巖漿巖巖石學(xué)

第一章緒論

（1）地球上存在著大量火山（活火山、死火山、休眠火山）

T/tfJitandiandifuir

PrincipUValca^i

VMirstMolokai

LANAI

KAHOOLAWErakaki

（2）.現(xiàn)代火山噴發(fā)

（3）.火山噴溢產(chǎn)物一揮發(fā)份、碎屑

(1)地球的圈層結(jié)構(gòu)

GEMLAB1

InitialCondition(sta^e119>

（2）巖漿得起源條件

回用

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口

義

研究意

漿及其

（3）巖

別特征

及其鑒

石類型

?巖

組合

系列與

?巖石

因

石成

?巖

?巖漿作用與構(gòu)造環(huán)境

?火成巖巖石探針與當(dāng)代地球科學(xué)前緣

Back-arc

marginalbasin

(4)基本概念

?巖石：天然產(chǎn)出的，由一種或多種礦物或火山玻璃、生物遺骸、膠體組成的固態(tài)集

合體

?巖漿巖:它是由地殼深處或上地幔中形成的高溫熔融的巖漿，在侵入地下或噴出地表冷

凝而成的巖石

?巖石學(xué)：是專門研究地殼、地幔及其它星體產(chǎn)出的巖石的分布、產(chǎn)狀、成分、結(jié)構(gòu)、

構(gòu)造、分類、命名、成因、演化等方面的科學(xué)a.巖類學(xué)：或稱描述巖石學(xué)或巖相學(xué)，它主

要是研究巖石的產(chǎn)狀、分布、組成、分類、命名等方面的問題b.巖理學(xué)：又稱理論巖石學(xué)

或成因巖石學(xué)，它主要是研究巖石的形成條件及成因等方面的問題

?巖漿巖巖石學(xué)：是研究巖漿的起源、運(yùn)移、演化、結(jié)晶及巖漿巖的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)

造、產(chǎn)狀、分布、分類、命名、共生組合、成因機(jī)理及與構(gòu)造、礦產(chǎn)關(guān)系等的一門獨(dú)立科

學(xué)

（5）巖漿巖不同于沉積巖和變質(zhì)巖的主要判別標(biāo)志

?巖漿巖大部分為塊狀的結(jié)晶巖石，部分為玻璃質(zhì)巖石?具有玻璃質(zhì)的巖石一般是巖

漿巖，只有極少數(shù)情況下，在強(qiáng)烈斷裂帶內(nèi)才有?；瘞r.

?巖漿巖中有一些特有的礦物和結(jié)構(gòu)構(gòu)造。霞石、白榴石、氣孔、杏仁構(gòu)造。

?巖漿巖體與圍巖間一般都有明顯的界線，呈各種各樣的形態(tài)存在在于地層中，有的

平行，有的切穿圍巖的層理和片理。

?巖體中常含有圍巖碎塊（捕虜體），這些被捕虜?shù)膰鷰r碎塊和圍巖常遭受熱變質(zhì)作

用。

?各地質(zhì)時(shí)期形成的主要巖漿巖類，大部分都可以找到與其化學(xué)成分近似的現(xiàn)代火山

石O

?巖漿巖中沒有任何生物遺跡。

（6）關(guān)于巖漿的討論

?巖漿的概念

巖漿是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、含有揮發(fā)份的熔

融體（熔體）。

少數(shù)情況下有:

碳酸鹽巖漿

金屬硫化物及金屬氧化物巖漿

?巖漿的成份

主要成分：硅酸鹽

SiO2,AI2O3,FeO,Fe2O3,MgO,CaO,Na2O,K2O,H2O

SiO2=40%?75%

揮發(fā)份(<6%)H2O,CO2,CO,N2,SO2,SO3,H2S,HCI,H2F

成礦金屬元素

?巖漿的溫度

a.觀察現(xiàn)代熔巖流的溫度通常：700℃?1200℃基性熔巖：1025℃?1225℃酸性熔

巖：735℃?890℃

b.研究地質(zhì)溫度計(jì)：某些造巖礦物的形成溫度和相變溫度可以間接推測(cè)研究結(jié)晶時(shí)的

溫度。例如：方石英轉(zhuǎn)變?yōu)轺[石英：1470℃正長(zhǎng)石分解為白榴石和二氧化硅：1170℃

普通角閃石暗化：1050℃大氣壓下黑云母分解、喑化：1050?840℃鱗石英轉(zhuǎn)變?yōu)锽一石

英：870℃棕色角閃石轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色角閃石：75(TCB-石英轉(zhuǎn)變?yōu)镼—石英：575℃

C.熔化巖漿巖的方法通過巖漿巖的重熔和再結(jié)晶實(shí)驗(yàn)，也可得知其大致溫度。一個(gè)大

氣壓下，玄武巖開始結(jié)晶的溫度為1235?1160℃完全結(jié)晶是1060C。一個(gè)大氣壓下，花

崗巖的熔點(diǎn)為950±50℃

d.玻璃包裹體均一法測(cè)溫霞石巖中橄欖石均一溫度為1220?1290℃輝石均一溫度

為1120?1280℃流紋巖中石英均一溫度為790?1220℃透長(zhǎng)石均一溫度為1100?120

0℃

e.地質(zhì)溫度計(jì)及地質(zhì)壓力計(jì)熱力學(xué)、巖石物理化學(xué)、實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)資料能斯特分配定律

平衡共生礦物有成分分配函數(shù)計(jì)算礦物結(jié)晶溫度二長(zhǎng)石溫度計(jì)、二輝石溫度計(jì)、鈦鐵氧化物

溫度計(jì)等

?巖漿的粘度

粘度：是液體或半流體流動(dòng)的難易程度。單位：Pa.S帕斯卡.秒）（相當(dāng)于20度時(shí)水

的粘度的1000倍）。

影響粘度的因素：

a.氧化物：SiO2,AI2O3,Cr2O3的存在使粘度增加，尤其SQ2。因此，基性巖粘度小，

以溢流為主：酸性巖粘度大，多以爆發(fā)形式為主。

b.揮發(fā)份：其存在將顯著降低巖漿粘度。揮發(fā)份增加，粘度降低。

C.溫度：溫度升高，粘度降低。

d.壓力：對(duì)于不含水的干巖漿，壓力升高，粘度增加。對(duì)于富水巖漿，較為復(fù)雜:

I.壓力噌加，揮發(fā)份溶解度噌加，粘度降低；

II.壓力達(dá)到一定值，揮發(fā)份飽和，粘度隨壓力升高而增加.

（7）巖漿作用

?地下深處的巖漿，在其揮發(fā)份和地質(zhì)應(yīng)力的作用下，沿構(gòu)造脆弱帶上升到地殼上部或

地表，巖漿上升運(yùn)移過程中，由于物理化學(xué)條件的改變，又不斷地改變自己的成分，最后凝

固成巖漿巖，這一復(fù)雜過程，稱為巖漿作用。

?侵入地殼之中一侵入作用一侵入巖

?噴出地表一噴出作用一噴出巖

第二章巖漿巖的物質(zhì)成分

一、巖漿巖的化學(xué)成份

1.造巖元素：O,Si,AI,Fe,Mg,Ca,Na,K,Ti等，其總和約占巖漿巖總重量的99.25%氧的

含量最高，占巖漿巖重量的46.59%,占體積的94.2%

2,次要元素：P,H,Mn,B等

3.以氧化物表示：

SiO2,AI2O3,Fe2O3,FeO,MgO,CaO,K2O,Na2O和H20等9種最重要，占巖漿巖平均化學(xué)

成分的98%左右.

SiO234?75%少數(shù)可達(dá)80%

AI2O310-20%在純橄欖巖中較低

MgO1-25%

CaO0-15%但某些輝長(zhǎng)巖中達(dá)23%

Fe2O3+FeO0.5?15%一般FeO>Fe2O3

Na2O0-15%霞石巖中可達(dá)19.48%

K20一般<10%白榴石巖中可達(dá)17.94%

H20+（結(jié)晶水）和H20-（吸附水）一般<2%個(gè)別達(dá)10%

TiO20?2%很少超過5%

P2O50?0.5%很少超過3%

MnO0-0.3%很少超過2%

4.Si02是最重要的成分。是巖石酸性程度（基性程度）的標(biāo)志。

超基性巖SiO2<45%

基性巖SiO2=45?53%

中性巖SiO2=53?66%

酸性巖SiO2>66%

5.巖漿巖化學(xué)成分變化規(guī)律

SiO：重:鼠％

6.微量元素

巖漿中存在大量微量元素：Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Ba、

Ta、Pb、Th、U等

微量元素豐度及其比值（如K/Rb、K/Ba、Rb/Sr、Nb/Ta,Th/U等），對(duì)探討巖石成

因和巖漿演化有重要意義。

7,同位素及其比值

Sr87/Sr86,Pb206/Pb204,Pb207/Pb204,018/016,S34/S32等

同位素豐度及其比值對(duì)于探討巖漿起源及其演化具有重要意義.

二、巖漿巖的礦物成份

?巖漿巖的礦物成分，對(duì)于了解巖石的化學(xué)成分、生成條件，以及巖石成因都有重大意義。

同時(shí)，它也是巖漿巖分類和鑒別的主要依據(jù)。

?組成巖漿巖的礦物，常見的不過20幾種，這些構(gòu)成巖石的礦物統(tǒng)稱為造巖礦物。

（一）、硅鋁礦物和鐵鎂礦物

?1.硅鋁礦物：SiO2和AI2O3含量較高，不含鐵鎂。如石英、長(zhǎng)石類及似長(zhǎng)石類。這些

礦物顏色均較淺，所以又叫淺色礦物。

2鐵鎂礦物：FeO與MgO含量較高，SQ2含量較低。如橄欖石、輝石類、角閃石類和

黑云母類。這些礦物顏色一般較深，所以又叫暗色礦物。

?3.色率：巖漿巖中暗色礦物的百分含量稱為色率。

,4.淺色巖：習(xí)慣上把花崗巖、正長(zhǎng)巖等淺色礦物占優(yōu)勢(shì)的巖石稱為淺色巖。其色率在。?

30之間。

,5.暗色巖：色率在60?100,以暗色礦物占優(yōu)勢(shì)的巖石稱為暗色巖。如橄欖巖、輝長(zhǎng)

巖等。

,6.根據(jù)色率:可以粗略判斷巖石的成分和酸性程度。

（二）、主要礦物、次要礦物、副礦物

-1.主要礦物：在巖石中含量眾多，對(duì)于確定巖石名稱是不可缺少的，在分類命名上起

主要作用。如石英、鉀長(zhǎng)石是花崗巖的主要礦物。

■2.次要礦物：在巖石中含量次于主要礦物，對(duì)于劃分巖石大類不起主要作用，但對(duì)確

定巖石種屬起一定作用的那些礦物。如閃長(zhǎng)巖中的石英，含量約2%,沒有石英也叫閃長(zhǎng)巖;

當(dāng)石英5%時(shí)，則叫石英閃長(zhǎng)巖。

13.副礦物：含量很少，常小于1%,個(gè)別情況可達(dá)5%,在一般的分類命名中均不

起作用。但它們對(duì)于了解一個(gè)巖體的形成條件，對(duì)比不同巖體，確定巖體時(shí)代以及研究稀散

元素有重要意義。

（三）、巖漿巖礦物的成因類型按礦物形成階段及形成時(shí)的物理化學(xué)條件劃分

-1.原生巖漿礦物：巖漿冷凝過程中形成的礦物。按成因特點(diǎn)又可分為以下三類：

正常礦物：直接從巖漿中結(jié)晶出來而且在巖石形成過程中穩(wěn)定的礦物。

殘余礦物和反應(yīng)礦物：礦物從巖漿中析出后，因溫度、壓力、成分等發(fā)生變化，使這些

礦物受到部分溶蝕、反應(yīng)或分解。其中尚未遭受變化的殘余部分叫殘余礦物；已經(jīng)受反應(yīng)、

分解而形成的新礦物稱反應(yīng)礦物。如橄欖石的輝石反應(yīng)邊。

-2.成巖礦物：在巖漿完全結(jié)晶后，由于外界物理化學(xué)條件的變化（主要是溫度和壓力

的降低），使原生巖漿礦物發(fā)生轉(zhuǎn)變而新形成的礦物叫成巖礦物。如透長(zhǎng)石一正長(zhǎng)石。

-3.巖漿期后礦物：在巖漿已基本上凝固成固體的巖石后，由于受殘余揮發(fā)份和巖漿期

后溶液作用而生成巖漿期后礦物。它們往往交代原生礦物或充填在礦物的孔隙及晶洞中。

?4.它生礦物：它們是由于巖漿同化了圍巖和捕虜體所引起的。這類礦物的形成反映了

巖漿中外來組分的參與。如富鋁礦物紅柱石、堇青石、矽線石就是巖漿同化了富鋁圍巖的產(chǎn)

物。

-5.外生礦物：巖漿受外營(yíng)力，如地表風(fēng)化形成的礦物，也稱表生礦物。如絹云母、高

嶺石。巖漿期后礦物，尤其是一些自變質(zhì)礦物常常與外生礦物難以區(qū)別，鏡下無法區(qū)分時(shí)，

統(tǒng)稱為次生礦物。

（四）、礦物共生組合規(guī)律及其與化學(xué)成分的關(guān)系

-1.SQ2含量對(duì)礦物共生組合的影響

石英一游離的SiO2結(jié)晶產(chǎn)物一巖漿中SiO2過飽和指示礦物鎂橄欖石一巖漿中SiO2

不足（不飽和）指示礦物

巖漿中石英與鎂橄欖石不共生

Mg2SiO4+SiO2MgSiO3（1557℃）鎂橄欖石液相頑火輝石

霞石、白榴石等似長(zhǎng)石類礦物與石英不共生

NaAISiO4+2SiO2NaAISi3O8

霞石液相鈉長(zhǎng)石

KAISiO4+2SiO2KAISi3O8

白榴石液相正長(zhǎng)石

飽和礦物：巖漿中可以與石英共生的礦物。

不飽和礦物：巖漿中不能與石英共生的礦物。

過飽和巖石飽和巖石不飽和巖石

花坪

肉長(zhǎng)

閃石巖

雙長(zhǎng)英爾

石正花內(nèi)閃

巖綠

正長(zhǎng)冏流長(zhǎng)長(zhǎng)

長(zhǎng)料

巖冷欣巖計(jì)橄

冷植

粗流英英安玄住

理橄橄

面放安安山武

響長(zhǎng)植機(jī)

巖巖巖巖巖巖巖啟巖

巖

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■圖

化簡(jiǎn)

分變

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巖礦

巖漿

組合

物共生

漿巖礦

型的巖

六種典

大量鎂

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堿，

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少，

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性巖，

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