第七章岩浆作用与变质作用
第一节岩浆作用
通过对火山的观察、岩浆岩的研究和地球物理资料的分析认为，在地壳深部或上地幔的局部地段中存在一种炽热的、粘度较大并且富含挥发分的硅酸盐熔融物质。这种处在1 000度左右高温下的物质在常压下将呈液态，但在几千兆帕斯卡的压力下很可能处于潜柔状态，具有极大的潜在膨胀力。一旦构造运动破坏了地下平衡使局部压力降低时，炽热物质立刻转变为液态，同时体积膨胀形成岩浆。可见，岩浆（magma）是在地壳深处或上地幔形成的、以硅酸盐为主要成分的、炽热、粘稠并富翁挥发分的熔融体。
岩浆形成后，沿着构造软弱带上升到地壳上部或喷溢出地表．在上升、运移过程中。由于物理化学条件的改变，岩浆的成分又不断发生变化，最后冷凝成为岩石，这一复杂过程称为岩浆作用（magmatism），所形成的岩石称为岩浆岩（magmanc rock）。根据岩浆是侵入地壳之中或是喷出地表，岩浆作用可分为侵入作用和喷出作用；相应地，所形成的岩石分别称为侵入岩和喷出岩（或火山岩）。
根据SiO2含量，岩浆可分为四种基本类型，即酸性岩浆（SiO2>65％）、中性岩浆（52%～65％）、基性岩浆（45％～52％）和超基性岩浆（<45 ％）。随着Si02含量减少，岩浆中MgO、FeO含量增多，岩浆的颜色加深，相对密度增大，粘度变小。
一、喷出作用
（－）火山喷发现象与喷发类型
喷出作用又称为火山作用（volcanism）。火山喷发过程极为复杂，在不同地区以及不同的岩浆作用阶段，所喷出的物质和喷发类型备不相同。有的喷发很平静，岩浆沿裂隙通道上升，缓慢地流出地表，边流动边冷凝；有的非常强烈，岩浆喷出时具有猛烈的爆炸现象，可将大量的气体、岩浆团块和固体碎屑喷射到火山口以外，在火山口上空形成巨大烟柱。
1985年11月13日，哥伦比亚托马利省一座沉睡了400年的内瓦多德尔鲁伊斯火山突然爆发，周围几个城镇被七八米厚的岩浆、石块和火山灰掩埋，造成两万多名居民死亡。我国较晚的一次大规模火山活动是黑龙江省德都县五大连池的火山喷发，始于1719年，l 720～1721年大量喷发，结果造成熔岩阻塞白河河道，集水形成五个相互联系的堰塞湖，即五大连池。
随着地球演化和地壳加厚，火山活动有逐渐减弱的趋势。根据火山活动的时间，可将火山分为：死火山，即人类历史以来不再活动的火山；休眠火山，是在人类历史上曾有过活动而近百年来停止活动的火山；活火山，是现在正在活动或近百年来有过活动的火山。死火山也有可能再度活动而变为活火山。我国台湾屏东县的鲤鱼山火山（1980年7月7日爆发）即为活火山。
由于岩浆的化学成分、物理性质、火山通道的形状及喷发环境等的不同，因此，喷发类型是多种多样的。按火山通道的形状，可分为裂隙式喷发和中心式喷发。
l. 裂隙式喷发（fissure eruption）
岩浆沿一个方向的大断裂或断裂群上升，喷溢出地表，称为裂隙式喷发。这种喷发火山口不呈圆形，而是长达数十公里以上的断裂带，或者火山口沿断裂带成串珠状排列，往下可连成墙状通道。裂隙式喷发以粘性小、流动性大的基性熔浆为主，多表现为沿裂隙缓慢溢出，然后沿地面向各个方向流动而形成熔岩被，面积可达几十万平方公里，厚达几百米甚至超过千米。在地质历史早期，由于地壳较薄，因而火山喷发以裂隙式为主。现代或近代裂隙式喷发主要局限在大洋中脊和大陆裂谷带上。大洋中脊上的裂谷，是全球规模的张裂系统，由于其反复裂开和玄武质岩浆的喷发与充填，构成了洋壳的一部分。大陆上的裂隙式喷发，如四
川峨眉山二叠纪玄武岩，覆盖了四川、云南、贵州3省交界的广大地区。
2. 中心式喷发（central eruptton）
喷发物沿火山喉管喷出地面，平面上成点状喷发，称为中心式喷发。火山喉管多位于两组断裂的交叉点上。这种喷发是中、新生代以至现代火山活动的主要方式，可能是由于地壳逐渐加厚、压力增大，多数情况下岩浆只能沿着断裂交叉处形成的通道往上运移的缘故。中心式喷发常伴随有强烈的爆炸现象，除喷出大量气体外，还喷出大量碎屑物质，最后溢出熔浆。按照爆炸的强弱程度，可将中心式喷发分为猛烈式、宁静式和递变式3种。
猛烈式又称培雷式，以猛烈爆炸的形式出现，具突然性特点，会给入类带来巨大灾难。这种喷发以中酸性岩浆为主，由于其含气体多、粘性大、流动慢、冷凝快，因此常在火山喉管中凝固，像“塞子”一样堵住火山通道。随着下部岩浆的不断聚积，内部压力积累得极为强大，当压力大于“塞子”阻力时，就会发生骤然的猛烈爆炸（图7．1）。岩石被炸碎，大量气体、岩屑和岩浆团块喷向天空，然后再降落到火山口周围堆积。这类火山以西印度群岛上的培雷火山为代表。1902年5月8日，培雷火山突然爆发，山脚下一座海岸城市圣皮尔，在几分钟内被灼热的火山灰流所毁灭，28 000名居民除两人外全部遇难。
宁静式又称夏威夷式，以宁静地溢流出炽热熔浆为其特点，无爆炸现象。熔浆以基性为主，具有含气体少、粘度小、流动快的特点。以夏威夷群岛的火山为此类代表。该岛上的莫纳罗亚火山是世界上最大的活火山，它的熔浆溢出十分宁静，以致人们可到现场观看。
递变式是以猛烈式和宁静式有规律地交替喷出为特点，多数火山属于这种类型。通常是先猛烈喷发，喷出大量气体和岩屑，随后转为宁静地溢流出熔浆，反复交替出现。著名的意大利维苏威火山属于这种类型，该火山喷发具有明显的周期性。
由于岩浆性质和气体数量的变化，可造成一座火山在不同时期属于不同的喷发类型，如早期为猛烈式，后期为宁静式，以后又变为猛烈式，出现周期性的更替。
（二）喷出作用的产物
1．火山喷出物
火山喷出的物质有气态、液态和固态3种。
（1）气态喷出物
火山从开始喷发至终止时都有气体喷发。在岩浆向上运移过程中，上覆岩石的压力逐渐降低，溶解在岩浆中的挥发性组分就以气体的形式分离出来。岩浆喷出后压力降低，更多的气体就进一步释放出来。气体中以水蒸气为主，含量常达70％以上；此外有CO2、SO2、
N2、H2S以及少量CO、H2、HCI、NH3、NH4Cl、HF等。
气体的喷出状况能预示火山活动的进程。如果气体喷出量越来越多，硫质成分越来越浓，温度越来越高，这就是大规模火山喷发即将来临的预兆。如果气体喷出量逐渐减少，CO2成分增多，硫质成分减少，温度降低，则表明火山活动逐渐减弱。
火山喷出的气体不是全部逸散，其中有相当部分直接由气体凝固成凝华物堆积在火山口附近，常见的有硫磺、氯化铵、氯化钾、硫化砷等，有的可形成矿床。
（2）液态喷出物
火山喷出的液态物质称为熔浆。熔浆与岩浆的差别在于熔浆挥发分较少。与岩浆分类相似，按Si02含量熔浆主要可分为酸性、中性和基性3类，而超基性熔浆为数不多。不同类型熔浆粘度不等，因而流动性不同。熔浆冷凝后形成的岩石称为熔岩（lava）。
基性熔浆SiO2含量低，挥发组分较少，温度高（约l 000～1 200 o C），冷却慢，粘性小，流动快。冷却后形成颜色较深的岩石，称玄武岩。当基性熔浆表面冷凝成塑性薄壳，而下面熔浆仍继续流动时，就会拖曳上部薄壳使其产生波状起伏，形成波状熔岩（wave lava）（图7．2）；如果下面熔浆还继续流动，使上部薄壳被拖引成绳状构造，则形成绳状熔岩（ropylava）。酸性熔浆富含SiO2和挥发组分，Κ、Na含量比Fe、Mn含量高，温度较低（多为800～1 000o C），冷却快，粘性大，流动慢。冷却后形成颜色较浅的岩石，称流纹岩。酸性熔浆表面迅速冷凝成薄壳并由于强烈收缩而破裂，下面熔浆继续流动，使表层薄壳再次破碎并翻滚、粘结，形成块状熔岩（block lava）。中性熔浆SiO2和挥发组分的含量以及其它性质介于酸性和基性熔岩之间，所形成的岩石称为安山岩。
枕状熔岩为基性岩浆水下喷发的产物。基性熔浆在水下凝固时首先表面结成硬壳，并由于冷却收缩而出现裂隙，而壳内的熔浆尚未固结，这样熔浆就可能从裂隙中流出；流出的熔浆表面又形成冷凝的硬壳，由于冷却收缩及内部压力硬壳又发生破裂，尚未固结的熔浆又从裂缝流出；结果使整体熔浆分成许多小股熔浆，最后冷凝固结，并因在完全硬化前受重力作用与周围物体的互相挤压而成为枕状体（图7．3），形成枕状熔岩（pillow lava）。
熔浆在冷凝固结过程中，如果成分均匀，地形平坦，而且缓慢冷缩，就可能围绕—大致成等距离排列的凝结中心收缩，从而形成垂直于冷凝面的裂隙，把岩石分割成多边柱状体，这种裂隙称为柱状节理（图7. 4）。最常见的是玄武岩中的六边形住状节理，其次有五边形、四边形、七边形等。福建第三系玄武岩、峨眉山二叠系玄武岩中的柱状节都很发育。
（3）固态喷出物
由于气体的膨胀力及其所派生的冲击作用，使火山喉管及火山口附近的岩石被炸碎抛射出来，未冷凝的岩浆呈团块、细滴喷射出来并在空中或落地后凝结为固体，它们均于固态喷出物，统称为火山碎屑物，可分出火山弹、火山块、火山砾和火山灰四种基本类型。
火山弹（volcdnic bomb）是一种岩浆喷发物，喷离火山口时为炽热的熔浆团，而后在空中旋转运移时，发生不同程度的冷却或固结，落地时可呈现不同的形态。如落地时表层固结，可形成纺锤形火山弹、麻花状火山弹（图7．5A）；如表层基本未固结，则形成饼状或不规则状火山弹；如整体基本固结，则呈暗色不规则渣状块体，多气孔，表面锯齿状，称为火山渣，是最常见的一类火山弹（图7．5B）。火山弹平均直径大于64 mm，最大可达6 m（长径）以上。
火山块粒径与火山弹相当，也是大于64 mm，但喷发时是固态的岩石碎块，多呈棱角状至次棱角状。火山块主要由火山通道及其附近早先形成的岩石破碎而成。火山砾粒径为2～64 mm，火山灰粒径小于2 mm，它们在喷发时可以是液态的，也可以是固态的。
火山碎屑物大部分降落到火山口附近，置环状分布，由内向外颗粒由粗变细。火山喷发的碎屑物有时数量极多，散落面积很广，如1883年印度尼西亚克拉克托火山爆发，碎屑物总量估计达2．5×l09m3，细小的火山灰被带到大气层的上层，而后随大气飘移散落全球。火山碎屑物经堆积、压实、胶结或熔结而形成的岩石，称为火山碎屑岩。不同期次喷发物形成的火山碎屑岩逐层堆积，因而可有较好的成层性。
2．火山地形
中心式火山喷发形成的地形常置锥状，称为火山锥（图7. 6〉。由于火山喷发类型不同，因而火山锥也是多种多样的。主要由熔岩组成的，称为熔岩锥，坡角常仅有2°～l0°，很少大于15°。主要由火山碎屑岩组成的，称为火山碎屑岩锥．坡角约30°～40°。由熔岩与火山碎屑岩互层组成的称为复合锥，坡度常小于35°，世界上较大的火山都属于这种类型，如日本富士火山，海拔高度为3 776 m。
在火山锥顶部常有低洼的部位，略
呈圆形，边缘很陡，火山物质由此喷出，
称为火山口。火山再次喷发时可以将原
有的火山口炸掉一部分，使火山口顶部
扩大，成为更大的洼地，叫破火山口。
火山喷发停止后，火山口积水就成为火
山口湖，如吉林长白山主峰白头山天池
就是一例。与火山口相连的岩浆通道叫
火山喉管（也称火山颈）。与喷出岩相比，岩浆充填火山喉管而凝结的岩石一般结晶较好，呈致密状。在长期风化剥蚀之后，火山喉管中比较耐风化的熔岩往往残留在平地，成为突出的孤立山峰。
裂隙式火山喷发常可形成熔岩流与熔岩被。从火山口或火山裂隙溢出的熔浆沿山坡或河谷顺流而下，有的呈狭长的带状，有的呈宽阔平缓的舌状，冷却固结后称为熔岩流，当熔岩流遇到陡崖时可形成熔岩流瀑布（图7．7）。当喷发量很大时，熔浆可铺成一大片，被覆在地面上，而后冷凝，称为熔岩被。
二、侵入作用
岩浆侵入地壳中但未喷出地表时称为侵入作用，侵入的岩浆冷凝后形成的各种各样的岩浆岩体称为侵入体（intrusive body），侵入体周围的岩石叫围岩。由于承受上覆岩石的压力，因而岩浆具有向压力较低的构造软弱带侵入的趋势。岩浆在向上运动时，以巨大的机械压力沿着围岩的软弱部位挤入，同时以高温熔化围岩，从而占据一定的空间。根据岩浆侵入深度的不同，可分为深成侵入作用（深度>3km）和浅成侵入作用（<3km），相应地，侵入体也
分为深成侵入体和浅成侵入体。
（－）深成侵人体
深成侵人体形成时的温度和压力均较高，因而岩浆冷凝缓慢，岩石多为全晶质中粗粒结构。岩体规模较大，常见的有岩基、岩株两种。围岩受岩浆高温影响，变质现象较强，范围较广。
岩基（batholith）是侵入体中规模最大的一类（图7．8），面积大于100 km2，最大可达数万平方公里。平面上一般呈长圆形，长数十公里，甚至几干公里，宽可达100 km以上。岩基一般为中酸性岩浆冷凝而成，多由粒度较粗而成分稳定的花岗岩或花岗闪长岩等组成。我国东部地区以及秦岭、天山、阿尔泰山等地均有规模巨大的花岗岩类岩基。
岩株（stock）是一种常见的侵入体，平面上近圆形或不规则状，接触面较陡，规模
较大，出露面积小于100km2。有的岩株独立产出；有的向下与岩基相连，为岩基的顶部突起部分。北京周口店的房山花岗闪长岩体就是一个比较典型的岩株，其出露面积56Km2平面上近圆形，接触面较陡，并略向围岩倾斜。呈小岩株产出的岩体在找矿上十分重要。如鄂东大冶一带的中酸性岩株，在接触带上有丰富的铁、铜、金矿床。
（二）浅成侵入体
浅成侵入活动接近地表，岩浆冷凝较快。矿物结晶颗粒细小，岩石常为中细粒结构或斑状结构。浅成侵入体的规模一般较小，可见底部边界，常见的有岩床、岩墙、岩盆、岩盖等。岩石类型从酸性到基性都有，与内生矿床形成时期相近，彼此经常共生。
岩床（sill）又称岩席，是厚度较小而面积较大的层间侵入体，与其顶、底板围岩平行（见图7．8），接触面平坦，中部稍厚，向边部逐渐变薄以至尖灭。岩床的厚度差别很大，大的可达上千米，小的仅几十厘米。如果岩浆粘度小、流动快，就可形成面积很大的岩床。岩床以基性岩常见。
岩墙（dike）厚度比较稳定且近于直立的板状侵入体（见图7．8），长度为厚度的几十倍甚至几千倍，厚度一般几十厘米至几十米，长几十米甚至几千米。在一个较大区域内，岩墙很少单一产出，常常是几十条、几百条有规律地分布，形成岩墙群。岩墙又可称岩脉。也有人把规模小、形状不规则或贯入在岩体之中的脉状岩体称为岩脉（vein）。
岩盆（lopolith）中央部分厚度大，边缘厚度小，中间微向下凹的盆状侵入体。岩盆是岩浆侵入到岩层之间，其底部因受岩浆的重力而下沉，故中央凹陷；或岩浆侵入到构造盆地中而形成的。岩盆的岩性多为基性，平面形状为圆形或椭圆形，规模一般较大，直径数公里到数百公里，厚度最大者可达千米以上。
岩盖（laccolith）又称岩盘，是上凸下平的穹窿状侵入体（见图7．8）。由岩盖中部到边部，其厚度迅速变小而尖灭。岩盖规模一般不大，底部直径约3～6 km，最厚处通常小
于1 km，地表出露形态常为圆形、椭圆形。岩盖的岩性以中酸性岩为常见，由于中酸性岩浆粘度大，延伸不远，将上覆岩层拱起而成盖状。
第二节变质作用
变质作用（metamorphism）是指在地下特定的地质环境中，由于物理、化学条件的改变，使原有岩石基本上在固体状态下发生物质成分与结构、构造变化而形成新岩石的地质作用。由变质作用所形成的新岩石称为变质岩。变质作用的原岩可以是沉积岩、岩浆岩及变质岩，它们在形成时与当时的物理、化学条件之间处于平衡或稳定状态，但是这种平衡和稳定状态都是相对的和暂时的，一旦它们所处的物理、化学条件发生变化，原有平衡就会遭到破坏，原岩便被改造成为在新的环境中稳定的岩石。例如，在地表浅海环境中形成的石灰岩，如果处于地下较高温的条件下，它将会转变成为大理岩。
促使沉积物转变成为沉积岩的成岩作用，通常也是在地下一定深度和一定的温度、压力等条件下进行的，它与变质作用有相似之处，但成岩作用所要求的深度、压力和温度都较小，在作用的过程中物质发生的变化不十分明显；而变质作用所要求的温度与压力较高、深度较大，在作用过程中原岩变化显著。一般来说，成岩作用的温度小于150～200℃，围压低于100～200MPa；而变质作用则要高于这一数值。因此，可以说成岩作用与变质作用具有过渡关系。变质作用虽与温度有重要关系，但温度并未使原岩熔融，即原岩基本上在固态下发生变质，一旦温度高到使原岩熔融，那么，就进入到了岩浆作用的范畴，因此变质作用与岩浆作用从发展上来看也是有联系的。对于大多数岩石来说，变质作用的高温界限大致为700～900o C。
一、变质作用的因素与方式
（－）引起变质作用的因素
引起变质作用的主要因素是温度、压力及化学活动性流体。
1．温度
温度往往是引起岩石变质的主导因素。它可以提供变质作用所需要的能量，使岩石中矿物的原子、离子或分子具有较强的活动性，促使一系列的化学反应和结晶作用得以进行；同时温度增高还可使矿物的溶解度加大，使更多的矿物成分进入岩石空隙中的流体内，增强了流体的渗透性、扩散性及化学活动性，促进了变质作用的过程。变质作用的温度范围可由150～200o C直到700～900o C。
导致岩石温度升高的主要原因有：①岩浆的侵入作用使其围岩温度升高；②当地壳浅部的岩石进入更深部时，由于地热增温使原岩的温度升高；③由深部热流上升所带来的热量使岩石的温度升高；④岩石遭受机械挤压或破裂错动时由机械能转化的热量使岩石的温度升高，这种热量一般较小或较局限。
2．压力
压力也是变质作用的重要因素，根据压力的性质可分为静压力和动压力。
静压力又称围压，是由上覆岩石的重量引起的压力。它具有均向性，并且随着深度增加而增大。静压力的作用在于使岩石压缩，导致矿物中原子、分子或离子间的距离缩小，促使矿物内部结构改变，形成密度大、体积小的新矿物。如红柱石（Al2SiO5）是在压力较低的环境下形成的，相对密度为3．1～3．2 g／cm3，当静压力增大时，它可以转变为化学成分相同、但分子体积较小的蓝晶石（Al2SiO5），其相对密度为3．56～3．68 g／cm3。
动压力是由构造运动所产生的定向压力。由于动压力只存在于一定的方向上，因而使得岩石在不同方向上产生了压力差。这种压力差在变质作用中有着十分重要的意义。它可以引起矿物的压溶作用，即在平行动压力方向上溶解较强，物质迁移到垂直动压力方向上沉淀，导致原岩发生矿物的重新分异与聚集，造成矿物定向排列；也可以使原岩破碎或产生变形，从而改造了原岩的结构与构造。
3．化学活动性流体
化学活动性流体是指在变质作用过程中存在于岩石空隙中的一种具有很大的挥发性和活动性的流体。这种流体的组分以H2O及CO2为主，并包含有多种其它易挥发物质及其溶解的矿物成分。在地下温度、压力较高的条件下，这种流体常呈不稳定的气——液混合状态存在，因而具有较强的物理化学活动性，在变质过程中起着十分重要的作用。
化学活动性流体可以促使矿物组分的溶解和迁移，引起原岩物质成分的变化；而且，这种流体作为固体与固体之间发生化学反应的媒介具有极重要的意义，因为固体之间的化学反应涉及到物质组分的交换，如果没有流体媒介，这种反应是极其缓慢的；同时，流体本身也积极参与了变质作用的各种化学反应；此外，流体的存在还会大大降低岩石的重熔温度，使变质作用的高温界限变低。
化学活动性流体具有多种来源。其中包括岩石空隙中原已存在的孔隙水、变质过程中从矿物结构中析出的H2O及CO2等挥发性物质、从岩浆中分离出的挥发性组分以及从地下深处分异上升的深部热液等。
必须指出，上述各种变质作用因素常常是互相配合、共同改造岩石的。但是，在不同的情况下起主要作用的因素会有所不同，因而变质作用也相应地显示出不同的特征。
（二）变质作用的方式
在温度、压力及化学活动性流体的作用下，原岩可发生物质成分和结构、构造的变化。但是，这一变化是如何得以完成的呢？了解变质作用的方式有助于我们了解变质作用的过程。变质作用的方式极其复杂多样，其主要的方式有以下几种。
1．重结晶作用（recrystallization）
重结晶作用是指岩石在固态下，同种矿物经过有限的颗粒溶解、组分迁移，然后又重新结晶成粗大颗粒的作用，在这一过程中并未形成新矿物。最典型的例子是隐晶质的石灰岩经重结晶作用后变成颗粒粗大的大理岩（主要矿物成分均为方解石）。重结晶作用在成岩作用中已经出现，但在变质作用中则表现得更加强烈和普遍。重结晶作用对原岩的改造主要是使其粒度加大、颗粒相对大小均一化、颗粒外形变得较规则。
2．变质结晶作用（metacrystallization）
变质结晶作用是指在变质作用的温度、压力范围内，在原岩总体化学成分基本保持不变的情况下（挥发分除外），原有矿物或矿物组合转变为新的矿物或矿物组合的作用。由于这种变化过程多数情况下涉及岩石中各种组分的重新组合，并以化学反应的方式完成，故又称重组合作用或变质反应。变质结晶作用的主要特点是有新矿物的形成和原矿物的消失，并且在反应前后岩石的总体化学成分基本不变。
3．交代作用（metasomatls m）
交代作用是指变质过程中，化学活动性流体与固体岩石之间发生的物质置换或交换作用，其结果不仅形成新矿物，而且岩石的总体化学成分发生改变。例如，含Na十的流体与钾长石发生交代作用而置换出K＋，形成新矿物钠长石（斜长石的一种）：
KAlSi3O8十Na＋→NaAlSi3O8＋K＋
（钾长石）（带入）（钠长石）（带出）
交代作用的特点是：在固态下进行；交代前后岩石的总体积基本保持不变；原矿物的溶解和新矿物的形成几乎同时进行；交代作目是在开放系统中进行的，反应前后岩石的总体化学成分发生改变。交代作用在变质过程中是比较普遍的，凡有化学活动性流体参加的情况下，总会有不同程度的交代作用发生。
二、变质作用的基本类型
变质作用发生的地质条件是极其复杂多样的，一般根据变质作用发生的地质背景和物理、化学条件，分为以下四种主要类型。
（－）接触变质作用
接触变质作用（contact metamorphisin）是在岩浆侵入体与围岩的接触带上，主要曲岩乏活动所带来的热量及挥发性流体所引起的一种变质作用。
接触变质作用的主要变质因素是温度及化学活动性流体，压力居比较次要的地位。接触变质作用的温度较高，一般为300～800 o C，由于热量是由岩体向外逐渐传递和扩散的，所以温度的平面分布为从岩体向外逐渐降低，直到与原岩温度过渡。接触变质作用发生的深度不大，通常在10 km以内，这可能是因为在深部的围岩因地热增温本来就具有较高的温度，它与侵入体之间的温度反差较小，因而接触变质不明显。接触变质作用的动压力一般不明显，主要是静压力，但由于接触变质的深度小，故静压力较低，一般小于300 MPa。所以，接触变质作用是发生在高温、低压的变质环境之中，发生接触变质的地区的地温梯度达到6 o C ／100 m以上。
接触变质过程中的主要变质作用方式为温度和化学活动性流体所引起的重结晶作用变质结晶作用与交代作用。接触变质作用围绕岩体周围发生，且离侵入体越近变质作用越强，远离侵入体则减弱直至完全没有变质现象，因而形成一个以岩体为中心、变质程度向外减弱的环带状接触变质带，称为变质晕（图7．9）。变质晕的宽度一般为几米至1～2km，这种宽度的变化主要受侵入体的规模、产状、成分、温度以及围岩的性质等因素控制。一般来说，侵入体规模大、温度高、围岩岩层产状平缓、富含挥发分且围岩对变质作用敏感（如泥质岩、碳酸盐岩等）时，形成的接触变质晕较宽；反之则较窄。
按引起接触变质的主导因素及变质作用方式的不同，接触变质作用可分为两种：
接触热变质作用引起接触变质的主导因素是岩浆侵入造成的温度升高，变质作用的方式主要为重结晶作用和变质结晶作用，变质作用前后岩石的总体化学成分无显著改变。最常见的接触热变质的例子是泥质岩石变成各种角岩（如红柱石角岩）、石灰岩变成大理岩、石英砂岩变成石英岩等。
接触交代变质作用引起变质的因素除温度以外，从岩浆中分泌的挥发性物质所产生的交代作用具有重要意义。在这一过程中原岩有物质成分的带入和带出，因而变质前后原岩总体化学成分有显著变化，同时伴有大量新矿物产生。最常见的接触交代变质的例子是碳酸盐岩（如石灰岩）与中、酸性岩浆岩相接触时所形成的夕卡岩。夕卡岩形成的过程中常伴有一些金属矿物的形成，它们可以聚集成为矿体，称为夕卡岩型矿床。其中常见的有磁铁矿、黄
铜矿、闪锌矿、白钨矿等。如湖北的大冶铁矿、安徽的铜官山铜矿等。
上述两种接触变质作用都是伴随岩浆侵入而发生的，它们往往在接触变质带中联合作用，并不能绝然分开，但有时存在一定的主次关系，如在岩体的某处部位或围岩的某个层位上主要出现接触交代变质作用。
（二）动力变质作用
动力变质作用（dynamic metamorphism）是指在构造运动所产生的定向压力作用下，岩石发生的破碎、变形以及伴随的重结晶等的作用。这种变质作用主要发生在构造运动使相邻的两个岩石块体之间发生相对运动时的接触带上，这种接触带被称为断裂带或断层带，所以，动力变质作用又被称为断裂（或断层）变质作用（图7．10）。动力变质作用及其所形成的动力变质岩在平面上和剖面上均呈线性或带状分布，动力变质岩也称为断层岩，如碎裂岩和
糜棱岩。动力变质带的宽度可从几厘米到几公里，大型的甚至可达几十公里；动力变质带的长度一般几公里到几百公里，大型的长达1 000 km以上。动力变质带的规模往往与其发育的历史长短及两侧岩块的相对运动强度、断层规模等有紧密关系。
（三）区域变质作用
区域变质作用（regional metamorphism）是在广大范围内发生并由温度、压力及化学活动性流体等多种因素共同引起的一种变质作用（见图7．10）。
区域变质作用影响的范围可达数干至数万平方公里以上，影响深度可达30 km以上。区域变质作用的温度下限（最低）约200～300 o C，上限（最高）约700～800 o C，静压力随深度不同变化在几十到一千多兆帕斯卡之间，除静压力外，还存在着较强的定向压力作用，它们在变质过程中常起着重要作用。区域变质作用的方式包括重结晶作用、变质结晶作用和交代作用等多种，其中尤其以变质结晶作用最为普遍，这些方式共同改造了原岩的矿物成分及结构、构造。
区域变质作用的发生常常和构造运动有关。构造运动可以对岩石施加强大的定向压力，使岩层弯曲、柔皱、破裂；也可以使浅层岩石沉入或卷入地下深处，以遭受地热增温和围压的作用。构造运动还能导致岩浆的活动，从而带来热量和化学物质；或者导致深部热液的向上运移。此外，由构造运动所造成的破裂，是热能、化学能及化学活动性流体在变质区内传递、渗透的良好通道。因而，构造运动为岩石的区域变质创造了物理、化学条件。
区域变质作用按照所处的压力（围压）与温度环境可概略地分为3种类型：
低压区域变质作用发生的深度较浅，一般小于15 km；压力较小，一般为200～400MPa；温度通常较高，可高达600 o C以上；局部或暂时性的地温梯度很高，约25～60O C／km，通常属于高热流或地热异常区。区内中、酸性岩浆活动强烈，温度是引起岩石变质的主要因素。低压区域变质作用类似于接触变质作用，但它以分布更广，不受接触变质晕限制，形成的变质岩具有定向构造（即存在动压力作用）等特征与接触变质作用相区别，但这两者之间又存在过渡性。低压区域变质作用以出现红柱石、堇青石、夕线石等低压、高温型的变质矿物为特征。例如泥质岩经低压区域变质作用可形成红柱石片岩。
中压区域变质作用发生的深度较大，一般大于10 km；压力也较大，一般300～800MPa；区域地温梯度中等，一般16～25 o C／km，平均20o C／km；温度随深度不同而不同，一般为300～600o C。中压区域变质作用是区域变质作用中最常见和最重要的类型，在自然界中分布最为普遍，它与低压区域变质作用之间并没有严格的界限，表现出过渡的关系。
高压区域变质作用发生的深度大，一般大于10 km；压力大，一般300～1 000 MPa，甚至可更高，并且伴有强的构造动压力作用；温度较低，一般只有200～400o C；局部或暂时性的地温梯度很低，一般7～16 o C／km，平均只有10 o C／km左右。高压区域变质作用往往与构造运动将地表或浅部岩石快速卷入地下深处有关，造成了原岩的低温、高压变质环境。这种变质作用以出现蓝闪石、硬玉等高压、低温型的变质矿物为特征。例如泥质岩经高压区域变质作用可形成蓝闪石片岩。
区域变质作用是变质作用中最主要的类型，自然界的各种原岩都可以被区域变质作用所改造。例如，石灰岩可变质成为大理岩；石英砂岩可变质成为石英岩；泥质岩类随着变质程度的加深而逐步脱水变质成为板岩→千枚岩→片岩→片麻岩→麻粒岩；中、酸性的岩浆岩可变质成为片麻岩→麻粒岩；偏基性的岩浆岩可逐步变质为片岩→角闪岩等等。在区域变质作用的地区，从平面上看，变质作用的强度往往具有一定的空间分布规律，一般中心部位变质程度较高，向边缘变质程度逐渐降低，形成一种变质强度的分带现象。
（四）混合岩化作用
混合岩化作用（migmatization）是由变质作用向岩浆作用过渡的一种超深变质作用。其最主要特征是，原岩局部或部分重熔的熔体物质与尚未重熔的固态物质发生互相交插与混合（见图7．10）。混合岩化作用通常是区域变质作用在地热流增高条件下，进一步发展的结果。随着区域变质程度的不断加深、变质温度的逐渐升高，原岩中某些熔点较低的矿物和岩石组分（主要是偏酸性成分）开始发生重熔、分异、聚集，可一直发展到几乎全部重熔，这整个阶段都属于混合岩化作用阶段。所以，混合岩化作用随着其程度的不同，其参与混合的融体与固体之间的比例有很大的变化范围。混合岩化作用形成的岩石称为混合岩。
混合岩化作用发生的深度较大，其温度通常很高，一般达600 o C以上，其中地热增温和热液增温是温度升高的重要原因；压力一般中等；化学活动性流体或热液十分普遍，并起着十分重要的作用，如引起原岩中的一些组分熔点降低，导致交代作用等。由于长石、石英等浅色矿物的熔点偏低，且在热液的作用下易被交代、置换而进入流体中，所以混合岩化中的熔体部分一般为偏酸性物质，或者说是偏花岗质物质，它们常呈眼球状、脉状、树枝状、肠状等形态穿插于未熔融的固体之间（图7．11），通常被称为脉体或浅色体。而未熔融的物质由于包含许多暗色矿物，一般颜色较深，通常称为基体或暗色体。所以，混合岩一般由基体和脉体两部分组成。
第三节地壳中三大类岩石的演变
地壳中三大类岩石形成的环境和地质作用类型是不同的，沉积岩是在地表环境下经表层地质作用所形成；变质岩是在地下环境中经内部地质作用的变质作用所形成；而岩浆岩的物质形成于地下深处，但经过运移后岩石本身可形成于地表和地下的不同环境中，它是由内部地质作用的岩浆作用所形成。岩石形成后，由于其所处的环境及地质作用的类型与方式发生变化，岩石随之发生改造，可以转变成其它类型的岩石。
出露于地表的岩浆岩、变质岩及沉积岩，在水、冰、大气等各种地表营力的作用下，经表层地质作用（风化、剥蚀、搬运、沉积及成岩作用）可以重新形成沉积岩。地壳表层形成的沉积岩经构造运动的作用可卷入或埋藏到地下深处，经变质作用形成变质岩；当受到高温作用以至熔融时，可转变成岩浆岩。地壳深处的变质岩及岩浆岩，经构造运动的抬升与表层地质作用的风化与剥蚀，又可上升并出露于地表，进入形成沉积岩的阶段。因此，三大类岩石是可以相互不断转化的（图7．l 2 ）。在它们相互转化的过程中，内部地质作用的构造运动往往起着重要的作用。如果没有构造运动，在地下形成的侵入岩与变质岩就不能上升和遭受破坏，并转变成沉积岩；如果没有构造运动，地壳表面或浅部的沉积岩与岩浆岩也不能进入地下深处遭受变质，并转变成变质岩；构造运动对岩浆的形成、上升及岩浆岩的最后形成也有重要的影响。
第七章岩浆作物及其产物 关键问题： 岩浆及岩浆作用 岩浆的成因与演化 岩浆岩体原生构造 一、岩浆及岩浆作用的概念 （一）岩浆的概念 岩浆是在地壳深处或上地幔天然形成的，以硅酸盐为主要成分的炽热、粘稠、富含挥发分的熔融体。其基本特征如下： 1．岩浆的成分岩浆主要由硅酸盐和一些挥发分组成。 根据SiO2的含量，将岩浆划分为超基性岩浆（SiO2<45%），基性岩浆（SiO2：45 -53%），中性岩浆（SiO2：53-66%），酸性岩浆（SiO2>66%）。 2．岩浆的温度岩浆的温度一般在700-1300℃之间，并随岩浆成分不同而有所差异，基性岩浆温度较高，为1000-1300℃，中性岩浆次之，约为900-1000℃；酸性岩浆最低，约700-900℃。 3．岩浆的粘度与温度、压力、SiO2、Al2O3和挥发份的含量有关。 温度越高，粘度越小；
压力增大，粘度增大； SiO2含量越大，粘度越大； 挥发份越多，粘度越小。 由超基性-酸性，岩浆的粘度由小-大。 （二）岩浆作用的概念 一般认为，岩浆发源于上地幔软流圈或下地壳深处，从岩浆形成、运移、聚集至冷凝成岩的全部过程，岩浆本身发生的变化以及对周围岩石影响的全部地质作用过程称为岩浆作用或岩浆活动。 根据岩浆活动特点，有两种活动方式：侵入作用、喷出作用或火山作用（图1）。 二、岩浆的喷出作用及其产物 （一）火山活动 火山是地下深处的高温岩浆及其有关的气体、碎屑从地壳中喷出而形成的。火山喷发是自然界最为壮观的现象之一（图2）。
根据火山活动状态，可将火山分为：活火山，近百年来有喷发记录的火山，如日本的富士山；休眠火山，人类历史有记载而近百年来未喷发的火山；死活山，人类历史无喷发记录的火山。 （二）火山喷发的方式 火山喷发主要有以下几种方式： 1．熔透式喷发这种喷发主要发生在地壳发展的初期，地壳很薄，地下的岩浆热能很大，进行大面积熔透，在地表形成熔透式火山（图3）。 2．裂隙式喷发这种喷发是指岩浆沿地壳裂隙溢出地表。喷发以基性的玄武岩为主，无爆炸现象，往往呈大片流出，形成大片连续的玄武岩层。裂隙式喷发在现代大洋中脊的裂谷处正在进行（图4）。
第五章变质作用与变质岩 §1.变质作用概述 前面我们讲了岩浆岩和沉积岩，这两类大岩石是人们最先认识的两类组成地 壳的岩石，在地质学的萌芽时期（约三百年前，十九世纪）曾经发生过所谓“火成论”与“水成论”的论战。 以德国人魏尔纳为代表的一些地质学家，认为所有的岩石都是从海水中结晶沉淀而成的（沉积岩）一一“水成论”。 以苏格兰学者郝屯为代表的认为并非所有岩石都是水成的，而多数是像花岗岩，玄武岩这样的岩石，由地下熔融物质冷凝形成的。一一“火成论”。 这两大学派的争论持续了大约三十年，最后以“ 火成论”胜利告终。现在我们知道，组成地球的岩石，不仅有“水成”的沉积岩，“火成都市”的岩浆岩，还有经变质作用形成的变质岩。三大岩类在地壳中分布大致是： 岩浆岩占地壳总体积的64.7% ； 沉积岩占地壳总体积的7.9%，占地表面积的75% ； 变质岩占地壳总体积的27.4%。 一、概念 变质作用一一岩石基本上在固态下，由于温度、压力及化学活动性流体 的作用，发生成分、结构、构造等变化的地质作用。 变质岩一一由变质作用形成的岩石。 原岩变质* 变质岩
、引起变质作用的因素 地热 来源彳 岩浆热 （一）温度：影响变质作用的最基本因素150 °180 ° -800。-900 ° 升温意味着获得了新的能量，矿物中质点活性增强，可使原来的非晶质 变为晶质，原来小晶粒长大。 （二）压力： 1.静压力——上覆岩石自重引起的，各向等同。 每公里厚的岩石压力为275巴；地下10公里约2750巴； 地下20公里约5500巴。 静压力是各向同性的，作用结果使岩石中矿物变为密度大，体积小的新矿物。 2 ?定向压力一一作用于地壳岩石的侧向挤压力，具有方向性，主要是「挤压力 剪切力 构造力的作用造成。 定向压力的作用结果使岩石中片、柱状矿物定向排列。 （三）化学活动性流体
岩浆作用与火成岩 第一节碰触作用与喷出岩 一、岩浆的概念 地下高温熔融物质—岩浆 岩浆的粘性取决于它的化学成分和温度。 二、喷出作用与喷发产物 岩浆喷出地表的作用称喷出作用/火山作用。 1.气体喷发物 以水蒸气为主，其含量通常达60%以上。此外还有CO2、硫化物、硫，以及少量CO、H2、HCl、NH3、NH4Cl、HF等。 2.固体喷发物 3.液体喷发物 三、岩浆的类型及其喷发特征 1.超基性岩浆及其喷发特征 2.基性岩浆及其喷发特征 3.中性与酸性岩浆及其喷发特征 四、火山喷发的间歇性 凡在人类历史时期中有过活动的火山成为活火山，在人类历史中未曾喷发过的火山称为死火山。 第二节侵入作用与侵入岩 一、侵入作用概述 深部岩浆向上运移，侵入周围岩石而未到达地表，称为侵入作用。 岩浆在侵入过程中变冷、结晶而形成的岩石叫侵入岩。它是被周围岩石封闭起来的三度空间的实体，又可称为侵入体。包围侵入体的所有岩石称围岩。 1.同化作用与浑然作用 岩浆溶解围岩，将围岩改变成岩浆的一部分，称为同化作用。 岩浆因同化围岩而改变自己原有的成分称为混染作用。 同化作用与混染作用是相伴而生的。 2.结晶分异作用 一种成分的岩浆按矿物熔点的高低可依次结晶出不同成分的矿物，并依次形成不同种类的岩石，这种作用称为结晶分异作用。 二、侵入岩的产出状态 侵入岩的产出状态即产状，指其形态、大小及其与围岩的关系。 1.岩墙 2.岩床 3.岩盆与岩盖 4.岩株 5.岩基 第三节火成岩的结构与构造 一、火成岩的结构 火成岩中的矿物的结晶程度、晶粒大小、与形态及晶粒间的相互关系称为火成岩的结构。 二、火成岩的构造 1.块状构造 2.流动构造
判断题 1．岩石可划分为岩浆岩、沉积岩及变质岩三大类。（） 2．岩石是固态物质的集合体。（） 3．常见造岩矿物按其成因和化学成分特点可以分为三类：主要矿物、次要矿物和副矿物。 （）4．岩石就是结晶质矿物的结合体。（） 5．按岩石的结晶程度可分为全晶质、半晶质和玻璃质结构。（） 6．凡全部由结晶质矿物组成的岩石的结构，无论其颗粒大小如何都称为全晶质结构。（）7．斑状和似斑状结构是根据斑晶矿物的种类来划分的。（） 8．根据岩浆岩的矿物共生组合，可以了解岩浆岩的化学成分特点。（） 9．岩浆作用是岩浆的产生到完全冷凝固结成岩的全过程。（） 10．岩浆中的主要矿物和次要矿物统称为岩浆矿物。（） 11．成分相同的岩浆在不同冷凝条件下，其结晶程度、颗粒大小相同。（） 12．火山岩的产状可以是整合的或不整合的。（） 13．自然界中原生岩浆仅为有限的几种，但通过岩浆的分异、同化和混合作用，可以形成复杂多样的岩浆岩。（） 14．成分相同的岩浆在不同冷凝条件下，其结晶程度和矿物颗粒大小相同。（） 15．组成岩浆岩的所有矿物称为岩浆矿物。（） 16．原生岩浆是上地幔物质和下部地壳物质局部熔融的产物。（） 17．岩浆是由地幔岩石地部分熔融形成的熔融体。（） 18．根据岩浆的化学成分可以了解岩浆岩的矿物组合特征。（） 19．目前公认的主要原生岩浆为玄武岩、花岗岩、安山岩浆和超基性岩浆等。（）20．岩浆是由下地幔的部分熔融形成的熔融体。（） 21．岩浆的粘度与岩浆的氧化物、挥发组分、温度和压力有关。（） 22．岩浆作用是指高温的熔浆侵入围岩引起的一系列变质作用。（） 23．岩浆中挥发组分的存在可以降低岩浆的粘度。（） 24．地下深处的含水岩浆比同成分的熔岩流的固结温度要高得多。（） 25．岩浆岩中的主要矿物成分是岩石大类划分和命名的主要依据。（） 26．岩浆岩的酸度是以岩浆中Al2O3、K2O、Na2O的含量为标准划分的。（） 27．岩浆岩矿物共生组合取决于岩浆的化学成分和岩石形成的物理化学条件。（）28．岩浆与岩浆岩在成分上的主要差别是岩浆中所含的挥发组分较岩浆岩高。（）29．岩浆岩的矿物成分仅受岩浆中化学成分的控制。（） 30．基性岩浆的粘度比酸性岩浆的粘度低，主要是由于前者SiO2含量低，岩浆温度也较高之故。（）
1.为什么自然界的岩石不仅仅是岩浆岩、沉积岩两大类？ 答：地球演化过程中不同地球动力学事件使早先存在的岩石所处的地质环境和物理化学条件发生变化，偏离其初始形成时的地质环境及物理化学条件。这必然引起岩石的矿物组成、结构构造甚至化学成分发生变化（调整或改造），以适应新的地质环境及物理化学条件。 2.如何正确理解变质作用的概念 答：在地壳形成和发展、演化过程中，早先形成的岩石（包括岩浆岩、沉积岩以及先存的变质岩）在地壳一定深处，为适应新的地质环境和物理化学条件，在基本保持固态的条件下发生的矿物组成、结构构造甚至化学成分的变化称为变质作用。 3.变质作用与岩浆作用都是内生地质作用，它们的区别是什么？ 答：变质作用的发生过程主要是一个升温过程，而岩浆作用主要是降温过程。 （变质反应重结晶） 变质作用主要是在固态条件下的矿物转变，而岩浆作用则是在液态条件下的矿物晶出。 （变晶结构） 变质作用与岩浆活动之间也不存在一条截然的界线。（部分重熔） 4.为什么说温度是变质作用最重要的因素？ 答：○1温度升高可使原岩中一些矿物发生重结晶。 ○2温度变化能引起原岩中矿物之间发生变质反应形成新矿物。 CaCO3（Cc）＋SiO2 （Q）? CaSiO3 （Wo）＋CO2↑ 温度是变质反应中最重要的热力学平衡参数。 ○3温度升高可为变质反应提供能量，并使岩石中流体的活动性增大，促进变质反应进行，使新矿物和新组构能以较快的速率和较大的规模形成。 ○4温度持续升高可使原岩在重结晶和变质结晶基础上发生部分重熔，其中长英质组分成为流体相，引起混合岩化作用。 ○5温度升高还可改变岩石的变形行为，从脆性变形向塑性变形转变。 5.负荷压力在变质过程中的作用是什么？ 答：○1改变发生变质反应的温度。压力增高，多数情况下可使吸热反应的平衡温度升高。 如: CaCO3(Cc）＋SiO2（Q）? CaSiO3（Wo）＋CO2↑压力由105Pa（1bar）增高到0.1GPa（1Kb）时，发生这一反应的温度将由470℃增到670℃。 ○2压力的增高有利于形成分子积体较小、密度较大的高压矿物或矿物组合。 如硬玉和霰石等。 6.评述构造超压和流体超压对变质作用的影响。 答：构造超压——构造超压为平均应力与负荷压力之差，是构造作用对总压力的贡献。构造超压大小与岩石强度有关，后者本身又因成分、温度、变形速率及其他因素而变化。 由于变质作用发生在高温条件下，岩石强度通常不大，因而构造超压通常较小，正常变质条件下小于0.1GPa。构造超压只有在地壳浅部、岩石处于刚性状态且应变迅速时才有意义。而在地壳较深处，温度较高、负荷压力较大，岩石具有一定的塑性，应力可通过塑性变形而被释放，所以不大可能起附加压力的作用。 流体超压——有时在封闭体系中，随着温度的上升，多种变质反应将释放出大量的H2O 和（或）CO2，由于毛细孔体积很小，同时岩石的强度又足够大，则可出现Pf＞Pl 的情况。两者的差值称作流体超压， Winkler认为这是“内部产生的气体超压”，一般是局部的。这种情况下，无论变质反应是否有流体相参与，Pf都是控制变质反应的独立因素。 在侵入体附近，由于岩浆结晶过程中析出大量流体相，也可在局部出现Pf＞Pl的
一、名词解释 1.岩浆 2.岩浆作用 3.岩浆岩的结构 4.原生岩浆 5.辉长结构 6.粗玄结构 7.拉斑玄武结构 8.粗面结构 9.反应边结构10.里特曼指数11.安山岩12.粗玄岩13.熔蚀结构14.包橄结构15.文象结构16.环带结构17.镁铁矿物18.蛇绿岩19.细晶岩20.斑状结构21.似斑状结构22.斑岩23.玢岩24.超镁铁岩25.超基性岩26.喷出岩31.熔结凝灰岩32.火山角砾结构33.凝灰结构34.集块结构35.火山碎屑岩36.煌斑结构37.二长结构38.辉绿结构39.堆晶结构40.硅铝矿物 二、填空 1. 色率是指__________________________，基性侵入岩的色率范围是__________________。 2. 岩浆的粘度主要受______、________、_______三个因素控制。 3. 根据SiO2含量，将岩浆岩分为___________、___________、____________、___________。 45. 根据矿物在岩浆岩中的含量和在岩浆岩分类命名中所起的作用，可以分为____________、_______________和______________三类。 5. 根据岩浆岩中造岩矿物的化学成分，可将矿物分为_______和________两类。 6. 岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的___________、____________、____________及矿物间的相互关系。 7. 岩浆岩的构造是指岩石中____________之间或矿物集合体与其它组成分之间的_______________、_______________方式。 8. 按结晶程度可将岩浆分为______________、______________和______________。 9. 按主要造岩矿物颗粒的大小划分岩石结构，粗粒结构、中粒结构、细粒结构的矿物粒径（以mm为单位）范围依次分别是______、______和______。 10. 据岩浆岩中矿物颗粒的相对大小可分为_________________、_________________和______________________三种结构。显晶质的岩石按矿物的粒度大小分为_______________、_______________、_______________和_______________。 11. 据全晶质岩石中矿物的自形程度，可分为______________、______________和______________三种不同的结构。 12. 整合侵入体产状形式有____________、____________、____________和____________、等四种。 13. 不整合侵入体产状形式有____________、____________、____________、____________ 等四种。 14. 岩浆岩中划分酸性程度的标志是_________________的含量，划分碱性程度的指数称为_________________指数。 15. 安山岩的基质结构常见的有两种：（1）斜长石微晶呈平行定向或半定向排列，其间隙中充填的是辉石和磁铁矿等粒状矿物，称为__________；（2）斜长石微晶呈杂乱－半平行排列，微晶之间充填较多的玻璃质或隐晶质，称为________。 16. 与玄武岩成分相当的侵入岩是_______ 。
第三章岩浆作用与火成岩 1.岩浆有哪些基本类型，其化学成分的差别何在？ a 超基性岩浆 SiO2 含量小于45%，富含铁，镁氧化物，，缺少钠、钾氧化物 b 基性岩浆又称玄武岩浆，其SiO2含量为45%--52%，铁镁氧化物的含量低于超基性岩浆 c 中性岩浆又称安山岩浆，其SiO2含量为52%--65%，铁镁氧化物的含量低于基性岩浆 d 酸性岩浆又称花岗岩浆，其SiO2含量大于65%，铁镁氧化物的含量更低 2. 岩浆的粘性大小是由哪些因素决定的？ 岩浆的粘性与岩浆的化学成分、温度、挥发性等因素有关 3.火山喷发的气体产物有哪些主要成分？ 火山喷发的气体产物以水蒸气为主，其含量达到60%以上，此外有二氧化碳、硫化物、硫，以及少量CO ,H2, HCL, NH3, HF等 4火山喷发的固体产物有哪些类型？其特点怎样？ a 火山灰粒径小于2mm的细小火山碎屑物 b 火山砾粒径2—50mm，形态不规则，常有棱角 c 火山渣粒径数厘米到数十厘米，外形不规则，多孔洞，似炉渣 d火山弹粒径大于50mm e火山块粒径大于50mm，常为棱角状 5解释：熔岩，波状熔岩，块状熔岩，枕状构造，柱状节理 a熔岩：液体喷发无成为熔岩
b波状熔岩：内部熔体流动的推挤力以及因外壳冷凝而产生的收缩力作用下，熔岩表面常常发生变形，表面比较光滑，呈波状起伏，称为波状熔岩 c 块状熔岩：熔岩表层破碎呈大小不等的棱角状碎块并杂乱堆积者称为块状熔岩 d 枕状结构：水底喷发的基性熔岩或从陆地流入海中的熔岩的枕状构造所形成的一种特殊构造 e 柱状节理：熔岩在散热冷凝过程中，其表面厂形成无数冷凝收缩中心，如果岩石结构均匀，这些收缩中心均匀而等距地排列，在垂直于联结收缩中心的直线方向因引力作用形成裂缝，裂缝横切面为六边形。随着熔岩进一步冷凝，六边形裂缝最终会将整个熔岩层切割成六方柱，称为柱状节理 6.解释：火山，火山锥，火山口，火山通道，岩浆房，火山颈 a 火山： b 火山锥：火山喷发五在喷口堆积呈锥形体 c 火山口：火山物质喷溢的出口，称为火山口 d 火山通道：岩浆从岩浆库穿过地下岩层，经火山口或溢出口流出地面的通道 e 岩浆房： f 火山颈（火山塞）：填塞在火山喷管中的大块凝固熔岩，在火山锥被剥蚀后露出地表，形如瓶塞 7．科马提岩有哪些特点？
第3章岩浆作用 一、名词解释 岩浆岩浆作用喷出作用侵入作用火山火山口破火山口火山锥火山灰熔岩岩基岩株岩床岩盘烟墙捕虏体顶垂体液态分异结晶分异同化混染岩浆矿床伟晶矿床岩浆期后矿床科马提岩波状熔岩块状熔岩柱状节理红顶现象围岩 二、是非题 1.岩浆作用与变质作用是相互有着密切联系的两个作用。（） 2.溶解到岩浆中的挥发作用性物质实际上不是岩浆的物质组成部分。（） 3.地球上玄武质岩浆占所有岩浆总合的８０%。（） 4.溶解到岩浆中的气体对岩浆的性质不产生什么样的影响。（） 5.火山喷出的气体大部分是水蒸气，但是，大多数岩浆原生水的含量不超过３%。（） 6.熔岩的流动性主要取决于粘性。而粘性于主要取决于熔岩的成分，基性熔岩含铁镁成分多，比重大故粘性大不易流动。（） 7.熔岩的流动性与温度有关，温度越高，其粘性降低、因此，更易流动。（） 8.岩浆中二氧化硅的含量的多少对岩浆的粘性没有影响。（） 9.玄武岩质成分的岩浆通常流动缓慢，故多形成块状熔岩。（） 10.流纹质熔岩粘性很大所以流动缓慢。（） 11.安山质熔岩与流纹质熔岩由于岩浆粘性大，尤以酸性岩浆为甚，它们喷发时常很猛烈。（） 12.在大型复式火山锥的斜坡上可形成数个寄生锥。（） 13.有的人认为火山喷发的形式演化顺序是熔透式→裂隙式→中心式，现代火山多为中心式，而冰岛的火山是现代裂隙式火山的典型代表。（） 14.火山有活火山和死火山，一旦火山停止喷发，它就变成了死火山，永远不会再喷发了。（） 15.火山活动对于人类来讲是百害而无一利。（） 16.火山灰很容易风化形成较为肥沃的土壤。（） 17.地下的岩浆活动可能触发毁灭性地震。（） 18.火山喷发的尘埃悬浮在大气中可以保持许多年。（） 19.现在所有的热泉都与火山作用有密切关系。（） 20.含水的岩石其熔点低于不含水的岩石。（） 21.上地幔的成分很像在蛇绿杂岩体中所见到的橄榄岩。（） 22.安山质和流纹质的岩浆只能从陆壳物质的部分重熔中分异出来。（）
岩浆岩及变质岩 绪论 一、岩石的概念 岩石是由一种或几种造岩矿物或部分天然玻璃所组成的，具有一定结构、构造和稳定外形的固态集合体，是组成地壳的主要物质，是在地壳发展和演化过程中由各种地质作用形成的天然产物。 (1)多数岩石是由不同矿物组成，单矿物的岩石相对较少 (2)岩石也可是由玻璃质(如黑曜岩)、有机质（如沥青）、胶体物质等组成 (3)岩石，一般是指自然界产出的，人工合成的矿物集合体，称作工业岩石, 不在本教材学习的范围 陨石可分为三类：石陨石、石铁陨石和铁陨石 月球的岩石主要有四类：斜长岩与苏长岩、月海玄武岩、月球角砾岩、玻璃质岩石 人造岩石 石油、天然气等 岩石的分类 地壳深处和上地幔的上部主要由火成岩和变质岩组成。从地表向下16公里范围内火成岩和变质岩的体积占95%。地壳表面以沉积岩为主，它们约占大陆面积的75%，洋底几乎全部为沉积物所覆盖 三、岩石学的概念 岩石学是研究岩石的物质成分、结构、构造、分类命名、形成条件、分布规律、成因、成矿关系以及岩石的演化过程的一门科学。它属地质科学中的重要的基础学科 四、岩石学的研究内容 1.研究岩石本身的特征。 2.研究岩体的产状、时代及其共生组合，各种岩石在时间和空间上的分布规律，确定其与地质构造的关系。 3.研究岩石和成矿作用的关系以及各类岩石成矿的专属性。 4.研究岩石形成的各种地质作用、物理化学条件、生成环境，研究岩石的成因、来源及其演化等问题。 第一篇岩浆岩岩石学 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、矿产关系等的一门独立科学 一岩浆的概念 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）。 少数情况下存在有碳酸盐岩浆、金属硫化物及金属氧化物岩浆，后者也称为矿浆。 现代火山喷发使我们能够直接观察到岩浆。 二岩浆的成份 主要成分：硅酸盐 以氧化物形式表示SiO2, Al2O3, FeO, Fe2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O, H2O SiO2 = 40%～75%，挥发份（＜6％）。H2O, CO2, CO, N2, SO2, SO3, H2S, HCl, H2F 成矿金属元素 三岩浆的温度 a .观察现代熔岩流的温度
地质作用的分类：内动力地质作用岩浆作用变质作用地震作用地壳运动 外动力地质作用风化作用剥蚀作用搬运作用沉积作用成岩作用 第四章岩浆作用与岩浆岩 §1.概念 §2.喷出作用与喷出岩 §3.侵入作用与侵入岩 §4.岩浆的起源 §5.岩浆的类型及特征 §1 概念 岩浆——上地幔或地壳深处，天然产出的成分以硅酸盐为主的高温熔融物质。 化学成分：ＳiＯ2为主大量Ａl2Ｏ3、Ｍg O、Fe O．．．．．． 富含挥发份：Ｈ2O、ＣＯ2、ＮＨ3、Ｈ2Ｓ 物理性质：温度高（６５０°－１４００℃）压力大（几千大气压）粘稠流体 岩浆类型：依据SiO２含量的多少，岩浆可分为四种基本类型： 酸性岩浆（SiO２> 65％） 中性岩浆（SiO２65～52％） 基性岩浆（SiO２52～45％） 超基性岩浆（SiO２< 45％） 从上到下挥发组分含量由多到少，粘度由小到大。 基性岩浆——温度高、压力小、稀 酸性岩浆——温度低、压力大、稠 酸性岩浆中，由于SiO２含量高，硅氧四面体链较多，使岩浆粘度较大，不易于流动，常起源于地壳下部。 基性或超基性岩浆中，SiO２含量低，岩浆粘滞度则小，岩浆显得易于流动，常起源于岩石圈下部或软流圈 岩浆在地下深处形成之后，常沿着静岩压力较小的破碎带或软弱带向上运移或喷溢到地表面上来，这个作用过程就称为岩浆作用。 岩浆在向上运移、侵位后，在地壳上部某处冷凝下来，此作用过程就叫侵入作用此时冷凝而成的岩石就称为侵入岩。 岩浆直接喷出地表后冷凝成岩的作用过程，称火山作用。冷凝而成的岩石称火山岩或喷出岩。 §2 喷出作用与喷出岩 一、喷出活动与火山构造 喷出活动（火山活动、火山爆发）岩浆喷出地表在地表冷凝的全部过程。 活火山（active volcano）——现代仍在活动或周期性活动。 休眠火山（dormant volcano）——人类史后喷发过，但长期以来静止 死火山（extinct volcano）——人类史前喷发过，史后从未喷发 火山喷发是一种极为壮观而又令人生畏的自然现象，但由于喷发前征兆明显，有一定的地形标志，一般不会给人类生命带来大危害。现代火山活动，内陆不多，常见一些岛国、沿海地区，这里的火山喷发仍是危协人类安全的重大地质灾害。 火山喷发类型： 裂隙式喷发——岩浆沿地表狭长的裂隙溢出。地史早期多。通常地球形成初期，地壳薄，
3 岩浆作用、变质作用与板块构造 岩石圈内发生的三种相关的地质作用——岩浆作用（侵入和喷发）、变质作用和变形作用大都与板块的分裂、俯冲和碰撞有着密切的联系。 3．1 岩浆作用与板块构造 地球内部的温压条件与岩浆的形成有着明显的关系。岩浆是一种炽热的，具有极强活动力的熔融体。通常在地下深处高温高压下岩浆形成时，与周围环境处于平衡状态。但岩石圈一旦发生破裂或产生压力差，平衡被打破，岩浆就会上升。由于受到上覆地壳的挤压，一部分岩浆在地壳深处缓慢冷却结晶，一部分可以达到离地表较近的浅处较快冷却结晶，或者冲破地壳以火山的方式喷溢出来迅速冷却。 地质学家把这种岩浆的形成（熔融）、运移和冷凝的整个过程中，岩浆自身的变化以及对周围岩石影响的全部地质过程叫做岩浆作用。包括有侵入作用和火山作用两种类型。 （1）侵入作用 由结晶粗大的矿物组成的花岗岩是怎样形成的呢？根据花岗岩与周围沉积岩之间截然不同的岩性和不协调的接触关系，以及与花岗岩接触处的沉积岩的矿物成分和结晶程度发生显著的热力烘烤现象，可以证明花岗岩是来自地下深部炽热的熔融物质所形成。当这些熔融的岩浆上升到离地表不远的深处（3公里以下），由于十分缓慢的冷却，矿物有充分的时间来形成自己的晶形。最后形成规模较大的岩基，有时也有规模较小的称为岩株，岩株常在深部与岩基相连。 除了深成的花岗岩之外，岩浆也可以上升到更接近地表的地方（＜ 3km），但规模要小得多，冷却得更快，因此结晶颗粒比深成岩要细，常呈斑状或似斑状结构。岩体与周围岩石不协调的侵入关系可形成岩墙（岩脉），此外与围岩的协调侵入关系还可形成岩床和岩钟（图5-17）。 陆壳板块内的侵入作用常形成富硅铝的花岗岩，洋壳板块内的侵入作用则形成富含铁镁质的橄榄岩、辉长岩和中性的闪长岩，但规模都远比花岗岩小。 （2）火山作用 火山喷发是十分壮观的地球内部能量-物质突然释放事件（图5-18）。一次大规模的火山喷发所释放的能量远远超过原子弹爆炸。如1980年5月18日美国圣海伦斯火山爆发，其释放能量相当于1945年美国投向广岛的第一颗原子弹的500倍。如果从体积和质量上来看，显然海底火山更为重要，它是大洋盆地海底地貌形成的重要作用过程。
岩浆岩复习题(答案 2013)
岩浆岩复习题 一、名词解释 1.岩浆 2.岩浆作用 3.火成岩的相 4.火山岩韵律 5.镁铁质矿物 6.长英质矿物 7.里特曼指数 8.铝饱各指数 9.火成岩的结构 10.辉长结构 11.辉绿结构 12.二长结构 13.斑状结构 14.似斑状结构 15.包橄结构 16.文象结构 17.堆晶结构 18.鬣刺结构 19.粗玄结构 20.拉斑玄武结构 21.安山结构 22.煌斑结构 23.反应边结构24.火山角砾结构 25.凝灰结构 26.集块结构 27.枕状构造28.气孔构造29.流纹构造 30.球状构造 31.带状构造 32.块状构造 33. 柱状节理构造 34.超基性岩 35.超镁铁岩 36.地幔捕虏体 37.蛇绿岩 38. 埃达克岩39.细碧角斑岩系 40.玢岩 41.斑岩 42.广义花岗岩 43. 火山碎屑岩 45.分异作用 46. 分离结晶作用（结晶分异作用） 47.平衡结晶作用 48. 岩浆混合作用 49. 岩浆同化作用 50.火成杂岩体 51. 硅铝矿物 52. 镁铁矿物53. 喷出岩 54.熔结凝灰岩 55.火山角砾结构 二、填空 1.侵入体侵入深度为 0-5km 时，称浅成相；侵入深度为 5-15km 时，称中深 成相；侵入深度大于 >15km 时，称深成相。 2.根据火山岩产出方式可划分为喷出相、火山通道相、次火山相和火 山沉积相。喷出相又可分为溢流相、爆发相和侵出相三个相。 3.看下图，写出相应火山岩相的名称：
（1）溢流相；（2）爆发相；（3）侵出相；（4）火山通道相；（5）次火山相；（6）火山沉积相。 4.火成岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体（颗 粒）形态、自形程度和矿物间的相互关系。 5.划分火成岩结构类型的基本要素有矿物的结晶程度、矿物的大小、矿 物的形态以及矿物之间的相互关系。 6.据火成岩中矿物颗粒的相对大小可分为等粒结构、不等粒结构、斑状 结构和似斑状结构四种结构。显晶质的岩石按矿物的粒度大小分为细粒结构、中粒结构、粗粒结构和伟晶结构。 7.按主要造岩矿物颗粒的大小划分岩石结构，粗粒结构、中粒结构、细粒结构 的矿物粒径（以mm为单位）范围依次分别是 5-25mm（或>5mm）、 2-5mm 和 0.2-2mm 。 8.据全晶质岩石中矿物的自形程度，可分为自形粒状结构、半自形粒状结 构、他形粒状结构三种不同的结构。
《火成岩石学》练习题 一、填空 1、火成岩石学是研究物质成分、结构、构造、成因、 共生组合、分布规律及其与成矿关系的一门独立学科。 2、岩浆的主要特征表现为具有一定的化学组成、高温、具有一定的流动性 3、侵入岩按形成深度可分为深成岩和浅成岩。 4、岩浆作用按侵入位置可分为岩浆侵入作用和火山作用。 5、研究火成岩的基本特征时，不外乎从物质组成、结构、 构造等三方面进行，其中物质组成又可分为矿物成分和化学成分。 6、火成岩的主要氧化物二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化钠，氧化钾、氧化 镁、三氧化二铁、氧化铁、 水等九种。 7、根据SiO2的含量，可把火成岩为超基性岩、基性岩、 中性岩和酸性盐四类。 8、根据矿物在岩石中的含量，把火成岩的矿物分为主要矿物、次要矿物、 副矿物等三类。 9、根据造岩矿物的化学组成和颜色，把常见的火成岩矿物分为深色矿物 和 浅色矿物两类。 10、火成岩中常见的深色矿物有橄榄石、辉石、角闪石 和黑云母，
浅色矿物有石英、长石、似长石和白云 母。 11、SiO2与六种氧化物（FeO、MgO、CaO、Al2O3、、K2O、Na2O）关系密切，通常随着SiO2含量的增高，火成岩中的K2O、Na2O的含量将随之一直增加，CaO、Al2O3的含量先增加后减 少，而FeO、MgO的含量则 一直减少。 12、火成岩的结构是指组成岩石的结晶程度、颗粒大 小、 形态以及矿物之间的相互关系等所反映出的特征。 13、火成岩的结构按矿物颗粒的相对大小分为等粒结构、不等粒结构 斑状结构、三类。根据全晶质岩石中的矿物的自形程度可以分为自形 晶、 半自形晶、 他形晶三种结构。 14、侵入岩常见的构造有块状构造、带状构造。喷出岩常见的构造有气孔构造、杏仁状构造、流纹构造。 15、斑岩和玢岩仅用于浅成岩中斑状结构 的岩石。斑岩的斑晶以石英、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。 16、常见的喷发类型可划分为中心式喷发、裂缝式喷 发、熔透式喷发。 17、火山岩相主要有喷出相、火山通道相、次火山岩相和火山沉积相。喷出相又可分为溢流相、侵出相、爆发相三个相。 18、二辉橄榄岩的主要矿物有橄榄石、斜方辉石、____单斜辉石___________。 19、超基性岩类的代表性侵入岩为橄榄岩、辉橄岩。
岩浆岩试题及参考答案 第一章绪论 一、名词解释 1、岩石,2. 岩浆岩,3. 结晶岩,4. 岩石学, 二、填空 1、岩浆岩石学是研究 , , , 及 , , , , , , , , 及与构造，矿产关系等的一门独立学科。 第二章岩浆及岩浆岩的特征 一、名词解释 1、岩浆，2，岩浆作用，3，侵入作用，4，喷出作用，5，侵入岩，6，喷出岩,7，熔岩，8，火山碎屑岩。 二、填空 1、岩浆的主要特征表现为： , , 。 2、侵入岩按形成深度可分为和。 3、喷出岩可分为和。 4、岩浆作用按侵入位置可分为和。 第三章岩浆岩的产状和相 一名词解释 1、岩浆岩的产状， 2、岩浆岩的相， 3、透式喷发， 4、裂隙式喷发， 5、中心式喷发， 6、熔岩流， 7、火山口， 8、破火山口， 9、岩盆，10、岩盖，11、岩床，12、岩墙，13、岩株，14、岩基 二填空 1、常见的喷发类型可划分为： , , 。 2、火山锥依物质组成不同分为： . 和等三种。 3、火山岩相主要有喷出相， , 和。喷出相又可分为 . . 三个相。 4、侵入相的划分一般为 , 和 . 第四章岩浆岩的物质成分 一名词解释 1、主要矿物, 2、次要矿物, 3、副矿物, 4、正常矿物, 5、残余矿物和反应矿物, 6、系列指数或里特曼指数, 7、硅铝矿物 8、铁镁矿物 二填空 1、岩浆岩的主要氧化物有: 等九种.
2、按岩浆岩的SiO2 的含量可把岩浆岩分为: , , , 。 3、按里特曼指数( s )可把岩浆岩划分为： ,, 。 4、岩浆岩的矿物按它们的含量可分类. , , 等三类. 5、岩浆岩的化学成分可分为： , , 和。 第五章岩浆岩的结构构造 一、名词解释 1、岩浆岩的结构构造, 2、岩浆岩的结构, 3、岩浆岩的构造, 4、斑状结构, 5、似斑状结构, 6、反应边结构, 7、包含结构, 8、枕状构造, 9、流纹构造 二、填空 1、岩浆岩的结构分为三大类： , , 。 2、显晶质结构按颗粒大小分为： ,, , , 。 3、岩浆岩的结构按矿物颗粒的相对大小分为： , , 和。 4、根据全晶质岩石中的矿物的自形程度可以分为三种结构： , , 。 5、根据矿物颗粒间的相互关系可分为： , , 和。 6、根据结构确定矿物结晶顺序－空间法则时应注意： , , 。 7、侵入岩的常见构造有： , ,, , 和 , 和。 8、喷出岩的常见构造有：和 , , , 。 三、判断题 1、气孔和杏仁构造是侵入岩中常见的构造类型。 2、枕状构造是大陆火山喷发的特征构造。 3、流纹构造是基性岩中的特征构造。 4、等粒结构，不等粒结构，斑状结构和似斑状结构是显晶质岩石的特点。 5、交生结构是同种矿物的互相穿插。 6、反应边结构是两种成分完全不同的矿物间的反应现象。 7、等粒结构，不等粒结构是喷出岩常见结构类型。 8、喷出岩中常见有斑状结构。 第六章岩浆岩的分类 一、填空 1、岩浆岩的分类应反应 , , , 和。 2、暗色矿物一般称色率或颜色指数,由
变质岩知识点总结 一、基本概念 ?变质岩：是经过来自地球内部的能量对早先形成的岩石进行改造使其结构构造发生变化的作用而形成的岩石。 ?变质作用：原岩在新的物理，化学，环境下为建立新的平衡以达到相对稳定的自然现象。 二、变质作用的外部因素 ?温度：是主要因素：表现在：温度升高，岩石内部质点的活动能力升高，促进物质成分迁移，从而形成新的矿物。如高岭石经过高温吸热形成红柱石和石英的作 用，并且可以促进重结晶 ?压力：静水压力、定向压力、粒间流体压力 ?挥发物质的作用：除水的作用外，还有CO2, 、F、Cl、S、P等挥发物质的影响，分布于矿物的溶液中，称间隙溶液 三、变质作用的方式： ?重结晶作用：在高温下，矿物在固态的情况下，重新生长的过程，或是岩石中的化学组 分重新分配形成新矿物的过程。 ?变质结晶作用： 是指在变质作用的温度、压力范围内，原岩基本保持固态条件下，新矿物相的形成过程，同时还有相应的原有矿物质相消失。由于这种作用常常造成岩石中各种组分的重新组合，所 以又称为重组合作用
?交代作用： 是指变质条件下，由变质原岩以外的物质的带入和带出，而造成的一种矿物被另外一种化学成分上与其不同的矿物所置换的过程 ?变质分异作用 变质分异作用是指在岩石总成分不变的前提下，造成矿物组合不均匀的一种变质作用。 ?变形和碎裂作用 变形和碎裂作用是动力变质作用过程中岩石变质的主要方式。各种岩石在应力作用下，当应力超过弹性极限时，就会出现塑性变形或破裂现象。 在较高的温度和静压力条件下，岩石应变以塑性变形为主，此过程岩石保持着连续性和整体性。 在地壳浅部低温低压条件下，多数岩石具有较大脆性。当其受应力超过弹性限度时，就会出现碎裂现象。 四、变质岩的特征及分类 ?变质岩的物质成分 主要由SiO2 、 Al2O3 、 Fe2O3 、MgO 、 FeO 、 MnO 、CaO 、Na2O 、K2O、 H 2O、 CO 2 和TiO2、 P2O5 等氧化物组成 根据原岩的化学组成在变质作用过程中是否发生改变，把变质作用分为两类：一类 是等化学变质作用，另一类是异化学变质作用。 在等化学变质的情况下，变质岩化学成分（除H2O和CO2外）取决于原岩的化学成分。 等化学系列，系指具有同一原始化学成分的所有岩石；其中矿物组合不同是由变质作用类型和强度决定的，如基性岩石在区域变质条件下，随着变质程度增加出现绿片岩—→绿帘角闪岩—→斜长角闪岩—→斜长辉石岩，构成一个等化学系列。 等物理系列指同一变质条件下形成的所有岩石，其矿物组合的不同是由原岩化学成分决定的，如一个变质相或变质带的所有岩石。 ?变质岩的矿物成分: ◆主要决定于变质岩的化学成分和变质作用的程度，其次也与变质作用类型有关。 下面列举主要的造岩矿物 岩浆岩、沉积岩、变质岩中出现的矿物 主要在岩浆 中出现的矿物 主要在变质岩 中出现的矿物 主要在沉积岩 中出现的矿物 石英霞石帘石类蛋白石、玉髓钾长石白榴石符山石、方柱石粘土矿物云母鳞石英透闪石、阳起石盐类矿物斜长石类方钠石硅灰石海绿石 角闪石类蓝方石蓝闪石水铝石 辉石类黝方石硬玉、软玉 橄榄石歪长石绿泥石 磁铁矿玄武角闪石红柱石、蓝晶石和夕线石
第五章变质作用与变质岩 §１.变质作用概述 前面我们讲了岩浆岩和沉积岩，这两类大岩石是人们最先认识的两类组成地壳的岩石，在地质学的萌芽时期（约三百年前，十九世纪）曾经发生过所谓“火成论”与“水成论”的论战。 以德国人魏尔纳为代表的一些地质学家，认为所有的岩石都是从海水中结晶沉淀而成的（沉积岩）——“水成论”。 以苏格兰学者郝屯为代表的认为并非所有岩石都是水成的，而多数是像花岗岩，玄武岩这样的岩石，由地下熔融物质冷凝形成的。——“火成论”。 这两大学派的争论持续了大约三十年，最后以“火成论”胜利告终。现在我们知道，组成地球的岩石，不仅有“水成”的沉积岩，“火成都市”的岩浆岩，还有经变质作用形成的变质岩。三大岩类在地壳中分布大致是： 岩浆岩占地壳总体积的64.7%； 沉积岩占地壳总体积的7.9%，占地表面积的75%； 变质岩占地壳总体积的27.4%。 一、概念 变质作用——岩石基本上在固态下，由于温度、压力及化学活动性流体的作用,发生成分、结构、构造等变化的地质作用。 变质岩——由变质作用形成的岩石。 原岩变质变质岩
二、引起变质作用的因素 (一) 温度： 影响变质作用的最基本因素 150°-180°～800°-900° 升温意味着获得了新的能量，矿物中质点活性增强，可使原来的非晶质 变为晶质，原来小晶粒长大。 （二） 压力： 1． 静压力——上覆岩石自重引起的，各向等同。 每公里厚的岩石压力为275巴； 地下10 公里 约2750巴； 地下 20公里 约5500巴。 静压力是各向同性的，作用结果使岩石中矿物变为密度大，体积小 的新矿物。 ２．定向压力 —— 作用于地壳岩石的侧向挤压力，具有方向性，主要是 构造力的作用造成。 定向压力的作用结果使岩石中片、柱状矿物定向排列。 （三）化学活动性流体 来源 地热 岩浆热
第5章变质作用与变质岩 一、名词解释 变质作用正变质岩副变质岩重结晶作用重组合作用交代作用接触变质作用气液变质作用蚀变动力变质作用区域变质作用混合岩化花岗岩化变质带双变质带片理变质矿物碎裂带 二、是非题 1.变质作用可以完全抹掉原岩的特征。（） 2.变质作用最终可导致岩石熔化和形成新的岩浆。（） 3.重结晶作用不能改变岩石原来的矿物成分。（） 4.接触变质作用常常影响到大面积的地壳岩石发生变质。（） 5.同质多相晶的矿物能够作为重结晶环境的指示矿物。（） 6.标志变质作用程度的典型的级别顺序是低级变质作用的绿片岩；中级变质作用的角闪岩和代表高级变质作用的辉石变粒岩。（） 7.标志高围压低温度形成的变质岩顺序是蓝片岩；紧接着是榴辉岩。（） 8.区域变质作用常常包含明显的机械变形。（） 9.区域变质作用的变质程度表现出水平与垂直方向上都有变化。（） 10.石灰岩经变质作用后只能变成大理岩。（） 11.片岩、片麻岩是地壳遭受强烈构造运动的见证。（） 12.高温、高压和强烈剪切作用是引起变质作用的最主要因素。（） 13.当加热时，所有的岩石都可在一定温度下重新起反应。（） 三、选择题 1.接触变质形成的许多岩石没有或几乎没有面理，这是因为（） a.接触变质时几乎没有什么变形 ; b.接触变质在高温条件下进行的 ; c.接触变质在低温条件下进行的 ; d.在变质过程中没有任何完好矿物重结晶。 2.富长英质成分（Al2SiO5的铝硅酸盐）的岩石在变质作用过程中随着温度、压力的逐渐增加可以形成Al2SiO5系列多形晶矿物，其顺序是（） a.蓝晶石、红柱石、夕线石; b.红柱石、蓝晶石、夕线石; c.夕线石、红柱石、蓝晶石 ; d.夕线石、蓝晶石、红柱石。 3.碎裂岩是动力变质的产物，它主要是由于（）和（）。 a.沿断裂带机械变形的结果 ; b.作为岩石接近熔点的塑性变形 ; c.与花岗岩侵入有关 ; d.与断裂附近密集的节理有关。 4.下列哪一个不是变质作用的产物。（）。 a.变斑晶 ; b.眼球花岗岩 ; c.斑晶 ; d.麻砾岩。
变质作用和变质岩的概念 变质作用的概念： 由内力地质作用引起物理、化学条件的改变，从而使地壳中原有岩石的化学组分、矿物组成、结构构造等方面在原岩基本保持固态的情况下 所发生的转化作用。变质作用与岩浆作用没有明显的界限（如混合岩化作用：低熔点的长英质物质被熔融形成液体相，与原岩中难熔组分相 互作用混合形成一种新的岩石。），但两者不同的特点是：变质作用基本在固态进行。 影响变质作用的因素（相当于变质作用的物化条件） 温度：是变质作用最积极主要的因素，多数变质作用是在温度升高的情况下进行的。主要表现： 1、温度升高引起重结晶作用（如非晶质蛋白石变成石英、石灰岩重结晶变成大理岩、石英砂岩变成石英岩等）和矿物多型变体的形成 （低温石英变成高温石英、变质岩中的蓝晶石红柱石变成矽线石等）。 2、温度升高引起岩石中各种组分重新组合形成新矿物，且伴随结构水、结晶水等的脱出。如高岭石在温度升高下转变为红柱石和石英 组成的红柱石角岩。【高岭石（吸热→）?（←放热）红柱石+石英+水】。白云母分解就形成硅线石+钾长石。【白云母+石英（吸热→） ?（←放热）硅线石+钾长石+石英】。 3、温度升高为变质反应提供能量，起到促进作用。 热源： 1-岩浆熔融体带来的热。 2-地热：地壳恒温层以下，温度随深度而改变，愈深温度愈高，呈有规律的增加。但单纯的地热不足以引起变质作用。恒温层以 下每向下增加100米所增加的温度数称为地热增温率（一般深度每增加100米温度平均增加3℃） 3-构造运动所产生的热，大规模推覆挤压由于摩擦产生大量的热能，可使岩石变成塑性状态，甚至发生局部熔融。 4-岩石中放射性元素蜕变放出能量。 5-地幔深部熔融体的重力分异，产生上升的热流，引起热液值的升高。 6-地壳中物质相转变释放出的热能等。 压力：根据压力性质和所起的作用划分。 1、负荷压力（P L）：又称围压。是一种均向压力，一般指岩石在一定埋深所承受上覆岩层的重力，负荷压力是深度和上覆岩层比重的 函数，主要表现如下。 使岩石孔隙减少，变得致密坚硬。如镁橄榄石+钙长石（负荷压力增大的情况）→石榴石 促使化学反应的速度加快或减缓。 引起结构的改变。如重结晶。 2、流体压力（Pf）：存在于岩石的粒间、显微裂隙及毛细孔隙中的流体物质（主要是水、二氧化碳等）对周围物质所产生的压力。如 果流体相在饱和封闭状态下，固体岩石所承受的压力能全部传导给流体相，所以（Pf）=（PL）。如果流体相在地 壳较浅部且自由流通状态下，（P f）=流体相重力＜（P L）。 3、定向压力：构造运动或岩浆侵入围岩时所产生的侧向挤压应力，主要发生在地壳表层，随深度增加而减弱。 化学活动性流体：通常指气态或液态的水溶液，由于压力差或浓度差引起流动，便对周围岩石发生交代作用，造成岩石中组分的带出带入，形成与原岩性质截然不同的变质岩石。如： 绢云母+绿泥石（脱水，温度升高→）?（←水化，温度降低）黑云母+水 白云母+石英（脱水，温度升高→）?（←水化，温度降低）钾长石+硅线石+水 蛇纹石+水镁石（脱水，温度升高→）?（←水化，温度降低）镁橄榄石+水 方解石+石英（去碳酸盐化→）?（←碳酸盐化）硅灰石+二氧化碳 变质岩的概念：由变质作用形成的岩石称为变质岩。 根据原岩类型划分为： 正变质岩：由岩浆岩经变质作用形成的变质岩。 副变质岩：由沉积岩经变质作用形成的变质岩。 简述对变质作用和变质岩的研究具有什么意义： 对变质作用和变质岩的研究可重塑一个地区地壳发展和演化的规律。 由变质作用所形成的矿床分布广泛，矿种众多。