《巖石學(xué)課件》PPT課件.ppt

巖石學(xué),任課老師：易偉欣電話號(hào)碼：3980085 E-mail:,一 巖石及巖石學(xué)的概念 1.巖石的概念 巖石是天然產(chǎn)出的由一種或多種礦物（包括火山玻璃、生物遺骸、膠體組成的、具有一定結(jié)構(gòu)構(gòu)造的礦物集合體。 它是組成地殼及地幔的固態(tài)部分，是地質(zhì)作用的產(chǎn)物。,緒論,2.巖石學(xué)的概念 巖石學(xué)是地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的一門(mén)重要的分支學(xué)科。是研究地殼、地幔及其它星體產(chǎn)出的巖石分布、產(chǎn)狀、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、分類(lèi)、命名、成因,演化等方面的科學(xué)。,二 巖石的分類(lèi) 巖石的種類(lèi)很多，按其成因可分為三大類(lèi)： （1）巖漿巖 （2）沉積巖 （3）變質(zhì)巖,三巖石學(xué)在水文地質(zhì)和工程地質(zhì)中的作用 （一）巖石學(xué)在水文地質(zhì)中的作用 （二）巖石學(xué)在工程地質(zhì)中的作用,四 巖石學(xué)的研究方法 （一）野外地質(zhì)學(xué)方法 主要是通過(guò)野外地質(zhì)制圖，剖面測(cè)制，對(duì)巖石的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、產(chǎn)狀時(shí)代、生成順序、各類(lèi)巖石的共生組合、巖相變化以及巖體與礦產(chǎn)的關(guān)系等應(yīng)作詳細(xì)的描述，同時(shí)作出初步分析和推論，還應(yīng)采集適當(dāng)?shù)臉?biāo)本樣品，以供室內(nèi)進(jìn)一步研究之用。,（二）室內(nèi)研究方法 目前采用的方法有： 1）巖相學(xué)研究 2）巖石化學(xué)方法 3）實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)方法,三、巖石學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史,巖石學(xué)成為一門(mén)獨(dú)立的科學(xué)則始于十八世紀(jì)末，由于歐洲工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)礦物原料的要求與日俱增，從而積累了大量的礦物和巖石資料，促使巖石學(xué)從地質(zhì)科學(xué)中分出成為獨(dú)立的學(xué)科。,在巖石學(xué)發(fā)展的初期，主要研究的是巖漿巖，到了十九世紀(jì)中葉才開(kāi)始了系統(tǒng)地研究變質(zhì)巖，而沉積巖直到廿世紀(jì)初，由于石油工業(yè)的興起和發(fā)展，才引起人們的注意，可是它的發(fā)展十分迅速，到廿世紀(jì)三十年代就已發(fā)展成了一門(mén)獨(dú)具風(fēng)格內(nèi)容豐富的學(xué)科了。,顯微鏡的出現(xiàn)，是巖石學(xué)發(fā)展史上一個(gè)很重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，所以研究巖石學(xué)發(fā)展史者都據(jù)顯微鏡的出現(xiàn)將巖石學(xué)的發(fā)展分為 顯微鏡前期 顯微鏡期 顯微鏡后期,顯微鏡前期，即相當(dāng)于十八世紀(jì)末和十九世紀(jì)初，當(dāng)時(shí)對(duì)巖石的研究主要是野外地質(zhì)的肉眼觀察和描述，部分地研究了巖石的化學(xué)成分。這期間雖說(shuō)積累了大量初步巖石知識(shí)，可是對(duì)于地殼中花崗巖和玄武巖的成因。表現(xiàn)為：,1、火成論的確定 2、巖漿概念的產(chǎn)生 3、提出了巖漿巖的分類(lèi) 初步將巖漿巖分為酸性、中性和基性巖類(lèi)。,顯微鏡期 1828年尼柯?tīng)柊l(fā)明了偏光鏡，將其裝成了偏光顯微鏡，后來(lái)英國(guó)的索爾比制成了巖石薄片，提出了巖石薄片研究法，,福爾貝斯和沃格桑于1867年分別出版了用偏光顯微鏡研究巖石薄片方法的專(zhuān)門(mén)著作，以及齊爾克的“礦物和巖石的顯微鏡性質(zhì)”，羅森布施的“巖石重要礦物的顯微鏡博物學(xué)”等。為巖石的分類(lèi)、巖石礦物成分，巖石結(jié)構(gòu)、巖石化學(xué)成分、巖石成因理論研究奠定了基礎(chǔ)。 這個(gè)時(shí)期也出現(xiàn)了脫離地質(zhì)的純顯微鏡研究的偏向。,顯微鏡后期 巖石學(xué)的研究，便沿著礦物學(xué)、巖石化學(xué)、地球化學(xué)、區(qū)域巖石學(xué)、巖類(lèi)學(xué)、巖理學(xué)、實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)和工藝巖石學(xué)等多方面迅猛發(fā)展。,近幾十年 隨著各種新的快速測(cè)試方法的使用，多種邊緣學(xué)科的相互滲透，電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和利用，大量區(qū)域巖石學(xué)和巖類(lèi)學(xué)資料的積累和綜合整理手段的前進(jìn)，都為日益深入研究巖石展示了方向。,由于電子探針，電子顯微鏡，激光光譜，紅外光譜等多種近代新測(cè)試分析方法的應(yīng)用，使礦物的研究更是向著一個(gè)更高的新階段突飛猛進(jìn)。礦物有序-無(wú)序的研究，礦物作為地質(zhì)溫壓計(jì)的探討，都直接或間接地為地殼中和殼下層的物質(zhì)的存在狀態(tài)與巖漿的形成和演化帶來(lái)了可信的情報(bào)。,第一章 巖漿巖的基本特征 第一節(jié) 巖漿與巖漿巖的概念 一、巖漿的概念,第一篇 巖漿巖,一、巖漿的概念 巖漿是在上地幔和地殼深處形成的、以硅酸鹽為主要成分的熾熱、粘稠、富含揮發(fā)物質(zhì)的熔融體。,Fig. 6.04a,W. W. Norton,Fig. 6.02,W. W. Norton,Early Crystallization,二、巖漿的主要特點(diǎn)： 1、巖漿的成分 包括：氧、硅、鋁、鐵、鎂、鈣、鉀、鈉、錳、鈦、磷等造巖元素。 其中以氧最多，常以氧化物表示。 另外還有揮發(fā)份：CO2、SO2、 CO、N2、H2 NH3、NH4、HCl、HF、KCl、NaCl等等。,2、巖漿的溫度 噴出熔巖溫度一般為700-13000C，玄武巖1000-13000C，安山巖900-10000C，流紋巖 700-9000C。 含水的巖漿比不含水的巖漿溫度低。 在深處正在結(jié)晶的巖漿比噴出地表的巖漿溫度低。,3、巖漿的粘度 粘度是液體或半流體流動(dòng)的難易程度，粘度愈大，物質(zhì)愈難流動(dòng)。 巖漿中SIO2含量愈高，粘度愈大。 揮發(fā)份含量愈高，粘度愈小。 溫度愈高，粘度愈小。 壓力增大，粘度愈大。,二、巖漿巖的概念 由巖漿冷凝固結(jié)而成的巖石稱(chēng)為巖漿巖。,巖漿作用：地下深處形成的巖漿，沿構(gòu)造薄弱帶上升到地殼上部或地表，在巖漿上升、運(yùn)移過(guò)程中，巖漿的物理化學(xué)條件和自身成分的不斷發(fā)生變化。最終結(jié)晶凝固形成巖漿巖，這一復(fù)雜過(guò)程稱(chēng)為巖漿作用。,侵入作用：侵入到地殼中過(guò)程稱(chēng)為侵入作用，結(jié)晶形成的巖石為侵入巖。 噴出作用：巖漿上移噴出地表的過(guò)程稱(chēng)為噴出作用，凝固形成的巖石稱(chēng)為噴出巖。,Tectonic Settings of Igneous Activity,Intrusive Granite (large crystals),Types of Igneous Structures,Extrusive Basalt (small crystals + glass),思考題： 巖石及巖石學(xué)的概念 巖漿的概念 巖漿巖的概念 巖漿的主要特點(diǎn),第二節(jié) 巖漿巖的物質(zhì)成分 一、巖漿巖的化學(xué)成分 1、造巖元素 O、Si、Al、Fe、Ti、Mn、Mg、Ca、Na、K、H、P等。 2、氧化物 SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、K2O、Na2O、H2O、P2O5等。,3、SiO2與其它氧化物的關(guān)系,4、RittMann 指數(shù),越大，堿性程度愈強(qiáng)。 3.3者稱(chēng)為鈣堿性巖； 在3.39者為堿性巖； 者為過(guò)堿性巖。,二、巖漿巖的礦物成分 1、主要礦物、次要礦物、副礦物。 主要礦物：指在巖石中含量多，并在確定巖石大類(lèi)名稱(chēng)上起主要作用的礦物。 次要礦物：指在巖石中含量少于主要礦物的礦物。 副礦物：指在巖石中含量很少，在一般巖石分類(lèi)命名中不起作用的礦物。,2、硅鋁礦物和鐵鎂礦物。 （1）硅鋁礦物：SiO2與Al2O3的含量較高，不含鐵鎂，其中包括石英、長(zhǎng)石類(lèi)及副長(zhǎng)石類(lèi)，這些礦物顏色較淺，所以又叫淺色礦物。 （2）鐵鎂礦物：FeO與MgO的含量較高，SiO2含量較低，主要包括橄欖石類(lèi)、輝石類(lèi)、角閃石類(lèi)及黑云母類(lèi)等礦物。這些礦物的顏色一般較深，多為黑色或暗綠色，所以又叫暗色礦物。,3、巖漿巖礦物的成因類(lèi)型。 （1）原生礦物：在巖漿結(jié)晶過(guò)程中所形成的礦物，如橄欖石、輝石、角閃石、云母、長(zhǎng)石、石英等。也包括部分巖漿作用晚期析出的富含揮發(fā)份的礦物，如電氣石、螢石等。 （2）他生礦物：一般在正常的巖漿巖中不出現(xiàn)，多半是由于巖漿同化了圍巖和捕虜體使其成分發(fā)生變化而形成的。如鈣鐵榴石、硅灰石等。堇青石、紅柱石等富鋁礦物。,（3）次生礦物：在巖漿巖形成后，由于受到風(fēng)化作用或巖漿期后熱液蝕變作用，原生礦物發(fā)生變化而形成的新礦物，稱(chēng)次生礦物。如蛇紋石或伊丁石、綠泥石、高嶺石等。,4、巖漿巖的礦物共生組合規(guī)律及其與化學(xué)成分關(guān)系 自然界的巖漿巖不是任意組合的，而是有規(guī)律的共生，這種規(guī)律稱(chēng)為共生組合。反映在礦物成分的共生規(guī)律稱(chēng)為礦物共生組合。 影響礦物共生組合的因素，除了溫度、壓力外，主要決定于巖漿巖的化學(xué)成分，特別是SiO2的含量。,當(dāng)SiO2含量很高時(shí)，除了形成硅酸鹽礦物之外，可以形成石英。 當(dāng)SiO2含量不足時(shí)，可能出現(xiàn)橄欖石、霞石、白榴石等礦物，這些礦物稱(chēng)為SiO2不飽和的礦物。 當(dāng)SiO2含量不足時(shí)，可能出現(xiàn)輝石、角閃石、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石等，這些礦物稱(chēng)為SiO2飽和的礦物。,不同成分的巖漿巖中礦物共生的規(guī)律： 1、超基性巖類(lèi)：SiO2含量45，富含MgO、FeO，而K2O、Na2O含量少，因此反映在礦物成分上，就以鐵鎂礦物為主，一般含量可達(dá) 90%，主要是橄攬石、輝石，而長(zhǎng)石含量很少或無(wú)。 2基性巖類(lèi)：SiO2含量為4553，隨著SiO2含量的增加，F(xiàn)eO、MgO較起基性巖少，Al2O3、CaO含量則增，因此出現(xiàn)了輝石和基性斜長(zhǎng)石共生，且含量近于相等。,3中性巖類(lèi)：SiO2含量為5366，F(xiàn)eO、MgO、CaO含量均較前者減少，而K2O、Na2O的含量卻相對(duì)增加，因而出現(xiàn)了角閃石與中性斜長(zhǎng)石共生，鐵鎂礦物則降低至 3 0左右。另外還有一類(lèi)較富含K20和Na2O的中性巖（正長(zhǎng)巖類(lèi)），則出現(xiàn)鐵鎂礦物和堿性長(zhǎng)石的共生。,4酸性巖類(lèi): SiO2含量 66%，F(xiàn)eO、Mgo、CaO含量大大減少，而K2O、Na2O則明顯增加，因此出現(xiàn)了石英、鉀長(zhǎng)石、酸性斜長(zhǎng)石、黑云母等共生現(xiàn)象，其中鐵鎂礦物一般僅占10左右。,5堿性巖類(lèi): K2O、Na2O含量高，而SiO2含量較低，這類(lèi)巖石的特點(diǎn)，是在暗色礦物中出現(xiàn)堿性輝石、堿性角閃石（都含Na），在淺色礦物中常出現(xiàn)SiO2不飽和的霞石，白榴石等。便能看出化學(xué)成分變化反映在礦物組合上的規(guī)律性。,第三節(jié) 巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造 一、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的概念 結(jié)構(gòu)：是指組成巖石物質(zhì)的結(jié)晶程度、顆粒大小、晶體形態(tài)、自形程度及其相互間的關(guān)系。 構(gòu)造：是指巖石中不同礦物集合體之間或礦物集合體和其它部分之間的排列方式及充填方式。,二、巖漿巖的主要結(jié)構(gòu)類(lèi)型 1、巖漿巖的結(jié)晶程度 按巖漿巖的結(jié)晶程度可分為： 全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖石全部由已結(jié)晶的礦物組成。 玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖石幾乎由全部未結(jié)晶的火山玻璃所組成。 半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖石由部分晶體和部分玻璃組成。,2、礦物的顆粒大小 顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：肉眼及放大鏡基本上能分辨礦物顆粒。 隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：肉眼及放大鏡無(wú)法分辨礦物顆粒。 隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：由可分為顯微隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)和顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。,1）顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)按顆粒大小分為： 偉晶(顆粒直徑10mm)， 粗晶結(jié)構(gòu)(顆粒直徑5mm)， 中晶結(jié)構(gòu)(顆粒直徑2-5mm)， 細(xì)晶結(jié)構(gòu)(顆粒直徑2-0.2mm)， 微粒結(jié)構(gòu)(顆粒直徑0.2mm)。,2）礦物顆粒的相對(duì)大小 等粒結(jié)構(gòu)：是指巖石中同種主要礦物顆粒大小大致相等。 不等粒結(jié)構(gòu)：是指巖石中同種主要礦物顆粒大小不等。 斑狀結(jié)構(gòu)：巖石中礦物顆粒分為大小截然不同的兩群，大的為斑晶，小的及不結(jié)晶的玻璃質(zhì)的為基質(zhì)。 似斑狀結(jié)構(gòu)：外貌類(lèi)似于斑狀結(jié)構(gòu)，只是基質(zhì)為顯晶質(zhì)的。,不等粒結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu) 似斑狀結(jié)構(gòu)、等粒結(jié)構(gòu),3、礦物的自形程度 根據(jù)全晶質(zhì)巖石中的礦物的自形程度可以分為三種結(jié)構(gòu)： 自形結(jié)構(gòu)：是指礦物晶粒具有完整的晶面。 它形結(jié)構(gòu)：指礦物晶體無(wú)一完整的晶面，形狀規(guī)則的輪廓。 半自形結(jié)構(gòu)：指礦物晶體發(fā)育不完整，部分晶面完