岩石学简明教程课件.ppt

1、绪绪 论论一、岩石及岩石学的概念 岩石是天然产出的由一种或多种矿物（包括火山玻璃、生物遗骸、胶体组成的固态集合体。 岩石按成因可分为三大类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。绪绪 论论( (续续1) ) 岩石学是地质学领域的一门重要的分支学科。是研究地壳、地幔及其它星体产出的岩石分布、产状、成分、结构、构造、分类、命名、成因、演化等方面的科学。 岩石学的三个相对独立的分支：岩浆岩岩石学、沉积岩岩石学、变质岩岩石学。 绪绪 论论( (续续2) )绪绪 论论( (续续3) )二、 岩石学与其它学科的关系 岩石学是地质学科领域的基础学科。它既要结晶学、矿物学等学科的知识为基础，其本身又是矿床学、构造地质学、地

2、史学、矿产勘查学等学科的基础。 地质学以地壳为研究对象，并从中获取地球发展演变、气候变化、生物进化、矿产分布等方面的信息，使之为国民经济建设的各领域服务。地壳中的岩石就是书写了上述信息的“天书”。地质工作者必需具备阅读这本“天书”的本领。 岩石学是地质类专业的一门重要的专业基础课三、 岩石学的研究方法 （一）野外地质学方法 主要是通过野外地质制图，剖面测制，对岩石的成分、结构、构造、产状、时代、生成顺序、各类岩石的共生组合、岩相变化以及岩体与矿产的关系等作详细的研究、描述，同时采集适当的标本样品，以供室内进一步研究之用。 （二）室内研究方法 目前采用的方法有： 1）岩相学研究， 2）岩石化学方

3、法， 3）实验岩石学方法。 绪绪 论论( (续续4) )学习目的及要求： 1、掌握岩浆与岩浆岩的概念。 2、掌握岩浆岩的物质组成、结构、构造等基本特征。 3、了解岩浆岩的产状特点。 4、掌握岩浆岩的分类及命名原则。 第第1篇岩浆岩篇岩浆岩1.1岩浆岩浆1.1.1 岩浆的概念岩浆的概念产生于上地幔和地壳深处，含挥发分的高温粘稠的主要成分为硅酸盐的熔融物质称之为岩浆（magma)1.1.2岩浆的成分岩浆的成分岩浆的成分主要是硅酸盐物质，只有少数火山曾喷出过碳酸盐岩浆。硅酸盐熔浆中存在着大量的氧、硅和其他多种元素，这些元素各以不同的形式和硅氧四面体组成多种状态的络阴离子团，随着这些离子团凝聚态的变化

4、，岩浆的活动态势也就不同。岩浆还含有挥发分，在岩浆中的含量一般不超过6，主要是水蒸气(约占挥发分总量的60-90)，其次是C02、C0、S02、HCl、H2S、N2、HF等。挥发分在地下深处高温高压下的岩浆中是呈溶解状态的，一旦喷达地表，就会急速地逸出，形成火山喷气。1.1.3岩浆的性质岩浆的性质1.1.3.1岩浆的温度岩浆的温度根据对火山熔岩流的直接测定和对熔岩熔融与结晶温度的观察，通常在700-1200。但不同成分的岩浆其温度不同，玄武岩浆的温度要高些，多为l0251225；安山岩浆的温度低些，为900一1000；酸性岩浆的温度最低，只有735890。而处于地下深处的岩浆，可由矿物的结晶、

5、转化温度和其它的方法间接推知。一般认为地下深处正在结晶的岩浆比喷达地表的同成分岩浆的温度要低些。1.1.3.2岩浆的粘度岩浆的粘度 粘度是岩浆的重要特征之一，它反映了岩浆熔体的流动性能。岩浆的粘度主要取决于岩浆的化学成分、挥发分、温度和压力等因素。一般来说，岩浆中Si02含量愈高，则岩浆的粘度也就愈大。如酸性的流纹岩浆，因富Si02，粘度就大；而基性的玄武岩浆因贫Si02 ，粘度就小。岩浆中挥发分（主要为水）增加，可以降低岩浆的粘度 。岩浆的粘度随岩浆的温度升高而变小，温度降低，粘度增大。至于压力对岩浆粘度的影响，对于基本不含水的干岩浆来说，压力愈大，粘度也就愈大。但由于压力增加，挥发分在岩浆

6、中的溶解度也增大，从而会降低岩浆的粘度。 岩浆的粘度不仅影响到岩浆的活动,而且对岩浆的结晶、分异、成矿都有重要的影响。1.2岩浆岩及其分类岩浆岩及其分类由岩浆冷凝固结后形成的岩石称为岩浆岩。岩浆岩通常分为侵入岩和喷出岩两大类。侵入岩：是指岩浆在地下不同深度冷凝固结形成的岩石。根据其形成深度的不同，可进一步分为深成岩和浅成岩。喷出岩：是指岩浆沿火山通道喷出地表形成的岩石，又称为火山岩。它又可分为两类岩石，一类是由岩浆沿火山通道喷溢地表冷凝固结而形成，称为熔岩，另一类是由火山爆发出来的各种岩石碎块、晶屑、岩浆团块等各种火山碎屑物质堆积(冷凝)而形成，称为火山碎屑岩。此外，与火山作用有关的充填于火山

7、通道中或侵入其周围邻近的浅成一超浅成侵入岩，专称为次火山岩。1.3 1.3 岩浆岩的物质成分岩浆岩的物质成分1.3.1 岩浆岩的矿物成分岩浆岩的矿物成分 岩浆岩除少数由玻璃质组成外，都是由矿物组成的。矿物成分既可反映岩石的化学成分，又可反映岩石的特征和成因，所以研究岩浆岩都特别重视矿物成分的研究，并常作为岩浆岩分类定名的主要依据。组成岩浆岩的矿物，一般统称为造岩矿物。常见的造岩矿物只有十多种. 除了纯橄榄岩之外，各类岩浆岩中长石分布最广，其次是石英。因此，这两类矿物就成了岩浆岩的鉴别和分类的重要依据之一。1.3.1.1按矿物的含量和在岩石分类命名中的作用可分为按矿物的含量和在岩石分类命名中的作

8、用可分为主要矿物是岩石中含量较多的矿物，一般都在10以上。它们是划分岩石大类的依据，如花岗岩中的钾长石和石英，没有它们就不能定名为花岗岩。次要矿物是岩石中含量不多的矿物，一般都在10以下。它们对划分岩石大类不起作用，但可作为确定岩石种属的依据，如石英闪长岩中的石英，黑云母花岗岩中的黑云母。副矿物是岩石中含量很少的矿物，通常不到l，偶尔可达5。如磷灰石、磁铁矿、榍石、锆石等。它们在岩石的分类和命名中一般不起作用。但偶尔可用作定种属名称，如榍石花岗岩。可它们的存在，能反映岩浆岩的含矿性和生成条件等方面的一些特征，对确定岩浆岩形成的时代也可提供一些依据。1.3.1.2据矿物的颜色可将矿物可分为据矿物

9、的颜色可将矿物可分为浅色矿物它们的化学成分中含SiO2和Al203。较高，不含镁、铁，故又称硅铝矿物，如：石英、长石类和似长石类等。深色矿物它们的化学成分中富含镁、铁成分， SiO2含量较低，故又称铁镁矿物，深色矿物如橄榄石类、辉石类、角闪石类和黑云母类等。色率深色矿物在岩石中的百分含量称为岩石的色率，又称颜色指数。它是肉眼鉴定岩石的重要指标，可大致判断岩石的类别和推知岩石的化学性质。 一般来说，色率越高，岩石越基性。1.3.1.3 岩浆岩矿物的成因分类岩浆岩矿物的成因分类 1）原生矿物：在岩浆结晶过程中所形成的矿物，如橄榄石、辉石、角闪石、云母、长石、石英等。也包括部分岩浆作用晚期析出的富含

10、挥发份的矿物，如电气石、萤石等。 2）他生矿物：一般在正常的岩浆岩中不出现，多半是由于岩浆同化了围岩和捕虏体使其成分发生变化而形成的。如钙铁榴石、硅灰石等。堇青石、红柱石等富铝矿物。 3）次生矿物：在岩浆岩形成后，由于受到风化作用或岩浆期后热液蚀变作用，原生矿物发生变化而形成的新矿物，称次生矿物。如蛇纹石或伊丁石、绿泥石、高岭石等。1.3.2岩浆岩的化学成分岩浆岩的化学成分地壳中存在的所有元素在岩浆岩中几乎都有存在，但最主要的是0、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti、Mn、P、H等十二种元素，占地壳总质量的99以上，称之为主要造岩元素。岩浆岩的化学成分常用这些元素的氧化物质量百分数来

11、表示。绝大多数岩浆岩以SiO2含量为最多，其次为Al203 。它们的变化常反映了岩浆岩的化学性质并影响矿物成分。因此，在研究岩浆岩时，常依含量，将岩浆岩划分为不同的类型，即SiO265为酸性岩。岩浆岩中的主要造岩氧化物含量变化是有规律的，从超基性岩至酸性岩，随着SiO2增加，Fe0、Mg0逐渐减少渐显增加；Ca0和Al203 由超基性的纯橄榄岩至基性的辉长岩增加较大，随后向酸性的花岗岩则减少。1.3.2岩浆岩的化学成分（续）岩浆岩的化学成分（续）1.3.3岩浆岩的矿物共生组合规律以及与化学成分的岩浆岩的矿物共生组合规律以及与化学成分的关系关系1.3.3岩浆岩的矿物共生组合规律以及与化学岩浆岩的

12、矿物共生组合规律以及与化学成分的关系成分的关系（续续）不同成分的岩浆岩中矿物共生的规律： 1、超基性岩类：SiO2含量45，富含MgO、FeO，而K2O、Na2O含量少，因此反映在矿物成分上，就以铁镁矿物为主，一般含量可达 90%，主要是橄揽石、辉石，而长石含量很少或无。 2基性岩类：SiO2含量为4552，随着SiO2含量的增加，FeO、MgO较基性岩少，Al2O3、CaO含量则增，因此出现了辉石和基性斜长石共生，且含量近于相等。 3中性岩类：SiO2含量为5266，FeO、MgO、CaO含量均较前者减少，而K2O、Na2O的含量却相对增加，因而出现了角闪石与中性斜长石共生，铁镁矿物则降低至

13、 30左右。另外还有一类较富含K20和Na2O的中性岩（正长岩类），则出现铁镁矿物和碱性长石的共生。 4酸性岩类: SiO2含量 66%，FeO、Mgo、CaO含量大大减少，而K2O、Na2O则明显增加，因此出现了石英、钾长石、酸性斜长石、黑云母等共生现象，其中铁镁矿物一般仅占10左右。 5碱性岩类: K2O、Na2O含量高，而SiO2含量较低，这类岩石的特点，是在暗色矿物中出现碱性辉石、碱性角闪石（都含Na），在浅色矿物中常出现SiO2不饱和的霞石，白榴石等。便能看出化学成分变化反映在矿物组合上的规律性。1.4 岩浆岩的结构和构造岩浆岩的结构和构造 岩石的结构和构造就是岩石的构成特征。岩浆岩

14、的结构和构成特征，是区分和鉴定岩浆岩的重要标志之一，也是岩浆岩分类和判别其形成条件的重要依据。 1.4.1 岩浆岩的结构岩浆岩的结构 岩浆岩的结构是指组成岩浆岩的矿物结晶程度、颗粒的大小、自形程度以及矿物晶体之间的相互关系。 岩石的结构反映了岩石相对微观的外貌特征. 岩浆岩的结构可分为以下的类型 :1.4.1.1岩石的结晶程度岩石的结晶程度是指岩石中结晶物质和非结晶玻璃物质的含量比例。据岩石的结晶程度，可将岩浆岩的结构分成如下的三类：1、全晶质结构，即全部由结晶矿物所组成的一种岩石结构 。这种结构多见于深成岩中，如花岗岩。2、玻璃质结构，即全部由玻璃物质所组成的一种岩石结构 。这种结构常见于火

15、山岩中，如黑曜岩。3、半晶质结构，即既有结晶矿物又有非品质玻璃所组成的一种岩石结构 。这种结构也主要见于火山岩中，如流纹岩。全晶质结构、半晶质结构、玻璃质结构1.4.1.1岩石的结晶程度（续）岩石的结晶程度（续）1.4.1.2矿物颗粒的大小矿物颗粒的大小(粒度大小粒度大小) 按照矿物颗粒的绝对大小(粒度)和肉眼下可辨别的程度，可将岩浆岩的结构作如下的划分：1、显晶质结构，矿物颗粒在肉眼下可以分辨者。按其主要矿物颗粒的平均直径又可分为： 粗粒结构，颗粒直径：5mm 中粒结构，颗粒直径51mm 细粒结构，颗粒直径1一0.1ram 微粒结构，颗粒直径d60km2，往往呈长圆形，长几十至几百公里，甚至

16、更大，宽几至几十公里。常由成分十分稳定的花岗岩类组成，多侵入于造山带的隆起部分，延伸和造山带一致，与围岩成不规则接触(。如陕西商县的蟒岭花岗岩。2岩株 较岩基为小的岩体。一般平面上成圆形或不规则状，面积60km2，和围岩的接触较陡直，有时是岩基的一部分，边部可有清楚的原生构造。3岩墙或岩脉 是一种较小的侵入体，往往呈墙状或脉状延伸几米至几千米，有的则达几百公里，宽自几厘米到几百米。与围岩层理或片理斜交，是沿陡直的裂隙侵入造成的。岩脉和岩墙在形态上是相似的。但有人主张规模大而规则的叫岩墙，小而不规则的叫岩脉；也有人说正岩浆阶段的岩墙状产物叫岩墙，岩浆期后伟晶阶段的脉状产物叫岩脉，如伟晶岩脉，石英

17、脉等。4岩床 是一种沿层间侵入展布的层状侵入体，厚度稳定，与层面成整合接触，常见于基性岩中 。5岩盖 也是一种层间侵入体，与岩层成整合接触，和岩床不同的是中心厚度大，呈底部较平的顶部穹隆状形体，有时则成似扁豆状 。6岩盆 是一种层间整合侵入体，和岩盖不同的是中心凹下形如碟或浅盆状，一些层状辉长岩常呈岩盆状产出 。1.5.2侵入岩的产状（续侵入岩的产状（续1）岩盖、岩盆、岩床、岩墙1.5.2侵入岩的产状（续侵入岩的产状（续2）1.5.3岩浆岩的相岩浆岩的相不同环境条件下形成的岩浆岩，其特征也不一样，因此不同的岩石特征就能反映一定的生成环境条件。这种能反映岩浆岩生成环境的岩石表征就是岩浆岩相。根据

18、岩浆岩的表征可以将岩浆岩的相简分为火山岩相、深成岩相和浅成岩相。1.5.3.1火山岩相火山岩相具有火山岩表征的岩浆岩都可归入相应的火山岩相及其相组中。不同火山岩相的产出环境、产出形态、岩性特点和其所处火山部位的相互关系1.5.3.2侵入岩相侵入岩相 由于侵入岩可形成于地壳的不同深处，因此按照侵入岩形成时所处的深度可将侵入岩相分为浅成相、中深成相和深成相三种：1浅成相浅成相的特点是其形成深度小( 3km)。一般在构造岩浆旋回的最后阶段形成。既有整合岩体，也有不整合岩体。多数为花岗岩类。3深成相 深成相岩石的特点是其形成深度更大(l0km)，其岩体往往也很大，且主要分布于古老变质岩系中，围岩常常是

19、区域变质片岩和片麻岩，和围岩的界线不清或呈渐变过渡接触，可有混合岩化现象存在。岩体的长轴还常与区域构造线方向一致。岩体的成分多为花岗岩质岩石。 1.6岩浆岩的分类和命名岩浆岩的分类和命名1.6.1岩浆岩的分类岩浆岩的分类1.6.1.1化学成分分类化学成分分类最常用的化学成分分类是以Si0：百分含量为依据，通常分为如下类别。1.6.1.1化学成分分类化学成分分类越大，碱性程度愈强。3.3者称为钙碱性岩；在3.39者为碱性岩；者为过碱性岩。里特曼指数 1.6.1.2矿物成分分类矿物成分分类1972年8月在加拿大蒙特利尔召开的24届国际地质大会上，国际地科联火成岩分类分会推荐了一个深成岩矿物定量分类

20、命名方案 ，该方案目前已被广泛采用。这个分类方案中，首先根据深色矿物(M)的含量多少分为二类：1M=90一100的超镁铁岩，再依深色矿物可进一步细分。2 M90为除了超镁铁岩外的其余岩石，它们再按浅色矿物的量比进一步细分，并用Q、A、P、F双三角形图表示之。1.6.1.2矿物成分分类（续矿物成分分类（续1）1.6.1.2矿物成分分类（续矿物成分分类（续2）1a.硅英岩(石英岩)；1b。富英花岗岩类；2.碱性长石花岗岩；3.花岗岩(a.正长花岗岩，b.二长花岗岩)；4.花岗闪长岩；5.英云闪长岩(英闪岩)；6。.碱性长石石英正长岩；7.石英正长岩； 8.石英二长岩；9.石英二长闪长岩石英二长辉长

21、岩；l0.石英闪长岩石英辉长岩；6.碱性长石正长岩；7.正长岩；8.二长岩；9.二长闪长岩-长辉长岩；l0.闪长岩辉长岩斜长岩； 6.含似长石碱性长石正长岩；7.含似长石正长岩；8.含似长石二长岩；9.含似长石二长闪长岩-长辉长岩；10.含似长石闪长岩辉长岩；11.似长石正长岩； 12.似长石二长正长岩(似长石斜长正长岩)；13.似长石二长闪长岩似长石二长辉长岩(碱性辉长岩)；14.似长石闪长岩似长石辉长岩(霞斜岩)；15.似长石岩；l6.超镁铁岩1.6.1.2矿物成分分类（续矿物成分分类（续3） 在利用Q、A、P、F双三角形图进行投影确定岩石名称时要注意；必须使Q+A+P=100或A+P+F

22、=1001.6.1.3本教材中所采用的岩浆岩分类本教材中所采用的岩浆岩分类1.6.2岩浆岩的命名岩浆岩的命名 目前通用的岩浆岩的名称或源自岩石的特征，或源自标准产地的地名，或是据岩石中的矿物名称转化来的，或是岩石中主要矿物名称的简化组合。而进一步的命名则可据矿物的含量多少来排列，将较多的矿物排在较少的矿物之后，例如普通角闪石黑云母花岗岩，即说明岩石中黑云母的含量多于普通角闪石。如果需要还可将结构冠在矿物之前，颜色再冠于结构之前，如肉红色粗粒黑云母花岗岩。对于浅成岩因常具斑状结构，可命名为斑岩或玢岩。斑岩的斑晶以石英、碱性长石和似长石为主；玢岩的斑晶以斜长石和暗色矿物为主。 对于熔岩，虽可具斑状结构，但不使用斑岩或玢岩名称。