普通地质学3-2第三章火成岩1课题

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1、喷出岩的相 根据火山活动产物的产出形态及岩石特征，以中心式火山喷发为例岩形成环境，分成以下相组： 溢流相：粘度较小的岩浆容易流动，常在强烈喷发后溢出，形成熔岩流或熔岩被。最常见的溢流相岩石是玄武岩，其次为安山岩。 爆发相：火山强烈爆发而形成的火山碎屑物在地表的堆积，富含挥发份和粘度大的中、酸性和碱性岩浆更有利于形成爆发相岩石。火山碎属物粒度与离火山口的远近有一定关系，粗大的火山角砾岩和集块岩一般堆积在火山口附近，细粒的凝灰岩远离火山口。 侵出相：主要为粘度大、不易流动的中酸性、酸性和碱性岩浆，在气体大量释放后，从火山口往外挤出而成。在火山口内及附近堆积成岩钟、岩针等熔岩穹丘。一般形成在喷发晚期

2、特别是在猛烈喷发以后。 火山颈相：通道中充填的岩浆物质或火山碎屑物质。常呈岩墙状或岩颈状产出。 次火山岩相：与喷出岩同源但为浅成侵入的岩体。岩性特征与喷出岩相似，一般晶体稍大。形成深度一般比较小，通常为0.5-1.5公里。它常具有熔岩的外貌、而又具有侵入岩的产状，如岩墙、岩盖、岩床和岩株等。主要形成于火山作用晚期。 火山沉积相：它是火山喷发和正常沉积作用的产物。正常的火山碎屑岩，与正常沉积岩共生，有时夹有薄层熔岩，一般层理比较发育，多半分布在火山口较远的地方，在火山作用相对平静期最为发育。,相（沉积相）是形成于特定古环境的一套有规律的岩石特征和古生物特征组合 岩浆岩相是能够反映岩浆岩生成环境的

3、岩石特征,喷出岩和侵入岩的相,侵入岩的相 侵入岩岩相指侵入不同深度、不同构造部位的侵入岩的不同外貌特征，主要是结构构造的特征。侵入岩岩相一般分为：浅成相（形成深度为0.5-3公里），中深成相 （3-10公里）和深成相（10公里）。 浅成相：是岩浆侵入到离地表较浅处冷却形成的火成岩体，形成时岩浆温度下降快，结晶较细，常有细粒、隐晶质结构及斑状结构等特点。岩体多为小型侵入体，如岩墙、岩床、岩盖和小型岩株等。 中深成相：其形成的深度介于浅成相与深成相之间，常形成中粒、中粗粒以及似斑状结构，岩体产状多为岩株和规模较小的岩基，也有部分为岩盆和岩墙等。 深成相：是岩浆侵入在较深部后冷却形成的岩体，其温度下

4、降慢，故晶体一般较粗大，形成粗粒至巨粒结构，局部可出现伟晶结构，并常以巨大的岩基出现，岩体主要为花岗岩类，岩体与围岩界线往往不清楚。,火成岩分类和命名 自然界的火成岩多种多样，现已经创立的名称就有1000多个。为了深入研究和了解各种岩石的特征，对火成岩必须进行合理的科学分类，而每一种岩石-岩石种就是分类的基本单位，也是命名的对象。,火成岩分类原则 火成岩的种类很多，不同学者从不同角度和标准提出许多分类方案。现有的火成岩分类多半以岩石本身具有的特征为依据，它们主要是： 组成岩石矿物成分 不同的火成岩中浅色矿物和暗色矿物的种类和含量的变化是有规律的，根据色率把火成岩分为4类： 浅色岩 色率0-35

5、；中色岩 色率35-65；深色岩 色率65-90；暗深色岩 色率90-100 岩石的化学成分 岩浆岩主要是由硅酸盐矿物组成，二氧化硅是最主要的组分，据其含量可将火成岩划分为： 超基性岩 SiO2 45%；基性岩 SiO2 4552% 中性岩 SiO2 5265%；酸性岩 SiO2 65% 岩石的产出方式 根据其产出环境分为深成岩，浅成岩和喷出岩。深成岩常具全晶质结构，喷出岩多为玻璃质或隐晶质。,火成岩分类原则 定量矿物成分 由于火成岩的矿物与其化学成分密切有关，同时又易于鉴定，因此它们的种类、组合及其成分常作为火成岩命名和分类的标准。国际上通用的是国际地科联（IUGS）火成岩分类学分委会推荐的

6、深成岩和火山岩矿物含量分类。,火成岩命名原则 火成岩的名称来源很复杂，很多来源于古代，如Basalt（玄武岩）和Porphyry（斑岩）可回溯到罗马时代。有很多岩石是采用首先发现这种岩石的国家中所通用或矿工习用的名称，如Gabbro（辉长岩）来自意大利托卡斯尼的土语。还有不少岩石是以岩石的特征命名，如Trachyte（粗面岩），原是粗糙的意思，因为岩石有粗糙的质感；有些岩石是以首先发现的地点来命名，如Andesite（安山岩）和Kimberlite（金伯利岩）分别以安第斯山和南非金伯利岩地区命名。 在我国岩石名称大多数采用岩石中矿物组合的名称，如辉长岩、闪长岩等，有些采用外文意译，如粗面岩和响

7、岩，少数还借用日文汉字命名，如玄武岩和花岗岩。详见下表。,超基性岩（ultrobasic rocks） SiO2含量小于45%，常与超基性岩并用的术语是超镁铁岩，指镁铁矿物含量超过75%的暗色岩石。大多数超基性岩都是超镁铁岩。超基性岩在地球上的分布有限，出露面积不超过火成岩总面积的0.5%，而且主要是深成岩。 矿物组成 主要造岩矿物是橄榄石、单斜辉石和角闪石。次要矿物为石榴子石、云母和斜长石等。副矿物有铬铁矿、尖晶石、钛铁矿、金属硫化物、铂族矿物和磷灰石等。 化学成分 超基性岩在化学成分上属硅酸不饱和系列。除辉石岩外，SiO2的含量均小于45%，Al2O3、Na2O、K2O含量低，而MgO、F

8、eO含量很高。超基性岩多经蚀变作用，其中H2O、CO2含量往往较高，致使岩石的化学成分变化很大。 矿产 与超基性岩有关的矿产主要是铬铁矿、铜镍矿、钛铁矿、磁铁矿、铂矿、金刚石等。 代表性岩类：侵入岩：深成相 橄榄岩 浅成相 金伯利岩 喷出岩：麦美奇岩 科马提岩 蛇绿岩套,橄榄岩（Peridotite） 橄榄石和辉石组成的超基性深成岩。橄榄石一般为镁橄榄石和贵橄榄石，辉石为斜方辉石和单斜辉石，少量石榴子石、云母、斜长石、铬尖晶石、钛铁矿等。新鲜岩石为橄榄绿色。具粒状结构、包含（橄）结构、海绵陨铁结构等。 根据橄榄岩中辉石的种类和相对含量又可分为斜方辉橄揽岩、单斜辉橄榄岩和二辉橄榄岩。与橄榄岩有关

9、的矿产有铬铁矿、铜镍矿、钒钛磁铁矿和铂矿等。 橄榄岩的蚀变作用有蛇纹石化、滑石碳酸盐化、绿泥石化、透闪石化等，其中以蛇纹石化最为常见。,金伯利岩（kimberlite） 是一种非常稀少的碱性或偏碱性超基性岩，为具斑状结构和（或）角砾状构造的云母橄榄岩。1887年发现于南非的金伯利（Kimberley），故名。 金伯利岩是金刚石最主要的母岩，它多呈黑色、暗绿色、绿色，主要由橄榄石，金云母和铬透辉石组成，常具斑状结构和角砾状构造，斑晶主要为橄榄石和金云母，橄榄石呈浑圆状并普遍受到强烈的蛇纹石化和碳酸盐化蚀变，基质呈显微斑状结构，由橄榄石、金云母、磁铁矿、铬铁矿等组成。 金伯利岩常呈岩筒、岩墙产出。

10、有经济价值的原生金刚石矿床产于岩筒中。岩筒的面积一般不足1万平方米，常成群出现，著名的南非金伯利岩就是由十多个著名的岩筒组成的岩筒群。其中以具斑状结构且富含颗粒粗大橄榄石的金伯利岩含金刚石较富，而呈显微斑状结构，富含金云母的金伯利岩，含金刚石贫。,美国金伯利岩（正交）,含有钻石的金伯利岩 产于南非Du Toits Pan,麦美奇岩（meimechite） 一种超基性浅成岩或喷出岩。首次发现于俄罗斯西伯利亚地区迈麦恰河流域，故名。岩石由斑晶和基质两部分组成。斑晶为蛇纹石化橄榄石，粒度可达2-15cmm。按不同结晶程度，基质可分为玻璃、微晶和粒状三种，基质矿物为钛普通辉石、金属矿物以及杏仁碳酸盐和

11、蛇纹石充填物。麦美奇岩常于苦橄岩、橄榄岩伴生。 麦美奇岩常见于浅成岩体中，岩体上部和边部岩石多具有脱玻和斑状结构，中部玻璃基质减少，下部变为斑状结构并逐渐过度为橄榄岩。,科马提岩（komatite） 为超基性喷出岩。1969年首次发现于南非巴伯顿山地的科马提（ Komati）河流域，故名。原意只限于太古代绿岩中枕状岩流顶部的、具鬣刺结构的超镁铁质熔岩。 岩石主要由橄榄石、辉石的斑晶（或骸晶）和少量铬尖晶石以及玻璃基质组成，具枕状构造、碎屑构造，和典型的鬣刺（鱼骨状或羽状）结构，其特点是橄榄石呈细长的锯齿状斑晶，是淬火结晶的产物。在化学成分上典型的科马提岩以MgO18（无水）、CaO:Al2O3

12、1、高Ni、Cr、Fe/Mg、低碱为特征。 在岩石学研究的早期，曾认为超基性岩是一种无喷出相的岩石。科马提岩的发现对证实超基性岩的岩浆成因具有重要意义。它是地幔高度部分熔融的产物，是地球早期富镁原始岩浆的代表。现科马提岩一词已被扩大使用，广义的科马提岩中还包括与之有成因联系和具科马提岩某些特征的玄武岩。 在南非、澳大利亚西部、芬兰、美国、加拿大的太古代绿岩中常有科马提岩出露。与科马提岩有关的矿产有各铜、锑、镍其中镍矿储量尤为丰富。,蛇绿岩（ophiolite）,一组由蛇纹石化超镁铁岩、基性侵入杂岩和基性熔岩以及海相沉积物构成的岩套。又称蛇绿岩套。ophiolite一词 ，由法国AT布龙尼亚于1

13、827年提出，它的希腊文含义是蛇纹状岩石。 蛇绿岩一般包括三个组成部分，自下而上是：橄榄岩、辉长岩、席状基性岩墙和基性熔岩以及海相沉积物，其中橄榄岩和辉长岩在层序上可以重复多次。常见的橄榄岩是斜方辉橄榄岩，其次是纯橄岩，它们呈他形粒状变晶结构和变质组构，因此又称它们为变质橄榄岩，可能是熔出玄武岩浆后的上地幔残块。辉长岩成层状，席状岩墙和熔岩的成分与辉长岩相仿。熔岩的成分一般为海相玄武岩。 蛇绿岩是贴附于大陆边缘或岛弧上的洋壳碎片，可以形成于洋中脊、弧后盆地、弧前盆地、岛弧或活动大陆边缘等构造环境。现在大陆上发现的蛇绿岩，多数是大陆裂解或弧间扩张的产物，而不是洋中脊蛇绿岩。与蛇绿岩深成岩浆作用有

14、关的矿产是铬、铂、金、镍。,基性岩(basic rock) SiO2含量为45-52%，稍高于超基性岩。在矿物成分上以辉石和基性斜长石为主要组分，有时含有橄榄石，不含石英。色率一般为35-65，呈中色至深色。 代表性岩类： 侵入岩：深成相 辉长岩 斜长岩 浅成相 辉绿岩 喷出岩：玄武岩 细碧岩,辉长岩（gabbro） 暗色的深成基性岩。gabbro一词是1768年由 T托泽蒂用来称呼异剥石质蛇纹石，现在用来命名辉长岩。辉长岩主要矿物成分为单斜辉石和富钙斜长石，两者含量近于相等。次要矿物为橄榄石、角闪石、黑云母、石英、正长石和铁的氧化物等。按浅色矿物斜长石和深色矿物辉石、橄榄石三者的相对百分含量

15、，分为浅色辉长岩（色率10-35）、辉长岩（色率35-60） 和深色辉长岩（色率65-90）。 辉长岩具辉长结构、次辉绿结构、反应边结构和出溶结构，它为块状构造。辉长岩产于各种构造环境，常构成大小不等的岩盆、岩盖、岩床状侵入体，与成分相近的浅成辉绿岩岩墙、岩床紧密伴生。与辉长岩有关的主要矿产有铜、镍、钒、钛、铁等。辉长岩是良好的建筑材料。,斜长岩（anorthosite） 主要由斜长石组成，含量大于90%，斜长石一般为拉长石或中长石，暗色矿物为斜方辉石、单斜辉石、角闪石等，总和不足10%。斜长岩具有半自形或它形粗粒结构。 按斜长岩的产状和构造，地球上有3种主要类型： 层状侵入体型斜长岩：几米厚

16、多层斜长岩与辉石岩或橄榄岩互层，斜长石大多为培长石（An65-85），在其间隙中有辉石、橄榄石和少量磁铁矿分布。成层构造形成的原因是比重较大的辉石或橄榄石晶体在岩浆中沉积较快。如格陵兰斯凯尔戛德侵入岩体、美国斯蒂尔沃特杂岩体和南非布什维尔德层状岩体； 地块型斜长岩：通常为穹隆状，可分两种亚型：一是不规则的斜长岩地块，其拉长石（An45-63）为大晶体，深色矿物常为橄榄石、各种辉石、钛磁铁矿。某些岩体的矿物和结构特征表现为普遍重结晶和强变形现象，以加拿大圣约翰湖和米契卡莫拉长石型斜长岩为代表；另一种是穹形斜长岩地块，以纽约州阿迪隆达克和挪威埃格松中长石型斜长岩为实例。这些斜长岩经常与麻粒岩和紫苏花岗岩类共生，中长石（An23-48）晶形不规则，并具反条纹长石构造。深色矿物以单斜辉石和钛铁矿为主； 现代洋壳型斜长岩：见于印度洋中脊层状火成杂岩，主要是富钛、铁辉长岩，仅含约5%贫钙拉长斜长岩。,辉绿岩（diabase） 成分相当于辉长岩的基性浅成岩。显晶质，细-