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1、岩石学,邹海洋中南大学地学与环境工程学院2008-06-05,第一章绪论1观察与事实地球上存在大量火山（活火山、死火山、休眠火山),正在活动的火山喷发,正在活动的火山喷发,火山喷溢产物：挥发份、碎屑,火山喷发产物：挥发份,火山喷发产物：挥发份,火山喷发产物：挥发份,火山喷发产物：挥发份,火山喷发产物：岩浆,现代火山喷发,现代火山喷发的实地观测,火山锥,地球圈层结构与岩浆起源条件（1）地球的圈层结构,地壳,上地幔,下地幔,外核,内核,岩流圈,陆壳及上地幔,（2）岩浆的起源条件,3岩浆岩及其研究意义（1）岩石类型及其鉴别特征（2）岩石系列与组合（3）岩石成因（4）岩浆作用与构造环境（5）火成岩岩石
2、探针与当代地球科学前缘,4基本概念岩石：天然产出的，由一种或多种矿物或火山玻璃、生物遗骸、胶体组成的固态集合体。岩浆岩(Magmaticrocks，Igneousrocks):它是由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆，在侵入地下或喷出地表冷凝而成的岩石。也可称之为火成岩。或简单地说，由岩浆冷凝固结而成的岩石称为岩浆岩。岩石学(Petrology)：是专门研究地壳、地幔及其它星体产出的岩石的分布、产状、成分、结构、构造、分类、命名、成因、演化等方面的科学。,a.岩类学(描述岩石学或岩相学)：它主要是研究岩石的产状、分布、组成、分类、命名等方面的问题。b.岩理学(理论岩石学或成因岩石学)：它主
3、要是研究岩石的形成条件及成因等方面的问题。岩浆岩岩石学：是研究岩浆的起源、运移、演化、结晶及岩浆岩的组成、结构、构造、产状、分布、分类、命名、共生组合、成因机理及与构造、矿产关系等的一门独立科学。,5岩浆岩与沉积岩、变质岩的主要判别标志岩浆岩大部分为块状的结晶岩石，部分为玻璃质岩石。具有玻璃质的岩石一般是岩浆岩，只有极少数情况下，在强烈断裂带内才有玻化岩。岩浆岩中有一些特有的矿物和结构构造。霞石、白榴石、气孔、杏仁构造。岩浆岩体与围岩间一般都有明显的界线，呈各样的形态存在于地层中，有的平行，有的切穿围岩的层理和片理。岩体中常含有围岩碎块(捕虏体)，这些被捕虏的围岩碎块和围岩常遭受热变质作用。各
4、地质时期形成的主要岩浆岩类，大部分都可以找到与其化学成分近似的现代火山岩。岩浆岩中没有任何生物遗迹。,6关于岩浆的讨论岩浆的概念岩浆是上地幔和地壳深处形成的，以硅酸盐为主要成分的炽热、粘稠、含有挥发份的熔融体(熔体)。少数情况下存在有碳酸盐岩浆、金属硫化物及金属氧化物岩浆，后者也称为矿浆。现代火山喷发使我们能够直接观察到岩浆。,岩浆的成份主要成分：硅酸盐(以氧化物形式表示SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O)SiO2=40%75%挥发份(6)H2O，CO2，CO，N2，SO2，SO3，H2S，HCl，H2F成矿金属元素,岩浆的温度a.观察现代熔岩流
5、的温度通常：7001200基性熔岩：10251225酸性熔岩：735890一般来说，熔岩流的温度总是比地下深处同成分的、正在结晶的岩浆高，这是因为地下深处的岩浆富含挥发份，挥发份可以使起熔温度和液相线温度明显下降。,b.研究地质温度计：某些造岩矿物的形成温度和相变温度可以间接推测研究结晶时的温度。例如：方石英转变为鳞石英：1470正长石分解为白榴石和二氧化硅：1170普通角闪石暗化：1050大气压下黑云母分解、暗化：1050840鳞石英转变为石英：870棕色角闪石转变为绿色角闪石：750石英转变为石英：575,c.熔化岩浆岩的方法通过岩浆岩的重熔和再结晶实验，也可得知其大致温度。一个大气压下，
6、玄武岩开始结晶的温度为：12351160完全结晶是：1060。花岗岩的熔点为95050,d.玻璃包裹体均一法测温,流纹岩中石英均一温度为7901220透长石均一温度为11001200,霞石岩中橄榄石均一温度为12201290辉石均一温度为11201280,e.地质温度计及地质压力计热力学、岩石物理化学、实验岩石学资料能斯特分配定律平衡共生矿物共有成分分配函数计算矿物结晶温度：二长石温度计、二辉石温度计、钛铁氧化物温度计等,岩浆的粘度粘度：是液体或半流体流动的难易程度。单位：Pa.S帕斯卡秒，(相当于20度时水的粘度的1000倍)。影响粘度的因素：a.氧化物：SiO2，Al2O3，Cr2O3的存
7、在使粘度增加，尤其SiO2。因此，基性岩粘度小，以溢流为主；酸性岩粘度大，多以爆发形式为主。b.挥发份：其存在将显著降低岩浆粘度。挥发份增加，粘度低。c.温度：温度升高，粘度降低。,d.压力：对于不含水的干岩浆，压力升高，粘度增加。对于富水岩浆，较为复杂：I.压力增加，挥发份溶解度增加，粘度降低；II.压力达到一定值，挥发份饱和，粘度随压力升高而增加。,压力,粘度,饱合点,7.岩浆作用地下深处的岩浆，在其挥发份和地质应力的作用下，沿构造脆弱带上升到地壳浅部或地表，岩浆上升运移过程中，因物理化学条件的改变，又不断地改变自己的成分，最后凝固成岩浆岩，这一复杂过程，称为岩浆作用。侵入地壳之中侵入作用
8、侵入岩；喷出地表喷出作用喷出岩,一、岩浆岩的化学成分1.造岩元素：O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti等，其总和约占岩浆岩总重量的99.25%；氧的含量最高，占岩浆岩重量的46.59%。2.次要元素：P、H、Mn、B等。3.以氧化物表示：SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、K2O、Na2O和H2O等9种最重要，占岩浆岩平均化学成分的98%左右。,1.2岩浆岩的物质成分,SiO2 3475%；少数可达80%Al2O3 1020%；在纯橄榄岩中较低MgO 125%；CaO 015%；但某些辉长岩中达23%Fe2O3+FeO 0.515%；一般FeOFe2O3Na2O 015%；霞石岩中可达19.48%K2O 一般10%；白榴石岩中可达17.94%H2O+(结晶水)和H2O-(吸附水) 一般(CaO+K2O+Na2O)，特征矿物是白云母、黄玉、电气石、锰铝铁铝榴石、刚玉、红柱石和矽线石。偏铝质岩石:(K2O+Na2O)Al2O3(CaO+K2O+Na2O)，出现的铝硅酸盐矿物是黑云母、角闪石和黄长石。亚铝质岩石:Al2O3(CaO+K2O+Na2O)，主要含铝矿物是长石和似长石.过碱质岩石:Al2O3(K2O+Na2O)，Al2O3K2O较少见.以出现碱性铁镁质矿物为特征，如霓辉石、霓石、钠闪石、碱锰闪石和斜红闪石等。,