巖石學（Petrology）

各圈層厚度1、地殼:地球表面的一層薄殼，其厚度大致為地球半徑的1/400，但各處厚度不一，大陸部分平均厚度37km多，而海洋部分平均厚度則只有約7km。一般說來，高山、高原部分地殼最厚，如我國青藏高原地殼最厚可達70km。2、地幔:地殼和地核之間的中間層。平均厚度為2800余千米。地幔又分為上地幔（350千米深度以上）和下地幔。上地幔中存在一個地震波的低速層，低速層之上為相對堅硬的上地幔的頂部。通常把上地幔頂部與地殼合稱巖石圈。全球的巖石圈板塊組成了地球最外層的構造，地球表層的構造運動主要在巖石圈的范圍內進行。

3、地核:地球的核心部分，主要由鐵、鎳元素組成，半徑為3480千米。1936年，I.萊曼根據通過地核的地震縱波走時，提出地核內還有一個分界面，將地核分為外地核和內地核兩部分。由于外地核不能讓橫波通過，因此推斷外地核的物質狀態為液態。第一篇緒論

第一章巖石及其地質分布

一、巖石（Rock）及其成因分類

巖石是天然產出的,由一種或多種礦物組成的固態集合體。

巖石的成因分類

巖石根據成因可分三類：火成巖（巖漿巖）、沉積巖、變質巖。

巖石成因分類

(1)巖漿巖（Magamaticrocks,Igneousrocks）是由地?；虻貧r石經熔融或部分熔融作用(partialmelting)形成的巖漿(magma)，在侵入地下一定深度或噴出地表冷凝而成的巖石。①高溫巖漿侵入地下形成的巖石稱為侵入巖（Plutonicrocks）,如花崗巖。②高溫巖漿噴出地表（或在近地表就位）形成的巖石稱為火山巖(Volcanicrocks)。

(2)沉積巖(Sedimentaryrocks)

主要由地表分化產物、生物、火山碎屑物等，在外力作用下搬運、沉積、固結而成的巖石。

(3)變質巖(Metamorphicrocks)

是由巖漿巖、沉積巖經變質作用轉化而成的巖石?；規r大理巖

T>200°C，有新的礦物生長、結晶二、巖石學的定義(Petrology)

巖石學是地質學領域的一門重要分支學科，是研究地殼、地幔及其它星體產出的巖石分布、產狀、成分、結構、構造、分類、命名、成因、演化等方面的科學。

巖石學的分支學科①巖類學或巖相學（Petrography）

②巖理學（Petrogenesis）

③試驗巖石學（ExperimentalPetrology）

三、學習巖石學的意義

1、巖石是組成地球的物質基礎

2、尋找礦產資源

*與沉積巖相關的礦產資源：石油、天然氣、煤及非金屬礦產*與巖漿巖及變質巖相關的礦產：Cr-Co-Ni-PGE-Cu-Au-Ag-W-Sn-Te。紅寶石、藍寶石、翡翠等。*有些巖石本身就是礦產：玄武巖：鑄石、路基花崗巖：石材石灰，石英砂等TheJinchuanultramaficintrusionis6500meterslong,andaverage400minwidthinsurface.TheEnrichmentProcessesofPlatinumGroupElementsinJinchuanCu-Ni-PGEDeposit

3、與環境科學密切相關①地質事件與環境密切相關火山活動，殞擊事件等②農田開發③地方病防治④建筑總上所述，人類社會可持續發展以及人與自然的協調所必須解決的重大問題：資源開發、環境保護及災害防治等均與巖石學密切相關。4、巖石是地球演化的記錄冊對有關巖石的形成時代、時空分布及其形成條件的研究，可以對解決地質歷史演化中的許多重大問題。①現代的沉積物與地質歷史上的沉積物的豐度有很大的差別,其原因何在？

②有些火成巖，如科馬提巖，多數出現在太古代，塊狀斜長巖、更長環斑花崗巖多數出現在元古代，如何根據這些巖石的特征來認識地球的演化？

③大規模溢流玄武巖形成的機理？

四、巖石在地球上的分布地球的層圈構造分異后的地球具有層圈構造，根據地球物理的資料，地球可劃分為三個一級的層圈，地核、地幔和地殼，其中地核占地球總體積(1.083×1021m3)的16.2%，地幔占83.2%，地殼占0.6%，在它們之間分布有明顯的地震波速突變的不連續界面（或帶）。

地球的層圈構造示意圖（引自L.A.Raymond,1995）CLC：大陸下地殼

第二篇、火成巖石學（IgneousPetrology）火成巖石學定義火成巖石學是研究巖漿起源、活動、演化、結晶及其巖石的組成、分布、產狀、成分、結構、構造、分類、命名、共生組合、成因機理與構造、礦產關系的一門獨立學科。

第二章、巖漿與巖漿作用一、巖漿（magma）巖漿是由已存在的地?；虻貧r石經熔融或部分熔融形成的，它可以全部由液相的熔體組成，也可以含有部分固態物質和揮發分。

1.原生巖漿（primarymagma）

由地?；虻貧r石經熔融或部分熔融作用形成的成分未遭受變異的巖漿。

在一套火成巖組合中，原生巖漿可能是Mg值最高的巖漿（Mg*=0.68-0.75）。2.母巖漿（Parentmagma）和派生巖漿（Derivativemagma）

通過各種作用（分異作用、同化作用、混合作用等）產生派生巖漿的獨立的巖漿稱為母巖漿。經分異作用產生的巖漿稱派生巖漿，又可稱為進化巖漿（Evolvedmagma）。

原生巖漿可以成為母巖漿，但母巖漿不一定是原生巖漿。

母巖漿與派生巖漿具有成因聯系，它們是母體與子體的關系，在成分上可形成相互聯系的系列。例如玄武巖漿可通過分異作用產生安山巖和英安巖，從而形成了玄武巖—安山巖—英安巖系列。二、巖漿的形成和運移1.巖漿形成

(1)升溫（T）

(2)減壓（P）

(3)液相線下移初始熔融條件變化，如流體加入

部分熔融-遷移聚集-巖漿房-噴發或侵入研究發法：實驗巖石學正常地熱梯度不能形成巖漿

溫度、壓力、揮發份:如果不是這些因素起作用，“正常”情況下將不會有巖漿形成（無論是地幔還是地殼）全球活火山分布圖

2.巖漿的分凝(magmasegregation)

巖漿分凝是指熔融的巖漿液滴從源區巖石的粒間分離集中的作用，控制因素有：熔體分數

(即部分熔融程度），源區的滲透性，熔體的密度與殘留固體的密度差產生的浮力，殘留固相與熔體的流變性質（主要是粘度）及源區的范圍等。

3.巖漿的上升與侵位(magmaascentandemplacement)

巖漿分凝后,巖漿的密度低于源區的巖石，產生重力不穩定性及浮力，導致巖漿上升，當巖漿上升至上部巖石的密度與其相當時，巖漿體停止移動形成侵入巖。巖漿上升的動力是密度差及由于張開裂隙而發生的減壓作用。

巖漿的上升侵位機制

1）底劈作用

巖漿加熱頂部圍巖使其粘度降低，自身則因浮力上升，迫使圍巖向下流動，并占據其騰出的空間。底辟侵位的主要驅動力是巖漿的浮力和熱動力，底辟侵位一般可分早期穹隆階段、中期底辟上升階段和晚期側向擠斷三個階段。

巖漿的上升侵位機制

1）底劈作用

2）頂蝕作用

3）巖墻擴展作用

4）火口沉陷

三、巖漿的性質巖漿的密度：單位體積內所含巖漿的重量。與巖漿成分、溫度、壓力等因素有關。玄武巖熔體的密度與壓力的關系圖測量條件，壓力為0.71和1Gpa時，T=1350-1400℃，2.巖漿的粘度:粘度反映流體流動的難易程度。粘度的單位是Pa·s（帕斯卡·秒)。*巖漿的粘度（degreeofviscosity）①與巖漿成分、結構有關；②巖漿的粘度在冷卻時明顯的增加；③隨壓力增大而略增加。

3.巖漿的溫度

各類熔巖噴出溫度的估算值（引自Carmichael，1974）

4.巖漿中揮發分現代火山噴發時有大量氣體逸出，已固結的火山巖標本有些含相當數量的氣孔都充分說明了巖漿中含有揮發組分。成份有：CO2,CH4,NH3,H2,HCl,HF,H2S,SO2,P2O5

和H2O等

美國圣海倫斯火山在1980年5月18日發生強烈噴發，火山的噴發導致了山崩和塌方，并噴出了大量的火山灰和浮巖碎屑，400米的山峰爆炸崩潰，在6