第三講-分類-超基性-基性巖

巖漿的性質(zhì)

密度、粘度、溫度、揮發(fā)分

巖石密度玻璃或巖漿成分平均值平均值高溫巖漿橄欖巖3.23玄武巖/輝長(zhǎng)巖2.972.772.6-2.69安山巖/閃長(zhǎng)巖2.842.472.4流紋巖/花崗巖2.672.372.23砂巖2.40石灰?guī)r2.70板巖、片巖2.801密度：常見(jiàn)巖石的密度2粘度(Viscosity)阻止巖漿流動(dòng)的力

影響因素：成分:

隨SiO2含量增加而增大溫度升高–粘度降低壓力升高–粘度降低揮發(fā)分升高–粘度降低（除CO2）流體粘度pa.s溫度℃

流體粘度pa.s溫度℃水1×10-3

20安山玄武巖3×103

1200甘油120鈉長(zhǎng)石4×1031400瀝青1×10720黑曜巖1×1011800橄欖玄武巖3×1021200SiO2glass1×10111300一些流體的粘度3.

溫度玄武巖:1000℃-1225℃

安山巖:880℃-990

℃

流紋巖:735℃-900

℃

4.

揮發(fā)分

H2O,CO2,SO2,F,Cl等

Theyarecloselyrelatedtoeachother影響巖漿的其它性質(zhì)，如巖漿侵位機(jī)制和成礦作用酸性巖漿（富硅巖漿）:

溫度低粘度大---上升速度慢、形成侵入體或侵出相

粘度差控制基性巖漿（低硅）:

高溫低粘度---快速上升，形成噴出巖巖漿演化多數(shù)巖漿巖都是演化巖漿固結(jié)的產(chǎn)物原生巖漿的特征

1)

包含地幔包體:上升速度快;2)高M(jìn)g’;Ni和Cr等;3)結(jié)晶程度低巖漿演化的方式分異作用(Differentiation)

沒(méi)有外來(lái)物質(zhì)加入的演化過(guò)程，包括熔離作用和分離結(jié)晶作用.同化混染作用(Assimilation)

有外來(lái)物質(zhì)加入形成新的巖漿的演化過(guò)程

AFCprocess巖漿混合作用(MagmaMixing)

兩種或多種巖漿混合形成新的巖漿巖漿巖的野外關(guān)系花崗巖侵入變沉積巖－圍巖Fig3.12,3.13巖漿噴出地表或從火山口涌出——火山巖（噴出巖）（包括熔巖和火山碎屑巖）巖漿在地表以下深處冷凝結(jié)晶——侵入巖（深成巖、淺成巖）兩類巖石的差別，核心是由巖漿冷凝快慢的差別形成的快速冷卻緩慢冷卻課后作業(yè)：總結(jié)火山巖和侵入巖在野外關(guān)系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和礦物成分等方面的差別侵位深度巖漿冷卻位置地下野外特征侵入巖地表噴出巖與圍巖的接觸關(guān)系整合侵入體不整合侵入體侵入體形態(tài)和大小巖基、巖株、巖盆、巖蓋、巖床、巖墻等淺成相中深成相深成相陸相火山巖海相火山巖熔巖流、火山錐、火山頸、次火山巖、火山－沉積巖等火成巖的野外關(guān)系分類

1．侵入巖的野外關(guān)系（產(chǎn)狀）

（1）整合侵入體與不整合侵入體

(2）據(jù)巖體的形態(tài)大小分為：巖基(batholith)：面積大于100km2，可達(dá)數(shù)萬(wàn)km2，大巖基多為花崗質(zhì)巖體巖株(stock)：面積小于100km2的侵入體，巖株邊緣常有一些不規(guī)則的樹枝狀巖體沖入圍巖中，被稱為巖枝巖床(sill)：又稱巖席，是厚薄均勻、近水平產(chǎn)出的整合的板狀侵入體巖墻(dike)：是一種厚度穩(wěn)定，近于直立的不整合的板狀侵入體，長(zhǎng)為寬的幾十倍甚至幾千倍，厚度一般為幾十cm到幾十m

巖盆(lopolith)：為中央略微下凹，呈盆狀的整合侵入體。厚度與直徑之比大致為1:10—1:20

巖蓋(laccolith)：為一種蘑菇狀的整合侵入體火成巖產(chǎn)狀示意圖3_17出露的巖基巖基巖墻巖盆巖蓋巖床捕虜體整合侵入體不整合侵入體巖株

（3）侵入體深度按侵入體定位深度，分為三個(gè)相:

淺成相(epizone)：深度為0—3km。規(guī)模較小，與圍巖多呈不整合接觸。常見(jiàn)巖墻、巖床、巖蓋、小巖株等.巖體具細(xì)粒、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)及斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶可具熔蝕或暗化邊結(jié)構(gòu)。巖體接觸變質(zhì)較弱.

中深成相(mesozone)：深度為3—10km，多屬較大的侵入體，如巖株、巖基、巖盆等。巖石具中粒、中粗粒結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)。接觸變質(zhì)帶較寬，有時(shí)有云英巖化帶，常見(jiàn)矽卡巖帶.

深成相(catazone)：深度>10Km。巖體較大，巖體走向與區(qū)域構(gòu)造線理方向一致，圍巖為區(qū)域變質(zhì)巖，巖體主要為花崗巖類。巖體常為片麻狀構(gòu)造，交代結(jié)構(gòu)發(fā)育。巖體無(wú)冷凝邊，圍巖無(wú)接觸變質(zhì)帶，與圍巖多為逐漸過(guò)渡關(guān)系.2.噴出巖(extrusiverock)的野外產(chǎn)狀

火山錐(volcaniccone)：由熔巖和火山碎屑巖組成，中心為火山口(volcanicvent)或破火山口(caldera)火山碎屑錐(cindercone)：以爆發(fā)為主時(shí)，堆積物以火山碎屑巖為主，這類噴發(fā)作用以粘度大、揮發(fā)組分含量高的酸性巖漿常見(jiàn)混合錐(mixedcone)：以爆發(fā)與寧?kù)o式相間噴發(fā)時(shí)，火山碎屑物質(zhì)約占30—50％，熔巖與碎屑在火口處混合堆積熔巖錐(lavacone)：主要由熔巖組成，火山碎屑物<10%，原始坡度2－10°，呈盾形，又稱盾(形)火山(shieldcone)熔巖錐火成巖的成分及分類一、火成巖的化學(xué)成分

地殼中的所有元素在火成巖中均有發(fā)現(xiàn)。根據(jù)其含量及在巖漿作用過(guò)程中的行為不同。組成火成巖的元素分為主要元素、微量元素和同位素三類。這些元素在火成巖的研究中具有重要意義，其中主要元素用于火成巖分類。

主要元素的分析結(jié)果一般以氧化物質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的形式給出，它們是SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5、和H2O，據(jù)不同的需要，還可加測(cè)Cr2O3、ZrO2、CO2等，這些氧化物的含量一般大于0.1%，總和占火成巖平均化學(xué)成分的98%。也是地核、地幔及地殼的主要組成。

二、礦物成分

火成巖中的礦物成分受控于巖漿的化學(xué)成分及結(jié)晶條件，因而了解巖石的化學(xué)成分和巖石的成因都有重大的意義，也是火成巖分類和定名的依據(jù)。1．

礦物成分分類

火成巖中常見(jiàn)的礦物不過(guò)二十多種。其中構(gòu)成巖石主體，在火成巖分類命名中起作用的是石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、似長(zhǎng)石（白榴石、霞石）、橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、白云母等。這些礦物據(jù)化學(xué)成分可分為兩類：硅鋁礦物：礦物中SiO2與Al2O3的含量較高，不含F(xiàn)eO和MgO，包括石英類、長(zhǎng)石類及似長(zhǎng)石類。它們基本不含色素原子，顏色較淺，又稱為淺色礦物。鎂鐵礦物：礦物中FeO、MgO的含量較高，包括橄欖石類、輝石類、角閃石類及黑云母類。這些礦物的顏色一般較深，又稱為暗色礦物。暗色礦物在火成巖中的含量（體積百分?jǐn)?shù)）通常稱為色率，是火成巖鑒定和分類重要標(biāo)志之一，如色率隨巖石酸度的變化情況大致為：超基性巖色率>90，基性巖色率=40-90、中性巖色率=15-40、酸性巖色率<15。

根據(jù)礦物在巖漿巖中的含量及在巖漿巖分類中的作用，可分為三類：主要礦物：指在巖石中含量多，并在確定巖石大類名稱上起重要作用的礦物。例如，一般花崗巖的主要礦物是石英和長(zhǎng)石。次要礦物：在巖石中含量一般不超過(guò)15%，對(duì)于劃分巖石大類不起作用，但對(duì)確定巖石種屬起一定作用。例如，在閃長(zhǎng)巖類中，石英為次要礦物。副礦物：在巖石中含量很少，通常不到1%，在一般巖石分類命名中不起作用。例如，磁鐵礦、榍石、磷灰石等都是副礦物。三、火成巖的分類命名2.以SiO2為指標(biāo)的簡(jiǎn)單分類正長(zhǎng)石石英斜長(zhǎng)石輝石橄欖石角閃石黑云母酸性中性基性超基性>66%53-6645-53<45%3.國(guó)際地科聯(lián)推薦的定名方案a適用于中酸性巖 色率<90(石英＋長(zhǎng)石＋似長(zhǎng)石>10%)Quartz-richGranitoid909060602020AlkaliFs.QuartzSyeniteQuartzSyeniteQuartzMonzoniteQuartzMonzodioriteSyeniteMonzoniteMonzodiorite(Foid)-bearingSyenite5103565(Foid)-bearingMonzonite(Foid)-bearingMonzodiorite90AlkaliFs.Syenite(Foid)-bearingAlkaliFs.Syenite10(Foid)Monzosyenite(Foid)Syenite(Foid)Monzodiorite(Foid)GabbroQtz.Diorite/Qtz.Gabbro510Diorite/Gabbro/Anorthosite(Foid)-bearingDiorite/Gabbro60(Foid)olitesQuartzoliteGraniteGrano-dioriteTonaliteAlkaliFeldsparGraniteQAPF60石英堿性長(zhǎng)石斜長(zhǎng)石似長(zhǎng)石3.國(guó)際地科聯(lián)推薦的定名方案b適用于基性巖Anorthosite斜長(zhǎng)石輝石橄欖石90b,適用于基性巖:C,適用于超基性巖:ol(橄欖石)cpx(單斜輝石)opx(斜方輝石)HarzburgiteWehrlite90401010橄欖巖類輝石巖類純橄欖巖單輝橄欖巖二輝橄欖巖橄欖二輝巖方輝橄欖巖二輝輝石巖橄欖方輝輝石巖橄欖單輝輝石巖方輝輝石巖單輝輝石巖3.國(guó)際地科聯(lián)推薦的定名方案鐵鎂礦物含量與巖石類型鐵鎂礦物%（色率）巖石名稱0-15長(zhǎng)英質(zhì)巖Felsic15-40中性巖Intermediate40-90鎂鐵質(zhì)巖Mafic>90超鎂鐵質(zhì)巖Ultramafic注意：超鎂鐵質(zhì)巖超基性巖角閃石：SiO2>45%,故角閃石巖是超鎂鐵巖，但不是超基性巖d適用于火山巖3.國(guó)際地科聯(lián)推薦的定名方案Q石英堿性長(zhǎng)石AP斜長(zhǎng)石F似長(zhǎng)石60201060火成巖TAS分類圖（IUGS,1989)

以全巖的主要化學(xué)為定名依據(jù)，更加適合隱晶質(zhì)的火山巖（Q+K-fs)（Q+Pl)（K-Fs)（Pl,K-Fs)（Pl+Am/Py/Ol)火山巖可根據(jù)斑晶類型簡(jiǎn)易定名：4.巖漿巖劃分類別小結(jié)產(chǎn)狀結(jié)構(gòu)成分（SiO2含量）酸性中性基性超基性色率淡色中色暗色代表礦物Qtz,K-fs,Na-PlNa-CaPl,AmpCa-Pl,PyPy,Ol侵入巖顯晶質(zhì)花崗巖閃長(zhǎng)巖輝長(zhǎng)巖橄欖巖噴出巖火山熔巖半晶質(zhì)流紋巖安山巖玄武巖苦橄巖斑晶Qtz,K-fs,Na-CaPl,AmpCa-Pl,Py，OlOl多孔狀浮巖火山渣玻璃質(zhì)黑曜巖火山碎屑巖粗粒集塊巖中?；鹕浇堑[巖細(xì)粒凝灰?guī)r產(chǎn)狀結(jié)構(gòu)成分（SiO2含量）酸性中性中性色率淡色中色代表礦物Qtz,K-fs,Na-PlK-fs,AmpPl,K-fs侵入巖顯晶質(zhì)花崗閃長(zhǎng)巖正長(zhǎng)巖二長(zhǎng)巖噴出巖火山熔巖半晶質(zhì)英安巖粗面巖粗安巖斑晶Qtz,K-fs,Na-PlK-fs,AmpPl,K-fs據(jù)火成巖礦物組合

確定巖石名稱與主量元素結(jié)合礦物化學(xué)資料，可以由巖石的主要實(shí)際礦物含量/最主要氧化物含量(%)估計(jì)出對(duì)應(yīng)的巖石大類和最主要礦物含量(%)/最主要實(shí)際礦物組合橄欖石斜方輝石普通輝石角閃石黑云母石英鉀長(zhǎng)石斜長(zhǎng)石霞石（Fe,Mg）2SiO4（Fe,Mg）SiO3(CaNa)(MgFeAl)(AlSi)2O6CaNaK(Mg,Fe)4(Al,Fe)((SiAl)4O11)2(OH)2K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2SiO2KAlSi3O8NaAlSiO3O8/CaAl2Si2O8NaAlSiO4SiO240%MgO49%SiO254%SiO252%SiO248%SiO239%K2O10%SiO2100%SiO265%K2O17%SiO269-43%SiO242%Na2O22%含量計(jì)算實(shí)例：鉀長(zhǎng)石SiO2含量(%)＝（×6×SiO2/(6×SiO2+K2O+Al2O3)）=(6×60.1/((6×60.1+94.2+102))=0.65=0.65%常見(jiàn)造巖礦物化學(xué)成分據(jù)火成巖礦物組合確定巖石名稱與主量元素在課程學(xué)習(xí)中，完成下表：實(shí)習(xí)課分班實(shí)習(xí)時(shí)間：下周一開始分班：共5個(gè)實(shí)習(xí)班021121、021122、021123、021124四個(gè)實(shí)習(xí)班第30位之后的，參加綜合班的實(shí)習(xí)。重修的同學(xué)。。。超基性5.1一般特征5.1.1超基性巖(1)

化學(xué)成分:

低硅:

SiO2<45%,硅酸不飽和巖石

（K2O+Na2O）<1%,CaO+Al2O3

高:FeO,MgO(2)主要礦物：橄欖石(ol)、輝石(py)(3)次要礦物：角閃石(hb)、黑云母(bi)、斜長(zhǎng)石(pl)(4)色率>70,(5)產(chǎn)狀：（a）呈層狀產(chǎn)于鎂鐵質(zhì)雜巖體中，如南非最大的Bushveld侵入體;（b）分布在環(huán)狀超鎂鐵質(zhì)-鎂鐵質(zhì)雜巖體中心，如阿拉斯加環(huán)狀雜巖體，（c）構(gòu)成基性堿性雜巖的一部分;

（d）蛇綠巖套:西藏,秦嶺和Alps造山帶;

（e）在玄武巖和金伯利巖中呈捕虜體，中國(guó)東部。巖石類型:ol(橄欖石)cpx(單斜輝石)opx(斜方輝石)HarzburgiteWehrlite90401010橄欖巖類輝石巖類純橄欖巖單輝橄欖巖二輝橄欖巖橄欖二輝巖方輝橄欖巖二輝輝石巖橄欖方輝輝石巖橄欖單輝輝石巖方輝輝石巖單輝輝石巖主要巖類(1)

橄欖巖類(2)

輝石巖類次要巖類(3)

角閃石巖類(4)

黑云母巖類自然界多為上述4種的過(guò)渡類型ol(橄欖石)cpx(單斜輝石)opx(斜方輝石)HarzburgiteWehrlite90401010橄欖巖類輝石巖類純橄欖巖單輝橄欖巖二輝橄欖巖橄欖二輝巖方輝橄欖巖二輝輝石巖橄欖方輝輝石巖橄欖單輝輝石巖方輝輝石巖單輝輝石巖典型巖石:

橄欖巖—超基性侵入巖（1）外貌：較深的色調(diào)－暗灰－暗綠等（2）主要礦物:Ol+Py（橄欖石+輝石）

(橄欖巖)(輝橄巖)（3）次要礦物:Hb,Pl(基性斜長(zhǎng)石)，Bi（4）副礦物:磁鐵礦，鈦鐵礦，尖晶石，鉻鐵礦，磷灰石

（5）結(jié)構(gòu):粒狀，粗-中粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)（6）構(gòu)造：塊狀帶狀

（7）產(chǎn)狀：超基性巖體，堿性玄武巖中包體，如漢諾壩（8）次生變化：

由于H2O、CO2、SiO2的加入，形成新的更穩(wěn)定礦物

蛇紋石化、碳酸鹽化（滑石菱鎂巖）例1：水化

2Mg2SiO4+3H2O=

Mg3Si2O5(OH)4+

Mg(OH)2

Ol(橄欖石)

Serpent(蛇紋石)

水鎂石

例2：水化和硅化

3Mg2SiO4+SiO2+4H2O

=

2Mg3Si2O5(OH)4

Ol(橄欖石)

Ser(蛇紋石)

例3：碳酸鹽化

2Mg2SiO4+

2H2O

+CO2

=

Mg3Si2O5(OH)4+MgCO3

Ol(橄欖石)

Ser(蛇紋石)(菱鎂礦)

2Mg3Si2O5(OH)4+

3CO2

Ol(橄欖石)

=

Mg3Si4O10(OH)2+3MgCO3+3H2O

ser(蛇紋石)(菱鎂礦)地幔橄欖巖的P-T圖解.克拉通地溫線大洋地溫線純橄欖巖橄欖巖（地幔巖）石榴石橄欖巖輝石巖科馬提巖金伯利巖(1)化學(xué)成分：SiO2(45-53%)

、K2O、Na2O，MgO、FeO(2)礦物成分:

主要礦物：Py+Pl(基性斜長(zhǎng)石)（~1:1）次要礦物:Ol，Hb,Bi(黑云母)，稀少:Q(quartz,石英)、Kf(K-feldspar,鉀長(zhǎng)石)(3)色率:40-90基性巖類主要基性侵入巖(1)輝長(zhǎng)巖(a)

顏色:黑色，深灰，灰(b)結(jié)構(gòu)：中粗粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)—

輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)(Gabbrotexture）：

指基性斜長(zhǎng)石和輝石自形程度相同，都呈半自形或他形顆粒，是從巖漿同時(shí)析出的結(jié)果。是基性深成巖相的典型結(jié)構(gòu)輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)PlPyPyPyPyPlMtMtMt(c)

構(gòu)造：塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造（Pl/Py）

(d)礦物組成

主要：pl+py(斜長(zhǎng)石+輝石)（1:1）

Pl—An>50的拉長(zhǎng)石（50-70號(hào)）、

培長(zhǎng)石（70-90號(hào)），多呈厚板狀，

有清晰的雙晶紋；

Py—多呈半自形-他形晶粒.

次要：Ol,Hb,Bi

副礦物:磁鐵礦，鈦鐵礦，鉻鐵礦等

(e)次生變化

輝石

陽(yáng)起石，透閃石

斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石,綠簾石(f)輝長(zhǎng)巖的亞類（a）色率：巖石命名：（b）據(jù)次要礦物:橄欖輝長(zhǎng)巖、角閃輝長(zhǎng)巖（C）據(jù)特征礦物：蘇長(zhǎng)巖—紫蘇輝石 橄長(zhǎng)巖——Ol+Pl類型鐵鎂礦物硅鋁礦物Note暗色輝長(zhǎng)巖>65%<35%向超基性巖過(guò)渡輝長(zhǎng)巖35-6565-35典型輝長(zhǎng)巖:Py:Pl=58:42淺色輝長(zhǎng)巖10-3590-65斜長(zhǎng)巖<10>90蘇長(zhǎng)巖紫蘇輝石（opx)＋Pl(2)

輝綠巖—淺成侵入體(a)顏色：深綠,黑色(b)礦物:

主要：pl+py(1:1