1、岩浆岩石学,基本概念岩石：天然产出的，由一种或多种矿物或火山玻璃、生物遗骸、胶体组成的固态集 合体。 岩浆岩（Magmatic rocks,Igneous rocks）:它是由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆，在侵入地下或喷出地表冷凝而成的岩石。也可称之为火成岩。或简单地说，由岩浆冷凝固结而成的岩石称为岩浆岩。 岩石学（Petrology）：是专门研究地壳、地幔及其它星体产出的岩石的分布、产状、成分、结构、构造、分类、命名、成因、演化等方面的科学。, 岩浆岩岩石学：是研究岩浆的起源、运移、演化、结晶及岩浆岩的组成、结构、构造、产状、分布、分类、命名、共生组合、成因机理及与构造、矿产关系等
2、的一门独立科学。,a.岩类学：或称描述岩石学或岩相学，它主要是研究岩石的产状、分布、组成、分类、命名等方面的问题。b.岩理学：又称理论岩石学或成因岩石学，它主要是研究岩石的形成条件及成因等方面的问题。,岩 石 学,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）。岩浆的温度高达1300C以上,压力可达数千个大气压,岩浆,岩 浆 作 用,岩浆的形成活动直至冷凝的全过程,岩浆岩,凝固结晶,侵入作用-侵入岩,深成岩,浅成岩,喷出作用-喷出岩/火山岩,岩浆岩不同于沉积岩和变质岩的主要判别标志岩浆岩大部分为块状的结晶岩石，部分为玻璃质岩石。具有玻璃质的岩石一般是岩
3、浆岩，只有极少数情况下，在强烈断裂带内才有玻化岩。岩浆岩中有一些特有的矿物和结构构造。霞石、白榴石、气孔、杏仁构 造。岩浆岩体与围岩间一般都有明显的界线，呈各种各样的形态存在在于地层中，有的平行，有的切穿围岩的层理和片理岩体中常含有围岩碎块（捕虏体)，这些被捕虏的围岩碎块和围岩常遭受热变质作用。岩浆岩不显层理构造,但有时可见假层理。假层理通常由于岩浆层流造成,深成岩则是由于成分不同(结晶分异)造成岩浆岩中没有任何生物遗迹。,1. 造 岩 元 素O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K, Ti 等， 其 总 和 约 占 岩 浆 岩 总 重 量 的 99.25%。氧 的 含 量 最
4、 高, 占 岩 浆 岩 重 量 的46.59%, 占 体 积 的 94.2%常以氧化物的形式表示: SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, K2O, Na2O 和 H2O .其中, SiO2 = 40%75%为最重要的成分，是 岩 石 酸 性 程 度（ 基 性 程 度） 的 标 志。,一、 岩 浆 岩 的 化 学 成 分,超 基 性 岩 SiO266%,挥发份 （6）H2O, CO2, CO, N2, SO2, SO3, H2S, HCl, H2F,2. 次 要 元 素 P, H, Mn, B 等,3. 微 量 元 素岩 浆 中 存 在 大 量 微 量 元 素：
5、Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Ba、Ta、Pb、Th、U 等微 量 元 素 丰 度 及 其 比 值（ 如 K/Rb、K/Ba、Rb/Sr、Nb/Ta、Th/U 等， 对 探 讨 岩 石 成 因 和 岩 浆 演 化 有 重 要 意 义。,岩 浆 岩 化 学 成 分 变 化 规 律,岩 浆 岩 的 矿 物 成 分, 对 于 了 解 岩 石 的 化 学 成 分、 生 成 条 件， 以 及 岩 石 成 因 都 有 重 大 意 义。 同 时， 它 也 是 岩 浆 岩 分 类 和 鉴 别 的 主 要 依 据组 成 岩 浆 岩 的 矿 物， 常 见 的 不 过20 几
6、种， 这 些 构 成 岩 石 的 矿 物 统 称 为 造 岩 矿 物。,二 . 岩 浆 岩 的 矿 物 成 分,硅 铝 矿 物 ：SiO2 和Al2O3 含 量 较 高， 不 含 铁 镁。 如 石 英、 长 石 类 及 似 长 石 类。 这 些 矿 物 颜 色 均 较 浅， 所 以 又 叫 浅 色 矿 物。 铁 镁 矿 物：FeO 与MgO 含 量 较 高，SiO2 含 量 较 低。 如 橄榄石、辉石类、角闪石类和黑云母类。这 些 矿物 颜 色 一 般 较 深， 所 以 又 叫 暗 色 矿 物。 色 率 :岩 浆 岩 中 暗 色 矿 物 的 百 分 含 量 称 为 色 率。 浅 色 岩： 习
7、惯 上 把 花 岗 岩、 正 长 岩 等 浅 色 矿 物 占 优 势 的 岩 石 称 为 浅 色 岩。 其 色 率 在030 之 间。 暗 色 岩： 色 率 在60100， 以 暗 色 矿 物 占 优 势 的 岩 石 称 为 暗 色 岩。 如 橄 榄 岩、 辉 长 岩 等。 根 据 色 率 可 以 粗 略 判 断 岩 石 的 成 分 和 酸 性 程 度。,硅 铝 矿 物 和 铁 镁 矿 物,主 要 矿 物： 在 岩 石 中 含 量 众 多， 对 于 确 定 岩 石 名 称 是 不 可 缺 少 的， 在 分 类 命 名 上 起 主 要 作 用。 如 石 英、 钾 长 石 是 花 岗 岩 的 主
8、要 矿 物。 次 要 矿 物： 在 岩 石 中 含 量 次 于 主 要 矿 物， 对 于 划 分 岩 石 大 类 不 起 主 要 作 用， 但 对 确 定 岩 石 种 属 起 一 定 作 用 的 那 些 矿 物。 如 闪 长 岩 中 的 石 英， 含 量 约2， 没 有 石 英 也 叫 闪 长 岩； 当 石 英5 时， 则 叫 石 英 闪 长 岩。 副 矿 物： 含 量 很 少， 常 小 于1， 个 别 情 况 可 达 5， 在 一 般 的 分 类 命 名 中 均 不 起 作 用。 但 它 们 对 于 了 解 一 个 岩 体 的 形 成 条 件， 对 比 不 同 岩 体， 确 定 岩 体 时
9、代 以 及 研 究 稀 散 元 素 有 重 要 意 义。,主要矿物、 次要矿物、 副矿物,各 类 岩 浆 岩 主 要 矿 物 成 分 及 含 量,橄榄石辉石组合: 相当于超基性岩,钙、铁、镁多而硅少，且贫碱，出现大量镁铁矿物(橄榄石辉石等），不出现石英和长石。 基性斜长石辉石组合：相当于基性岩，铝和钙较多,铁、镁和硅均 较充分，主要形成基性斜长石和辉石,二者近于1:1，不出现石英 中性斜长石角闪石组合：相当于中性岩，钠、钾略有增加，铝、硅 钙、铁、镁均较充分，主要形成中性斜长石、角闪石、黑云母，可能出现，少量石英和钾长石，浅色矿物：暗色矿物2：1 石英钾长石酸性斜长石组合：相当于酸性岩，钠、钾
10、、硅含量高，铁、镁、钙低，石英、钾长石、酸性斜长石等浅色矿物为主。 钾长石黑云母角闪石组合：其SiO2相当于中性岩，钠、钾高而铁、镁低，大量出现钾长石。 霞石钾长石组合：其SiO2接近于基性岩(平均53.36) 钠、钾含量很 高，出现霞石，因钠过多，故常出现碱性暗色矿物。,六 种 典 型 的 岩 浆 岩 矿 物 共 生 组 合,岩 浆 岩 的 结 构（texture）: 指 组 成 岩 石 的 矿 物 的 结 晶 程 度、 颗 粒 大 小、 晶 体 形 态、 自 形 程 度 和 矿 物 间（ 包 括 玻 璃） 相 互 关 系。岩 浆 岩 的 构 造（structure）: 指 岩 石 中 不
11、同 矿 物 集 合 体 之 间 或 矿 物 集 合 体 与 其 它 组 成 部 分 之 间 的 排 列、 充 填 方 式 等,岩 浆 岩 的 结 构 构 造,岩 浆 岩 的 结 构1、 岩 浆 岩 的 结 晶 程 度全 晶 质 结 构： 岩 石 全 部 由 结 晶 的 矿 物 组 成。 多 见 于 深 成 侵 入 岩 中， 结 晶 条 件 好， 缓 慢 结 晶 的 产 物。玻 璃 质 结 构： 岩 石 几 乎 全 部 由 未 结 晶 的 火 山 玻 璃 所 组 成。 多 见 于 火 山 岩 中， 是 快 速 冷 凝 结 晶 的 产 物。半 晶 质 结 构： 岩 石 由 部 分 晶 体 和 部
12、分 玻 璃 质 组 成。 多 见 于 浅 成 岩 和 火 山 岩 中。,显 晶 质 结 构： 肉 眼 观 察 时 基 本 上 能 分 辨 矿 物 颗 粒。（1） 粗 粒 结 构： 矿 物 直 径 5mm（2） 中 粒 结 构： 矿 物 直 径 25mm（3） 细 粒 结 构： 矿 物 直 径 20.2mm（4） 微 粒 结 构： 矿 物 直 径 0.2mm隐 晶 质 结 构： 矿 物 颗 粒 很 细， 肉 眼 无 法 分 辨 出 矿 物 颗 粒 者。 如 果 在 显 微镜 下 可 以 看 清 矿 物 颗 粒 者， 称 显 微 晶 质 结 构； 如 果 境 下 只 有 偏 光 反 映， 而 无
13、法 分 辨 矿 物 颗 粒 者， 称 显 微 隐 晶 质 结 构,2、 岩 石 中 矿 物 的 颗 粒 大 小,（1） 等 粒 结 构： 岩 石 中 不 同 种 主 要 矿 物 颗 粒 大 小 大 致 相等 （2） 不 等 粒 结 构：岩 石 中 不 同种 主 要 矿 物 颗 粒 大 小 不 等 （3） 斑 状 及 似 斑 状 结 构： 岩 石中 所 有 矿 物 颗 粒 可 分 为 大 小 截 然 不 同 的 两 群， 大 的 称为 斑 晶， 小 的 称 为 基 质， 其中 没 有 中 等 大 小 的 颗 粒。 如果 基 质 为 隐 晶 质 或 玻 璃 质,则 称 斑 状 结 构； 如 果 基
14、 质 为显 晶 质， 则 称 似 斑 状 结 构。,3、根 据 矿 物 颗 粒 的 相 对 大 小 又 可 划 分 为:,斑 状 结 构,4、岩 石 中 矿 物 的 自 形 程 度自 形 晶 结 构： 岩 石 主 要 由 自 形 晶 组 成 是指矿物晶粒具有完整的晶面。 它 形 晶 结 构：岩 石 主 要 由 它 形 晶 组 成 指矿物晶体无一完整的晶面，形状规则的轮廓。半 自 形 晶 结 构：岩 石 主 要 由 半 自 形 晶 组 成。 指矿物晶体发育不完整，部分晶面完整，部分为不规则的轮廓。,构 造 是 指 岩 石 中 不 同 矿 物 集 合 体 之 间 或 与 岩 石 其 它 组 成 部
15、 分（ 如 玻 璃 质） 之 间 的 排 列 方 式 及 充 填 方 式 所 表 现 出 来 的 特 点。,岩 浆 岩 的 构 造,带 状 构 造： 不 同 成 分 的 岩 石 彼 此 逐 层 交 替， 或 者 是 成 分 相 同 但 结 构 、颜 色 及 造 岩 矿 物 成 分 或 数 量 不 同 的 岩 石 彼 此 逐 层 交 替 呈 带 状、 条 带 状 彼 此 平 行 或 近 于 平 行。,块 状 构 造（ 均 一 构 造）： 组 成 岩 石 的 矿 物 在 整 块 岩 石 中 分 布 是 均 匀 的， 岩 石 各 部 分 在 成 分 上 或 结 构 上 都 是 一 样 的。,气 孔
16、和 杏 仁 构 造： 喷 出 岩 中 常 见 构 造， 主 要 见 于 熔 岩 层 之 顶 部， 它 是 由 于 从 冷 凝 着 的 岩 浆 中， 尚 未 逸 出 的 气 体， 上 升 汇 聚 于 岩 流 顶 部， 冷 凝 后 留 下 的 气 孔， 称 为 气 孔 构 造。 气 孔 的 拉 长 方 向 代 表 着 岩 流 流 动 的 方 向。 当 气 孔 被 岩 浆 期 后 矿 物 所 充 填， 则 形 成 杏 仁 构 造。,气 孔 和 杏 仁 构 造,枕 状 构 造： 这 是 岩 浆 水 下 喷 发 的 典 型 构 造。 枕 状 体 常 具 玻 璃 质 冷 凝 边， 有 的 气 孔 呈 同
17、心 层 状 或 放 射 状 分 布， 中 部 有 空 腔。,流 纹 构 造： 是 酸 性 熔 岩 中 最 常 见 的 构 造。 它 是 由 不 同 颜 色 的 条 纹 和 拉 长 的 气 孔 等 表 现 出 来 的 一 种 流 动 构 造。,流 动 构 造： 岩 浆 岩 中 的 片 状 矿 物、 板 状 矿 物 和 扁 平 捕 虏 体、 析 离 体 的 平 行 排 列， 形 成 流 面 构 造； 而 柱 状 矿 物 和 长 析 离 体、 捕 虏 体 的 定 向 排 列， 形 成 流 线 构 造。 它 们 是 岩 浆 流 动 的 遗 迹， 流 面 与 围 岩 接 触 面 平 行， 流 线 与 岩
18、 浆 流 动 方 向 一 致。,岩 浆 岩 的 产 状： 主 要 是 指 岩 体 的 形 态、 大 小， 和 围 岩 的 接 触 关 系， 形 成 时 所 处 的 构 造 环 境， 以 及 上 升 及 活 动 方 式 等 等。岩 浆 岩 的 相： 是 指 岩 体 生 成 条 件 不 同 而 产 生 的 不 同 的 岩 石 和 岩 体 总 的 特 征。,岩 浆 岩 的 产 状 和 相,熔 透 式 喷 发: 岩 浆 上 升 时, 因 过 热 和 高 度 化 学 能 ,将 其 顶 部 围 岩 熔 透, 岩 浆 即 溢 出 地 表 而 成 为 喷 出 岩. 又 称 面 式 喷 发. 裂 隙 式 喷 发
19、: 岩 浆 沿 一 个 方 向 的 大 断 裂( 裂 隙) 或 断 裂 群 上 升, 喷 出 地 表. 中 心 式 喷 发: 岩 浆 沿 颈 状 管 道 的 一 种 喷 发. 喷 发 通 道 在 平 面 上 呈 点 状, 又 称 点 式 喷 发. 其 特 点 是形 成 火 山 锥.,火 山 岩 的 产 状 和 相,火 山 岩 的 产 状,火 山 喷 发 方 式,火 山 岩 的 产 状 主 要 与 岩 浆 上 升 到 达 地 表 的 方 式 关.,火 山 岩 常 见 的 产 状 有: 熔 岩 高 原、 熔 岩 台 地、 熔 岩 流、 熔 岩 脊、 熔 岩 被、 熔 岩 瀑 布、 熔 岩 丘、 熔
20、 岩 锥、 熔 岩 针 等 等。熔 岩 表 面 形 态 常 有 绳 状 和 块 状 两 种。,火 山 岩 常 见 产 状 类 型,侵 入 岩 的 产 状侵 入 岩 的 产 状 主 要 是 指 侵 入 体 产 出 的 形 态、 大 小、 与 围 岩 的 关 系 以 及 侵 入 时 的 构 造 环 境 等 等,侵 入 岩 的 产 状 和 相,1）岩床：是厚薄均匀的近水平的整合的板状侵入体。,一、侵入岩的产状,2）岩盆：是中央微向下凹的整合盆状侵入体。,3）岩盖：是上凸下平的穹隆状整合侵入体。,4）岩脉：是与围岩层理或片理斜交的脉状侵入体。,岩 脉： 一 般 规 模 比 较 小， 形 态 不 规 则
21、， 厚 度 小 且 变 化 大， 有 分 叉 及 复 合 现 象 的 脉 络 状 岩 体,岩脉较规则、平直，称为岩墙,5）岩株：是一种常见的侵入体，平面上近园形或不规则状，接触面陡立，似树干状延伸，又称岩干。 6）岩基：是最大的巨型侵入体，面积大于100平方公里，平面上通常呈长园形。,岩 基： 属 巨 型 侵 入 体， 面 积 大 于100 km2 ， 平 面 上 通 常 呈 长 圆 形。,岩 株： 是 一 种 常 见 的 不 整 合 的 规 模 较 大 的 侵 入 体， 平 面 上 近 于 圆 形 或 不 规 则 等 轴 形， 接 触 面 陡 立， 似 树 干 状 延 伸， 又 称 岩 干，
22、 出 露 面 积 小 于 100 km2。 岩 株 边 部 常 有 一 些 不 规 则 的 岩 枝、 岩 镰、 岩 瘤 等。,侵 入 岩 相 的 划 分 主 要 是 以 岩 石 形 成 的 深 度 为 纲， 深 度 不 同， 影 响 到 岩 浆 的 温 度、 压 力、 冷 却 快 慢、 挥 发 份 的 散 失 等 一 系 列 物 理 化 学 条 件 的 差 异， 而 这 些 条 件 与 岩 石 的 成 因 及 岩 石 外 貌、 成 分 等 有 不 可 分 割 的 关 系。目 前 一 般 将 侵 入 岩 分 为 三 种 相： 浅 成 相（03km）: 细 粒、 隐 晶 质 及 斑 状 结 构 等
23、， 可 见 熔 蚀、 暗 化 现 象。 多 见 高 温 矿 物， 岩 体 规 模 较 小。 中 深 成 相（310km： 中 粒、 中 粗 粒、 似 斑 状 结 构； 多 为 中 低 温 矿 物； 岩 体 规 模 较 大。 深 成 相（10km)： 岩 体 规 模 较 大； 结 晶 粗 大， 多 为 块 状 规 则； 多 为 低 温 矿 物。浅 成 相 与 次 火 山 相 特 征很 相 似， 区 别 是 看 它 们 是 否 与 火 山 岩 有 成 因 联 系， 如 果 与 火 山 岩 有 四 同 关 系， 则 为 次 火 山 岩； 否 则 就 是 浅 成 岩。,侵 入 岩 的 相,岩 浆 岩
24、的 分 类,自 然 界 的 岩 浆 岩 多 种 多 样， 已 有 岩 石 名 称 多 达1000 种 以 上， 它 们 之 间 在 成 分、 结 构、 共 生 组 合、 产 状 和 成 因 上， 既 有 联 系 也 有 差 异。 因 而， 正 确 地 认 识 这 些 联 系 和 差 异， 进 行 合 理 的 归 纳， 是 岩 浆 岩 分 类 的 主 要 任 务。,酸 度 和 碱 度 是 岩 浆 岩 分 类 的 重 要 化 学 成 分 依 据，酸 度 即SiO2 含 量， 据SiO2 重 量 百 分 数， 通 常 将 岩 浆 岩 分 为 四 大 类：超 基 性 岩 SiO2 66% 据 碱 度
25、可 将 岩 浆 岩 划 分 为 三 种 主 要 类 型:钙 碱 性 岩 9,依据 岩 浆 岩 的 化 学 成 分,里特曼组合指数 =(K2O+Na2O)2/(SiO2-43),岩 石 中 石 英、 长 石、 似 长 石、 暗 色 矿 物 的 种 属 及 含 量 在 不 同 岩 类 中 有 明 显 区 别。钙 碱 性 岩： 以 不 含 似 长 石 及 碱 性 暗 色 矿 物 为 特 征， 而 且 斜 长 石 更 富 含An 组 份。碱 性 岩： 以 富 含 碱 性 长 石 和 碱 性 暗 色 矿 物 为 特 色。 斜 长 石 一 般 比 钙 碱 性 系 列 的An 偏 低。过 碱 性 岩： 以
26、似 长 石 和 碱 性 暗 色 矿 物 为 主 要 组 成。,依据岩浆岩的矿物成分,根 据 岩 浆 岩 的 相 特 征 可 将 岩 浆 岩 分 为： 火 出 岩a. 熔 岩b. 火 山 碎 屑 岩c. 次 火 山 岩d. 火 山 碎 屑 沉 积 岩 及 沉 积 火 山 碎 屑 岩 侵 入 岩a. 浅 成 岩b. 中 生 成 岩c. 深 成 岩,依据 岩 浆 岩 的 相 及 结 构,11. 脉 岩 类 12. 火 山 碎 屑 岩 类,根 据 上 述 分 类 原 则， 可 将 岩 浆 岩 分 为 四 个 大 类， 共 十 二 种 岩 类：,1. 橄 榄 岩 苦 橄 岩 类 2. 金 伯 利 岩 类
27、 3. 霓 霞 岩 霞 石 岩 类 4. 碳 酸 岩 类,5. 辉 长 岩 玄 武 岩 类 6. 碱 性 辉 长 岩 碱 性 玄 武 岩 类,7. 闪 长 岩 安 山 岩 类 8. 正 长 岩 粗 面 岩 类 9. 霞 石 正 长 岩 响 岩 类,10. 花 岗 岩 流 纹 岩 类,基性岩,酸性岩,超基性岩,中性岩,几点说明: 脉 岩 有 特 殊 的 成 因 和 产 状， 火 山 碎 屑 岩 类 成 岩 机 制 有 其 特 殊 性， 因 而 单 列 章。 每 一 类 侵 入 岩 和 火 山 岩 在 成 分 上 类 似， 但 成 因 上 不 一 定 有 联 系， 也 不 一 定 是 同 源 岩
28、浆 产 物。 “ 斑 岩” 和“ 玢 岩” 仅 用 于 浅 成 岩 中 斑 状 结 构 的 岩 石。“ 斑 岩” 的 斑 晶 是 以 石 英、 碱 性 长 石 和 似 长 石 为 主；“ 玢 岩” 的 斑 晶 以 斜 长 石 和 暗 色 矿 物 为 主。 对 于 喷 出 岩 中 斑 状 结 构 的 岩 石，不 使 用“ 斑 岩” 和“ 玢 岩” 的 名 称。 分 类 表 中 酸 性 岩 和 中 性 岩 石 英 含 量 分 界 为20。 该 数 值 是 石 英 的 相 对 含 量（ 即 石 英、 斜 长 石 和 碱 性 长 石 加 起 来 重 算 为100 的 含 量）， 并 非 石 英 的 实 际 含 量。,国际地科联深成岩分类命名方案,
