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1、第七章第七章 岩浆岩体构造岩浆岩体构造主主 要要 内内 容容 一一 、岩浆岩体的产状、岩浆岩体的产状二二 、岩浆岩体的原生构造、岩浆岩体的原生构造 1.侵入岩体中的原生构造侵入岩体中的原生构造 2.喷出岩体的原生构造喷出岩体的原生构造三三 、岩浆岩体构造的观察和研究、岩浆岩体构造的观察和研究 第二节第二节 岩浆岩体的原生构造岩浆岩体的原生构造 一、侵入岩体中的原生构造一、侵入岩体中的原生构造 二、喷出岩体的原生构造二、喷出岩体的原生构造 二二. .喷出岩体的原生构造喷出岩体的原生构造(1)流面和流线构造流面和流线构造喷出岩体中的流面由片状，板状矿物以及扁平状火山碎屑喷出岩体中的流面由片状，板状
2、矿物以及扁平状火山碎屑定向排列组成，是熔浆在流动过程中的。流面大致与火山定向排列组成，是熔浆在流动过程中的。流面大致与火山熔岩流底面平行。流线是由针状，柱状矿物及长条状火山熔岩流底面平行。流线是由针状，柱状矿物及长条状火山碎屑定向排列形成的。它可以指示熔岩流的相对流动方向，碎屑定向排列形成的。它可以指示熔岩流的相对流动方向，在未经剧烈构造变动的喷出岩体中，流线的倾伏方向可以在未经剧烈构造变动的喷出岩体中，流线的倾伏方向可以代表熔岩的流动方向。常见于在中、酸性的熔岩和碎屑熔代表熔岩的流动方向。常见于在中、酸性的熔岩和碎屑熔岩中岩中 二二. .喷出岩体的原生构造喷出岩体的原生构造（2流纹构造流纹构
3、造流纹构造是由于熔浆流动而形成的。是由不流纹构造是由于熔浆流动而形成的。是由不同颜色的条带、拉长的气孔或结晶的不均匀同颜色的条带、拉长的气孔或结晶的不均匀性显示出来的一种构造。流纹构造可以指示性显示出来的一种构造。流纹构造可以指示熔岩的流动面产状，它主要发育在流纹岩等熔岩的流动面产状，它主要发育在流纹岩等酸性或碱性火山熔岩中。酸性或碱性火山熔岩中。二二. .喷出岩体的原生构造喷出岩体的原生构造 绳状构造绳状构造 熔岩表面呈绳索状扭曲的构造。常见于玄武熔岩表面呈绳索状扭曲的构造。常见于玄武岩流层面之上。是炽岩流层面之上。是炽热塑性状态的熔岩的热塑性状态的熔岩的上部表面薄壳受下部上部表面薄壳受下部
4、熔浆流动影响而发生熔浆流动影响而发生的拖拉和卷曲。绳状的拖拉和卷曲。绳状构造所在的面代表熔构造所在的面代表熔岩的顶面；弧形突出岩的顶面；弧形突出的方向指示熔岩流动的方向指示熔岩流动的方向。的方向。二二. .喷出岩体的原生构造喷出岩体的原生构造（4气孔构造和杏仁构造气孔构造和杏仁构造 熔浆自火山通道向外流出时，随熔浆自火山通道向外流出时，随温度和压力的降低，其中所含气体逃逸、冷却后在岩石中留温度和压力的降低，其中所含气体逃逸、冷却后在岩石中留下的空洞下的空洞气孔构造；当这些气孔被次生矿物气孔构造；当这些气孔被次生矿物(如沸石、如沸石、玉髓、碳酸盐矿物等玉髓、碳酸盐矿物等)充填便形成杏仁构造。充填
5、便形成杏仁构造。二二. .喷出岩体的原生构造喷出岩体的原生构造气孔构造和杏仁构造的形态气孔构造和杏仁构造的形态 气孔和杏仁的形态多种多样气孔和杏仁的形态多种多样圆状、椭圆状、圆状、椭圆状、管状、蝌蚪状、云朵状，倒滴水状、串珠状和不规管状、蝌蚪状、云朵状，倒滴水状、串珠状和不规则状等等则状等等二二. .喷出岩体的原生构造喷出岩体的原生构造根据气孔构造和杏仁构造判断顶底根据气孔构造和杏仁构造判断顶底 ： 气孔和杏仁在浮岩和火山渣最为发育；在熔岩表面和气孔和杏仁在浮岩和火山渣最为发育；在熔岩表面和底面附近相对集中，集中带大致平行熔岩层面。一般底部底面附近相对集中，集中带大致平行熔岩层面。一般底部小而
6、相对少；顶部大而多。顶底部气孔和杏仁形态不尽相小而相对少；顶部大而多。顶底部气孔和杏仁形态不尽相同，根据气孔的分布和形态可以判断熔岩层面位置、顶底同，根据气孔的分布和形态可以判断熔岩层面位置、顶底面、熔岩喷发次数，岩浆流动方向等面、熔岩喷发次数，岩浆流动方向等二二. .喷出岩体的原生构造喷出岩体的原生构造二二. .喷出岩体的原生构造喷出岩体的原生构造(5) 枕状构造枕状构造枕状构造是水底喷发的或从陆地流入海中的基性熔岩所形成枕状构造是水底喷发的或从陆地流入海中的基性熔岩所形成的一种原生构造。熔岩多呈枕状椭球体，也有球状、柱状的一种原生构造。熔岩多呈枕状椭球体，也有球状、柱状者。一般底面较平，顶
7、面上凸呈枕状，故称枕状构造，单者。一般底面较平，顶面上凸呈枕状，故称枕状构造，单个枕状椭球体称岩枕，表层坚硬，结晶程度比内层要差，个枕状椭球体称岩枕，表层坚硬，结晶程度比内层要差，具有玻璃质冷凝边；内有气孔呈同心层状或放射状分布，具有玻璃质冷凝边；内有气孔呈同心层状或放射状分布，气孔数量由里向外逐渐增多；中部有空腔。气孔数量由里向外逐渐增多；中部有空腔。大西洋中脊枕状玄武岩阿曼枕状玄武岩二二. .喷出岩体的原生构造喷出岩体的原生构造(5) 枕状构造枕状构造 当数层岩枕相叠时，枕状构造的底部形态为下部岩枕顶面的铸模，与当数层岩枕相叠时，枕状构造的底部形态为下部岩枕顶面的铸模，与顶部形态具有明显的
8、差异，故可根据其特征来判别熔岩的顶、底面。顶部形态具有明显的差异，故可根据其特征来判别熔岩的顶、底面。 枕状熔岩的上述特征反映喷溢岩浆是在水下快速冷却形成的，而且枕枕状熔岩的上述特征反映喷溢岩浆是在水下快速冷却形成的，而且枕状熔岩的岩石类型基本上是细碧状熔岩的岩石类型基本上是细碧(角斑角斑)岩，因此，它是一种代表海底火岩，因此，它是一种代表海底火山喷发的产物。山喷发的产物。二二. .喷出岩体的原生构造喷出岩体的原生构造(6)柱状节理构造柱状节理构造 是玄武岩中常见的一种原生破裂构造，由是玄武岩中常见的一种原生破裂构造，由若干不同产状的节理垂直于熔岩流动面若干不同产状的节理垂直于熔岩流动面(层面
9、层面)，将岩石切割成无数个垂直，将岩石切割成无数个垂直“层理的多边层理的多边(六边六边)柱状体，形如柱体而故名。柱状构造柱状体，形如柱体而故名。柱状构造多发育在产状平缓的玄武岩中，典型实例是多发育在产状平缓的玄武岩中，典型实例是峨眉山金顶上的金刚嘴柱状构造。峨眉山金顶上的金刚嘴柱状构造。北爱尔兰中生代玄武岩第三节第三节 侵入岩体构造的观测和研究侵入岩体构造的观测和研究 一、原生流动构造的辨别和调查二、侵入岩体产状和形态的确定三、原生流动构造与区域变形构造的关系四、侵入岩体构造侵位机制 一、原生流动构造的辨别和调查1原生流动构造的辨别侵入体中的塑性变形构造哪些属于固态流动组构？哪些为后期塑性变形
10、组构？ 一般情况下，如果固态流动组构从岩体边部十分发育，向中心逐渐减弱，并过渡为岩浆组构，这种情况下，可以确定固态流动组构是原生的 这些固态流动组构与围岩中的塑性变形组构在特征和产状上可以是连续的，协调的，也可以切割围岩组构，如果深成岩中固态流动组构切割围岩中的塑性变形组构，也可证明是原生的。 一、原生流动构造的辨别和调查2原生流动构造的调查原生流动构造的调查 查明原生流动构造的基本特征包括原生流动构造的类查明原生流动构造的基本特征包括原生流动构造的类型、发育特征、空间分布和产状及原生叶理和线理的组合型、发育特征、空间分布和产状及原生叶理和线理的组合S型组构、型组构、SL型组构、型组构、S-L
11、型组构、型组构、SL型组构和型组构和L型型组构）。这是分析岩浆流动方式、流动速度和判断侵入岩体组构）。这是分析岩浆流动方式、流动速度和判断侵入岩体形态的依据形态的依据 尽可能观察和记录岩浆侵位过程中可能存在的其他相关现尽可能观察和记录岩浆侵位过程中可能存在的其他相关现象，如包体、原生层状构造、内部成分层接触面、阻隔岩块象，如包体、原生层状构造、内部成分层接触面、阻隔岩块stoped blocks）、岩浆断层和褶皱，通过各种可以利用）、岩浆断层和褶皱，通过各种可以利用的方法和手段查明原生流动构造与这些现象及与区域变形构的方法和手段查明原生流动构造与这些现象及与区域变形构造之间的相对时间顺序造之间
12、的相对时间顺序 使用显微构造观测技术和方法确定原生流动构造形成时的使用显微构造观测技术和方法确定原生流动构造形成时的流变学状态，查明这些组构是悬浮流动形成的还是颗粒支撑流变学状态，查明这些组构是悬浮流动形成的还是颗粒支撑流动形成的，属于岩浆流动组构还是固态流动组构流动形成的，属于岩浆流动组构还是固态流动组构 在岩体的不同位置确定组构的应变特征，包括应变椭球体在岩体的不同位置确定组构的应变特征，包括应变椭球体的形态长球形、三轴椭球、扁球形）、组构发育程度、组的形态长球形、三轴椭球、扁球形）、组构发育程度、组构要素的方位，和与组构有关的运动学特征构要素的方位，和与组构有关的运动学特征 二、侵入岩体
13、产状和形态的确定二、侵入岩体产状和形态的确定（1首先确定岩体的平面形态、与围岩的接触关系和岩首先确定岩体的平面形态、与围岩的接触关系和岩体中的原生构造特征及产状，这往往需要详细的地质填图体中的原生构造特征及产状，这往往需要详细的地质填图才能完成，也可以借助遥感解译的手段。才能完成，也可以借助遥感解译的手段。（2在查明岩浆运移方向和运移方式的基础上，根据所在查明岩浆运移方向和运移方式的基础上，根据所保存的岩体顶面和保存的岩体顶面和/或底面的产状结合原生构造图案的分或底面的产状结合原生构造图案的分析推断岩体的产状。在此过程中，如果地形起伏较大的话，析推断岩体的产状。在此过程中，如果地形起伏较大的话
14、，可以借助于切割较深的剖面查明岩体与围岩接触界面的三可以借助于切割较深的剖面查明岩体与围岩接触界面的三维形态；如果岩体出露地区代表一个倾斜的地壳剖面岩维形态；如果岩体出露地区代表一个倾斜的地壳剖面岩体的不同位置代表不同的地壳层次），那么不同层次的剖体的不同位置代表不同的地壳层次），那么不同层次的剖面组合更容易帮助我们建立起其三维形态。面组合更容易帮助我们建立起其三维形态。（3在上述工作的基础上，系统地钻探和物探资料可以在上述工作的基础上，系统地钻探和物探资料可以使我们更准确地确定岩体的三维形态。使我们更准确地确定岩体的三维形态。三、原生流动构造与区域变形构造的关系三、原生流动构造与区域变形构造
15、的关系通过前侵位区域标识物或地质体的偏转、围岩中变形组构的几何学和运动学与侵入岩体中岩浆组构型式的对比，结合应变分析、同位素测年等手段，可以查明侵入体的侵位与区域构造的关系四、侵入岩体构造侵四、侵入岩体构造侵位机制位机制主动侵位穹隆、底辟和气球膨胀）被动侵位顶蚀、破火山口沉陷和断裂扩张）隆起作用隆起作用doming)：片麻岩穹隆片麻岩穹隆太古宙太古宙基底中极其发育基底中极其发育基本形态为平面圆形或基本形态为平面圆形或椭圆形；剖面凸起形椭圆形；剖面凸起形重力、片麻岩再活化与重力、片麻岩再活化与片麻岩片麻岩-盖层韧性差缩小盖层韧性差缩小是隆起作用的三个主要是隆起作用的三个主要因素因素主动侵位机制主
16、动侵位机制底辟作用底辟作用diapirism)：低密度熔体物质上浮，切穿盖层；低密度熔体物质上浮，切穿盖层；典型的倒水滴状、蘑菇状形态的岩体；典型的倒水滴状、蘑菇状形态的岩体；岩体顶部压扁应变流面发育）、侧翼剪岩体顶部压扁应变流面发育）、侧翼剪切和拉伸线理发育）。切和拉伸线理发育）。主要出现在下部地壳，在上部地壳环境可主要出现在下部地壳，在上部地壳环境可能性较小能性较小底辟岩体的特点底辟岩体周围发育有边缘向斜；底辟岩体周围早期向外倾斜的岩层，形成的褶皱轴面比岩层产状陡；底辟顶部为压扁型 应变，岩体两侧为剪 切型应变，有各种剪 切构造。底辟作用过程离心实验：三阶段生长：隆起作用、熔浆隆升与围岩侧
17、展、边缘向斜形成岩体平面圆形或椭圆形，剖面蘑菇状或漏斗形；岩体发生横向拓宽，围岩被压扁；应变属压扁型 接触带应变最强，向两侧减弱岩体围岩压扁变形强烈，形成面状组构，并向外减弱；岩体内具有面状组构，向岩体中心减弱；气球膨胀作用：主要解释岩体巨大空间的形成。气球膨胀作用：主要解释岩体巨大空间的形成。气球膨胀岩体具有以下特点：气球膨胀岩体具有以下特点：主动侵位岩体的特主动侵位岩体的特征征岩体在平面上呈椭岩体在平面上呈椭圆形；圆形；同围岩的接触界线同围岩的接触界线规则、清楚；规则、清楚；接触带附近发育环接触带附近发育环状流面、流线等原状流面、流线等原生构造；生构造；早已存在的区域构早已存在的区域构造被
18、调整到与岩体造被调整到与岩体构造一致构造一致岩墙扩展作用：作为岩浆运移的主要机制，将深部岩浆从岩墙扩展作用：作为岩浆运移的主要机制，将深部岩浆从源区带到浅部就位。源区带到浅部就位。熔体形成熔体形成体积扩容体积扩容有效张应力有效张应力破裂作用破裂作用熔体充填破裂熔体充填破裂脉脉-脉联合形成大脉脉联合形成大脉密度差出现，密度差出现，浮力产生浮力产生熔体上升熔体上升+脉体自扩展脉体自扩展计算结果计算结果Clemens and Mawer，1992一个一个1km长，长，3km宽的岩脉在宽的岩脉在8个月时间内可以扩展个月时间内可以扩展20km长），在长），在900年内可以膨胀达年内可以膨胀达2000km
19、3的体积。（条件：快速，热的体积。（条件：快速，热传导很小，）传导很小，）Mahon et al (1988) 还证明：花岗质岩体底辟上升速度小还证明：花岗质岩体底辟上升速度小于于10-8 m s-1.而对于一个而对于一个3m宽的岩墙，其上升速度可以达宽的岩墙，其上升速度可以达到到10-3 m s-1，比底辟上升高，比底辟上升高105倍。倍。 被动侵位机制：被动侵位机制：四、侵入岩体构造侵位机制四、侵入岩体构造侵位机制岩墙扩展作用岩墙扩展作用Cook-Gorden 机制：岩墙上升在下列三种情况下将停止向进一步发展，而形成深成侵入体：岩墙遇到一个非常脆性的均质体带岩墙遇到一个近水平力学不连续面层
20、面、叶理面、断层面等）。在岩墙的前锋带出现两个方向的张应力：垂直于和平行于岩墙。后者将引起侧向破裂的出现与扩展岩墙遇到一个高度韧性层灰岩、大理岩或页岩）、或者水饱和层，它们将使得破裂扩展能转换为非弹性能。顶蚀作用顶蚀作用Stopping)：热的岩浆在围岩中引起热热的岩浆在围岩中引起热致炸裂作用，岩浆在炸裂致炸裂作用，岩浆在炸裂块下沉的同时向裂隙中侵块下沉的同时向裂隙中侵入。常常局限性较大，出入。常常局限性较大，出现在不整合深成岩体的边现在不整合深成岩体的边部。部。火口沉陷作用：由于断裂火口沉陷作用：由于断裂作用导致岩块塌陷，形成作用导致岩块塌陷，形成环形杂岩体环形杂岩体被动侵位机制：被动侵位机制：四、侵入岩体构造侵位机制四、侵入岩体构造侵位机制被动侵位岩体的特被动侵位岩体的特征征平面上岩体形态不平面上岩体形态不规则规则接触界限呈锯齿状接触界限呈锯齿状缺乏原生流动和破缺乏原生流动和破裂构造裂构造围岩未发生变形围岩未发生变形岩体边部发育角砾岩体边部发育角砾状围岩扑掳体状围岩扑掳体思考题喷出岩体的原生构造有哪几类？有什么特喷出岩体的原生构造有哪几类？有什么特征？征？侵入岩体从哪几个方面进行研究？侵入岩体从哪几个方面进行研究？侵入岩的侵位方式有几种？各有何特征侵入岩的侵位方式有几种？各有何特征
