5、。巖石通常由以上一種或幾種礦物組成。如:橄欖巖(科馬提巖)Ol為主兼有Py;輝長巖(玄武巖)Pl和Py近等,并有少量Bi, Hb;花崗閃長巖/閃長巖(英安巖/安山巖)-Pl為主,另有Q, Kfs, Bi, Hb; 花崗巖(流汶巖)Pl, Kfs, Q近等。還有正長巖(粗面巖),霞石正長巖(響巖)等。礦物種類含量不同,組成超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖及堿性巖等。A 礦物的分類:(1) 據礦物的成分和顏色:a、鐵鎂礦物(暗色礦物):富含Fe, Mg, Ti, Cr(類質同相),顏色比較深,如Ol,Py,Hb,Bi,Gt等;由超基性巖-基性巖-中性巖-酸性巖鐵鎂礦物含量減少并且種類變化。b、硅鋁

6、礦物(淺色礦物):富含K、Na、Ca的硅酸鹽礦物及石英等,包括堿性長石、斜長石、石英、似長石、白云母等。中酸性巖中淺色礦物為主,中基性、基性、超基性巖石中暗色礦物為主(2) 據礦物在巖石中的含量:a、主要礦物: 對火成巖的大類及定名起決定作用,如橄欖巖橄欖石;輝長巖輝石、斜長石;花崗巖,正長巖;b、次要礦物:含量比較少,對火成巖的大類及定名不起決定作用,但對巖石進一步劃分定名有用,如紫蘇花崗巖,鈉閃石花崗巖。c、副礦物: 含量甚微,通常不參與定名,只有在特定情況下(對巖石成因和成礦)才參與定名,如獨居石花崗巖(富含REE)。常見副礦物:鋯石(zircon)、磷灰石(apatite)、 榍石(s

7、phene)、獨居石 (monazite)、鈦鐵礦(ilmenite)、磁鐵礦(magnetite)、金紅石(rutile)、尖晶石(spinel)等。(3) 據礦物成因: a、原生礦物: 略b、次生礦物: 蝕變礦物如橄欖石在低溫和氧化條件下變為伊丁石,富鈣斜長石變為綠簾石和黝簾石,富鈉斜長石變為絹云母和高嶺石。B 礦物成分與化學成分的關系: 礦物成分與化學成分及結晶環境密切相關?;瘜W成分是第一控制,決定了火成巖的基本礦物組成,而結晶環境則決定了礦物的大小、數量、顆粒之間的相互關系等。a、SiO2:是火成巖分類的最重要的依據,SiO2多則出現富SiO2 的淺色礦物如石英和長石, 石英出現是巖漿

8、SiO2過飽和的標志(SiO2游離);SiO2含量低的巖石則以暗色礦物為主,如橄欖石、輝石、角閃石、黑云母等,或含較多的似長石。b、Na2O+K2O:二者的總量(全堿)基本上決定了長石的種類和含量(斜長石與堿性長石的相 對含量);而Na2O與K2O的相對含量決定了堿性長石中鉀質長石(透長石、正長石和微斜長石)和鈉質長石(歪長石、鈉質斜長石)的相對多少。霓石、鈉閃石、霞石富鈉,而黑云母、角閃石、白榴石富鉀。c、CaO:決定一些富Ca礦物的多少,如鈣質斜長石、富鈣輝石(透輝石、普通輝石)、普通角閃石和綠簾石。d、MgO:決定一些富Mg礦物的多少,如橄欖石、輝石、普通角閃石和黑云母e、Al2O3:與

9、長石、石榴石、堇青石、白云母等關系密切。C主要造巖礦物的成巖意義:(1)橄欖石 olivine (Ol)a. 化學成分:(Mg、Fe)2(SiO4) 。Fo(鎂橄欖石)和Fa(鐵橄欖石)混溶組成,含Ni, Cr (含量可指示巖漿是不是地幔原始巖漿)。島狀結構,比重大。b. 超鎂鐵巖的主要組分(橄欖巖,二輝橄欖巖),基性巖中可有少許(橄欖玄武巖)c. 橄欖石形成于地幔條件,鎂橄欖石比鐵橄欖石形成于更高的溫度,與游離SiO2(石英)不共生,因此成為SiO2不飽和巖漿的標志(Fo有時被頑火輝石Si可飽和包圍,是不平衡結構)。Mg2SiO4+SiO2=Mg2(Si2O6) (頑火輝石)。Fa有時可與少

10、量石英共生。d. 橄欖石有時在噴出巖中有環帶結構(核Fo),但遠不如斜長石明顯。橄欖石在中溫非氧化條件下蝕變成綠色礦物:綠泥石含蒙脫石層的混層礦物的組合;橄欖石在低溫氧化條件下蝕變成紅色礦物伊丁石(針鐵礦為主的含蒙脫石層的混層礦物的集合體)。(2)輝石 pyroxene (Py, Opx-Cpx):鏈狀結構,柱狀。a. 分為斜方輝石和單斜輝石b. 斜方輝石:(Mg,Fes)2(Si2O6), 貧Ca。 分布于鈣堿性巖中,與堿性巖無關。是由頑火輝 石鐵輝石構成的連續類質同象系列根據頑火輝石(En)的百分比含量又可分為:頑火輝石:En>90%; 古銅輝石:En=7090;紫蘇輝石:En=50

11、70; 鐵紫蘇輝石:En=3050;尤來石:En=1030; 斜方鐵輝石:En<10%;斜方輝石可蝕變成蛇紋石(特別是富Mg的斜方輝石)及磁鐵礦等。c. 單斜輝石:透 輝 石:CaMg(Si2O6), 產于基性、中性、堿性巖漿巖及火成碳酸巖,色淺。由于富Mg,可蝕變成蛇紋石、綠泥石、滑石和透閃石。富Ga普通輝石:成分復雜(Fe Mg Ca Ti), 基性巖中最常見,色深;如特別富Ti,叫鈦普通輝石,是堿性基性巖的特征礦物。富Ga霓 石:NaFe(Si2O6), 堿性巖的指示礦物,綠色黑色,與鈉閃石共生。易變輝石:貧鈣的單斜輝石,在高溫和快速冷凝條件下才穩定,因此常見于基性和中性火山巖的基

12、質中,是火山巖的特征礦物;如緩慢冷凝則易變成斜方輝石并析出多余的Ca而生成透輝石或普通輝石的出溶葉片(幻燈),故名“易變輝石”。(注:出溶葉片并非全是易變輝石轉變的結果,斜方輝石中的頑火輝石亦可以如此。)d. 結晶:與橄欖石一樣,富鎂的比富鐵的早結晶;在SiO2不飽和的堿性基性中通常不形成貧鈣的斜方輝石和易變輝石橄欖石先結晶,耗盡了Mg, Fe而使殘余巖漿富Ca。 因此透輝石和普通輝石常與橄欖石穩定共生。(3)角閃石 hornblende (Hb)a. 含(OH)的硅酸鹽,化學成分非常復雜,形成于富含揮發分的條件下,因此深成巖中常見而火山巖基質中不見?;鸪蓭r中常見的是鈣質閃石(普通角閃石等)和

13、堿質閃石(鈉閃石和鈉鐵閃石)。b. 普通閃石:是鈣堿性巖的特征礦物。在火山巖中通常呈斑晶常有暗化邊,角閃石在深部結晶,到地表后壓力聚降而溶蝕,但熔融體由于失水不再結晶角閃石而結晶輝石磁鐵礦;自形,可有反應邊,早結晶。有時有環帶,外帶富含Na、Fe, 顯示晚結晶的特點。c. 鈉閃石和鈉鐵閃石:是鈉質堿性巖的特征礦物。產于貧水的堿性花崗巖中,晚結晶(A型花崗巖中)(4)云母 mica (biotite, Bi; muscovite, Ms)-層狀結構硅酸鹽a. 化學成分以富堿(K)和貧鈣為特點。b. 暗色云母:包括黑云母(Fe, Mg, K, OH, F)和金云母(K, Mg, OH, F)。黑云

14、母分布于從超基性到酸性和堿性巖的各種火成巖(Mg減少Fe增加)。金云母產于分布有限,分布于富鎂的超基性巖、基性巖和煌斑巖中。c. 淺色云母:包括白云母(K, Al, OH)和鋰云母(Li, Al, OH, F)。白云母Al 過飽和的花崗巖,鋰云母花崗偉晶巖、正長巖。(5)石英 quartz (Q) a. 是僅次于長石的分布最廣的礦物之一,占上地殼總重12。b. 有多種同質多相變體:a石英、b石英、鱗石英和柯石英等。a石英是火成巖中常見的低溫變種,可在應力作用下變形(幻燈),可含少量的OH和Fe而顯美麗的顏色紫晶、黃晶。b石英、鱗石英是高溫石英,a石英向b石英轉變時體積變大,因此b石英有裂開(幻

15、燈)。柯石英形成于超高壓條件,見于榴輝巖(含于zircon中)、金伯利巖。c. 是SiO2過飽和的標志。與鎂橄欖石不相容。是巖石分類的重要標志。(6)長石(feldspar)a. 分布最廣的礦物,占上地殼60。有兩個類質同相系列:鉀鈉長石系列(堿性長石Ab+Or)和鈉鈣長石系列(斜長石Ab+An, 極少Or)。b. 堿性長石:鉀 長 石:富K的堿性長石透長石(高溫變種,火山巖和次火山巖);正長石(產于基性、中性、酸性和堿性巖中,620750C);微斜長石(酸性巖中,375C)。鈉 長 石:富Na的高溫堿性長石 歪長石:產于富堿的火山巖和次火山巖中。條紋長石:同時富K和Na的堿性長石正條紋長石(

16、主晶Or)和反條紋長石(主晶Ab)。c. 斜長石:由鈣長石(An)和鈉長石(Ab)組成固溶體,成分用長石號碼An表示。基性斜長石:An>70,基性巖中;中性斜長石:An3570,中性巖和中基性巖中;酸性斜長石:An<35,酸性巖中。發育雙晶(鈉長石雙晶和卡鈉復合雙晶)和環帶(正環帶、反酸性斜長石,環帶、韻律環帶)幻燈。高壓下不穩定。正環帶:鉀長石>斜長石 反環帶:斜長石>鉀長石(7)似長石 a. SiO2不飽和的K-Na硅酸鹽。如有游離的SiO2則會與似長石反應而形成長石,因此似長石從不與石英共生,似長石的出現代表富堿和SiO2不飽和,是堿性巖的標志礦物。b. 常見的似

17、長石有白榴石(富鉀)和霞石(富鈉),還有方鈉石和黝方石。白榴石在高壓下不穩定,因此只出現于堿性火山巖中;有時可見白榴石與石英共存,但白榴石周邊必有鉀長石(快速冷卻)。霞石產于富鈉的、SiO2不飽和的堿性火山巖和深成巖中。4、 巖漿巖的結構構造結構構造是火成巖的基本特征之一,也是火成巖分類的依據之一。是巖漿結晶環境的反映。結構(texture):指組成巖石的礦物的結晶程度、顆粒大小、形態以及它們之間的相互關系。構造(structure):指組成巖石的礦物集合體的相互排列和充填方式的關系特征。A、結構四要素(1) 結晶程度(crystallization):指巖石中結晶物質和非結晶物質的比例??煞?/p>

18、三類: a、全晶質結構沒有玻璃質,是深成巖的特點,代表緩慢冷卻的結晶條件 b、半晶質結構礦物晶體玻璃質,常見于火山熔巖和次火山巖中 c、玻璃質結構幾乎全由非晶質玻璃組成,見于熔巖中,是地表條件下巖漿迅速冷凝結晶的產物?;鹕讲A嶋H是過冷卻的“液體”,其中的質點(原子、離子、離子團)無序排列,該狀態不穩定,會隨時間轉變成為細小晶體,所謂“脫?;?。 “脫玻化”原因:火山熱液和循環水的作用;變質作用(熱接觸變質、動力變質、區域變質)引起的溫度壓力升高。 雛晶結構(crystallitic texture)極細小,毛發狀、針狀、羽狀等,可發展成為細小的微晶。微晶呈放射狀則為球粒結構(spheroli

19、tic texture),由堿性長石和石英組成,是酸性熔巖的特征之一(幻燈);當球粒的成分為斜長石和普通輝石時,叫球顆結構(variolitic texture), 斜長石放射狀,輝石和橄欖石等粒狀,是基性熔巖的特征。(2) 礦物顆粒大小(grain size): a、粗粒結構,d > 5 mmb、中粒結構,d = 51 mmc、細粒結構,d = 10.1 mm d、隱晶質結構 (cryptocrystalline texture):礦物顆粒很細,肉眼和放大鏡無法分別,但在顯 微鏡下可分晶粒的巖石結構,又稱顯微晶質結構(microcrystalline texture, 不同于玻璃質結構

20、)。e、斑狀結構(porphyritic texture):巖石由兩類大小明顯不同的顆粒組成,大顆粒散布于小顆粒或玻璃質之中。大的叫斑晶,小的叫基質(細晶、微晶、隱晶或玻璃質)。斑晶與基質是兩期結晶的產物,代表兩種不同的結晶條件。斑晶先結晶,基質結晶在后(近地表或地表,快速冷卻),是淺成巖和熔巖中常見的結構。另外,由于物理化學條件的變化(氧化還原條件、PT條件),斑晶會被氧化(安山巖,幻燈)、熔蝕(幻燈)、裂紋/碎斑結構(高溫變體向低溫變體轉變時,體積收縮?;脽簦篵石英向a石英轉化)。f、似斑狀結構(porphyroid texture), 巖石由兩類大小不同的顆粒組成,但大小并不十分懸殊,而

21、且基質是顯晶質。原因:熔體中某一組分多于熔體共結所需的量時,該晶體會先結晶成比較大而完好的晶體,如輝綠結構。(3) 礦物的自形程度較早結晶的礦物能按自己的結晶習性形成良好的晶形,而晚結晶的礦物由于空間的限制影響其晶面發育。根據礦物自形程度分成:a. 自形晶(idiomorphic crystal):結晶早或結晶能力強的礦物,如副礦物(鋯石、榍石、磷灰石) 和暗色礦物等。 b. 半自形晶(hypidiomorphic crystal):一部分晶面完整,而另一部分晶面不完整(最常見)。如:花崗巖中的斜長石。c. 它形晶(xenomorphic crystal): 具不規則晶形,其形態受剩余空間限制

22、,形成最晚。如花崗巖中的石英。按自形程度可有下面幾和結構:a. 全自形粒狀結構某些單礦物巖,如橄欖巖、輝石巖。由堆晶過程形成。b. 半自形粒狀結構半自形為主,少許自形/它形。如花崗結構。c. 它形粒狀結構細晶巖中常見,又稱細晶結構。(4) 礦物顆粒的相互關系a. 煌斑結構(lamprophyric texture):斑晶和基質中暗色礦物的自形程度都很好,并且比淺色礦物自形程度高。為煌斑巖所特有。b. 海綿隕鐵結構(sideronitic texture):火成巖中少見,但隕石中常見。富含金屬礦物的基性超基性巖常見。金屬礦物它形充填于橄欖石和輝石等中。c. 輝長結構(gabbroic textu

23、re):輝石和斜長石同時結晶,都為半自形。輝長巖中常見。d. 輝綠結構(diabasic texture):自形半自形的斜長石搭成格架,輝石等充填其間(輝綠巖)。與輝長結構相比,粒度細,斜長石自形程度高于輝石。e. 間粒結構(intergranular texture):自形板條狀斜長石微晶之間的孔隙充填細小的輝石、橄欖石、磁鐵礦等。常見于粗粒玄武巖中。f. 間隱結構(intersertal texture):自形板條狀斜長石微晶之間的孔隙充填玻璃質或隱晶質。g. 間粒-間隱結構:自形板條狀斜長石微晶之間的孔隙充填玻璃質或隱晶質以及輝石等暗色礦物。玄武巖中常見。h. 二長結構(monzonit

24、ic texture):斜長石自形比鉀長石好,見于二長巖。i. 反應邊結構(reaction rim texture):早期結晶的礦物與殘于熔體反應,在其邊部形成新的礦物。基性巖中常見。如橄欖石有輝石和角閃石的反應邊。j. 文象結構(graphic texture):堿性長石和石英有規則連生,石英呈棱角形或楔形并在堿性長石中定向排列,形似古象形文字。文象結構肉眼可見;顯微文象結構顯微鏡下。偉晶巖中常見。成因三種:堿性長石與石英共結、交代、固溶體分解。k. 蠕蟲結構(myrmekite texture):酸性斜長石中含蠕蟲狀石英。成因:交代、固溶體分解,以及剪切帶中應力作用(Bell et al

25、. 1988)。l. 響巖結構(phonolitic texture)或霞石巖結構(nephelinitic texture):響巖和霞石巖中的全晶質基質結構基質中有大量短柱狀或粒狀的霞石微晶。m. 交織結構(pilotaxitic texture)和玻晶交織結構(安山結構,andesitic texture):交織結構斜長石微晶呈交織狀或近于平行,不含或少含玻璃質;如果玻璃質較多,叫安山結構(安山巖中最發育)。n. 粗面結構(trachytic texture):巖石幾乎全由鉀長石組成,略定向,少玻璃。粗面巖中常見。o. 環斑結構(rapakivi texture):環斑花崗巖B、火成巖的構

26、造巖漿結晶過程中處于流動狀態所形成的構造a. 流線、流面構造(linear low, planar flow structure): 流線構造柱狀礦物及巖漿捕虜體、析離體等的延長分向平行于巖漿流動方向定向排列(測巖體流動方向);流面構造板、片狀礦物及扁平的捕虜體、析離體平行于巖體與圍巖的接觸面定向排列(測巖體接觸面產狀)。b. 流紋構造(rhyolitic structure):流汶巖的典型構造。表現為不同顏色和結構以及礦物斑晶、拉長氣孔的定向排列,反映熔巖流的流動狀態。c. 假流汶構造(pseodorhyolitic):熔結凝灰巖的典型構造。表現為塑性、半塑性的漿屑、玻屑在靜壓力的作用下被壓

27、扁、變形而繞晶屑、巖屑呈流汶狀定向排列,非流動造成,故稱假流紋。d. 塊狀流紋構造(Aa lava structure):Hawaii玄武巖,表面粗糙不平,是粘度較大的玄武巖破碎、堆積的結果。e. 繩狀熔巖構造:粘度較小易流動的熔巖流, 在流動中扭曲成繩狀。(五大連池)f. 枕狀熔巖構造(pillow lava):玄武巖在水下噴發形成。表面固結并冷卻破裂,沒有固結的巖漿又流出多股小熔巖流許多小枕球體(上凸,表層為玻璃質內為顯晶;氣孔等流動構造同心圓分布;放射狀或同心圓狀龜裂)?;鸪蓭r的原生節理及裂隙構造冷凝收縮a. 侵入巖的原生節理:橫節理(cross joint)垂直流線,延伸較長,為巖脈充

28、填縱節理(longitudinal joint)平行于流線層節理(horizontal joint)水平節理,與侵入體和圍巖的接觸面一至,因此巖體頂部平緩而兩側變陡斜節理(diagonal joint)有共軛的兩組(斜交)b. 噴出巖的原生節理:柱狀節理(columnar structure)由于沒有上覆壓力,冷凝時產生垂直于收縮方向的張節理。c. 珍珠構造(perlitic structure):火山玻璃凝結或水化時因張力而成的弧形或同心球面狀裂紋 其他構造a. 塊狀構造(massive):均勻b. 條帶狀構造(banded):成分及結構的不均勻,混合巖、堆晶巖(輝長巖等)。原因:選擇性深熔

29、作用;分離結晶作用;對流作用(巖管)c. 斑雜構造(taxitic structure):成分及結構的不均勻, 且不規則。除上述原因外,交代、析離體和enclave.d. 氣孔(vesicular)和杏仁(amygdaloidal)構造:基性熔巖中常見。充填物為玉髓、方解石、石英等。C、礦物生成順序的確定a. 自形程度:自形程度好的一般先結晶。如花崗巖中石英、斜長石。例外:偉晶巖中電氣石結晶晚但是結束早,晶形好;火山巖中的石英斑晶遭受溶蝕呈它形,但最早結晶。b. 包裹關系:一般認為被包裹的礦物(客晶)先結晶,而主晶晚結晶。花崗巖中斜長石包裹黑云母。例外:斜長石蝕變形成的絹云母和簾石被斜長石包裹

30、,但晚結晶;固溶體出溶形成的主晶和客晶同時形成(輝石中平行排列的磁鐵礦和鈦鐵礦包體;條紋長石)c. Bowen (1922) 反應序列: Hyndman (1972)作了補充,增加K-Na長石序列富K的K-Na長石可與基性斜長石共生,富Na的K-Na長石可與酸性斜長石共生。Bowen序列一般符合鈣堿系列,但堿性系列有例外:堿性長石比堿性輝石和角閃石先結晶。5、火成巖的產狀指火成巖的大小、形態、與圍巖的關系以及形成時所處的深度、構造環境??煞譃榍秩霂r和噴出巖兩大類:A 侵入巖的產狀整合侵入體的產狀:巖床(sill)或巖席(sheet):沿層面板狀展開,厚度小但面積大,以粘度小、易流動的基性超基性

31、巖為主,如南非Karro巖床群(數百個輝綠巖床)。(注:與熔巖產狀相似,區別在于:熔巖比上覆巖層老;巖床比上覆地層較新,故有冷凝邊,圍巖也可能有熱變質)巖蓋(laccolith): 如山東濟南輝長巖巖盆 (lopolith): 由于巖漿的靜壓力引起,基性超基性巖為主。南非Bushveld巖盆(最大巖漿礦床,數百Km);加拿大Suddbury; 美國的Stillwatter.不整合侵入體的產狀:巖墻/巖脈(dyke):切穿巖層的板狀侵入體,幾米到數百公里。津巴布圍大巖墻500 Km (基性超基性巖)。可成群出現,平行、放射狀(幻燈)、錐狀和環狀(幻燈)。巖筒(pipe):金伯利巖(Kimberl

32、ite), 巖株(stock):< 100 Km2, 向下可能與巖基相連。平面近圓形,我國北方的堿性花崗巖。巖基(batholith):>100 Km2,侵入體中規模最大,主要是中酸性巖,數百至數千平方公里。美洲西海岸;我國的阿爾泰、秦嶺、天山、華南等??臻g問題。巖床(巖席):順層侵入,巖墻(巖脈):切穿巖層B 噴出巖的產狀面式溢出:Scotland, Canada 的太古代(地殼薄、熱流高)噴出巖(?), 現代沒有。裂隙式噴發:火山噴發的主要方式?;鹕娇诓皇菆A形而是數十公里的裂隙帶(串珠狀,法國中部高原800010000年的火山巖)。可以很大(上萬平方公里),叫高原玄武巖。如印度

33、的Deccan Plateau; 南美、南非高原。我國張家口赤峰第三紀玄武巖;四川峨嵋玄武巖(二迭)。 中心式噴發:沿斷裂帶或斷裂交匯處,伴有強烈爆發。如夏威夷現代火山,我國南京方山、五大連池。形成熔巖流、熔巖瀑布、火山錐、復式火山錐。幻燈6、火成巖的分類和命名A 分類原則: 化學成分SiO2的含量和堿的飽和程度;礦物成分長石的性質和數量;產狀與結構構造。(1)超基性巖(橄欖巖科馬提巖)類:SiO2<45%, 幾乎全由鐵鎂礦物組成。注意:輝石巖和角閃石巖SiO2>45;碳酸鹽巖不含鐵鎂礦物。(2)基性巖(輝長巖玄武巖)類:SiO24553,主要鐵鎂礦物基性斜長石。(3)中性巖類:S

34、iO25366,主要由中性斜長石或(和)堿性長石鐵鎂礦物組成,據斜長石和堿性長石的相對比例又可分為三個亞類:閃長巖安山巖類二長巖粗面安山巖類正長巖粗面巖 (4) 酸性巖(花崗巖流汶巖)類:SiO2>66,石英長石為主,少量鐵鎂礦物。(5)堿性巖類:堿的含量很高,大量出現似長石和/或堿性暗色礦物。根據SiO2的含量分三個亞類:中性堿性巖(霞石正長巖響巖):SiO2=52-65%; 堿性長石似長石堿性暗色礦物?;詨A性巖(霞斜巖碧玄巖、堿玄巖):SiO2=45-52%;基性長石似長石堿性暗色礦物。注意:碧玄巖因含一定量的基性斜長石而歸入此類, 雖然其SiO2屬于超基性巖。超基性堿性巖(霓霞巖

35、霞石巖):SiO2<45%;似長石堿性暗色礦物為主,不含或極少含長石。注意:白榴巖因不含長石而歸入此類,雖然其SiO2屬于基性巖。根據SiO2的含量可分為超基性巖(不同于超鎂鐵巖),基性巖, 中性巖,酸性巖等,SiO2含量越高則酸度越高?;鸪蓭r化學成分的基本度量:A/CNK值。當Al2O3>CaO+Na2O+K2O (分子數比)時,為鋁過飽和巖石,含長石、云母,甚至Cordierite、紅柱石和石榴石;當CaO+Na2O+K2O>Al2O3>K2O+Na2O, 為鈣堿性巖石;Al2O3<K2O+Na2O, 為堿過飽和巖石(堿性巖)。B 命名原則 (1) 礦物的基本

36、名稱: a.、根據習慣:首先發現的地點,古代礦工習用等。金伯利巖是源自南非Kimberlite地區;安山巖(andesite)因Andes山而得名;Boninite日本Bonin島。玄武巖(basalt)和斑巖(porphyry)源自古代礦工習用。b、礦物組合:輝長巖、閃長巖、二長巖等。 (2) 巖石進一步命名:次要礦物加在巖石基本名稱之前,如黑云母花崗巖,紫蘇花崗巖,橄欖玄武巖等;當次要礦物多于一種時,則少前多后,如角閃石黑云母花崗巖(角閃石比黑云母少)。結構構造加于巖石的基本名稱之前,如拉斑玄武巖,環斑花崗巖,氣孔玄武巖對于淺成巖,如為細粒結構, 則在巖石名稱前加“微晶”,如微晶閃長巖。當

37、淺成巖具斑狀結構時,以“斑巖”或“玢巖”作詞尾。斑巖指堿性長石斑晶的淺成巖,玢巖指含斜長石斑晶的淺成巖,如花崗斑巖,閃長玢巖。但有時帶來混亂,如斜長花崗巖的淺成巖; 二長巖的淺成巖。第二章 超基性巖類一、 基本特征:SiO2 < 45%和不含石英;分成鈣堿性(橄欖巖苦橄巖類)、堿性(金伯利巖類)、過堿性(霓霞巖霞石巖類、碳酸巖類)。二、分論1鈣堿性:橄欖巖苦橄巖類,又稱超鎂鐵巖類(與超基性巖不同)礦物組成:注意輝石的出溶葉片和希列結構主要礦物:橄欖石和輝石;次要礦物:角閃石和黑云母; 副礦物:尖晶石、鉻鐵礦、鈦鐵礦、磁鐵礦等。結構構造:半自形粒狀結構、粒狀鑲嵌結構、網狀結構、包含結構、反

38、應邊結構;塊狀構造。主要種屬:純橄巖(dunite ,Ol>90%):橄欖巖(Ol=4090%):方輝橄欖巖(Opx peridotite)單輝橄欖巖(Cpx peridotite)二輝橄欖巖(lherzolite)輝石巖(pyroxenite, Py>90%):方輝輝石巖、透輝石巖二輝輝石巖、橄欖輝石巖產狀:a、 阿爾卑斯型: 地幔巖,延深大斷裂斷續數百數千公里,冷侵位(Coleman,Hyndman教授)熱侵位(Hess教授)? b、 層狀侵入體和環狀雜巖體:超基性基性中性和中酸性,拉斑玄武巖分異(Bowen序列)c、 包體:含于玄武巖和金伯利巖中,來自巖石圈地幔。d、 蛇綠巖

39、套(ophiolite suite):一種特殊的巖石組合,從下向上由橄欖巖(蛇紋巖)、細碧巖(層狀堆積巖、基性巖墻群、枕狀熔巖)和深海含放射蟲硅質巖等組成,所謂“三位一體”。代表洋殼的殘余,是古大洋消亡的證據,也是古板塊碰撞縫合的位置。雅魯藏布江蛇綠巖帶是中、新生代以來印度板塊和歐亞板塊碰撞縫合的縫合線;索倫二連錫林浩特蛇綠巖帶是晚古生代西伯利亞板塊與中朝板塊碰撞縫合的位置;秦嶺大別帶;準葛爾蛇綠巖帶。科馬提巖(komatiite): 一種超鎂鐵質火山熔巖,具典型的鬣刺結構(spinifex texture), 化學成分以高MgO(>9%)和低堿為特征。只發現于太古代綠巖帶中,是研究地球

40、早期歷史的不可多得的材料。是高熱、薄地殼和弱分異的綜合結果。2 (偏)堿性:金伯利巖(kimberlite) 礦物組成:橄欖石、鎂鋁榴石、金云母、鉻鐵礦、鈦鐵礦等。是金剛石的主要母巖,300年前在印度發現金剛石砂礦,但母巖首次于1870年在南非金伯利城附近發現。 分布、產狀和結構:產于構造穩定的地臺或地盾區,如南非、澳大利亞、北美加拿大、西伯利亞,中國的膠東、遼東(華北地臺)和貴州、湖北(揚子地臺);偏堿性的超基性淺成超淺成巖(SiO2<33%,高揮發分如CO2), 規模不大,呈巖筒狀,白堊紀是主要的形成期;起源于200 Km以下的地幔,是來源最深的巖漿巖;由于粘度低,因而侵位快,金剛石

41、得以保留;以細粒和斑狀結構為主,角礫狀和塊狀構造。研究意義:a、 金剛石礦,但只有2%的金伯利巖含有經濟意義的金剛石礦,與源區特征和噴出時的條件有關。b、 含有地幔巖(橄欖巖和榴輝巖)和下地殼(麻粒巖)的包體。3 過堿性巖:A 碳酸巖(區別于沉積成因的碳酸鹽巖) 化學成份:屬于超基性巖類(SiO2<20%)的過堿性系列(有的含霞石、黃長石、堿性暗色礦物)。主要礦物是碳酸鹽礦物(>50%), 如方解石和白云石,次要礦物有霓石、霞石、黃長石、堿性長石和鈉閃石等。磷灰石是常見的副礦物。分布、產狀和結構:分布于穩定的老地盾(地臺)。呈巖株、巖筒和環狀巖墻產出,經常與超基性和堿性巖雜巖體共生

42、,并產于雜巖體的核部最后形成。中粒粒狀結構,塊狀構造。巖石成因:Wyllie的實驗研究表明,碳酸鹽和硅酸鹽的混合熔體在低壓條件下不混溶;野外常與堿性超鎂鐵巖共生。因此,碳酸巖巖漿的原始巖漿可能是堿性橄欖玄武巖漿,它上升后,由于壓力下降,碳酸巖巖漿分離出來,并最后形成。研究意義:主要在于研究地幔和下地殼性質。B 霓霞巖霞石巖類 化學成份:以低硅(SiO2<45%)富堿(K2O+Na2O=5-10%)、不含長石為特征。 主要礦物是似長石(霞石和白榴石等)和堿性暗色礦物(霓石、霓輝石、鈦輝石、堿性角閃石和富鐵云母),副礦物非常豐富,有磷灰石、榍石、鈦鐵礦和黑榴石等。山西紫金山堿性雜巖中黑榴石3

43、8%, 科拉半島的堿性雜巖中磷灰石富集成礦。產狀和分布:有噴出的和侵入的;分布于穩定的老地臺上。第三章 基性巖類一、 基本特征:SiO2=45-53%, 據Rittmann指數()可分為鈣堿性(輝長巖玄武巖類,<3.3)和堿性巖類(堿性輝長巖堿性玄武巖類,>3.3). =(Na2O+K2O)2/(SiO2-43)二、 分論:1鈣堿性 輝長巖玄武巖類侵入巖:輝長巖礦物組成:主要礦物是基性斜長石和輝石(cpx,opx);次要礦物是橄欖石、普通角閃石、黑云母、石英和鉀長石;副礦物是磷灰石、磁鐵礦、鈦鐵礦和尖晶石等。結構構造:輝長結構、輝綠結構、輝長輝綠結構;塊狀構造、條帶狀構造和球狀構造

44、。主要種屬(據礦物成分和結構構造):輝長巖主要由基性斜長石和單斜輝石組成,構成輝長結構;可據次要礦物進一步定名,如橄欖輝長巖、角閃輝長巖和石英輝長巖等。是分布最廣的基性侵入巖,但與同成分的基性噴出巖玄武巖相比,規模要小得多(為什么?玄武巖可分布于破壞型、建設型大陸邊緣以及板內環境,而且規模往往很大,如大陸高原玄武巖,規??蛇_上千上萬平方公里,并形成高原地形。)蘇長巖主要由基性斜長石和斜方輝石組成。斜長巖主要由基性斜長石組成(Pl>90%);通常分布于層狀侵入體的頂部,表明是輝長巖巖漿分異的結果。輝綠巖是成分與輝長巖一致的淺成巖,呈巖脈、巖墻或巖床。具典型的輝綠結構??蓳我V物和結構細分

45、(橄欖輝綠巖、輝綠玢巖、微晶輝長巖)。輝長結構:斜長石與單斜輝石均為半自形粒狀,是基性深成相的典型結構。(為輝石與斜長石含量近于共結比時,同時從巖漿中析出的結果。)輝綠結構:斜長石呈自形或半自形,其他單個輝石顆粒填充于斜長石構成的近三角形的空隙中。噴出巖:玄武巖類礦物成分:與輝長巖相似,主要礦物有斜長石(基性)和輝石(cpx, opx),次要礦物是橄欖石(伊丁石化)、黑云母、角閃石和石英。結構構造:斑狀結構基質結構復雜:間粒結構(斜長石條狀微晶不規則排列,粒間充填粒狀輝石和磁鐵礦等)間隱結構(斜長石條狀微晶不規則排列,粒間充填玻璃質隱晶質)間粒間隱結構(拉斑玄武結構)玻璃質結構(玻基斑狀結構;

46、少見斜長石微晶)交織結構(大量斜長石微晶定向半定向排列)構造:氣孔構造、杏仁構造、繩狀構造(陸相玄武巖)、枕狀構造(海相玄武巖)和柱狀節理構造。主要種屬:a. 據礦物成分:橄欖玄武巖、伊丁石化橄欖玄武巖;b. 據結構構造:氣孔玄武巖、杏仁玄武巖、?;鋷r、粒玄巖等;c. 據化學成分:比較科學的分類方法拉斑玄武巖(tholeiitic basalt)高硅(53%>SiO2>49%)低堿為特征,廣布于陸表(大陸高原玄武巖)和洋盆(MORB)。(注:大陸拉斑玄武巖與大洋拉斑玄武巖相比,SiO2和K2O稍高而CaO和MgO稍低,為什么?)因為大陸高原玄武巖不是原始巖漿,而是經過低壓分離結

47、晶作用形成的,從而高Fe低Mg。高鋁玄武巖(high-Al basalt)高鋁為特征(Al2O3=16-17%), 與拉斑玄武巖相比,斜長石含量較高而且牌號較低,多分布于大洋島弧和活動大陸邊緣等。d. 細碧巖(spilite)一種特殊的基性噴出巖,以鈉長石 + 綠泥石礦物組合(有時有基性斜長石和輝石的交代殘余)和較高的鈉含量為特征。結構構造類似于玄武巖(間粒結構、間隱結構、杏仁構造和枕狀構造等),是蛇綠巖套的組成部分之一。關于其成因,有變質成因論和巖漿成因論。分布與產狀:鈣堿性玄武巖可以分布于離散型、會聚型大陸邊緣以及板內環境。形成玄武巖(包括堿性玄武巖)的三個主要構造環境:大洋中脊(MORB

48、)島?。∣IB)大陸高原、深大斷裂(CFB)2堿性 堿性輝長巖堿性玄武巖: (SiO2類似,但堿高)與鈣堿性相比少得多侵入巖:堿性輝長巖礦物組成:主要礦物有堿性長石(正長石、微斜長石、條紋長石、透長石等;鈉長石很少)、斜長石(中、基性)、堿性輝石和堿性角閃石、似長石,次要礦物有橄欖石和黑云母。結構構造:除輝長結構、輝綠結構外,還有二長結構;也有反應邊結構和固溶體出溶結構等。主要種屬:堿性輝長巖主要由斜長石、正長石和堿性輝石組成,可含霓石、堿性閃石、黑云母和橄欖石。正長輝長巖由斜長石(中性) 、堿性長石和單斜輝石組成,而且斜長石和堿性長石含量近等,構成二長結構。不含堿性暗色礦物(如鈦輝石和堿性角

49、閃石)。堿性輝綠巖成分與堿性輝長巖類似,但結構不同。噴出巖:堿性玄武巖礦物成分:(化學成分與堿性輝長巖相當)斜長石(中、基性)、堿性長石(歪長石和透長石)、單斜輝石和橄欖石(有時有黑云母),以及似長石(霞石和白榴石當堿性很強時)。不出現斜方輝石和石英。結構構造:與拉斑玄武巖類似,但玻基斑狀結構較普遍,而且常含有地幔巖包體(與其源區更深、溫度更高有關)。主要種屬:堿性橄欖玄武巖(alkali olivine basalt)在堿性玄武巖中分布最廣,由斜長石(中基性)、堿性長石(歪長石和透長石)、單斜輝石和橄欖石組成,不出現似長石。與鈣堿性玄武巖相比,兩種長石共存,而且,斜長石較自形而堿性長石充填粒

50、間或構成斜長石環邊。堿玄巖(tephrite)SiO2明顯不飽和,由基性斜長石、似長石和單斜輝石組成,橄欖石很少。碧玄巖(basanite)SiO2明顯不飽和,由基性斜長石、似長石、單斜輝石和橄欖石組成。(注意堿玄巖與碧玄巖的區別:在于橄欖石)分布和產狀:主要分布于構造穩定的板內環境,如大洋板內(OIB)和大陸板內(大陸高原玄武巖),與深大斷裂和地幔柱(mantle plume)有關(注:鈣堿性玄武巖可以分布于離散型、會聚型和板內環境)。在我國的東部分布較廣,主要形成于新生代,其中的地幔橄欖巖包體對研究東部巖石圈地幔性質的變化(與金伯利巖中橄欖巖包體相結合)有非常重要的意義。第四章 中性巖一、

51、 基本特征:SiO2=53-66%, 礦物成分以長石為主,暗色礦物占30;根據s指數,分成鈣堿性(閃長巖安山巖類)、堿性(正長巖粗面巖類)、過堿性(霞石正長巖響巖類)。二、 分論:1 鈣堿性:閃長巖安山巖類(1) 礦物組成:主要礦物是中性斜長石(環帶和雙晶發育)和角閃石(有時為黑云母,輝石);次要礦物為黑云母、輝石、石英和鉀長石( 高、 低 溫);副礦物為磷灰石、榍石、鋯石和磁鐵礦。(2) 結構構造:閃長巖半自形粒狀結構、斑狀結構(淺成、超淺成);安山巖斑狀結構斑晶:斜長石、角閃石、黑云母、輝石;(注:主要礦物與次要礦物都有可能成為斑晶)基質:交織結構斜長石微晶半定向,粒間充填輝石和磁鐵礦,玻

52、璃質和隱晶質很少;玻基交織結構(安山結構)斜長石微晶雜亂半定向排列,主要充填玻璃質和隱晶質);反映一種快速冷凝的環境。?;郀罱Y構除斑晶外,基質為玻璃質和隱晶質)。反映一種更快速的冷凝。(3) 主要種屬:閃長巖類:閃長巖由中性斜長石和暗色礦物(角閃石、黑云母、輝石)組成(占30),堿性長石和石英的含量均在5以下, 可有角閃閃長巖、黑云母閃長巖和輝石閃長巖??上蚧詭r過渡(輝石、基性斜長石含量增加)而變成輝長閃長巖;可向酸性巖過渡(石英含量增加)而變成石英閃長巖(石英520,斜長石>50%, 暗色礦物15);可向堿性巖過渡(堿性長石含量增加)而變成二長巖。淺成和超淺成的閃長巖:微晶閃長巖和

53、閃長玢巖(斜長石斑晶為主)。安山巖類:輝石安山巖安山巖中的偏基性種屬;角閃安山巖角閃石的暗化邊;黑云安山巖較少;?;采綆r快速冷卻;4) 產狀與分布閃長巖:分布很局限。產狀:與輝長巖有關(基性巖的分離結晶),如濟南輝長巖逐漸過渡為閃長巖和石英閃長巖;閃長巖包體(巖漿混合的結果);獨立的閃長巖侵入體。安山巖:分布很廣,在活動大陸邊緣、現代島弧和造山帶廣泛分布。環太平洋(或古俯沖帶)弧巖漿作用形成玄武巖安山巖流汶巖組合,以安山巖占主導故有“安山巖線”之稱。2 堿性:正長巖粗面巖類(1) 礦物組成:主要礦物為堿性長石;次要礦物為暗色礦物(角閃石、輝石和黑云母;堿性角閃石和堿性輝石)、斜長石(含量相對

54、較少,發育環帶)、石英和似長石(僅在堿性種屬中出現,包括霞石、白榴石和方鈉石等);副礦物有磷灰石、磁鐵礦、鋯石和榍石。(2) 結構構造:正長巖半自形粒狀結構為主二長結構:正長巖與閃長巖的過渡類型,斜長石比鉀長石自形程度高。粗面巖斑狀結構粗面結構:堿性長石微晶近于平行排列,并繞過斑晶。(交織結構是斜長石微晶半定向排列,并且定向性不如粗面結構明顯,注意區別)球粒結構:球粒由長石和石英的放射狀纖維組成。(3) 主要種屬:正長巖類:正長巖由堿性長石(正長石為主)和暗色礦物(角閃石、黑云母、輝石)組成,可含很少量斜長石和石英(含量<5%), 據暗色礦物種類可進一步劃分成角閃正長巖、黑云母正長巖和輝

55、石正長巖。當斜長石的含量逐漸增加時,可過渡為二長巖。堿性正長巖由堿性長石和堿性暗色礦物組成,有時含少量似長石(注意:<5%;當>5%時則變成過堿性巖),通常不含斜長石。據堿性暗色礦物的不同,分成:霓輝正長巖(霓輝石+鉀長石)、堿閃正長巖(堿性角閃石+鉀長石)。二長巖是正長巖向閃長巖過渡的種屬,斜長石和鉀長石含量近等,石英5%, 暗色礦物含量可達30,具典型的二長結構??蛇M一步細分為黑云母二長巖、角閃石二長巖和輝石二長巖。石英二長巖是二長巖向花崗巖過渡的種屬,石英=5-20%, 暗色礦物含量較少。石英正長巖以正長石為主,但石英含量增加到520,據暗色礦物可進一步分為黑云石英正長巖、角閃石英正長巖和輝石石英正長巖。正長斑巖淺成巖或脈巖,礦物成分與正長巖相同。具斑狀結構,斑晶為正長石或透長石。鈉長斑巖淺成巖,具斑狀結構,斑晶為鈉長石。粗面巖類(鈣堿性)粗面巖成分相當于正長巖,由堿性長石(透長石為主,歪長石次之)和少量斜長石和暗色礦物(角閃石和黑云母)組成,斑狀結構,斑晶為暗色礦物和兩種長石。因斷面粗糙而得名。命名與正長巖類似,如石英粗面巖、角閃粗面巖、黑云母粗面巖等。堿性粗面巖相當于堿性正長巖的噴出巖,成分以堿性長石為主,含堿性暗色礦物和少量斜長石。據堿性暗色礦物的不同,可以細分為霓輝石粗面巖、鈉閃粗面巖和霓石粗面巖

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