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1、第四章 岩浆作用和岩浆岩,一、喷出作用与喷出岩,二、侵入作用与侵入岩,岩浆作用和岩浆岩：岩浆沿着构造软弱带上升到地壳上部或喷溢出地表，由于物理化学条件的改变，岩浆的成分的不断变化，以及最后冷凝成岩石的过程称为岩浆作用，所形成的岩石称为岩浆岩(火成岩）。,岩浆作用,岩浆：在地壳深处或上地幔形成的、以硅酸盐为主要成分的、炽热、粘稠并富含挥发分的熔融体。,火山喷发与极光,侵入作用,喷出作用,1岩浆是地下深处形成的高温高压熔融体，其成分主要为硅酸盐，富含挥发份。,岩浆的特点,2岩浆温度：6501400。,3岩浆呈粘稠状，其粘性取决于成分和温度。SiO2含量越高，挥发份越多，温度越低，粘度越大(酸性岩)
2、； SiO2含量越低，挥发份越少，温度越高，粘度越小。,4.地下深处的岩浆通过地壳薄弱地带(裂隙等)上升甚至喷出过程发生一系列地质作用： (1)向上运移T、P下降，岩浆自身的物化条件发生变化； (2)岩浆与围岩发生化学反应； (3)岩浆烘烤围岩和使围岩发生构造变化。,岩浆类型： 根据SiO含量，岩浆可分为四种基本类型，即： 酸性岩浆（SiO65） 中性岩浆（5265） 基性岩浆（4552） 超基性岩浆（45） 随着SiO2含量减少，岩浆中 MgO、FeO含量增多，岩浆的颜色加深，相对密度增大，粘度变小。,喷出作用岩浆喷出地表的作用，又称火山作用 volcanism）。 火山喷发过程极为复杂，在
3、不同地区以及不同的岩浆作用阶段，所喷出的物质和喷发类型各不相同。 有的喷发很平静，岩浆沿裂隙通道上升，缓慢地流出地表，边流动边冷凝； 有的非常强烈，岩浆喷出时具有猛烈的爆炸现象，可将大量的气体、岩浆团块和固体碎屑喷射到火山口以外。,一、喷出作用与喷出岩,熔岩流,空中看火山,日本富士山,火山作用类型：,1、死火山即人类历史以来不再活动的火山；,2、休眠火山是在人类历史上曾有过活动而近百年来停止活动的火山；,3、活火山是现在正在活动或近百年来有过活动的火山。死火山也有可能再度活动而变为活火山。,根据火山活动的时间，可将火山分为：,火山作用的活动方式,1、裂隙式喷发,2、中心式喷发,岩浆沿一个方向的
4、大断裂或断裂群上升，喷溢出地表，称为裂隙式喷发。其长达数十公里以上的断裂带，或者火山口沿断裂带成串珠状排列，往下可连成墙状通道。 喷发以粘性小、流动性大的基性熔浆为主，多表现为沿裂隙缓慢溢出，然后沿地面向两侧流动而形成熔岩被，面积可达几十万平方公里，厚达几百米甚至超过千米。,1、裂隙式喷发,冰岛拉基火 山裂隙式喷 发示意图,冰岛拉基火山裂隙式喷发火山锥排列图,喷发物沿火山喉管喷出地面，平面上成点状喷发，称为中心式喷发。按照爆炸的强弱程度，可将中心式喷发分为猛烈式、宁静式和递变式3种: 猛烈式又称培雷式，以猛烈爆炸的形式出现，具突然性特点，会给人类带来巨大灾难。以酸性岩浆为主。,2、中心式喷发,
5、宁静式又称夏威夷式，以宁静地溢流出炽热的基性熔浆为其特点，无爆炸现象。 递变式是以猛烈式和宁静式有规律交替喷出为特点，多数火山属于这种类型。,美国西部圣海伦斯 火山1980年的 猛烈式喷发,海底火山喷发,火山从开始喷发至终止时都有气体喷发。气体中以水蒸气为主，含量常达70以上；此外有CO、SO、N、HS以及少量CO、H、HCl、NH3、NH4Cl、HF等。,火山喷出物,火山喷出物质有气态、液态和固态3种。,1、气态喷出物,液态喷出物称为熔浆。熔浆与岩浆的差别在于熔浆挥发分较少。熔浆冷凝后形成的岩石称为熔岩。,2、液态喷出物,基性熔浆SiO含量低，挥发组分较少，温度高，冷却慢，粘性小，流动快。冷
6、却后形成颜色较深的岩石，称玄武岩。 当基性熔浆表面冷凝成塑性薄壳，而下面熔浆仍继续流动时，就会拖曳上部薄壳使其产生波状起伏，形成波状熔岩；如果下面熔浆还继续流动，使上部薄壳被拖引成绳状构造，则形成绳状熔岩。,绳状熔岩,夏威夷火山国家公园绳状熔岩,波状熔岩,夏威夷火山,枕状熔岩为基性岩浆水下喷发的产物,酸性熔浆富含SiO和挥发组分，温度低，冷却快，粘性大，流动慢。冷却后形成颜色较浅的岩石，称流纹岩。 酸性熔浆表面迅速冷凝成薄壳并由于强烈收缩而破裂，下面熔浆继续流动，使表层薄壳再次破碎并翻滚、粘结，形成块状熔岩。,中性熔浆SiO和挥发组分的含量以及其它性质介于酸性和基性熔岩之间，所形成的岩石称为安
7、山岩。 熔浆在冷凝固结过程中，如果成分均匀，地形平坦，而且缓慢冷缩，可形成垂直于冷凝面的裂隙，把岩石分割成多边形柱状体，这种裂隙称为柱状节理。,玄武岩的柱状节理,流纹岩的柱状节理,由于气体的膨胀力及其所派生的冲击作用，使火山喉管及火山口附近的岩石被炸碎并抛射出来，未冷凝的岩浆呈团块、细滴喷射出来并在空中或落地后凝结为固体，它们均属于固态喷出物，统称为火山碎屑物，可分出火山弹、火山块、火山砾和火山灰四种基本类型。,3、固态喷出物,火山弹：喷离火山口时为炽热的熔浆团，而后在空中旋转运移时，发生不同程度的冷却或固结，落地时可呈现不同的形态。火山弹平均直径大于64 mm。 火山块：粒径与火山弹相当，也
8、是大于64 mm，但喷发时是固态的岩石碎块，多呈棱角状至次棱角状。火山块主要由火山通道及其附近先存的岩石破碎而成。 火山砾：粒径为264 mm。 火山灰：粒径小于2 mm，它们在喷发时可以是液态的，也可以是固态的。,黑龙江五大连池的火山弹 A麻花状火山弹（长34cm)；B火山渣（长14cm）,火山弹,中心式火山喷发形成的地形常呈锥状，称为火山锥。 由于火山喷发类型不同，因而火山锥也是多种多样的。主要由熔岩组成的，称为熔岩锥，坡角常仅有210，很少大于15。 主要由火山碎屑岩组成的，称为火山碎屑岩锥，坡角约3040。 由熔岩与火山碎屑岩互层组成的称为复合锥，坡度常小于35。,火山锥的类型,火山锥
9、示意图,美国西部 的火山颈,火山模式,火山口：在火山锥顶部常有低洼的部位，略呈圆形，边缘很陡，称为火山口。 破火山口：火山再次喷发时可以将原有的火山口炸掉一部分，使火山口顶部扩大，成为更大的洼地，叫破火山口。 火山喉管：与火山口相连的岩浆通道叫火山喉管（也称火山颈）。,熔岩流：裂隙式火山喷发溢出的熔浆沿山坡或河谷顺流而下，有的呈狭长的带状，有的呈宽阔平缓的舌状，冷却固结后称为熔岩流； 熔岩流瀑布：当熔岩流遇到陡崖时可形成熔岩流瀑布。 熔岩被：当喷发量很大时，熔浆可铺成一大片，被覆在地面上，而后冷凝，称为熔岩被。,黑龙江五大连池熔岩流 瀑布,熔岩流,侵入作用：岩浆侵入地壳中但未喷出地表时称为侵入
10、作用； 侵入体：侵入的岩浆冷凝后形成的各种各样岩浆岩体称为侵入体； 围岩：侵入体周围的岩石叫围岩。 根据岩浆侵入深度的不同可分为： 深成侵入作用（深度5 km） 浅成侵入作用（深度5 km） 相应地，侵入体也分为深成侵入体和浅成侵入体。,二、侵入作用与侵入岩,岩浆侵入过程岩浆与围岩的作用,同化作用、混染作用、结晶分异作用,同化作用：岩浆熔解围岩，将围岩改变为岩浆的一部分，称为同化作用。,混染作用：岩浆同化围岩而改变自己原有的成分称为混染作用。,结晶分异作用：一种成分的岩浆按矿物熔点的高低可依次结晶出不同成分矿物，并依次形成不同种类的岩石，这种作用称为结晶分异作用。,鲍温反应系列：在岩浆结晶分异
11、过程中，矿物的结晶存在两个系列，即连续反应系列和不连续反应系列，两个系列的总称为鲍温反应系列。 连续反应系列部分先结晶出来的矿物同剩余岩浆之间发生反应，形成在化学成分上存在连续变化，而其内部结构无根本改变一系列矿物，如斜长石系列； 不连续反应系列通过反应形成既有化学成分差异，也有内部结构显著改变的一系列矿物，如橄榄石、辉石、角闪石和黑云母等矿物系列。,橄榄石 辉石 基性斜长石 角闪石 中长石 黑云母 酸性斜长石 钾长石 白云母 石英,不连续系列,连续系列,矿 物 晶 出 顺 序,高温 低温,鲍 温 反 应 系 列,深成侵入体形成时的温度和压力均较高，因而岩浆冷凝缓慢，岩石多为全晶质中粗粒结构。
12、岩体规模较大，常见有： 岩基、岩株、岩墙、岩床、岩盆和岩脉等。,深成侵入体的产状,侵入岩的产状:,侵入岩的产状（侵入岩的产出状态）：是指其形态、大小及其与围岩的关系。,岩基(batholith) 侵入体中规模最大的一类，面积大于100km2，最大可达数万平方公里。平面上一般呈长圆形，长数十公里，甚至几千公里，宽可达100km以上。岩基一般为中酸性岩浆冷凝而成。 岩株(stock) 平面上近圆形或不规则状，接触面较陡，规模较大，出露面积小于100km2。有的岩株独立产出；有的向下与岩基相连，为岩基的顶部突起部分。,浅成侵入体近地表，规模一般较小；类型从酸性到基性都有。常见类型有： 岩床（岩席）(
13、sill)；是厚度较小而面积较大的层间侵入体，与其顶、底板围岩平行。 岩墙(dyke)：厚度比较稳定且近于直立的板状侵入体，长度为厚度的几十倍甚至几千倍。岩墙又可称岩脉，也有人把规模小、形状不规则或贯入在岩体之中的脉状岩体称为岩脉。,岩盆(lopolith)：中央部分厚度大，边缘厚度小，中间微向下凹的盆状侵入体。 岩盖(laceolith)：又称岩盘，是上凸下平的穹窿状侵入体。由岩盖中部到边部，其厚度迅速变小而尖灭。,喷出岩与侵入岩的产状综合示意图,1岩基 2岩株 3岩墙 4岩床 5岩盆 6岩盖 7火山颈 8复式火山 9熔岩流 10熔渣锥 11小型破火山口 12大型破火山口 13火山碎屑流 1
14、4小火山 15放射状岩墙火山颈 16熔岩被,三、岩浆岩的类型,岩浆岩：岩浆沿着地壳薄弱地带侵入地壳甚至喷出地表，随着温度降低，岩浆最后冷凝固结成岩石，形成岩浆岩。 喷出岩：当岩浆喷出地表后冷凝形成的岩石称喷出岩，或称火山岩； 侵入岩：岩浆在地表以下冷凝形成的岩石称侵入岩。在较深处形成的侵入岩叫深成岩，在较浅处形成的侵入岩叫浅成岩。,超基性岩 基性岩 中性岩 酸性岩 颜色(色率)-深- (70)-深中-(40)-浅中- (15)-浅- 主要 橄榄石 斜长石 斜长石 石英，斜长石 矿物 辉石 辉石 角闪石 正长石，云母 喷出岩 玄武岩 安山岩 流纹岩 深成岩 橄榄岩 辉长岩 闪长岩 花岗岩,1主要
15、组成矿物：岩浆岩的种类很多，组成岩浆岩的矿物种类也各不相同。但最主要的矿物有：石英、长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石等。 石英、长石中含SiO2，Al2O3高，颜色浅，称浅色矿物；角闪石、辉石、橄榄石中FeO，MgO含量高，硅铝含量少，颜色较深，称为暗色矿物。 2色率：是指岩石中暗色矿物的百分含量。按暗色矿物含量多少，岩石可分为浅色、浅中色、深中色、深色。含SiO2多的岩石，浅色矿物多，岩石颜色浅；含SiO2少，Fe，Mg多的岩石，暗色矿物多，岩石颜色深。,（一）、岩浆岩的矿物成分和颜色,岩石中矿物的结晶程度、晶粒大小、形状和矿物之间相互关系等特征。 显晶质结构岩石中矿物颗粒比较粗大，肉眼可辨
16、别(侵入岩)。 颗粒大小52 0.2mm 粗粒 中 细,（二）、岩浆岩的结构和构造,1岩浆岩的结构,隐晶质结构矿物颗粒肉眼和放大镜都看不见，但显微镜下可识别。 玻璃质结构矿物没有结晶，岩石断面光滑。是岩浆喷出地表迅速冷却而成。喷出岩特有的结构。 等粒结构矿物全部结晶，各晶体大小相等。 斑状结构岩石中比较粗大的矿物晶体散布在较细小的物质之中的结构。大的晶体称为斑晶，细小的物质称为基质。 流纹岩。 文象结构具有某种特殊外形的细小石英嵌晶包于钾长石中。形如古代的象形文字。文象伟晶岩。,岩石各组成部分在岩石中的排列方式或充填方式。 流纹构造岩石中不同颜色或不同粒度的条纹、拉长了的气孔以及长条状矿物沿一定方式排列形成的外貌。喷出地表的岩浆在流动过程中迅速冷却而保留下来的。流纹岩。 气孔状和杏仁状构造岩石中分布着大小不
