31-32--第十一章--岩浆岩岩石化学应用
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第一章绪论岩石( rock)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。
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,砾岩变质岩——由变质作用形成的,多在地壳深处,与岩浆岩一起占地壳体积的95%。
例如大理岩。
岩石循环地球圈层结构地球的内部物质组成第二章岩浆及岩浆作用1 岩浆(magma)岩浆是上地幔或地壳部分熔融的产物, 绝大多数岩浆成分以硅酸盐为主, 含有挥发分, 也可以含有少量固体物质, 是高温粘稠的熔融体。
岩浆喷出地表形成的火成岩称为喷出岩( extrusiverocks) ; 侵入于地壳中的称为侵入岩( intrusive rocks) 。
2 岩浆性质(1)挥发分(volatile):占几%的分量,包括H2O、 CO2、 F、Cl、 B、SO3 等。
其含量取决于温压条件,温度愈低、压力愈高,则挥发份的溶解度愈高。
因此,深成岩富挥发分而喷出岩贫挥发分。
挥发份的作用:A. 降低粘度,使得岩浆易于流动;B. 可以降低矿物的熔点,延长结晶时间,甚至结晶出含有挥发份的矿物(2)温度:由基性熔岩到酸性熔岩温度降低,从1225C降到730C,温度与成分(特别是SiO2 )含量有关。
基性岩浆:1000-1200°C中性岩浆:900-1000°C酸性岩浆:600-700°C温度的获得:a.直接测量(光学测温器,热电偶测温器),b.高温高压实验,c.热力学温压计计算。
(3) 粘度(viscosity): 取决于多种因素:a.岩浆的酸度(SiO2含量),越酸性则粘度越大;b.岩浆的温度,越高温则粘度越低;c.岩浆中的挥发分可促进(SiO4)聚合体分解,降低粘度;注:岩浆愈基性、温度愈高、含挥发份愈多,粘度愈小;岩浆愈酸性、温度愈低、含挥发份愈少,粘度愈大。
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%)。
岩理学(petrogenesis) 岩石的概念 火成岩岩石学岩石学的概念包括岩相学(petrography)和状、结构构造、矿物成分和化学成分及岩石分类命名为主; 两部分,岩相学是以研究岩石的颜色、野外产则是将岩相学的知识与实验研究和理论分析相结合,通过归纳和演绎对各类有关岩石的成因、形成演化和构造背景进行研究。
火成岩岩石学的概念主要是研究岩浆的起源、运移、演化和结晶成岩过程,以及火成岩的产状、结构构造、物质成分、分类命名、岩石共生组合、成岩机理及与构造、矿产和岩石圈演化等关系的一门独立学科。
参考书林景仟主编. 1995. 岩浆岩岩类学与岩理学.地质出版社.邱家骧主编,1985. 岩浆岩岩石学. 地质出版社.路凤香,桑隆康主编. 2002. 岩石学. 地质出版社.Winter, J. D. 2001. An introduction to igneous and metamorphic petrology.Prentice Hall.要成分的高温熔融体。
※提示:(1)该定义厘定了岩浆产生的部位、成分和性状;(2)岩浆的基本特点是:具一定的化学组成、高温、具有流动性。
硅酸盐岩浆的化学成分常量元素:O 、Si 、Al 、Fe 、Mg 、Ca 、Na 、K 、Mn 、Ti 、P 、H 、C 等,其中 O 最多。
在岩浆结晶过程中这些元素相互结合, 组成各种矿物。
岩浆的主要化学成分通常以氧化物形式来表示:如 SiO2 、Al2O3 、Fe2O3 、 FeO 、MgO 、CaO 、Na2O 、K2O 、MnO 、TiO2、P2O5、H2O 、CO2 等。
但实际上在岩浆中这些元素并非以氧化物形式存在,而多是呈离子、原子或离子团的形式存在,如: Mg2+、 Na +、[SiO4]4-。
微量元素和稀土元素微量元素:Li 、V 、Cr 、Co 、Ni 、Cu 、Pb 、Th 、U 、Zn 、Rb 、Sr 、Ba 、Zr 、Nb 、Ta 、Au 、Ag 、Pt 、W 、Sb 、Bi 、Sn 稀土元素:La 、Ce 、Pr 、Nd 、Sm 、Eu 、Gd 、Tb 、Dy 、Ho 、Er 、Tm 、Yb 、Lu 、Y这些元素在岩浆中含量虽然很少,但在一定条件下可以富集形成许多重要金属矿产。
岩浆岩岩石学第一章绪论一、岩石的概念什么是岩石?科学地说岩石就是天然产出的,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。
岩石构成了地球的岩石圈,也就是整个地壳和地幔的固态部分。
岩石的类型是多种多样的,归纳起来可以将它们分为三大类:(1).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(2).沉积岩(Sedimentary rocks):它是由地壳风化产物、生物有关物质、火山碎屑物等,在外营力作用下搬运、沉积、固结而成。
如砂岩、灰岩。
(3).变质岩(Metamorphic rocks):由岩浆岩、沉积岩经变质作用转化而成的岩石。
如大理岩、片麻岩等。
岩浆岩和变质岩又可统称为结晶岩。
三大岩类可以相互转化岩浆岩沉积岩变质岩岩浆岩、变质岩经风化、搬运、沉积、成岩作用,可形成沉积岩;岩浆岩、沉积岩经变质作用(重结晶、交代、碎裂等),可转变为变质岩;而沉积岩、变质岩经重熔作用可形成岩浆,冷凝为岩浆岩。
二、岩石学的概念岩石学(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。
根据研究内容的不同,岩石学又可分为岩类学和岩理学。
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。
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机理等方面的问题。
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。
岩浆岩不同于沉积岩和变质岩,其主要判别标志有六点:1、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,一般是岩浆岩,只有在极少数情况下,在强烈断裂带内才有玻化岩。
探析岩浆岩的形成及其应用对岩浆岩的研究可以了解地球深部的变化,并对板块运动和大地构造的研究提供材料,同时可以追溯大地构造的演变历史,因此,对岩浆岩的研究不仅是地质工作的需要,也是人类合理利用资源和改善环境的必要条件。
本文通过简单介绍地球的概况,对岩浆岩的形成进行了阐述,同时详细分析了岩浆岩的应用,以供参考。
标签:岩浆岩形成应用1地球简介地球作为太阳系中适宜生命繁衍的星球,它是人类赖以生存的家园,其直径约为6371km,从形成至今具有45.5亿年的时间,此时,地球还处于其你年岁的中年期。
地球的构成形式是以圈层存在的,从外向内依次是生物圈、大气圈、水圈、地壳、地幔、地核,这些圈层相互作用,形成一个有机的整体,总括起来被称之为地球系统。
其中地壳可以被分为外核和内核,外核以液态的形式存在,而内核主要的形式是固态。
在地核与地幔之间存在极大的温度反差,同时由于固液作用的结果,该界面长期以来存在极大的温度反差与温度梯度,导致该界面存在一个能力反应较剧烈的能量和物质的交换界面,这个界面产生地幔柱,上地幔和下地幔构成了地幔的整体,两者富含的矿物在配数上具有很大的差别,上地幔主要以橄榄石、斜方辉石、榴辉岩等构成,而下地幔由高腰钙钛矿组成。
地幔与地壳之间存在一个界面,该界面被称之为莫霍面,地幔分为上地幔和下地幔;地壳也具有洋壳和陆壳两部分,不同的结构在组成和性质上不尽相同。
造成运动的主要圈层是岩石圈和软流圈,地壳外部的水圈、大气圈和生物圈被称为地球的表部圈层,以往对于地球的研究,科学家习惯将其分为几个圈层和几个部分进行,近年来,随着社会经济水平的不断提高,科学技术的进步日新月异,地球已经被当做一个整体被研究,并逐渐形成一门新的学科,该学科名为地球系统科学,正处于发展当中。
2岩浆与岩浆岩的形成在地球的自然界中存在着很多种类的岩浆,众所周知,岩浆经通过火山的喷发,着落到地面经过凝固后会形成岩浆岩,由于岩浆的种类繁多,也就造成了岩浆岩的各种各样。
岩石是天然产出的具有一定结构构造的矿物集合体,(少数岩石可有玻璃或胶体或生物遗骸组成)。
它是构成地壳及上地幔的固态部分,是地质作用的产物。
岩浆岩岩浆——是地球内部形成的,以硅酸盐为主要成分的炽热、粘稠、富含挥发分的熔融体。
岩浆作用——由岩浆形成、运移到形成岩浆岩的全过程就叫岩浆作用。
(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,岩浆成分又不断变化,最后冷凝成岩石,这一复杂过程称为岩浆作用,所形成的岩石称为岩浆岩)岩浆岩——岩浆形成后,由于物理化学条件改变而固结形成的岩石,就是岩浆岩。
岩浆岩的结构和构造结构:岩石的组成部分(矿物和玻璃质)的结晶程度、颗粒大小(绝对大小和相对大小)、自形程度及其相互关系。
构造:岩石中不同矿物集合体之间的排列方式和填充方式。
结构:(1)按结晶程度:全晶质、半晶质、玻璃质(2) 按矿物绝对大小显晶质伟晶结构>10 mm粗粒结构>5 mm中粒结构5-2 mm细粒结构2-0.2 mm微粒结构<0.2 mm隐晶质结构(3) 按矿物相对大小等粒结构不等粒结构斑状——斑晶+隐晶质或玻璃质似斑状结构——斑晶+显晶质(4) 按矿物自形程度自形结构半自形结构它形结构(5) 按颗粒相互关系文象结构-石英在钾长石中生长条纹结构蠕虫结构反应边结构包含结构环带结构岩浆岩的构造类型∙块状构造∙斑杂构造∙带状构造∙气孔和杏仁构造∙流纹构造∙珍珠构造∙石泡构造∙枕状构造∙流面构造与流线构造∙柱状节理岩浆岩的产状和相岩浆岩的产状:指岩浆岩体的大小、形状、与围岩的接触关系,形成时的地质构造环境、距离地表的深度等。
侵入岩的产状:整合(岩床,岩盆,岩穹),不整合(岩基(深成),岩株(深成),岩脉,岩墙)。
火山岩(喷出岩)的产状:中心式喷发:碎屑锥,熔岩锥(盾火山、熔岩流、熔岩瀑布、岩穹),混合锥裂隙式喷发:熔岩台地,熔岩高原,熔岩被,熔岩瀑布熔透式喷发岩浆岩的相:指不同环境条件下形成的岩石的总特征,包括形成深度、结构、构造、产状等。
卷(Vo l u m e )31,期(Numb er )1,总(SU M )112页(Pages )92~103,2007,2(Feb r u ary ,2007)大地构造与成矿学Geotectonica etM eta ll o genia收稿日期:2006-04-26;改回日期:2006-05-31基金项目:国家自然科学基金项目(编号40373017)资助.作者简介:赵振华(1942-),男,研究员,地球化学专业.Em ail :z h z hao @gig .ac .cn关于岩石微量元素构造环境判别图解使用的有关问题赵振华(中国科学院广州地球化学研究所,广东广州510640)摘 要:针对目前应用愈来愈广泛的不同岩石,特别是岩浆岩的微量元素构造环境判别图解使用过程中存在的问题,从这些判别图解建立的原理,介绍了微量元素构造环境判别图解的使用原则。
强调指出:所采集的样品必须新鲜(无蚀变或极弱蚀变)、非堆晶的岩石;选择的判别图解必须与判别的岩石类型相一致,即对花岗岩类要用花岗岩的判别图解,不能用玄武岩的判别图解;对特殊类型岩石要选择专门用于该类型岩石的判别图解,如碱性花岗岩,钾质火成岩;要应用多种图解综合判断;不能用单个样品,而应作多个样品分析;要注意所选择判别图解的特别说明等。
此外,一些构造环境判别图解还能给出岩石的成岩过程和源区。
关键词:构造环境判别图;微量元素;后碰撞;碱性花岗岩;钾质火成岩中图分类号:P 583 文献标识码:A 文章编号:1001-1552(2007)01-0092-120 引 言进入21世纪,全新的地球系统观在全球尺度上把地球看成是相互作用的各组成部分集成的综合系统,它包括了无数个相对独立、相互作用、相互依赖的不同层次、不同类型和不同作用的系统。
正是基于此,地球动力学成为地球科学中重要的、热门的研究课题,而其中大地构造格架及演化又是重要的研究内容之一。
随着地球化学分析测试技术的不断发展,在大地构造研究中越来越多地引入了地球化学的研究方法、手段和成果,如用岩石的,特别是火成岩的特征微量元素组合特点进行构造环境判别研究占有特殊地位。
岩浆岩石学期末复习题第一章:绪论1.岩石的概念?在地球发展演化过程中由各种地质作用自然形成的、主要由矿物组成的固态集合体(包括生物残骸、胶体物质、火山玻璃和部分宇宙物质等)。
含义:①是地球发展过程中地质作用的产物②主要是天然的矿物集合体(按一定方式构成)③具有一定形态的固体2.岩石学的概念?是研究地壳和上地幔上部产出的各种岩石的分布、产状、成分、结构、构造、分类命名及其成因演化与成矿的关系等方面的一门独立科学。
第二章:岩浆及岩浆岩的特征1.岩浆的概念及特征?岩浆就是产于地壳深处或上地幔的富含挥发分的高温粘稠的硅酸盐熔融体。
2.岩浆作用的概念?地下深部形成的岩浆在上部地壳出现破裂时,压力降低,就沿一些断裂带向上运移,或侵入于地壳上部,或喷出地表,并随物化条件的改变,不断改变自己的成分直至冷凝为岩石的全过程。
亦称为岩浆活动。
岩浆作用分为:火山作用(或喷出作用)、侵入作用;相应形成的岩石为火山岩(或喷出岩)、侵入岩。
据形成深度,侵入岩又分为:深成岩(>10km)、中深成岩(3~10km)、浅成岩(<3km ) 。
3.岩浆岩的概念?岩浆岩是指由高温熔融的岩浆在地下或地表冷凝结晶形成的岩石,故又称为火成岩。
注意:岩浆岩与岩浆是两个不同的概念。
岩浆岩和岩浆成分不完全相同,岩浆中挥发份的含量要比岩浆岩多。
岩浆的成分具有以下特点:①主要成分为硅酸盐;②含少量金属硫化物和铁的氧化物;③极少量的碳酸盐;④另外含有一部分挥发组分。
4.岩浆中挥发分的作用?①可以降低岩浆粘度,增强岩浆的流动性;②降低岩浆中矿物的熔点,延长岩浆结晶时间;③促进有用微量元素的迁移和富集成矿,故又称为矿化剂。
5.注意:同成分的岩浆,在喷出地表后的温度要比在深部时高,原因是……6.影响岩浆粘度的因素?岩浆的成分、挥发成分、温度、压力第三章:岩浆岩的产状和相1.产状的概念?产状指岩浆岩地质体的形态、大小、与围岩的接触关系以及它形成时所处的地质环境等。
第十一章 岩石风化工程地质第一节 概述岩石在各种风化营力作用下,所发生的物理和化学变化的过程称为岩石风化(rock weathering )。
地壳表层岩石在各种风化营力(如太阳能、水、空气、生物有机体等)作用下所发生的一切物理和化学变化的地质作用称为风化作用(weathering )。
它是在地表环境,由于气温变化,气体、水和水溶液的作用,生物活动等的影响,使岩石在原地遭受破坏的过程,是在常温常压下进行的。
风化一般分为物理风化(physical weathering )、化学风化(chemical weathering )和生物风化( biological weathering )。
物理风化是指在气候和温度变化、岩石裂隙或空隙中水的冻溶或盐类结晶所产生的应力等作用下岩石在原地发生的机械崩解或作用或破碎过程。
这种作用主要发生在地表,它使岩石裂开或崩解成大小不等的碎块,从比较完整坚硬的状态变为松散破碎的状态,在成分上并未发生显著的变化,它主要有以下方式:1)温度变化(特别是昼夜的温度)引起岩石矿物的热胀冷缩:由于组成岩石的矿物其膨胀系数各不相同,所以当温度发生变化时,各矿物颗粒会发生不均匀胀缩,岩石也会出现裂缝而逐渐松散破碎。
在温差较大的地区,由于昼夜岩石表面和内部温度升高和降低的幅度不同也会产生不均匀胀缩,终始坚硬完整的岩石变成大小不等的碎块;2)冰劈作用:岩石裂隙或空隙中的水成冰时产生体积膨胀而出现冰劈作用,由于冻结和融化反复进行,促使岩石裂隙或空隙增大;3)盐分结晶的撑裂和潮解作用:岩石中含有潮解性盐类,其溶液可渗入岩石内部,在烈日照晒下,水分蒸发,盐类结晶,对周围岩石产生压力。
此种作用反复进行,致使岩石崩裂。
物理风化作用所形成的岩块和岩屑称为崩积物。
在缓坡地带,这些岩块和岩屑撒落在基岩的表面和周围;在较陡的山坡上,岩块受重力的影响而沿山坡滚动或坠落,并在坡下堆积。
化学风化作用是指在氧、水溶液及二氧化碳等作用下,所发生的一系列复杂化学变化,引起岩石的结构构造、矿物成分和化学成分发生变化的过程。