火山岩区地质填图中的有关问题区调班2017
火山岩区域地质调查
火山岩区域地质调查【火山岩区填图方法体系】从火山地质特点出发，采取在纵向上研究火山层状喷发物的层序，横向上研究火山岩岩相的变化与产出特征，通过古火山机体的调查与恢复，深入揭示火山岩地区的地质矿产特征及其发展、演化历史的岩性-岩相双重填图法。
【火山岩系列】几个火山岩建造的组合。
范围很广，但具有一定的演化规律，主要表现在化学成分和矿物成分的变化具明显的规律性。
火山岩一般分为三个系列：拉斑系列、钙碱性些列及碱性系列（包含碱性系列，但国际上常用过碱性系列而包含碱性系列）。
【双峰式火山岩】由地幔和地壳两种岩浆源区喷发形成的火山岩组合中的两种端员之间，无论是元素地球化学或者是同位素特征均存在极大差别，表明它们的岩石成因和物质来源都是分离的，如新生代裂谷带中局部地段出现的碱性玄武质和流纹质双峰式火山岩组合。
另外，双峰式火山岩是以玄武岩质和富硅质岩浆近于同时喷发，且很少有中性岩石为特征。
它们可以是拉斑玄武岩-流纹岩组合，也可以是碱性玄武岩-粗面岩组合。
双峰式火山岩的两端员体积除个别情况外差别一般不大。
但也有两端员体积差相当大的双峰式火山岩，如在埃塞俄比亚双峰式火山岩中，富硅质岩石一般要比镁铁质岩少的多。
【细碧岩-石英角斑岩】主要出现在海相或海陆交互相的火山岩系中，由细碧岩、角斑岩和石英角斑岩形成的岩石组合，而且往往同沉积岩相伴生。
细碧岩含SiO245%-52%，主要矿物为钠长石或钠更长石和绿泥石等，不含石英或含量很低，贫钙，Na2O数倍于K2O，富钾的变种较少。
角斑岩的SiO252%-63%，主要矿物为钠长石或更钠长石，其次为绿泥石、绿帘石、石英、钾长石等矿物，以钾长石为主的变种较少。
石英角斑岩的SiO2>63%，主要由石英和钠长石组成，偶含钾长石。
如果在上述岩石的钠长石中有拉长石和辉石交代残余，或者铁镁矿物以假象纤闪石为主，则不宜使用细碧岩、角斑岩和石英角斑岩的术语。
该岩系在中国分布相当普遍，一般使用此类岩石名称。
火山岩储层类型及其控制因素分析
火山岩储层类型及其控制因素分析摘要：本文在前人火山岩储层研究成果的基础上，总结了火山岩储层储集空间类型以及储层发育的控制因素。
火山岩储层是内外因共同作用的结果，内因包括岩性岩相、喷发环境，外因包括构造作用和成岩作用。
内因奠定了储层形成与分布的基础和储集空间的发育程度；外因对储层的储渗性能有明显改造。
关键字：火山岩储层；储层类型；孔隙成因；控制因素；随着能源需求的日益增长，石油与天然气的勘探、开发领域也在不断地扩展，火山岩油气藏作为油气勘探的新领域，已引起了广大石油工作者的关注。
近年来，很多学者对火山岩储层形成机制进行了研究。
综合看来，火山岩储层形成机制研究主要集中在储集空间类型及成因、储集空间的形成与演化特征、储层发育的控制因素等方面。
1. 火山岩储层类型由于火山岩的骨架较其他岩石坚硬，抗压实能力强【4】，加之火山岩成岩作用多以冷凝固结方式为主，孔隙度受压实埋深影响较小，使得火山岩的孔隙更容易保存下来，当埋深大于一定深度时，火山岩的储集能力往往会大于沉积岩而成为主要储层【5】。
赵海玲等认为火山岩储层具有分布范围广、地质时代长的特征，这和火山岩油气储层不具岩石类型的专属性有关【6】。
1.1 岩性类型火山岩储层类型多样, 主要有玄武岩、凝灰岩和火山角砾岩。
玄武岩主要由基性斜长石、辉石、磁铁矿组成, 以斜长石为主, 呈连续斑状结构, 基质间粒结构, 见杏仁状结构。
凝灰岩主要由结构、成份相同,颜色稍有差异的玄武质角砾和岩屑组成, 以岩屑为主, 由火山灰胶结。
火山角砾岩主要由成份相同、颜色稍有差异、粒径大小不等、外形极不规则的玄武质角砾和凝灰质碎屑组成, 以角砾为主, 由绿泥石、浊沸石以及火山灰胶结, 呈火山角砾结构【3】。
火山岩孔隙发育受控于岩性韧性的大小，而韧性大小又受岩石矿物的化学成分影响．故基性与酸性火山岩的孔隙储集空间，有很大差别。
酸性火山岩的韧性、弹性都比基性火山岩要高．其孔隙测定值大于基性火山岩；而酸性火山岩处于深部时，所形成的裂隙空间又比基性火山岩要好【18】。
十一讲：火山岩区填图方法
(3)复式火山机构：
这类火山机构按成因可能有两种 情况： A 在一个火山喷发旋回中，主火 山通道位置发生迁移，其堆积的火 山体也相应位移，互相叠复向某一 方向扩展，但火山类型保持不变。 B 在大型破火山和层状火山的斜 坡上，于火山通道上方出现寄生火 山锥、火山穹丘 ( 岩钟 ) 等附生体， 或者在破火口内出现多个由晚期活 动产生的规模较大的岩钟等。不同 旋回产生的类型不同的火山叠置在 一起时不应认为是复式火山机构。
第六章 火山岩区填图方法
一、火山岩区区调填图的总体要求 二、火山岩区工作方法 三、确定古火山位置的标志 四、火山构造 五、火山岩区“区调”填图的几个特点
地下有火、火从山出
一、火山岩区区调填图的总体要求
1.在详细研究划分火山岩和沉积夹层的基础上，结合火山地层 的结构类型，划分岩石地层单位和火山喷发旋回及火山喷发韵律 、建立地层层序，确定火山喷发时代。 2．查明火山岩岩石主要物质成分和地球化学特征、结构构造、 岩石类型、产状、厚度、接触关系以及空间分布和变化规律。
4 ．火山口附近的岩石常出现热液蚀变现象，如次生石 英岩化、碳酸盐化和某些矿化现象，远离火山口时蚀变现 象逐渐减弱并直至消失； 5．火山口附近常见有环状、半环状及放射状裂隙系统 ，这些断裂多属张裂或张扭性质，多为岩墙和岩脉充填； 6．火山口附近常有稍晚期次火山岩岩体分布，如果为 裂隙喷发，这些岩体呈带状或串珠状分布； 7．多数中心式古火山机构常具有等轴状或环状分布的 航磁、重力和各种元素地球化学异常或放射性异常： 8．遥感图像常显示环状、半环状影像特征；
表：苏吉火 山活动旋回 特征
(一)实测剖面
火山岩区测剖面主要是解决两个方面的任务： ▲.正确划分火山岩地层，建立火山岩地层的填图单位； ▲.详细研究火山岩岩性、岩相和火山机构、火山构造及岩石的含矿性， 后者除实测剖面外尚需结合面上填图工作方能完成。
填图的有关问题和基本要求
变质岩填图的有关问题和基本要求一、了解工区变质岩基本特点据已有资料，区内出露的变质岩复杂程度中等，按变质程度可分为低绿片岩相（浅变质）、绿片岩相和角闪岩相。
泥盆纪浅变质岩主要出露在新峰幅西峰山至209省道的水泥路南侧，岩性为变质砂岩、板岩、千枚岩；中、晚元古代的落马湖群主要出露于白石砬子幅东北部，属绿片岩相的变粒岩、片岩、大理岩、千枚岩等，普遍发生韧性变形（?）；早元古代兴华渡口群主要为各种变粒岩、浅粒岩，局部夹斜长角闪岩，并伴有混合岩化作用，在桦皮窑幅南部、北中部大面积出露，属绿片岩相到角闪岩相。
按变质岩成因，区内变质岩应属区域低温动力变质类型。
此外，局部岩体与围岩接触带尚发育有矽卡岩、角岩及各种蚀变岩。
此外，工作区隶属浅覆盖区，露头差，任何露头都是宝贵的资料搜集场所，直接关乎结论的客观、真实程度。
二、明确变质岩地区填图主要任务和目的１．查明各类变质岩的岩性特点、矿物成分、结构构造，岩石化学和地球化学特征、接触关系。
２．以变质构造调查研究为主线，统计调查各种面、线构造特征、产状，褶皱构造的特征、样式、类型、叠加关系等，研究区域韧性变形特征。
３．接触变质岩石着重研究接触变质带、矽卡岩带分布、物质成分、规模、形态、产状和强度及其主要控制因素，有无蚀变、矿化。
４．确定变质相系，恢复原岩建造类型，建立层序、岩序的叠置系列、岩石事件系列。
５．确立岩石改造和变质环境变化的标志，建立区域变质事件模式。
６．调查研究各类变质岩的含矿层、含矿建造及矿产在变质岩内的分布规律，变质岩石、变质带、变质相对矿床、矿化的控制作用。
７．采用“构造——岩石地层”填图方法。
三、野外观察、记录的主要内容总体要求：详尽记录能够反映变质变形的构造现象，各种构造之间的关系，线、面、褶皱等产状，残留体、岩脉、能干层的变化特征，变质岩石的矿物成分、结构构造，收集有代表性的素描图、照片和标本。
（一）岩石１．风化特征颜色、风化程度，风化面上矿物相互关系、聚集形式和特点、排列方式、种类，有无包体、残留体，沿片理或片麻理剥开的难易程度，风化岩石的宏观特征等；２．岩石矿物成分矿物种类、颜色、光泽、含量、颗粒大小、自形程度，晶体习性、分布特征等；３．结构构造、变形特点；（二）变质构造１．面状构造（1）标志性层面（指原岩层面、能干层等）层面特征、沿走向变化、清晰程度、产状（2）顺层面理类型、特征、产状，变化特征（3）构造面理面理类型，产状、相互关系，期次（4）主构造期的面理矿物组合特征关注：晚古生代以后的变质岩面理（变余层理、层面）是否顺层，早元古代变质岩面理与层理的关系（通过标志层仔细观察），能干层在其中的表现。
火山岩区填图的调查内容及工作方法
• 溢流（effusions） • 侵出（extrusions） • 侵入（trusions）（潜火山岩（subvolcanical
rock和火山侵入岩）
• • • •
三、火山作用的特点 时间和空间上的不连续性 火山作用具多样性 火山活动的不均一性和变异性 火山作用具突发性
四、火山岩区基本地质特征
二、火山学与火山地质学
是研究深部岩浆经过火山管道喷出地表或 侵位于近地表过程中所发生的一系列作用和 变化的科学。①岩浆的形成与演化；②岩浆从岩
浆房经过火山管道到达地表的火山喷发方式与过程； ③喷出物在不同环境下搬运、堆积定位方式和岩浆 近地表侵位形式； ④与火山活动有关的构造；⑤ 喷出物定位后经过冷却、熔结、固结、逸气等作用 形成各类火山岩；⑥伴随火山活动的资源（矿产、 地热、热泉和地貌景观等）；⑦火山环境与灾害
（2）火成岩也是板块运动过程与大地构造 事件的记录。通过火成岩的研究，可以 恢复古板块构造格局，追溯大地构造演 化历史。 （3）确定传统大地构造环境同样离不开火 成岩的重要作用
3、岩石构造组合及岩石构造分析
• 岩石构造组合(petrotectonic assemblage)是指表示构造环境（边界或 内部）特征的岩石组合。 • 岩石构造组合分析是恢复古板块构造格局 和历史的基本手段。 • 火成岩岩石构造组合是指在一定构造环境 下所产生的具有相似岩石化学、地球化学 特征的一种或几种火山岩组合或(和)侵入 岩组合的总称。
1、火山作用研究现状
深部岩浆依照一定的方式经过火山管道喷出地表或侵位于 近地表，从而形成各类火山产物的过程，称为火山作用。
• • • •
火山作用与岩石圈结构 火山作用过程与喷发机制的研究 岩浆物理和火山喷发柱演化的动力学过程研究 火山喷发物体积、能量与大气圈、水圈相互关系, 水污染，对臭氧层的破坏，气候的影响等（火山 作用是一个系统，可影响地球的多个圈层。是地 球内部能量释放的一种重要形式，也是地球内部 物质与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈相互作用 的典型实例）
火山岩区填图的调查内容及工作方法125页PPT
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
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１０００ ０５６９／２０１９／０３５（１０） ３０９７ １４ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ 岩石学报ｄｏｉ：１０ １８６５４／１０００ ０５６９／２０１９ １０ ０９西藏班公湖 怒江缝合带中段侏罗纪高镁安山质岩石对中特提斯洋演化的制约唐跃 翟庆国 胡培远 肖序常 王海涛 王伟 朱志才 吴昊ＴＡＮＧＹｕｅ，ＺＨＡＩＱｉｎｇＧｕｏ ，ＨＵＰｅｉＹｕａｎ，ＸＩＡＯＸｕＣｈａｎｇ，ＷＡＮＧＨａｉＴａｏ，ＷＡＮＧＷｅｉ，ＺＨＵＺｈｉＣａｉａｎｄＷＵＨａｏ自然资源部深地动力学重点实验室，中国地质科学院地质研究所，北京 １０００３７ＭＮＲＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＤｅｅｐ ＥａｒｔｈＤｙｎａｍｉｃｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３７，Ｃｈｉｎａ２０１９ ０４ １１收稿，２０１９ ０８ ０６改回ＴａｎｇＹ，ＺｈａｉＱＧ，ＨｕＰＹ，ＸｉａｏＸＣ，ＷａｎｇＨＴ，ＷａｎｇＷ，ＺｈｕＺＣａｎｄＷｕＨ ２０１９ Ｊｕｒａｓｓｉｃｈｉｇｈ ＭｇａｎｄｅｓｉｔｉｃｒｏｃｋｓｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｐａｒｔｏｆｔｈｅＢａｎｇｏｎｇ Ｎｕｊｉａｎｇｓｕｔｕｒｅｚｏｎｅ，Ｔｉｂｅｔ：ＮｅｗｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｆｏｒｔｈｅｔｅｃｔｏｎｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅＭｅｓｏ ＴｅｔｈｙｓＯｃｅａｎ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３５（１０）：３０９７－３１１４，ｄｏｉ：１０ １８６５４／１０００ ０５６９／２０１９ １０ ０９Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｒｅｅｏｐｈｉｏｌｉｔｅｓｕｂ ｂｅｌｔｓｏｃｃｕｒｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｐａｒｔｏｆｔｈｅＢａｎｇｏｎｇ Ｎｕｊｉａｎｇｓｕｔｕｒｅｚｏｎｅ，ｎｏｒｔｈ ｃｅｎｔｒａｌＴｉｂｅｔ ＴｈｅｓｅｏｐｈｉｏｌｉｔｅｓｒｅｃｏｒｄｅｄａｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅＭｅｓｏ ＴｅｔｈｙｓＯｃｅａｎｉｎｔｈｅＴｉｂｅｔａｎＰｌａｔｅａｕ Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｄｅｔａｉｌｅｄｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｃｌｏｓｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｔｈｉｓｏｃｅａｎｒｅｍａｉｎｉｎｄｉｓｐｕｔｅ Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｗｅｐｒｅｓｅｎｔｎｅｗｄａｔａａｂｏｕｔｈｉｇｈ ＭｇａｎｄｅｓｉｔｅａｎｄｄｉｏｒｉｔｅｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｐａｒｔｏｆｔｈｅＢａｎｇｏｎｇ Ｎｕｊｉａｎｇｓｕｔｕｒｅｚｏｎｅ Ｗｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄｄｅｔａｉｌｅｄｆｉｅｌｄ，ｐｅｔｒｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ，ａｎｄｚｉｒｃｏｎＵ Ｐｂｄａｔｉｎｇｏｎｔｈｅｓｅｒｏｃｋｓ ＡｎｄｅｓｉｔｅｃｏｍｍｏｎｌｙｕｎｃｏｎｆｏｒｍａｂｌｅｏｖｅｒｌｉｅｓｏｎｔｈｅＴｒｉａｓｓｉｃｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙｒｏｃｋｓｏｒｉｓｉｎｆａｕｌｔｃｏｎｔａｃｔｗｉｔｈＪｕｒａｓｓｉｃｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ ａｃｃｒｅｔｉｏｎａｒｙｃｏｍｐｌｅｘａｎｄｐｅｒｉｄｏｔｉｔｅ Ｄｉｏｒｉｔｅｏｃｃｕｒｓａｓｄｙｋｅｓｉｎｔｒｕｄｅｄｉｎｔｏｐｅｒｉｄｏｔｉｔｅ ＺｉｒｃｏｎＵ ＰｂｄａｔｉｎｇｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｓｅｒｏｃｋｓｗｅｒｅｅｍｐｌａｃｅｄｉｎｔｈｅＭｉｄｄｌｅ ＬａｔｅＪｕｒａｓｓｉｃ（１６５～１６１Ｍａ）．ＡｎｄｅｓｉｔｅａｎｄｄｉｏｒｉｔｅｈａｖｅｓｉｍｉｌａｒｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｆｅａｔｕｒｅｓｗｉｔｈｈｉｇｈＭｇＯｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｈｉｇｈＭｇ＃ｖａｌｕｅｓ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇａｈｉｇｈ Ｍｇａｎｄｅｓｉｔｉｃｒｏｃｋａｆｆｉｎｉｔｙ ＲＥＥａｎｄｔｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｅｒｏｃｋｓｈａｖｅｔｙｐｉｃａｌａｒｃｍａｇｍａｔｉｃｓｉｇｎａｔｕｒｅｓ，ｗｉｔｈｓｔｒｏｎｇｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｉｎＬＲＥＥ，Ｒｂ，Ｔｈ，ＵａｎｄＰｂ，ａｎｄｄｅｐｌｅｔｉｏｎｉｎＢａ，Ｎｂ，ＴａａｎｄＴｉ ＴｈｅｙａｌｓｏｈａｖｅｌｏｗＢａ／Ｔｈａｎｄｈｉｇｈ（Ｌａ／Ｓｍ）Ｎｒａｔｉｏｓ，ｎｅｇａｔｉｖｅｚｉｒｃｏｎεＨｆ（ｔ）ｖａｌｕｅｓ，ａｎｄａｎｃｉｅｎｔｚｉｒｃｏｎＨｆｍｏｄｅｌａｇｅｓ Ｔｈｅｓｅｆｅａｔｕｒｅｓｓｕｇｇｅｓｔｔｈａｔｔｈｅｓｅｒｏｃｋｓｗｅｒｅｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｐａｒｔｉａｌｍｅｌｔｉｎｇｏｆｓｕｂｄｕｃｔｅｄｓｅｄｉｍｅｎｔｓａｎｄｏｖｅｒｌｙｉｎｇｍａｎｔｌｅｐｅｒｉｄｏｔｉｔｅ Ｆｉｎａｌｌｙ，ｗｅｓｕｇｇｅｓｔｔｈａｔｔｈｅｓｅｒｏｃｋｓｗｅｒｅｐｒｏｂａｂｌｙｆｏｒｍｅｄｉｎａｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｍａｒｇｉｎｎｅａｒｔｒｅｎｃｈｗｉｔｈｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＭｅｓｏ ＴｅｔｈｙｓＯｃｅａｎ Ｔｈｉｓｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｍａｙｂｅｉｎｄｕｃｅｄｂｙ“ｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｚｏｎｅｔｒａｎｓｆｅｒｅｎｃｅ”ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｌｌｉｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅＡｍｄｏａｎｄＳｏｕｔｈＱｉａｎｇｔａｎｇｔｅｒｒａｎｅｓＫｅｙｗｏｒｄｓ Ｂａｎｇｏｎｇ Ｎｕｊｉａｎｇｓｕｔｕｒｅｚｏｎｅ；Ｍｅｓｏ ＴｅｔｈｙｓＯｃｅａｎ；Ｈｉｇｈ Ｍｇａｎｄｅｓｉｔｅ；Ｉｎｉｔｉａｌｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ；Ｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｅｒｅｎｃｅ摘 要 班公湖 怒江缝合带中段地区南北向分布了三条分支蛇绿岩亚带，它们记录了该地区中特提斯洋复杂的构造演化过程。
火成岩区调
4、火山产物在火山机构中的特定位置（
岩相分析
火山颈、火山口、近源、远源）形成 方式（冷却固结、熔结、压结）、堆 积定位环境 5、火山岩浆在地下一定深度（0.5-3km ）侵位及侵位机制（潜火山岩、隐爆 角砾岩、火山-侵入岩等）
岩相类型(facies)
地表——开放环境 1、爆发相 A、近源崩落相(爆发与崩塌) 火山渣降落堆积(scoria fall) B、空落相 浮岩降落堆积(pumice fall) （陆地、水下） 火山灰降落堆积(ash fall) 块灰流（block and ash-flow） C、火山碎屑流相 渣状流（scoria flow） （pyroclastic 浮岩流（pumice flow.(ash flow 陆地、水下） flow )or ignimbrite）
关于火山岩的分类命名问题
熔岩分类
1、对结晶程度好的岩石用矿物定量分类 2、一般采用化学分类(TAS图解) a、岩石必须新鲜（H2O<2%,CO2<0.5%） b、用干系统 c、检查MgO含量(<8%) d、计算CIPW标准矿物（S区和碱性玄武 岩） e、对S区岩石要进一步划分 f、对B、O、R区岩石用SiO2-K2O图进一 步区分
P=An>5% A=An<5%+Kf
结合化 学分类
• 上世纪70年代以来随着板块构造理论的 兴起，把花岗岩的成因与物源或形成环 境相联系。 • 物源：M、I、S、A型 • 构造环境：大洋中脊、火山弧、大陆弧 碰撞弧、板内等；造山前、同造山期、 造山期后 等 • 近几十年的研究表明，花岗岩体都不是 一次岩浆侵入所致，而是由若干阶段岩 浆侵入活动形成的复式岩体。
基本地质规律
• 火山岩岩石，岩相，火山矿产的空 间分布都受火山机构控制。在机构 内受火口控制
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美洲西部的例子:北美科迪勒 拉大岩基，西部Sr初始比低
海岸岩基； 爱达荷岩基（98－54Ma,从西向 东，年龄变新）； 内华达山脉岩基 半岛山脉岩基
成分与时间极性：秦岭古生代岩浆岩成分极性
在440-450Ma左右至410Ma左右的时期，古秦岭洋（始特提斯）俯冲的方向是从北向南的
产于岛弧环境中的火山岩组合十分复杂多样，其岩 浆源区的物质组成和形成机制有所差异，但地球动 力学过程却十分相近：
热能的累积(温度升高)
地幔或地壳源区的岩石只 有当该区的热能累积到一定的 程度，温度达到岩石熔融的温 度（固相线温度）并持续热能 的累积岩浆才会发生。目前所 公认的热能来源主要有两个:
•一种是有热流（热的物质流或热流体流）进入某地区产生热 对流（Thermal — Convection），导致了热能的积累及温度 上升， •一种是源区含有不移动的放射性生热元素（如K、U、Th）， 通过长期衰变产生热能导致该区温度升高。
古近纪林子宗组 钙碱性火山岩 65-~45Ma
晚白垩世 设兴组碎屑岩
65-45Ma的林子宗火山 岩如果形成在碰撞之后， 它们具有的火山弧岩浆岩 的地球化学特征（亏损 Nb,Ta等高场强元素说明 了什么？
碰撞、后碰撞和碰撞后（板内）阶段的火山作用
地幔柱观点
板内热点、地幔柱与大陆泛 流玄武岩：岩浆来自660Km的弱亏损-富集的OIB库 （Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology）
火山岩区地质填图中的有关问题
火山岩区地质填图中的有关问题
• • • • • • 火山活动的基本规律 火山岩的喷发方式、产状 火山岩相及填图的意义 火山构造的级别划分和识别 火山机构的识别圈定-----火山岩填图的方法 火山岩剖面测量及喷发旋回、韵律的研究
火山活动的位置
大西洋 火山带
地中海 火山带
典型的钙碱性火山岩是源于俯冲流体交代的地幔楔部分熔融的产物 埃达克岩是被地幔橄榄岩混染的俯冲板片熔体； 富 Nb 玄武岩为被俯冲板片熔体交代的地幔橄； TTG 岩石组合是太古宙时期（板块更小，地温梯度更高， 俯冲岩石 圈更热， 速度更快） 俯冲洋壳可能在较浅部位发生部分熔融的产物[22 ］， 它与埃达克岩相似 （许多 TTG 也可归并为埃达克岩）， 只不过在 形成时代和发生部分熔融的深度上有所差异， TTG 还有可能是加厚地 壳底部含水玄武质岩石的熔融而形成的； Sanukitoid（赞岐岩）是被 TTG 熔体交代的地幔楔部分熔融形成的 ， 或是来自消减板片的熔体（TTG）与上覆地幔楔混合的产物[54， 62 ～63］， 形成机理类似于现代的富 Nb 玄武岩 ； Boninite（玻镁安山岩） 是强烈亏损的大洋岩石圈地幔岩石在有水 （俯冲流体 ） 参与时低压高温高程度部分熔融形成的。各类岩石组合 对源区性质，构造背景都有很好的指示作用。
（2）H2O的存在还使得体系处 于高fO2的条件，岩浆结晶时磁铁 矿在早期晶出，岩浆不发生富铁趋 势的演化，而这正是钙碱性系列玄 武岩与拉斑系列不同之处；
（3）岩浆形成上升后，因压 力降低，H2O逸出而减少，岩 浆的液相线温度将快速上升而 导致快速结晶，并常伴随有结 晶分异作用，形成玄武岩-安 山岩-英安岩组合。
陆边缘弧火山岩 构造环境：是大洋岩石圈向大陆俯冲的板块会聚地带，处于强烈的 挤压状态，地壳水平方向缩短，垂直方向加厚。
与岛弧火山岩相比， 活动 大陆边缘所产生的火山岩在 岩浆上升过程中， 会经历更 强烈的结晶分异作用和同化 混染作用，从而形成的岩石 更酸性（岩石组合以安山岩 ，流纹岩为主），具有更高 的 K、Sr、Rb、Ba、Zr、 Th、U、K ／ Rb、Fe ／ Mg 和更宽的 87Sr ／86Sr、 143Nd／ 144Nd、Pb同位素 组分。这些主要是大陆壳物 质卷入岩浆作用过程造成的 ，尽管地幔楔也起到部分作 用。
洋中脊岩浆作用模型 （a)熔岩喷发； (b)岩墙侵入； ©堆晶岩形成； (d)纯橄榄岩和 铬铁矿透镜体形成 （据 Gass and Smewing， 1 9 8 1; Gass et al., 1985, Episode s) 。
大陆裂谷玄武岩
构造环境：大陆裂谷是大陆内部的拉张地带，是陆 壳裂解、减薄向洋壳转变的位置。 物化条件：岩石圈拉伸缓慢，软流圈上涌速度慢， 减压熔融的部位深，温度增加幅度小，因此熔融程 度一般低于洋中脊环境。 源区成分特点：未经亏损，或亏损程度不大 形成岩浆：富K2O+Na2O及不相容元素。如碱性 玄武岩碱性橄榄玄武岩、碧玄岩、霞石岩等类型， 随着裂谷的发展，软流圈进一步上升，可形成大量 的拉斑玄武质岩浆，且成分越来越与洋脊玄武岩相 似。
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辉石的分离结晶导致富钾演化趋势 7 4 3 1 6
Continental Crust
2
200 km
400
Oceanic Crust
Lithospheric Mantle
Source of Melts
?
600 km
?
Sub-lithospheric Mantle
?
?
科希斯坦地体地质简图
巴基斯坦北部喜马拉雅科希斯坦新特 提斯洋内弧火成岩高场强元素丰度与 海沟距离的关系.也比较了伊豆-小笠原 -马里亚纳岛弧（IBM)的情况。
环太平洋 火山带
东非火 山带
现代活动的四个火山岩带：环太平洋火山带、大 西洋火山带、地中海火山带和东非火山带
大部分火山活动与板块边界的 活动构造密切相关，而发生在 板内热点处的火山活动要少得 多
火山活动的主要部位： 扩张板块边界：大洋中脊、大陆裂谷 会聚板块边界：岛弧或活动大陆边缘 转换板块边界：洋中脊转换断层 板内热点：
与不同成因相对应的火山活动可分为： 线式（裂隙式）----板块边界 点式（中心式）-----板内热点 面式（熔透式？）-----地幔柱
岩浆形成的条件
源区的岩石
即岩浆发生之前已经存在于地幔或地壳的岩石作为熔融岩浆的 母岩；上地幔及地壳中的所有岩石在适当的条件下，都可以成为岩 浆的源岩. 不同岩浆源区形成的岩浆肯定有可识别的性质 如俯冲带榴辉岩、榴闪岩部分熔融形成的埃达克岩具高Sr、低 Y的特征
弧后盆地的火山岩
早期：出现类似于裂谷环境的双在式火山岩， 晚期：可出现类似于洋中背环境的拉班玄武岩
碰撞和后碰撞阶段的火山作用
威尔逊旋回的一部分
D俯冲带形成
E俯冲－残余洋盆关闭
F陆陆碰撞造山
G山带剥蚀和再次稳定
如何确定板块碰撞的时间？
Searle et al(1988)提出的标准： （1）缝合带上海相沉积的结束 （有残留？）； （2）缝合带上大陆磨拉石沉积的出 现； （3）与俯冲有关的钙碱性岩浆活动 结束；
时间 极性
Isotopic age vs. distance across (a) the Western Cordillera of Peru (Cobbing and Pitcher, 1983 in J. A. Roddick (ed.), Circum-Pacific Plutonic Terranes. Geol. Soc. Amer. Memoir, 159. pp. 277-291) and (b) the Peninsular Ranges batholith of S. California/Baja Mexico (Walawander et al. 1990 In J. L. Anderson (ed.), The Nature and Origin of Cordilleran Magmatism. Geol. Soc. Amer. Memoir, 174. pp. 1-8).
板内热点、地幔柱与大陆泛 流玄武岩：岩浆来自660Km的弱亏损-富集的OIB库 （Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology）
洋-洋俯冲的岛弧火山作用
岛弧火山岩以钙碱性玄武岩为主 ，岩石组合通常为玄武岩—安山岩 —流纹岩，主量元素最具特征的 是 ：Ti O2含 量 低（0.82wt% ） ， Al2O3含 量 大 于13wt%；K2O 含量较低， K2O<Na2O。岛弧玄 武岩以富集大离子亲石元素（LILE ）（Sr、Rb、Ba等），亏损高场 强元素（HFSE）（Nb、Ta、Ti等 ）为特征。 岛 弧 玄 武 岩 与 MORB，但 是 其 Ti O2含 量 与MORB（ =1.5wt%）[1］相比却低得多。原 因为： ①Ti 保留在金红石和钛铁矿等 残留矿物中随着俯冲板块返回地幔 （OIB源区）； ②其它不相容元素由于俯冲流体 萃取作用，浓度相应的增加，导致 Ti浓度相应减小。
（4）山带中与碰撞相关的主逆冲断 层活动的开始。
前陆盆地与磨拉石
（molasse）
碰撞作用的时间尺度
同碰撞岩浆作用——与地壳加厚与陆内缩短同时
俯冲板片的滞后影响？
西藏林周地区林子宗组与设兴组之间的角度不整合，横跨 整个冈底斯带超过 1000 km 以上，其下为海相地层，普遍认为 是洋壳关闭的标志（莫宣学等，2009），但其上覆钙碱性岩浆 岩，具有俯冲型岩浆岩特征。不整合之后还有洋壳俯冲（许志 琴，2010）?或洋盆关闭后板片还对岩浆活动产生影响？
东亚的例子
太平洋板块至 少从180Ma向东 亚大陆俯冲，取 平均俯冲速率8 cm/a,将有 14,000km的大洋 岩石圈再循环进 入到了地幔
俯冲带的极性
成分极性
常常提到的两种岩浆岩类型成分极性。（a)使用广泛，但并不很贴切， （B)更合适的模式。（据Larter & Leat (eds), 2003,Intra-Oceanic Subduction Systems)
WITHI N PLATE
Oce anic ocean ic islan ds C onti nen tal con tinental ri ft z ones; con tinental flood basal t provi nces th ol eii tic al kaline basal ts & diffe rentiate s