巖漿作用與火成巖課件

1、第四章 巖漿作用和巖漿巖 一、噴出作用與噴出巖二、侵入作用與侵入巖 巖漿作用和巖漿巖：巖漿沿著構(gòu)造軟弱帶上升到地殼上部或噴溢出地表，由于物理化學(xué)條件的改變，巖漿的成分的不斷變化，以及最后冷凝成巖石的過(guò)程稱為巖漿作用，所形成的巖石稱為巖漿巖(火成巖）。 巖漿作用 巖漿：在地殼深處或上地幔形成的、以硅酸鹽為主要成分的、熾熱、粘稠并富含揮發(fā)分的熔融體?；鹕絿姲l(fā)與極光 侵入作用和噴出作用 根據(jù)巖漿是侵入地殼之中或是噴出地表，巖漿作用可分為侵入作用和噴出作用；相應(yīng)地，所形成的巖石分別稱為侵入巖和噴出巖（或火山巖）。侵入作用噴出作用 1巖漿是地下深處形成的高溫高壓熔融體，其成分主要為硅酸鹽，富含揮發(fā)份。

2、巖漿的特點(diǎn) 2巖漿溫度：6501400。 3巖漿呈粘稠狀，其粘性取決于成分和溫度。SiO2含量越高，揮發(fā)份越多，溫度越低，粘度越大(酸性巖)； SiO2含量越低，揮發(fā)份越少，溫度越高，粘度越小。 4.地下深處的巖漿通過(guò)地殼薄弱地帶(裂隙等)上升甚至噴出過(guò)程發(fā)生一系列地質(zhì)作用： (1)向上運(yùn)移T、P下降，巖漿自身的物化條件發(fā)生變化； (2)巖漿與圍巖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； (3)巖漿烘烤圍巖和使圍巖發(fā)生構(gòu)造變化。 巖漿類型：根據(jù)SiO含量，巖漿可分為四種基本類型，即： 酸性巖漿（SiO65） 中性巖漿（5265） 基性巖漿（4552） 超基性巖漿（45） 隨著SiO2含量減少，巖漿中 MgO、FeO含量

3、增多，巖漿的顏色加深，相對(duì)密度增大，粘度變小。 噴出作用巖漿噴出地表的作用，又稱火山作用 volcanism）。 火山噴發(fā)過(guò)程極為復(fù)雜，在不同地區(qū)以及不同的巖漿作用階段，所噴出的物質(zhì)和噴發(fā)類型各不相同。 有的噴發(fā)很平靜，巖漿沿裂隙通道上升，緩慢地流出地表，邊流動(dòng)邊冷凝； 有的非常強(qiáng)烈，巖漿噴出時(shí)具有猛烈的爆炸現(xiàn)象，可將大量的氣體、巖漿團(tuán)塊和固體碎屑噴射到火山口以外。一、噴出作用與噴出巖 火山的形成： 在地表以下200km的溫度大約1500攝氏度，這里的巖石處于高熱狀態(tài)，部分熔融產(chǎn)生所謂的巖漿。由于巖漿的溫度比周?chē)膸r石高,密度也較小，所以它會(huì)向地表上涌，而且在浮升過(guò)程中再熔化掉一些巖石。一旦巖

4、漿找到通達(dá)地表的途徑，它就會(huì)立刻噴出地表，形成熔巖?；鹕奖l(fā)時(shí)所噴出的熔巖大都來(lái)自地表下100300km的地方。熔巖流空中看火山日本富士山火山作用類型： 1、死火山即人類歷史以來(lái)不再活動(dòng)的火山； 2、休眠火山是在人類歷史上曾有過(guò)活動(dòng)而近百年來(lái)停止活動(dòng)的火山； 3、活火山是現(xiàn)在正在活動(dòng)或近百年來(lái)有過(guò)活動(dòng)的火山。死火山也有可能再度活動(dòng)而變?yōu)榛罨鹕健?根據(jù)火山活動(dòng)的時(shí)間，可將火山分為：火山作用的活動(dòng)方式1、裂隙式噴發(fā)2、中心式噴發(fā) 巖漿沿一個(gè)方向的大斷裂或斷裂群上升，噴溢出地表，稱為裂隙式噴發(fā)。其長(zhǎng)達(dá)數(shù)十公里以上的斷裂帶，或者火山口沿?cái)嗔褞С纱闋钆帕校驴蛇B成墻狀通道。 噴發(fā)以粘性小、流動(dòng)性大的

5、基性熔漿為主，多表現(xiàn)為沿裂隙緩慢溢出，然后沿地面向兩側(cè)流動(dòng)而形成熔巖被，面積可達(dá)幾十萬(wàn)平方公里，厚達(dá)幾百米甚至超過(guò)千米。1、裂隙式噴發(fā)冰島拉基火山裂隙式噴發(fā)示意圖冰島拉基火山裂隙式噴發(fā)火山錐排列圖 噴發(fā)物沿火山喉管?chē)姵龅孛?，平面上成點(diǎn)狀噴發(fā)，稱為中心式噴發(fā)。按照爆炸的強(qiáng)弱程度，可將中心式噴發(fā)分為猛烈式、寧?kù)o式和遞變式3種: 猛烈式又稱培雷式，以猛烈爆炸的形式出現(xiàn)，具突然性特點(diǎn)，會(huì)給人類帶來(lái)巨大災(zāi)難。以酸性巖漿為主。 2、中心式噴發(fā) 寧?kù)o式又稱夏威夷式，以寧?kù)o地溢流出熾熱的基性熔漿為其特點(diǎn)，無(wú)爆炸現(xiàn)象。 遞變式是以猛烈式和寧?kù)o式有規(guī)律交替噴出為特點(diǎn)，多數(shù)火山屬于這種類型。美國(guó)西部圣海倫斯火山19

6、80年的猛烈式噴發(fā)海底火山噴發(fā) 火山從開(kāi)始噴發(fā)至終止時(shí)都有氣體噴發(fā)。氣體中以水蒸氣為主，含量常達(dá)70以上；此外有CO、SO、N、HS以及少量CO、H、HCl、NH3、NH4Cl、HF等。火山噴出物火山噴出物質(zhì)有氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)3種。1、氣態(tài)噴出物 液態(tài)噴出物稱為熔漿。熔漿與巖漿的差別在于熔漿揮發(fā)分較少。熔漿冷凝后形成的巖石稱為熔巖。 2、液態(tài)噴出物 基性熔漿SiO含量低，揮發(fā)組分較少，溫度高，冷卻慢，粘性小，流動(dòng)快。冷卻后形成顏色較深的巖石，稱玄武巖。 當(dāng)基性熔漿表面冷凝成塑性薄殼，而下面熔漿仍繼續(xù)流動(dòng)時(shí)，就會(huì)拖曳上部薄殼使其產(chǎn)生波狀起伏，形成波狀熔巖；如果下面熔漿還繼續(xù)流動(dòng)，使上部薄殼被拖引

7、成繩狀構(gòu)造，則形成繩狀熔巖。繩狀熔巖夏威夷火山國(guó)家公園繩狀熔巖波狀熔巖夏威夷火山 枕狀熔巖為基性巖漿水下噴發(fā)的產(chǎn)物 酸性熔漿富含SiO和揮發(fā)組分，溫度低，冷卻快，粘性大，流動(dòng)慢。冷卻后形成顏色較淺的巖石，稱流紋巖。 酸性熔漿表面迅速冷凝成薄殼并由于強(qiáng)烈收縮而破裂，下面熔漿繼續(xù)流動(dòng)，使表層薄殼再次破碎并翻滾、粘結(jié)，形成塊狀熔巖。 中性熔漿SiO和揮發(fā)組分的含量以及其它性質(zhì)介于酸性和基性熔巖之間，所形成的巖石稱為安山巖。 熔漿在冷凝固結(jié)過(guò)程中，如果成分均勻，地形平坦，而且緩慢冷縮，可形成垂直于冷凝面的裂隙，把巖石分割成多邊形柱狀體，這種裂隙稱為柱狀節(jié)理。 玄武巖的柱狀節(jié)理流紋巖的柱狀節(jié)理 由于氣體

8、的膨脹力及其所派生的沖擊作用，使火山喉管及火山口附近的巖石被炸碎并拋射出來(lái)，未冷凝的巖漿呈團(tuán)塊、細(xì)滴噴射出來(lái)并在空中或落地后凝結(jié)為固體，它們均屬于固態(tài)噴出物，統(tǒng)稱為火山碎屑物，可分出火山彈、火山塊、火山礫和火山灰四種基本類型。 3、固態(tài)噴出物 火山彈：噴離火山口時(shí)為熾熱的熔漿團(tuán)，而后在空中旋轉(zhuǎn)運(yùn)移時(shí)，發(fā)生不同程度的冷卻或固結(jié)，落地時(shí)可呈現(xiàn)不同的形態(tài)?；鹕綇椘骄睆酱笥?4 mm。 火山塊：粒徑與火山彈相當(dāng)，也是大于64 mm，但噴發(fā)時(shí)是固態(tài)的巖石碎塊，多呈棱角狀至次棱角狀?；鹕綁K主要由火山通道及其附近先存的巖石破碎而成。 火山礫：粒徑為264 mm。 火山灰：粒徑小于2 mm，它們?cè)趪姲l(fā)時(shí)可以

9、是液態(tài)的，也可以是固態(tài)的。黑龍江五大連池的火山彈A麻花狀火山彈（長(zhǎng)34cm)；B火山渣（長(zhǎng)14cm）火山彈 中心式火山噴發(fā)形成的地形常呈錐狀，稱為火山錐。 由于火山噴發(fā)類型不同，因而火山錐也是多種多樣的。主要由熔巖組成的，稱為熔巖錐，坡角常僅有210，很少大于15。 主要由火山碎屑巖組成的，稱為火山碎屑巖錐，坡角約3040。 由熔巖與火山碎屑巖互層組成的稱為復(fù)合錐，坡度常小于35?；鹕藉F的類型火山錐示意圖美國(guó)西部的火山頸火山模式 火山口：在火山錐頂部常有低洼的部位，略呈圓形，邊緣很陡，稱為火山口。 破火山口：火山再次噴發(fā)時(shí)可以將原有的火山口炸掉一部分，使火山口頂部擴(kuò)大，成為更大的洼地，叫破火山

10、口。 火山喉管：與火山口相連的巖漿通道叫火山喉管（也稱火山頸）。 熔巖流：裂隙式火山噴發(fā)溢出的熔漿沿山坡或河谷順流而下，有的呈狹長(zhǎng)的帶狀，有的呈寬闊平緩的舌狀，冷卻固結(jié)后稱為熔巖流； 熔巖流瀑布：當(dāng)熔巖流遇到陡崖時(shí)可形成熔巖流瀑布。 熔巖被：當(dāng)噴發(fā)量很大時(shí)，熔漿可鋪成一大片，被覆在地面上，而后冷凝，稱為熔巖被。黑龍江五大連池熔巖流瀑布熔巖流 火山的分布： 地球上已知的活火山共約518座，它們集中在以下四個(gè)地帶: (1) 環(huán)太平洋火山帶。 (2) 紅海沿岸和東非帶。 (3) 地中海-印度尼西亞火山帶。 (4) 洋底火山帶。 (1) 環(huán)太平洋火山帶。從南北美洲、阿拉斯加、阿留申群島，經(jīng)勘察加半島、

11、日本群島、菲律賓群島直至新西蘭。這一帶的活火山300余座，約占全球的60%。環(huán)太平洋帶上的火山主要噴發(fā)中、酸性巖漿，尤以噴發(fā)安山質(zhì)巖漿為特征。 (2) 紅海沿岸和東非帶。此帶共有活火山22座。 (3) 地中海-印度尼西亞火山帶。這一帶共有活火山70余座。其中地中海沿線有13座，印度尼西亞有60余座。這一火山帶噴發(fā)的巖漿從基性到酸性均有，性質(zhì)多變。 (4) 洋底火山帶。分布于大西洋(22座)、太平洋(15座)、印度洋(4座)、冰島及詹邁揚(yáng)島(15座)。有的火山在水下噴發(fā)，有的已露出水面，成為火山島嶼。 侵入作用：巖漿侵入地殼中但未噴出地表時(shí)稱為侵入作用； 侵入體：侵入的巖漿冷凝后形成的各種各樣巖

12、漿巖體稱為侵入體； 圍巖：侵入體周?chē)膸r石叫圍巖。 根據(jù)巖漿侵入深度的不同可分為： 深成侵入作用（深度5 km） 淺成侵入作用（深度5 km） 相應(yīng)地，侵入體也分為深成侵入體和淺成侵入體。 二、侵入作用與侵入巖巖漿侵入過(guò)程巖漿與圍巖的作用同化作用、混染作用、結(jié)晶分異作用 同化作用：巖漿熔解圍巖，將圍巖改變?yōu)閹r漿的一部分，稱為同化作用。 混染作用：巖漿同化圍巖而改變自己原有的成分稱為混染作用。 結(jié)晶分異作用：一種成分的巖漿按礦物熔點(diǎn)的高低可依次結(jié)晶出不同成分礦物，并依次形成不同種類的巖石，這種作用稱為結(jié)晶分異作用。 鮑溫反應(yīng)系列：在巖漿結(jié)晶分異過(guò)程中，礦物的結(jié)晶存在兩個(gè)系列，即連續(xù)反應(yīng)系列和不連

13、續(xù)反應(yīng)系列，兩個(gè)系列的總稱為鮑溫反應(yīng)系列。 連續(xù)反應(yīng)系列部分先結(jié)晶出來(lái)的礦物同剩余巖漿之間發(fā)生反應(yīng)，形成在化學(xué)成分上存在連續(xù)變化，而其內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)根本改變一系列礦物，如斜長(zhǎng)石系列； 不連續(xù)反應(yīng)系列通過(guò)反應(yīng)形成既有化學(xué)成分差異，也有內(nèi)部結(jié)構(gòu)顯著改變的一系列礦物，如橄欖石、輝石、角閃石和黑云母等礦物系列。橄欖石輝石 基性斜長(zhǎng)石角閃石 中長(zhǎng)石黑云母 酸性斜長(zhǎng)石 鉀長(zhǎng)石 白云母 石英不連續(xù)系列連續(xù)系列礦 物 晶 出 順 序高溫 低溫鮑 溫 反 應(yīng) 系 列 深成侵入體形成時(shí)的溫度和壓力均較高，因而巖漿冷凝緩慢，巖石多為全晶質(zhì)中粗粒結(jié)構(gòu)。巖體規(guī)模較大，常見(jiàn)有： 巖基、巖株、巖墻、巖床、巖盆和巖脈等。深成侵入

14、體的產(chǎn)狀侵入巖的產(chǎn)狀: 侵入巖的產(chǎn)狀（侵入巖的產(chǎn)出狀態(tài)）：是指其形態(tài)、大小及其與圍巖的關(guān)系。 巖基(batholith) 侵入體中規(guī)模最大的一類，面積大于100km2，最大可達(dá)數(shù)萬(wàn)平方公里。平面上一般呈長(zhǎng)圓形，長(zhǎng)數(shù)十公里，甚至幾千公里，寬可達(dá)100km以上。巖基一般為中酸性巖漿冷凝而成。 巖株(stock) 平面上近圓形或不規(guī)則狀，接觸面較陡，規(guī)模較大，出露面積小于100km2。有的巖株獨(dú)立產(chǎn)出；有的向下與巖基相連，為巖基的頂部突起部分。 淺成侵入體近地表，規(guī)模一般較??；類型從酸性到基性都有。常見(jiàn)類型有： 巖床（巖席）(sill)；是厚度較小而面積較大的層間侵入體，與其頂、底板圍巖平行。 巖墻

15、(dyke)：厚度比較穩(wěn)定且近于直立的板狀侵入體，長(zhǎng)度為厚度的幾十倍甚至幾千倍。巖墻又可稱巖脈，也有人把規(guī)模小、形狀不規(guī)則或貫入在巖體之中的脈狀巖體稱為巖脈。 巖盆(lopolith)：中央部分厚度大，邊緣厚度小，中間微向下凹的盆狀侵入體。 巖蓋(laceolith)：又稱巖盤(pán)，是上凸下平的穹窿狀侵入體。由巖蓋中部到邊部，其厚度迅速變小而尖滅。 噴出巖與侵入巖的產(chǎn)狀綜合示意圖1巖基2巖株3巖墻4巖床5巖盆6巖蓋7火山頸8復(fù)式火山9熔巖流10熔渣錐11小型破火山口12大型破火山口13火山碎屑流14小火山15放射狀巖墻火山頸16熔巖被三、巖漿巖的類型 巖漿巖：巖漿沿著地殼薄弱地帶侵入地殼甚至噴出地

16、表，隨著溫度降低，巖漿最后冷凝固結(jié)成巖石，形成巖漿巖。 噴出巖：當(dāng)巖漿噴出地表后冷凝形成的巖石稱噴出巖，或稱火山巖； 侵入巖：巖漿在地表以下冷凝形成的巖石稱侵入巖。在較深處形成的侵入巖叫深成巖，在較淺處形成的侵入巖叫淺成巖。 超基性巖 基性巖 中性巖 酸性巖顏色(色率)-深- (70)-深中-(40)-淺中- (15)-淺-主要 橄欖石 斜長(zhǎng)石 斜長(zhǎng)石 石英，斜長(zhǎng)石礦物 輝石 輝石 角閃石 正長(zhǎng)石，云母噴出巖 玄武巖 安山巖 流紋巖深成巖 橄欖巖 輝長(zhǎng)巖 閃長(zhǎng)巖 花崗巖 1主要組成礦物：巖漿巖的種類很多，組成巖漿巖的礦物種類也各不相同。但最主要的礦物有：石英、長(zhǎng)石、云母、角閃石、輝石、橄欖石等

17、。 石英、長(zhǎng)石中含SiO2，Al2O3高，顏色淺，稱淺色礦物；角閃石、輝石、橄欖石中FeO，MgO含量高，硅鋁含量少，顏色較深，稱為暗色礦物。 2色率：是指巖石中暗色礦物的百分含量。按暗色礦物含量多少，巖石可分為淺色、淺中色、深中色、深色。含SiO2多的巖石，淺色礦物多，巖石顏色淺；含SiO2少，F(xiàn)e，Mg多的巖石，暗色礦物多，巖石顏色深。（一）、巖漿巖的礦物成分和顏色 巖石中礦物的結(jié)晶程度、晶粒大小、形狀和礦物之間相互關(guān)系等特征。 顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)巖石中礦物顆粒比較粗大，肉眼可辨別(侵入巖)。 顆粒大小52 0.2mm 粗粒 中 細(xì) （二）、巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造 1巖漿巖的結(jié)構(gòu) 隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)礦物顆粒肉

18、眼和放大鏡都看不見(jiàn)，但顯微鏡下可識(shí)別。 玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)礦物沒(méi)有結(jié)晶，巖石斷面光滑。是巖漿噴出地表迅速冷卻而成。噴出巖特有的結(jié)構(gòu)。 等粒結(jié)構(gòu)礦物全部結(jié)晶，各晶體大小相等。 斑狀結(jié)構(gòu)巖石中比較粗大的礦物晶體散布在較細(xì)小的物質(zhì)之中的結(jié)構(gòu)。大的晶體稱為斑晶，細(xì)小的物質(zhì)稱為基質(zhì)。 流紋巖。 文象結(jié)構(gòu)具有某種特殊外形的細(xì)小石英嵌晶包于鉀長(zhǎng)石中。形如古代的象形文字。文象偉晶巖。 巖石各組成部分在巖石中的排列方式或充填方式。 流紋構(gòu)造巖石中不同顏色或不同粒度的條紋、拉長(zhǎng)了的氣孔以及長(zhǎng)條狀礦物沿一定方式排列形成的外貌。噴出地表的巖漿在流動(dòng)過(guò)程中迅速冷卻而保留下來(lái)的。流紋巖。 氣孔狀和杏仁狀構(gòu)造巖石中分布著大小不同的園形或橢園狀空洞，稱氣孔狀構(gòu)造。迅速冷卻，氣體空間保留下來(lái)。若氣孔被硅質(zhì)、鈣質(zhì)等充填，形成杏仁狀構(gòu)造。 玄武巖。 塊狀構(gòu)造礦物排列比較均勻。閃長(zhǎng)巖、花崗巖。 2巖漿巖的構(gòu)造流紋構(gòu)造 橄欖巖暗綠，黑。橄欖石，輝石 (角閃石)，等粒，塊狀構(gòu)造。 輝長(zhǎng)巖暗綠，灰黑。斜長(zhǎng)石，輝石(角閃石，橄欖石)，等粒，塊狀構(gòu)造。 閃長(zhǎng)巖淺灰，灰綠。斜