《普通地质学第三章 岩浆作用与火成岩》由会员分享，可在线阅读，更多相关《普通地质学第三章 岩浆作用与火成岩（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1/72,第三章 岩浆作用与火成岩 Chapter 3 Magmatism & igneous rock,2/72,1 火山(volcano), 是一种严重危害人类生存的地质灾害 Geological disaster。常伴有地震(Earthquake). 2 100年前世界著名的火山喷发 Famous volanic eruption in the world 1）公元79.8.24,意Vesuvius(维苏威)火山爆发,烟柱达13公里高;火 山灰厚7m,埋没了Pompeii（庞贝）等三座城市.现为著名旅游地。 2）1883.5.20-28日,印尼爪哇岛与苏门答腊之间的喀拉喀托火山爆 发,火
2、山灰柱27公里高、总量18立方公里,落灰遍布全球；将75平 方公里的海岛炸掉50平方公里。 3）富士山火山：最近一次喷发1707年.位于日本本州中南静冈县,高 3776米. 山下樱花、山顶积雪,自然景色优美。 4）1902.5.8夜,西印度群岛Pelee(培雷）火山爆发,以200km/h倾泻 而下,倾刻之间，山脚下的St.Pierre（圣佩尔市）毁于一旦，2.8 万人死亡,仅2人幸存。形成1397米火山岛。,3/72,3 近期喷发的火山 Recent volcanic eruption (美)圣海仑斯：1983年,2450米高。 夏威夷基拉韦尔：共8900米高,水下4900米,火山锥在水面 之
3、上4000米, 全球最高。1920年又喷发。 阿留申岛博各斯洛夫：1796-1907年,高出洋底1600米。 日本九州中部阿苏：1980年,1592米高。 东京附近三宅岛：00.8.10-18, 火山黑烟柱高达3000m。 4 我国的火山 Volcano of China 北疆乌苏县SW45km,N84o23,E44o11,02年8-9月泥火山喷发。在200x80m范围内,共80多个活火山口。产在J和N2交接带。 南疆于田县卡儿达西火山群:1951.5.27爆发,伴有烟柱喷出,锥顶4900米.是我国最近的火山活动记录。 白头山天池：1597年和1702年二次喷发.火山口东西3km、南北4km,
4、周长11.3km,水深200m,最深370m.为游览胜地。 黑龙江五大连池和南京六合县方山：均为5万年来形成的碱性玄武岩火山,是典型的破火山口。,4/72,正在剧烈喷发的火山,5/72,正在剧烈喷发的火山,6/72,五大连池,7/72,天池,8/72,第1节 喷出作用（Extrusion ，Eruption) 与喷出岩 extrusive rocks 1.火成岩占地壳岩石体积的64.7%。 2.岩浆(magma)：形成于地下深处的、具有较大粘性的 高温熔融流体物质。 成分:硅酸盐+1-8%以水为主的挥发物质; 源区:地表之下50-200公里； 条件:温度800-1200C；压力10千帕大气压（
5、40公里） 3.岩浆作用(Magmatism)：岩浆发育、运动、固结成火成岩的作用. 岩浆喷出地表的过程, 称喷出作用（Extrusion），又称火山作用（Volcanism）。早期爆炸喷出,晚期地表溢流.未到达地壳而在地下某深处冷凝结晶固结的过程,称为侵入作用（Intrusion）。 由于岩浆高温、高压，具有潜在的活动能量，能沿早先地壳活动中形成的薄弱带（如断层带）向低压方向运动。 4.两类火成岩 Two types of igneous rock 侵入岩 Intrusive rock：地下深处冷凝结晶的岩浆岩。,9/72,火山岩（Volcanic rock）：岩浆喷到地表、气体逃逸、冷凝而
6、成的岩石。 又分火山碎屑岩（Volcanoclast rock)（喷到空中炸碎的岩浆与围岩碎块,落下堆积而成和熔岩(Lava)(地表溢流而冷凝)两种。 5.喷出作用(Extrusion )（又称火山作用） 喷出与否与地壳的活动有关。 有地壳活动才能打破岩浆的平衡,地壳产生断裂岩浆才能顺之上涌。 喷出强度与岩浆的粘性有关(viscosity) 岩浆由二部分构成：硅氧四面体或硅铝氧化物和金属阳离子。SiO4-4、AlSi3O8- 和 K，Na，Ca，Mg，Fe，前者含量高，则岩浆粘性大,呈酸性,难流动,多为爆发相;反之,粘性小,呈基性,易流动,多表现为喷溢相。 火山喷发物质的构成 a.气体 Gas
7、：水汽、二氧化碳、硫化物、少量其他气体等。,10/72,b固体 Solid: 围岩及早先冷凝的岩浆岩，被岩浆喷出；脱离地表在空中炸碎后冷凝成固结体,称火山碎屑岩. 火山灰50mm 火山灰胶结 火山集块岩 火山渣 数十厘米 快速冷凝的岩浆块 浮岩 火山弹50mm 喷出炸碎后冷凝固结的岩浆块 tuff:凝灰岩, Lava:熔岩, volcanic breccia:火山角 砾岩,volcanic agglomerate:火山集块岩 c熔融体 Melting body：熔岩(熔岩流、熔岩被;多面形分布)表面具柱状节理Columnar joint(冷凝收缩而成的六边形柱体),总与流面垂直。 岩浆流动冷凝
8、还会形成绳状构造 Pahoehoe等。,11/72,6 喷发方式 Erupting patterns 裂隙式喷发Fissure：岩浆沿断裂溢出，固体喷发物较少。 中心式喷发Central：形成盾形火山锥,坡度2-4,小于15。 7 喷发强度 Intensity of eruption a.强烈爆发 b.宁静喷溢:地中海斯特龙特利火山(天然的“海上灯塔”） 8 火山通道 Volcanic path：岩浆流出的地方. 在近地面冷凝的岩浆形成火山颈，岩石称次火山岩. 火山也可以把泥浆和水一起喷发出来，形成泥火山。 复式火山锥：火山碎屑与熔岩互层. 9 熔岩类型及其特征 Type 酸性Acidic m
9、agma:65%,12/72,13/72,中心式喷发,强烈爆发,14/72,裂隙式喷发,15/72,宁静喷溢,16/72,火山锥,17/72,火山锥,18/72,玄武岩,柱状节理,19/72,火山凝灰岩,20/72,火山角砾岩,21/72,浮岩,22/72,火山集块岩,23/72,火山弹,24/72,绳状熔岩流,25/72,10 各类代表性熔岩介绍 Representative lavas 10.1 超镁铁熔岩(ultramafic):科马提岩(komatiite) 分布于南非和澳大利亚。 具鬣刺结构Mane :快速冷凝而成的长条状橄榄石骸晶集合体,常充填于橄榄岩或辉石岩裂隙中。 10.2 基
10、性熔岩(basic):玄武岩(basalt) 黑色,致密,比重大,粘性小,有柱状节理.喷发宁静 （气体易溢出）。 海底喷发形成枕状构造（Pillow lava）,顶突底平。 著名产地：印度德干高原，厚3000米，面积100万平方 公里。实例：我国峨眉山P1玄武岩。 矿产：Cu、Fe、铸石材料. 10.3 中性岩浆:粘性较大、爆炸喷发,多形成复式火山锥。 安山岩（Andesite）：浅色、有气孔(vesicular,泡)、 杏仁体(amygdaloid),26/72, 分布：南美安第斯山。 著名矿产：墨西哥银矿、台湾金瓜石金矿、山西五台龙须沟铜矿,日本黑矿。 10.4 酸性岩浆:粘性大,强烈爆炸
11、喷发,形成复式火山锥。 流纹岩(rhyolite): 浅色,具流纹构造(黏度大，冷却慢)。 分布：浙江、福建、广东沿海,宁镇地区。 矿产：Au,Ag,Cu,U,W,Sn,Mo等;青田玉、鸡血石（极 其珍贵的印章）、熔结凝灰岩（蟾石）。 11 火山喷发的阶段性 火山喷发是断断续续的,有的一、二次(南京方山),有 的若干次（圣海仑斯）。 不同喷发期岩浆的成分要改变。 一般演化规律：基性中性酸性。 喷发后期塌陷者称破火山口,易形成火山口湖(crater lake)。,27/72,玄武岩,28/72,科马提岩-鬣刺结构,29/72,安山岩,30/72,(b),(c),美国俄勒冈州克拉特尔陆地火山湖形成
12、过程,31/72,海底火山作用,32/72,33/72,正在海岛上喷发的中心式火山,34/72, 活火山Active volcano指人类历史时期有过活动； 否则称死火山Extinct volcano。 12.世界火山岩主要分布在板块构造的边界 洋脊火山带：太平洋、大西洋、印度洋洋脊。 环太平洋火山带：主要是中酸性火山岩，多为 安山岩。 安山岩线 Andesite line：环太平洋大陆及岛屿为安山岩,大洋内部为玄武岩,二者界线称安山岩线。 地中海-印尼火山带。 红海与东非有22座活火山:均在地壳裂谷处。,35/72,36/72,第2节 侵入作用Intrision 与侵入岩intrusive
13、rock 1.侵入作用(intrusion) 侵入岩(intrusive rock):岩浆在向上运动的侵入过程 中逐渐冷凝结晶形成的岩石。可分为： 深成侵入岩(深成岩):10公里深处形成。 中深成侵入岩(深成岩):3-10公里深处形成。 浅成侵入岩(浅成岩):围岩,岩浆对冷围岩的吞噬与化 学作用，最终使围岩成为火成岩的一部分。 混染：岩浆体积不够大,不足以完全吞噬围岩,导致 围岩对岩浆的明显化学反应,改变岩浆的成分。 俘虏体Xenolith：边部围岩碎块掉进岩浆，岩浆快速 冷凝后尚未被完全“吞噬”或同化。,37/72,1.2 分离结晶作用 fractional Crystalization 定
14、义:岩浆在冷凝过程上，按一定规律依次结晶出不同 矿物的过程。 熔点高比重大的矿物先结晶，导致岩浆成分不断改变。 1.3 鲍温反应系列Bowen reaction series：美国岩石学家鲍温 用富含橄榄石的玄武岩浆做实验，得出主要矿物结晶分异规律。分为: (1) 连续反应系列：化学成分连续变化；内部结构无根 本变化；为浅色矿物所独有。 (高温的)基性斜长石(拉长石,培长石,钙长石CaAl2Si2O8)中性 斜长石(中长石)酸性斜长石(钠长石NaAlSi3O8,更长石)钾 长石白云母(低温)石英。 端员成分为钠长石与钙长石,二者能以任何比例混溶。 (2)不连续反应系列：化学成分有差异；内部结构
15、有显著 变化；为暗色矿物或铁镁矿物所独有。 (高温的)橄榄石辉石角闪石黑云母钾长石白云母 (低温的)石英。,38/72,矿物结晶顺序只适用于封闭的温压环境,鲍温反应系列只适用于侵入作用与侵入岩,钙长石 90-100,培长石 70-90,拉长石 50-70,中长石 30-50,更长石 10-30,钠长石 0-10,39/72,1.3.3 岩浆结晶出的岩石顺序Crystal order of magmatic rock 超镁铁岩(橄榄岩)镁铁岩(辉长岩)中性岩(闪长岩) 酸性岩(花岗岩)伟晶岩 1.3.4 伟晶岩Pegmatite：残余岩浆结晶而成。 温度500度到800度。 挥发分高，主要是长英
16、质。 结晶缓慢，形成粗大晶体。 富含成矿物质：Au,Ag,Cu,W,Zn,Mo,U。 1.3.5 单一原始岩浆的观点是不正确的 鲍温反应系列的核心是“单一原始岩浆的观点”。据此,100份原始岩浆只可结晶出5-10份花岗岩。但陆地上的花岗岩远大于玄武岩；而大洋中只有玄武岩而无花岗岩。故鲍温实验得出的结晶顺序规律是对的,而单一原始岩浆的观点是错的。,40/72,2.侵入岩的产状Attitude:侵入岩的形态、大小、与围岩的关系。 (1)岩体：分岩株与岩基二种。 岩株(stock):出露面积在10-100 km2。 岩基(batholith):出露面积大于100 km2。 (2)岩脉(dyke)：分岩墙与岩床二种。 岩墙(dyke)-与地层层理垂直，岩浆沿围岩的裂缝挤入。 岩床(sill)-与地层层理平行，岩浆沿层间的空隙挤入。 (3)岩盆与岩盖,
