岩浆岩岩石学1
岩石学(岩浆岩部分)
岩石学第一章总论1.1岩浆产生于上地幔和地壳深处，含挥发分的高温粘稠的主要成分为硅酸盐的熔融物质。
1）岩浆要素温度：700-1200粘度：主要取决于岩浆的化学成分、挥发分、温度、压力等。
1.2岩浆岩由岩浆冷凝固结后形成的岩石。
1）分类：侵入岩、喷出岩侵入岩：岩浆在地下不同深度冷凝固结形成的岩石。
根据形成深度分为：深成岩、浅成岩。
喷出岩：岩浆及其他岩石、晶屑等沿火山通道喷发出地表形成的岩石，又称火山岩。
又分为：熔岩、火山碎屑岩。
熔岩：岩浆由火山通道喷溢地表冷凝固结形成。
火上碎屑岩：岩石碎块、晶屑、岩浆碎块等各种火山碎屑堆积物。
1.3岩浆的物质组成成分少数玻璃质，其他由矿物组成。
组成岩浆的矿物称为造岩矿物。
表1-1 常见岩浆岩类平均矿物成分1）造岩矿物：主要矿物、次要矿物、副矿物主要矿物（essential mineral）：10%以上，划分依据。
次要矿物（subordinate mineral）：10%以下，不作划分依据，但可作为确定岩石种属的依据。
副矿物（accessory mineral）：不到1%，能反映岩浆岩的含矿性和生成条件等方面的特征，对确定岩浆岩的形成时代也可提供一些依据。
2）岩浆矿物：岩浆冷凝过程中形成的矿物，也称原生矿物。
3）岩浆期后矿物：岩浆已经基本凝固之后，由于受残余流体影响而形成的一些矿物。
4）成岩矿物：当岩浆完全凝固成岩后，由于物化条件的改变，原来处于高温的稳定的矿物就不稳定，会向着更稳定的状态变化，而形成的一些矿物。
5）次生矿物：岩石在表生作用下形成的新矿物。
6）根据矿物的颜色：浅色矿物、深色矿物。
浅色矿物：石英、长石、似长石、白云母。
不含Mg、Fe，又称硅铝矿物。
深色矿物：橄榄石、辉石、角闪石、黑云母。
富含Mg、Fe，又称铁镁矿物。
7）岩浆岩的化学成分常依Sio2含量，划分岩浆岩：超基性岩（Sio2<45%）、基性岩（Sio2 45-52%）、中性岩（Sio2 52-65%）、酸性岩（Sio2>65%）。
地质————岩浆及岩浆岩
喷出作用
侵入作用
玄武岩-喷出岩（火山熔岩）(lava)
集块岩-火山碎屑岩（volcaniclastic rocks）
花岗斑岩-浅成侵入岩(hypabyssal rocks)
花岗岩-深成侵入岩（plutonic rocks）
五、岩浆活动与资源环境
岩浆活动与矿产资源
岩浆活动可能是孕育生命的摇篮
岩浆活动引起环境问题
Br Kr I Xe
5 Rb Sr
Zr Nb Mo Re
Ru Rh Pd Ag Cd Os Ir Pt Au Hg 稀土元素
6 Cs Ba La Hf Ta W
Th U 亲石元素 亲铁元素 Ce Pr Nd
At Rn
Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
亲气元素 亲铜元素
二、岩浆的特征-岩浆的温度 1、实测：观察现代熔岩流的温度
火山可能是孕育地球生命的摇篮！
Carbonyl Sulfide-Mediated Prebiotic Formation of Peptides Luke Leman, Leslie Orgel, and M. Reza Ghadiri
Science， 8 October 2004: Volume 306，Number 5694，283-286.
圣海伦斯火山 Saint Helens，北段。 西南距波特兰72千米。 海拔2950米。原为 一休眠火山，沉默 123年后，于1980年 3月27日复活。经过 1980年3月27日、5 月18日和25日3次大 喷发，火山高度降低 至2550米，山顶被 削去近1／3，形成一 个长3千米、宽1.5米， 深125米的火山口， 喷出大量的火山灰和 熔岩，火焰、浓烟和 火山灰直冲至2万米 高空，火山灰扩散到 4000千米以外地方。
岩浆岩的岩石学特征
岩浆岩的岩石学特征
岩浆岩是地球表面上最常见的岩石类型之一，它们形成于地壳
深部的岩浆冷却凝固而成。
岩浆岩通常具有一些独特的岩石学特征，这些特征有助于我们理解地球内部的构造和岩石循环过程。
首先，岩浆岩的岩石学特征包括其晶粒结构和矿物组成。
由于
岩浆岩是由岩浆冷却凝固形成的，因此其晶粒通常较大，这是因为
在岩浆冷却的过程中，岩浆中的矿物有足够的时间来长大形成大颗粒。
此外，岩浆岩中的主要矿物包括长石、石英、角闪石等，这些
矿物的组合可以帮助地质学家确定岩浆岩的成因和形成条件。
其次，岩浆岩的结构特征也是其岩石学特征之一。
岩浆岩通常
具有均质的结构，即整个岩石呈现出均匀的晶粒分布和相似的矿物
组成。
此外，岩浆岩中还可能存在一些特殊的结构特征，如流动构造、层理、岩浆流纹等，这些特征可以揭示岩浆在冷却凝固过程中
的变形和流动情况。
最后，岩浆岩的化学成分也是其岩石学特征之一。
岩浆岩通常
富含硅、铝等元素，因此其化学成分与沉积岩和变质岩有所不同。
通过对岩浆岩的化学成分进行分析，地质学家可以了解岩浆的起源
和演化历史，从而推断地壳构造和岩石循环的过程。
总的来说，岩浆岩具有独特的岩石学特征，包括晶粒结构、矿物组成、结构特征和化学成分等，这些特征有助于我们理解地球内部的构造和岩石循环过程，对于地质学研究具有重要意义。
1岩浆岩岩石学
构造：一般为块状构造
其它：本类岩石很少见，喷出岩更罕见。岩石中的橄榄石、辉石常常蚀变 为蛇纹石、滑石、绿泥石等等。
2）超基性侵入岩的分类命名
橄榄石(Ol)
1
1——纯橄榄岩 橄榄岩类
90
2——单辉橄榄岩
3——二辉橄榄岩 4——斜辉橄榄岩 5——橄榄单辉岩
4
3
2
40
7 6 5
6——橄榄二辉岩 辉石岩类 10 7——橄榄斜辉岩 8——单辉岩 9——二辉岩 10——斜辉岩
显微镜下按自形程度划分的结构
辉石岩 自形晶结构
辉长岩 半自形晶结构
细晶岩 它形晶结构
4）按矿物颗粒的相互关系
包含结构：大颗粒内部包含有较多较小的另一种矿物颗粒。较小颗 粒结晶早，大颗粒结晶晚。又称嵌晶结构。 反应边结构：早结晶的矿物颗粒表面与岩浆发生反应生成另一种矿 物、而在原矿物颗粒外围形成一个“裙边”。 文象结构：在钾长石晶体内部镶嵌有规则排列的、如象形文字状的 石英晶体，所有石英晶体都有相同的光性方位。是长石 和石英共结结晶的产物。
蚀变橄榄石
2、基性岩
1）一般特征 化学成分：SiO2含量45—53%；与超基性岩比，FeO、MgO较低，而 Al2O3、CaO较高。 矿物成分：暗色矿物40—70%，其它为浅色矿物。 暗色矿物主要是辉石，可有少量橄榄石、角闪石或黑云母。
浅色矿物主要是基性斜长石。有时有少量石英和钾长石。
构造：块状构造、层状构造、气孔构造、杏仁构造等。 其它：本类岩石的侵入岩相对较少，而喷出岩（玄武岩）则分布广泛。 喷出岩常常发育大量气孔，颜色灰暗，基质斜长石常肉眼可见。
课程大纲
第一章 基本概念 第二章 岩浆岩的基本特征
1、岩浆岩的产状
岩浆岩石学
三、岩浆岩矿物成分与化学成分的关系
1.SiO2含量对火成岩中矿物共生组合的影响。
① SiO2过饱和矿物：辉石、长石、角闪石、 云母类矿物，可与石英共生。 ② SiO2不饱和矿物：橄榄石、霞石、白榴石， 不与石英共生。 ③ SiO2饱和矿物：SiO2含量适当时
2.碱质含量对火成岩中矿物共生组合的影 响
钾钠长石：
①钾系列（钾＞钠）： 透长石、正长石、微斜长石、条纹长石 ②钠系列（钠＞钾）： 歪长石、反条纹长石
白榴石、霞石主要在碱性岩石中
2.色率：
定义：暗色矿物在火成岩中的含量（体积百分 数） 超基性岩色率＞90% 基性岩色率＝90～40％ 中性岩色率＝40～15％ 酸性岩色率＜15%
SiO2在主要元素中含量最高，是岩浆岩中的重 要标志： SiO2 ＜45%：超基性岩 SiO2 ＝45～53％：基性岩 SiO2 ＝53～66％：中性岩 SiO2 ＝66～75％：酸性岩 SiO2 ＞75%：超酸性岩（白岗岩）
（二）岩浆岩的矿物成分
1.矿物成分分类：
i）铁镁矿物－暗色矿物 主要是橄榄石类、辉石类、角闪石类、黑云 母类 ii）硅铝矿物－浅色矿物 主要是石英类、长石类和似长石类： 石英分两种变体：低温石英（α 石英) 高温石英（β 石英）
Q
石英（暗色）和碱性长石（浅色）交生
vii) 条纹结构： 钾长石和钠长石有规律地交生称为条 纹结构。具条纹结构的长石，叫 条纹长石 。 条纹结构有 正条纹结构和反条纹结构之分。前者指条纹长石中钾长
石为主晶而钠长石为含量低的客晶呈条纹分布于钾长石之中。 反之，则称为反条纹结构。条纹结构是矿物结晶后，又发生 了固溶体分离所形成。这类条纹具定向性，常沿主晶的某一 结晶学方向均匀分布，条纹的形态及分布比较规则。也有一 些条纹为交代成因，条纹常常较主晶新鲜，多呈不规则的树 枝状、网脉状，定向性不明显，常顺主晶的裂隙、解理、边 缘等处分布。
岩浆岩岩石学：(一)普通火山碎屑岩
(一)普通火山碎屑岩
普通火山碎屑岩一般简称火山
碎屑岩。
其中火山碎屑占绝对优势，成岩方式以压结为主，常叠加有化学胶结物。
这种胶结物往往是火山灰后期次生变化、分解形成的蛋白石、粘土矿物和碳酸盐矿物。
该类型岩石按粒度分为集块岩、火山角砾岩和凝灰岩三种：
1.集块岩
岩石中的火山碎屑粒径大于50
毫米者占50%以上，常混有火山角砾、火山灰等，分选性差。
集块岩多分布于火山口附近或火山管道中，分布范
围较窄，可作为寻找古火山口或古火颈的一种标志。
2.火山角砾岩
主要由各种喷出岩的角砾组成，也有其它岩石角砾，角砾棱角明显，也可混入少量晶屑，一般由火山灰胶结，分选性差。
该种岩石除分布在火山口附近外，也可分布于离火山口稍远的地区。
比较常见。
3.凝灰岩
岩石中大多数的火山碎屑粒度小于2毫米，并且被更细的火山尘及火山灰的次生化学分解物(蛋白石、
粘土、碳酸盐等)所胶结。
由于火山灰粒度细小，从火山口喷出后在空中可飘浮数百乃至数千公里，所以一般凝灰岩的分布范围很宽，可距火山口很远。
它是火山碎屑岩中分布最广的一种。
从火山碎屑成分来看，酸性凝灰岩中以玻屑、晶屑为主，岩屑较少；而基性及中性喷出岩晶屑、岩屑较多。
因此，按碎屑成分又可分为玻屑凝灰岩、晶屑凝灰岩和岩屑凝灰岩。
或按与之相当的喷出岩的成分分为流纹质凝灰岩、安山质凝灰岩。
《岩浆岩石学》岩浆岩的成分
第一节 岩浆岩的化学成分 第二节 岩浆岩的矿物成分 第三节 岩浆岩的矿物成分 与化学成分的关系
第一节 岩浆岩的化学成分
一、岩浆岩的主要造岩元素 据地壳中元素丰度值的研究，地 壳主要由十二种元素O，Si，Ti、Al、 Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K、H、P 组成，这些元素占地壳总重量的99 ％以上，称为主要造岩元素。
微量元素是岩石种类及系列划分 的标志之一，同时也是岩石成因及 演化的重要信息。定量的研究微量 元素的丰度、变化、分配，不仅可 以帮助我们探讨岩石形成的物理化 学条件，而且对研究大地构造环境 及指导找矿，也有重要意义。
三、岩浆岩中的稀土元素
稀土元素一般指原子序数为57-71 的元素外 另加Sc(21) 的元素外， Sc(21 稀土元素一般指原子序数为 57-71的元素外 ， 另加 Sc(21) 和 57 Y(39 39) 这是一组化学性质近似，难熔，而且难分离的元素族。 Y(39)。这是一组化学性质近似，难熔，而且难分离的元素族。 在岩浆岩中， Pm主要为人工放射性产物外 其余16 主要为人工放射性产物外， 16个元素 在岩浆岩中 ， 除 Pm 主要为人工放射性产物外 ， 其余 16 个元素 及其同位素的地球化学性质十分近似。它们常常紧密共生， 及其同位素的地球化学性质十分近似。它们常常紧密共生，共同 产出，不易受后期次生变化的干扰，一经“记录”于岩石中， 产出，不易受后期次生变化的干扰，一经“记录”于岩石中，容 易被保存下来，因此它是岩浆岩的一种很好的成因标志。 易被保存下来，因此它是岩浆岩的一种很好的成因标志。 不同稀土元素的性质和在岩石中的行为毕竟还有差别。 La不同稀土元素的性质和在岩石中的行为毕竟还有差别。由LaSm这前六种元素加上 Eu， 称轻稀土元素， 归铈族， 这前六种元素加上Eu Sm 这前六种元素加上 Eu ， 称轻稀土元素 ， 归铈族 ， 后九种元素 (Gd—Lu外加Y)属钇族，称重稀土。它们在岩浆形成演化过程中， Lu外加Y)属钇族 (Gd Lu外加Y)属钇族，称重稀土。它们在岩浆形成演化过程中， 在重力场的作用下，由于稀土元素本身性质的差异及在矿物中赋 在重力场的作用下， 存状态的不同，导致轻、重稀土元素的分异。 存状态的不同，导致轻、重稀土元素的分异。这种分异导致稀土 元素丰度值的变化，这又称稀土元素的分馏(分离) 元素丰度值的变化，这又称稀土元素的分馏(分离)。
岩浆岩石学试题及答案1
地质专业岩浆岩试卷1一、名词解释（每题3分，共15分）1.岩浆2.次火山岩3. 辉长结构4.安山岩5. 原生岩浆二、填空题（每题2.5分，共15分）1. 火山岩常见岩相有，，，，，六种。
含量，岩浆岩可分为，，，四类。
2. 按SiO2按里特曼指数（δ）又分为，，三个系列。
3. 岩浆岩色率是指，根据岩浆岩中造岩矿物的化学成分，可将矿物分为，两类。
4. 根据矿物在岩浆岩中的含量和在岩浆岩分类中的作用，可以分为，，三类。
5. 斑岩和玢岩仅用于。
斑晶以为主，称玢岩；斑晶以为主，称斑岩。
6. 蛇绿岩套并不是一种岩石名称，而是一种特殊的岩石组合，该组合由上往下由，，，和组成。
三、简答题（每题10分，共50分）1．说明钙碱性系列岩浆岩的深成相及喷出相的代表性岩石名称及次生变化。
2．简述原生岩浆种类的不同观点，主要的原生岩浆种类有那些？它们的起源条件是什么？3．何谓局部熔融或重熔作用？它们在岩浆起源中的意义是什么？4．简述玄武岩的基本分异模式。
5．解释斑状结构与似斑状结构的概念，并对比分析这两种结构类型的区别。
四、论述题（20分）1．试述钙碱性系列超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩的化学成分，矿物组合特征及其演化规律。
试卷1参考答案一、名词解释（每题3分，共15分）1.岩浆：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)。
2.次火山岩：是与火山岩同源的、呈侵入产状的岩石。
它与火山岩有“四同”：同时间但一般较晚；同空间但分布范围较大；同外貌但结晶程度较好；同成分但变化范围及碱度较大。
侵入深度一般<3.0km，又可分为：近地表相0～0.5km；超浅成亚相0.5～1.5km；浅成亚相1.5～3.0km。
3.辉长结构：基性斜长石和辉石的自形程度几乎相等，均呈半自形－它形粒状。
这种结构是辉石和斜长石含量近于共结比时，同时从岩浆中析出的结果，是基性深成相的典型结构。
4.安山岩：是与闪长岩化学成分相当的喷出岩，致密块状，有时具气孔构造。
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岩石的概念
岩石 岩-巖、喦、巗 本义:高峻的山崖
岩石的概念
2. 岩石分类
岩浆岩——又叫火成岩，由岩浆作用形成的岩 石，是地壳或 者上地幔中的岩浆喷出地表或 者侵入在地壳内形成的， 例如花岗岩，玄武岩 沉积岩——由沉积作用形成的，分布于地壳表 层，占大陆面积 的75％以及大部分的海底 沉积，例如砂岩，砾岩
A 岩相学（显微结构） B 矿物成分 （X光，EPMA），包裹体成分 C 岩石地球化学（元素，同位素） D 同位素年代学 E 模拟（数值模拟和实验模拟） F 岩石的成因与大陆动力学过程研究
四、岩石学的研究方法
岩相学 偏光显微镜
四、岩石学的研究方法
包裹体观察测试
四、岩石学的研究方法 同位素方法－可以示踪和测年
三、岩石学的重要地位与作用
1.岩石学是地球科学的 基础学科之一，尤其是 地质学、地球化学和地 球物理学的基础。
2.2. 我们野外看到的对 象绝大多数是岩石，是 我们接触的具体物质。
三、岩石学的重要地位与作用
3. 岩石学研究意义
水文地质－水资源寻找与 开发，
工程地质－建筑物，水库， 大坝
矿床地质－所有矿产都是 在各类岩石之中
沉积岩
沉积岩——分布于地壳表层，占大陆面积的75％以及大部分 的海底沉积。
三大岩的关系
岩石学
1. 概念 2. 岩石学——是地质学的一个分支学科，是
研究地球及其他天体产出的岩石的分布、产 状、成分、结构、构造、分类、成因、演化 等方面的基础学科。
3. 解释：地球产出的，或者其他星体的例如月 岩，陨石，参见教材P7。
全新世火山
新疆于田普鲁火山
全新世火山
云南腾冲火山
全新世火山 广西北海涠洲岛
全新世火山 广西北海涠洲岛
全新世火山 琼北火山
第一节 岩浆与岩浆岩
火山喷发的物质 气体——挥发份
固态物质——火山碎屑 熔融物质——熔岩流（岩浆）
气体亦叫挥发份，一般由H2O、 CO2、SO2等组成，下图为S气体
圣海伦斯山，水蒸汽柱，汽柱高达1000 余米。
四、岩石学的研究方法
数值模拟
小结： 岩石学绪论
一. 岩石 (定义和分类) 二. 岩石学 (定义和分类) 三. 岩石学的重要意义 四. 岩石学研究方法
问题
1、什么是岩石？ 2、三大岩类的主要特征与区别？ 3、试述最主要的岩石学研究方法。 4、在学习本课程之前，您所知道的岩石学 知识有哪些，您接触过哪些岩类？
第一节 岩浆与岩浆岩
现代活火山
January 2003 at Etna (Sicily). Etna is the biggest and the most active European volcano.
现代活火山
圣海伦斯火山 Saint Helens，Mount
美国西北部活火山。位于华盛顿州北段。沉默123 年后，于1980年3月27日复活。经过1980年3月27 日、5月18日和25日3次大喷发，火山高度降低至 2550米，山顶被削去近1／3，形成一个长3千米、 宽1.5米，深125米的火山口，喷出大量的火山灰 和熔岩，火焰、浓烟和火山灰直冲至2万米高空， 火山灰扩散到4000千米以外地方。
美国夏威夷火山
现代活火山
美国夏威夷火山
全新世火山
黑龙江五大连池
全新世火山
黑龙
全新世火山
黑龙江五大连池
全新世火山
黑龙江镜泊湖火山
全新世火山
黑龙江镜泊湖火山
全新世火山
黑龙江镜泊湖火山
全新世火山
黑龙江镜泊湖火山
全新世火山
黑龙江镜泊湖火山
全新世火山
吉林长白山天池火山
岩浆岩岩石学
岩浆岩岩石学
一、绪论 二、岩浆岩的一般特征
三、岩浆岩各论 四、岩浆岩的起源与演化与岩浆岩构造组合
岩石学：绪论
一、岩石的概念
1. 岩石－岩石是天然产出的、具有一定结构构造的矿物（或者 火山玻璃、胶体、生物遗骸）的集合体；是构成地壳和上地幔的 固态部分；是地质作用的产物。 强调： (1) 必须是天然产出的、固态的，例如固结的水泥、陶瓷、石油 等不是岩石， (2) 须具有一定的结构和构造，例如土壤，不是岩石 (3) 是矿物的集合体，说明岩石的组成单位是一种或者多种矿物 (4) 少数的岩石，由火山岩中的火山玻璃、沉积岩中的胶体、生 物遗骸，也是岩石。
放射性同位素——Sm-Nd, Rb-Sr，Pb，O，Re-Os, Ru-Hf 稳定同位素——C, H, O，S， 气体同位素—— He, Ne，Ar
此为进行放射 性同位素测定 的VG－54质 谱仪
四、岩石学的研究方法
高温高压技术－模拟地球内 部的温度压力条件
实验岩石学
此为日本筑波材料科学研究 所3万吨高压仪器
现代活火山
印尼东爪哇省布罗莫火山
2004年6月8日，从 下午15时20分开始 爆发，喷射出的火 山灰和浓烟高达 3000米。
现代活火山
法国留尼汪岛的富尔奈斯火山 2004年8月13日
现代活火山
美国夏威夷火山
现代活火山
美国夏威夷火山
现代活火山
美国夏威夷火山
现代活火山
美国夏威夷火山
现代活火山
岩浆岩岩石学
一、绪论 二、岩浆岩的一般特征 三、岩浆岩各论
四、岩浆岩的起源与演化与岩浆岩构造组合
第二章 岩浆岩的一般特征
提纲 第一节 岩浆与岩浆岩 第二节 岩浆岩的物质成分 第三节 岩浆岩的结构和构造 第四节 岩浆岩的产状及相 第五节 岩浆岩的分类
现代活火山
拉丁美洲蒙特塞拉特岛 (Montserrat)上的苏佛里耶 (Soufriere)火山在一次爆发时，喷 出的烟尘和火山灰冲上了4万英尺 的高空，形成一朵巨大的蘑菇云。 这一情景刚好被一架飞往圣卢西 亚(St Lucia)的旅游班机上的驾驶 员目击到，他决定用广播的形式 通知机上乘客。得知消息的乘客 十分兴奋，乘客玛丽·潘卡拉 (Mary Jo Penkala)立即抓起相机， 拍下了这一幕（2010年3月29日）。
石油地质－生储盖层
四、岩石学的研究方法
1、野外研究 ——是基础，获取可靠的第一手材料
观察和记录——GPS定点， 地质产状，结构，构造，分 布
常用的手段和方法—— 记录，素描，照相，录像，野
外制图，露头观察描述，采 集样品
四、岩石学的研究方法
2. 室内研究 ——是获取先进成果的关键
包括内容与分析测试手段：