中國礦業(yè)大學煤礦地質學課程期中考核論文巖漿巖、沉積巖和變質巖之間的相互轉化姓名：王選琳老師：周效志班級：越崎12-1班學號：03120934中國礦業(yè)大學二0一四年六月PAGE8/8巖漿巖、沉積巖、變質巖之間的相互轉化王選琳越崎12-1班學號：03120934摘要：地殼的巖石種類很多，成因多種多樣，與物質循環(huán)有著密切的聯系。本文追本溯源，從原始地殼的形成、組成地殼的三大巖類的形成環(huán)境和影響因素以及三大巖類的相互轉化三個方面分析，管中窺豹，談談地殼巖石的形成與演化。通過對自然界三大巖石轉化的認識可進一步加深對自然界物質循環(huán)的理解。關鍵詞：地殼物質循環(huán)；巖石轉化；巖漿巖；沉積巖；變質巖；相互轉化緒論原始地殼是最早形成的地殼。地殼的起源是一個引人矚目的問題，直至今日仍有相當激烈的爭論。多數證據都傾向于形成地殼的物質來源于地球內部。地球內部的部分熔融產生了巖漿，它向地表運移并產生了最早的地殼。關于原始地殼的成分問題，多數的模式歸入下列四種范疇中的某一個或者相互結合的范圍內：硅鋁質的、安山巖質的、斜長巖質的或者玄武巖（±超鎂鐵巖）質的。其中，玄武巖質成分（±超鎂鐵質巖和斜長石巖質組分）的原始地殼與吸集作用之后不久地球中可能出現的大量部分熔融是相符合的。這種地殼在成分上與太古代綠巖帶的下部成分相似。隨著地殼的不斷運動，各物質不斷循環(huán)出現在自然界里，構成了自然界的物質循環(huán)。其中，自然界的三大類巖石（巖漿巖、沉積巖和變質巖）的循環(huán)尤為典型，研究其巖石循環(huán)有利于我們更好的了解地球，了解地殼運動。地殼巖石、巖石的分類和地殼物質循環(huán)過程1.1巖石巖石是巖石圈（地殼）中體積較大的固態(tài)礦物集合體，由一種或多種礦物組成。

1.2巖石的分類地殼的巖石可以劃分為三大類：火成巖、沉積巖和變質巖。各類巖石又可以細分，比如：巖漿巖可分為二種，一是侵入巖，如花崗石，堅固、美觀；一是噴出巖，有氣孔，如流紋巖、安山巖、玄武巖；沉積巖可分為礫巖、砂巖、頁巖和石灰?guī)r等；變質巖可分為接觸變質巖，如：角頁巖；大理巖；石英巖；硅卡巖；云英巖；區(qū)域變質巖，如：千枚巖；片巖；片麻巖；混合巖；角閃巖；麻粒巖；榴輝巖；板巖；動力變質巖如：糜棱巖等。1.3地殼物質循環(huán)運動過程：1.3.1地質循環(huán)地質循環(huán)指巖石圈和其下的軟流層之間的大規(guī)模物質循環(huán)。其推動地質循環(huán)的能量,主要來自地球內部放射性物質衰變產生的熱能。在地質循環(huán)過程中，有一些地方巖石圈不斷地誕生，在另一些地方巖石圈則逐漸消亡。與之相伴的是大地的滄桑巨變以及地殼物質形態(tài)的持續(xù)轉化。1.3.2地殼物質循環(huán)運動過程組成地殼的物質處于不斷的運動變化之中。地球內部的巖漿，在巖漿活動過程中伴隨噴出作用和侵入作用，冷卻凝固，形成巖漿巖；已經形成的巖石（巖漿巖、變質巖），在地表外力的風化、侵蝕、搬運、沉積、固結成巖作用下，形成沉積巖；已經形成的巖石（巖漿巖、沉積巖）經變質作用形成變質巖。各類巖石在地殼深處或地殼以下被高溫熔化，發(fā)生重熔再生作用，又成為新的巖漿回到地球內部。各類巖石在地殼深處或地殼以下發(fā)生從巖漿到形成各種巖石，又到新巖漿的產生，這個變化過程也是地殼物質的循環(huán)運動過程。三大巖石的形成2.1巖漿巖的形成巖漿巖是由地幔或地殼的巖石經熔融或部分熔融形成巖漿冷卻固結的產物。由于巖漿源區(qū)的巖石主要為硅酸鹽，因此巖漿的主要組分也為硅酸鹽。根據巖漿作用的噴出作用和侵入作用，將巖漿巖分為噴出巖和侵入巖。噴出巖石巖漿直接溢出地表冷卻后形成的巖石，常見的有玄武巖、安山巖、流紋巖。它主要特征是有氣孔構造或流流紋構造。侵入巖是巖漿從深部發(fā)源地上升但沒有到達地表就冷凝形成的巖石，常見的有花崗巖、橄欖巖。它主要特征是巖石堅硬，結構緊密。巖漿的物質來源、演化方式及產出的構造背景上存在的差異，會導致不同系列的火山巖和火山巖組合。2.1.1物質來源自然界的原生巖漿類型很多，主要有玄武巖漿、花崗質巖漿和安山巖漿，其他的數量很少。由于巖漿本身的物理化學性質（如巖漿的化學組成、溫度、揮發(fā)組分含量及類型等）不同，原生巖漿可以直接冷卻結晶形成不同的火成巖，或者通過各種作用形成了派生巖漿后再冷卻結晶，最終形成多種多樣的火成巖。例如，超鎂鐵質和鎂鐵質的火成巖基本上都來自于上地幔，而花崗質巖可能由中、下地殼的巖石深熔作用形成。2.1.2演化方式火成巖是由巖漿結晶形成的，因此受控于熔體的結晶過程。巖漿在上升侵位過程中及至侵位之后，巖漿可視為一個物理化學體系，它所處的物理化學環(huán)境（如溫度、壓力等）會對巖石的礦物組合與巖石結構產生影響。因此，同一種巖漿在不同的物理化學環(huán)境中可固結形成礦物組合和結構特征完全不同的火成巖。如由不同地幔來源的巖漿形成不同的玄武巖，洋中脊下的地幔一般經歷過早期的部分熔融作用，再次部分熔融形成的巖漿多具有低K20、TiO2及不相容微量元素等，以低鉀拉班玄武巖為特征。板內裂谷下的地幔，多為飽滿型或富集型，部分熔融產生的玄武巖為堿性玄武巖和大陸拉班玄武巖。2.1.3產出的構造背景對于侵入巖，巖漿上升定位時的深度不同，會影響到巖漿體系的冷卻速度、結晶壓力及揮發(fā)組分的溶解度，從而對最終固結的巖漿巖的礦物組成、結構構造產生影響。例如，噴出巖形成于地表，冷卻迅速，結晶性差，而侵入巖冷卻緩慢，有充分時間結晶，結晶性較好。巖漿巖除了可以按形成方式分為火山巖和侵入巖兩大類型外，還可以進一步按巖石的化學成分礦物成分，產狀分類。花崗巖是分布最廣的深成侵入巖。花崗巖主要礦物成分是石英、長石和黑云母，顏色較淺，以灰白色和肉紅色最為常見，具有等粒狀結構和塊狀構造。按次要礦物成分的不同，可分為黑云母花崗巖、角閃石花崗巖等。很多金屬礦產，如鎢、錫、鉛、鋅、汞、金等，稀土元素及放射性元素與花崗巖類有密切關系。花崗巖既美觀抗壓強度又高，是優(yōu)質建筑材料。橄欖巖主要礦物成分為橄欖石及輝石，深綠色或綠黑色，比重大，粒狀結構。是鉑及鉻礦的唯一母巖，鎳、金剛石、石棉、菱鐵礦、滑石等也同這類巖石有關。玄武巖是一種分布最廣的噴出巖。礦物成分以斜長石、輝石為主，黑色或灰黑色，玄武巖具有氣孔構造和杏仁狀構造，斑狀結構。根據次要礦物成分，可分為橄欖玄武巖、角閃玄武巖等。銅、鈷、冰洲石等有用礦產常產于玄武巖氣孔中，玄武巖本身可用作優(yōu)良耐磨耐酸的鑄石原料。安山巖是噴出巖之一，分布很廣，僅次于玄武巖。安山巖主要礦物成分是斜長石、角閃石和少量的輝石等。新鮮時呈灰黑、灰綠或棕色，具斑狀結構。與安山巖有關的礦產主要是銅，其次是金、鉛、鋅等。流紋巖是一種與花崗巖化學成分相當的噴出巖。一般色淺，多為淺紅、灰白或灰紅色，具斑狀結構，流紋構造。流紋巖性質堅硬致密，可作建筑材料。2.2沉積巖的形成沉積巖是形成于地表或接近地表的地方，由風化作用、生物作用和某種火山作用而形成的松散沉積物，經固結成巖作用而成的巖石。廣義的沉積巖包括松散沉積物。沉積巖最顯著的特征是成層性，理構造顯著。沉積巖中常含古代生物遺跡，經石化作用即成化石；有的具有干裂、孔隙、結核等特征。積物主要有陸地或水盆地中的松散碎屑物，如礫石、砂、粘土、灰泥和生物殘骸等，還有宇宙物質的加入。沉積巖分布在地殼的表層。沉積巖地層中蘊藏著絕大部分礦產，如能源、非金屬、金屬和稀有元素礦產，其次還有化石群。沉積巖根據物質來源，沉積物搬運和沉積作用方式可以分為陸源碎屑巖和化學，生物化學沉積巖兩大類。陸源碎屑巖指沉積物來自大陸物理侵蝕作用，經流水，風，冰川，泥石流，重力流等搬運到沉積盆地沉積而成的巖石，碎屑巖占沉積巖總量3/4以上。其有兩個方面特征最為重要：一是結構，二是構造。生物及化學沉積巖的物質來源是風化成溶液或膠體溶液搬運到盆地內，通過物理或化學方式沉積下來并經成巖作用轉化為巖漿石。地球表面約有75％的面積被沉積巖覆蓋，沉積巖的重量約占地殼重量的5％。沉積巖的形成過程被直觀地分為3個階段，即原始物質的生成階段、原始物質向沉積物的轉變階段和沉積物的固結與持續(xù)演化階段。2.2.1沉積巖原始物質的生成沉積巖原始物質的來源可分為生物來源、深部來源和宇宙來源。其中，生物來源是指生物通過其生命活動可營造起生物身體，死亡后其遺體可以在原地堆積埋藏下來，亦可搬運到異地堆積下來，成為沉積物的一部分。深部來源是指由火山作用帶到地表的火山碎屑物及其伴生的氣熱液和沿斷裂流出地表的熱鹵水。宇宙物質一般指隕石和宇宙塵。2.2.2沉積巖原始物質向沉積物轉變在這個階段，除少量原始物質形成殘積物外，絕大多數原始物質都會離開它的生成地點向沉積盆地方向搬運。按被搬運物質和它們的沉積機理可將沉積作用粗略地劃為物理沉積作用、化學沉積作用和生物沉積作用。例如，在物理沉積中，高的剝蝕速度、短時間、短距離和懸浮搬運以及缺少淘洗顯然更容易造成低的結構成熟度，反之將有利于提高結構成熟度。2.2.3沉積物的固結和持續(xù)演化由于表生帶是地球內力和外力作用范圍的重疊地帶，因而沉積巖的形成過程總會受到氣候背景和構造背景的共同控制。氣候背景是指一個較長時間段內出現在大氣中的各種物理現象的綜合，其中最具影響力的是氣溫和降水。例如，對溶解物質而言，通常是降水量愈少，溫度愈高，蒸發(fā)量愈大，將會使溶解度愈大的礦物沉淀粗來。現在被深埋在地下的石鹽、鉀鹽、石膏等易溶鹽類沉積幾乎都是過去蒸發(fā)量大于降水量的環(huán)境產物。構造背景是指包括母巖區(qū)到相關沉積盆地的整個區(qū)域所在的構造部位及其活動階段。2.3變質巖的形成變質巖是火成巖和沉積巖經過變質作用形成的巖石，是指受到地球內部力量（溫度、壓力、應力的變化、化學成分等）改造而成的新型巖石。變質巖形成后還可經歷新的變質作用過程，有的變質巖是多次變質作用的產物。變質作用是巖石在基本保持固體狀態(tài)下發(fā)生轉變的過程。其根本原因是地質環(huán)境的改變，如大地構造位置（島弧、海溝、洋中脊等）、構造過程（沉降、隆升等）、巖漿作用等。然而，從物理化學角度看，盡管控制變質作用的地質因素多種多樣，但都可以抽象出溫度、壓力、流體成分、時間等物化因素。例如，沖擊變質作用可形成隕石、擊角礫巖，而交代變質作用可形成矽卡巖、云英巖、黃鐵絹英巖、次生石英巖等。巖石在變質過程中最主要的變化是礦物成分的變化，而礦物成分變化都是通過特定的化學反應來實現的。這種發(fā)生在變質作用條件下的化學反應稱作變質反應。溫度是控制變質反應的最主要因素。溫度升高，反應速率呈指數倍增加，反應容易進行；相反，溫度降低，反應速率極其緩慢，反應難于進行徹底。三大巖石的特點特征和比較2.1基本特征巖漿巖大部分為塊狀的結晶巖石，部分為玻璃質巖石。具有玻璃質的巖石一般是巖漿巖。巖漿巖中含有一些特有的礦物和結構構造，如霞石、白榴石等礦物以及氣孔構造和杏仁構造，只有巖漿巖中才有。其巖體與圍巖間一般有明顯的界限，它們成各種各樣的形態(tài)存在于地層中，有的平行，有的切穿圍巖的層理或片理，多具淬火（冷凝）邊。巖體中常有附近圍巖的碎塊（捕擄體），這些被捕獲的圍巖碎塊和巖體附近的圍巖，常遭受熱變質作用。各地質時期形成的巖漿巖類大部分都可以找到與其化學成分近似的現代火山巖。巖漿巖中沒有生物遺跡。沉積巖是地面即成巖石在外力作用下，經過風化、搬運、沉積固結等沉積而成，其主要特征是：①層理構造顯著；②沉積巖中常含古代生物遺跡，經石化作用即成化石；③有的具有干裂、孔隙、結核等。常見的沉積巖有：直徑大于3毫米的礫和磨圓的卵石及被其它物質膠結而形成的礫巖，由2毫米到0.05毫米直徑的砂粒膠結而成的砂巖，由顆粒細小的粘土礦物組成的頁巖，由方解石為其主要成分，硬度不大的石灰?guī)r等。變質巖特征主要有兩點:一是巖石重結晶明顯，二是巖石具有一定的結構和構造，特別是在一定壓力下礦物重結晶形成的片理構造。它的形成是從一種固相轉變?yōu)榱硪环N固相的結晶過程。最常見的是片麻巖，片巖，千枚巖和大理巖。2.2三大類巖石的比較三大類巖石比較名稱巖漿巖沉積巖變質巖成因巖漿噴入或侵入地殼上部形成出露在地表的巖石被破壞后，經沉積作用形成原有的巖石受地殼運動和巖漿活動影響。經變質作用形成代表性巖石噴出巖有玄武巖，侵入巖有花崗巖礫巖、砂巖、頁巖、石灰?guī)r石灰?guī)r變質成大理巖，砂巖變質成石英巖，頁巖變質成板巖用途建筑材料建筑材料、燒石制水泥和化工原料建筑材料和雕刻材料三大巖石的相互轉化圖解分析三大類巖石的相互轉化圖解分析有如下幾種：=1\*GB3①先存的變質巖、