岩浆作用与变质作.ppt

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1、岩浆作用与变质作用岩浆作用与变质作用岩浆作用与变质作用岩浆作用与变质作用黄定华黄定华中国地质大学（武汉）中国地质大学（武汉）地球生物学系地球生物学系 岩岩浆浆是是上上地地幔幔和和地地壳壳深深处处形形成成的的、炽炽热热而而富富含含挥挥发发分分的的具具有有粘粘性性的的硅酸盐熔融体硅酸盐熔融体。岩岩浆浆作作用用是是指指岩岩浆浆从从形形成成至至运运移移到到地地下下浅浅处处或或喷喷出出地地表表，再再冷冷凝凝成岩的过程。成岩的过程。根据岩浆是否喷出地表可分为根据岩浆是否喷出地表可分为侵入作用侵入作用和和火山作用火山作用。由岩浆作用形成的岩石称由岩浆作用形成的岩石称岩浆岩岩浆岩。岩浆、岩浆作用与岩浆岩岩浆、

2、岩浆作用与岩浆岩岩浆、岩浆作用与岩浆岩岩浆、岩浆作用与岩浆岩固体地壳及地幔中产生岩浆的原因固体地壳及地幔中产生岩浆的原因局局部部地地温温的的升升高高：对对流流；板板块块运运动动（动动能能-热热能能，摩摩擦擦热热，相变，热流体）；大陆碰撞等相变，热流体）；大陆碰撞等挥发分使源岩的起始熔融温度降低。挥发分使源岩的起始熔融温度降低。大断裂诱发的减压熔融大断裂诱发的减压熔融也也称称火火山山作作用用，特特指指喷喷出出地地表表的的岩岩浆浆作作用用。喷喷发发类类型型受受火火山山通通道道类型的控制，分为：类型的控制，分为：熔熔透透式式喷喷发发：地地质质历历史史时时期期，地地壳壳很很薄薄而而被被地地下下岩岩浆浆

3、大大面面积积熔熔透透，以致造成岩浆在地表的大面积溢流。以致造成岩浆在地表的大面积溢流。裂裂隙隙式式喷喷发发：岩岩浆浆沿沿一一条条大大裂裂隙隙或或断断裂裂带带上上升升喷喷出出地地表表。其其喷喷出出岩浆多为基性、少或无猛烈爆炸现象。岩浆多为基性、少或无猛烈爆炸现象。1.岩浆喷出作用岩浆喷出作用中中心心式式喷喷发发：岩岩浆浆沿沿管管状状通通道道喷喷出出，是是现现代代火火山山的的主主要要形形式式。喷喷出出物物若若以以基基性性熔熔浆浆为为主主，则则无无爆爆炸炸过过程程（宁宁静静式式）。反反之之，酸酸性性往往往往伴伴随随猛猛烈烈的的爆爆炸炸（暴暴烈烈式式）。宁宁静静式式与与暴暴烈烈式式交交替替出出现现则则

4、称称递变式。递变式。火火山山构构造造：火火山山喷喷发发形形成成的的地地形形。一一般般由由火火山山锥锥、火火山山口口及及火火山山颈颈等组成。等组成。火山颈火山颈火山口火山口火山锥火山锥破火山口破火山口破火山口破火山口火山（口）湖火山（口）湖岩岩浆浆喷喷出出物物有有三三种种类类型型，分分别别是是气气态态喷喷出出物物，气气态喷出物和气态喷出物。态喷出物和气态喷出物。气气态态喷喷出出物物：以以水水蒸蒸气气为为主主（70%70%以以上上）次次为为CO2CO2、SO2SO2、N2N2、H2 SH2 S。岩浆喷出作用的产物岩浆喷出作用的产物液液态态喷喷出出物物：是是最最主主要要的的喷喷出出物物，称称熔熔浆浆

5、，冷冷凝凝后后形形成成的的岩岩石石称称熔熔岩或火山岩。按成分可分按玄武岩、安山岩、流纹岩等。岩或火山岩。按成分可分按玄武岩、安山岩、流纹岩等。固固态态喷喷发发物物：火火山山爆爆发发时时将将火火山山口口周周围围的的岩岩石石或或部部分分熔熔浆浆射射向向空空中中，落落下下后后形形成成各各种种碎碎屑屑物物。它它们们固固结结后后形形成成火火山山碎碎屑屑岩岩。按按大大小小可可分分为为：火火山山集集块块岩岩（64mm),64mm),火火山山角角砾砾岩岩（264mm264mm）。凝凝灰灰岩岩（2 2mmmm）。）。火山喷发与板块运动火山喷发与板块运动火火山山喷喷发发是是十十分分壮壮观观的的地地球球内内部部能能

6、量量-物物质质突突然然释释放放事事件件，对对全全球球变变化化的的影影响响也也是是最最为为显显著著的的。一一次次大大规规模模的的火火山山喷喷发发所所释释放放的的能能量量远远远远超超过过原原子子弹弹爆爆炸炸。如如19801980年年5 5月月1818日日美美国国圣圣海海伦伦斯斯火火山山爆爆发发，其其释释放放能能量量相相当当于于19451945年年美美国国投投向向广广岛岛的的第第一一颗颗原子弹的原子弹的500500倍。倍。火山喷发与全球变化火山喷发与全球变化一一次次大大规规模模的的火火山山爆爆发发对对生生态态环环境境和和全全球球变变化化的的影影响响，是是所所有有突突发发性性自自然然事事件件中中最最为

7、为显显著著和和有有效效的的。19911991年年6 6月月1515日日菲菲律律宾宾的的皮皮纳纳图图博博火火山山喷喷发发（为为近近百百年年来来最最强强烈烈的的一一次次火火山山爆爆发发事事件件），大大约约有有超超过过千千万万吨吨的的SO2SO2随随普普里里宁宁柱柱进进入入平平流流层层中中181830km30km的的高高度度。全全球球的的大大气气环环流流和和降降压压水水场场、风风场场也也都都随随之之发发生生了了显显著著的的变变化化。仅仅这这一一次次火火山山爆爆发发事事件件的的影影响响，就就足足以以抵抵消消近近百年来人类活动所造成的升温效应。百年来人类活动所造成的升温效应。岩浆活动与地热岩浆活动与地热

8、岩岩浆浆侵侵入入作作用用：岩岩浆浆运运移移到到地地下下不不同同深深度度冷冷凝凝成成岩岩石石的的过过程程。形形成成的的岩岩石石称称侵侵入入岩岩。根根据据侵侵入入深深度度不不同同分分为为浅浅成成侵侵入入岩岩（深深度度3km3km3km）。）。浅成侵入体的类型：浅成侵入体的类型：1.1.岩床。岩床。2.2.岩墙。岩墙。3.3.岩盆。岩盆。4.4.岩盖。岩盖。5.5.岩脉。岩脉。2.岩浆侵入作用岩浆侵入作用岩岩基基：出出露露面面积积大大于于100100平平方方公公里里的的深深成成侵侵入入岩岩，与与围围岩岩呈呈不不协协调接触，平面上呈椭圆形。常由花岗岩类组成。调接触，平面上呈椭圆形。常由花岗岩类组成。岩

9、岩株株：出出露露面面积积小小于于100100平平方方公公里里的的深深成成侵侵入入体体。平平面面上上多多呈呈近近圆圆形形或或不不规规则则状状。岩岩株株与与围围岩岩呈呈不不协协调调接接触触，岩岩株株可可单单独独产产出出，但下部常与岩基相连。但下部常与岩基相连。深成侵入岩的类型：深成侵入岩的类型：岩基岩基岩株岩株岩床岩床岩盖岩盖火山口火山口火山锥火山锥岩墙岩墙岩盆岩盆辉绿岩脉辉绿岩脉岩浆岩化学成分特点：岩浆岩化学成分特点：岩浆岩中元素克拉克值顺序与地壳中克拉克值基本一致；岩浆岩中元素克拉克值顺序与地壳中克拉克值基本一致；SiOSiO2 2是是最最重重要要的的氧氧化化物物,据据此此可可划划分分为为酸酸

10、性性岩岩、中中性性岩岩、基基性性岩岩和和超超基性岩。基性岩。K K2 2O O和和NaNa2 2O O是重要指标是重要指标,(K,(K2 2O O和和NaNa2 2O)O)2 2/(SiO/(SiO2 2-43)=-43)=(里特曼指数里特曼指数)3.39,9为过碱性岩。为过碱性岩。岩浆岩成分岩浆岩成分主主要要矿矿物物:在在岩岩石石中中含含量量较较多多,是是确确定定岩岩石石名名称称不不可可缺缺少少的的矿矿物物,如如橄榄石、辉石、角闪石、正长石、石英等。橄榄石、辉石、角闪石、正长石、石英等。次次要要矿矿物物:在在岩岩石石中中含含量量较较少少,对对划划分分岩岩石石大大类类不不起起作作用用但但可可作

11、作为为确定种属名称的矿物。如黑云母、石英等。确定种属名称的矿物。如黑云母、石英等。副矿物副矿物:含量极少含量极少,对岩石分类命名不起作用的矿物。如磁铁矿等。对岩石分类命名不起作用的矿物。如磁铁矿等。岩浆岩矿物成分特点：岩浆岩矿物成分特点：3.岩浆岩的岩石化学分类岩浆岩的岩石化学分类根据岩浆中根据岩浆中SiO2SiO2含量分为含量分为:酸性岩浆岩酸性岩浆岩(SiO266%)(SiO266%)；中性岩浆岩中性岩浆岩(SiO266-53%)(SiO266-53%)；基性岩浆岩基性岩浆岩(SiO253-45%)(SiO253-45%)；超基性岩浆岩超基性岩浆岩(SiO245%)(SiO210mm;10

12、mm;粗粗粒粒结结构构,10-5mm;,10-5mm;中中粒粒结结构构,5-2mm;,5-2mm;细粒结构细粒结构,2-0.1mm),2-0.1mm)隐晶质隐晶质结构结构:矿物颗粒细小矿物颗粒细小,放大镜分辨不出矿物。放大镜分辨不出矿物。岩浆岩结构岩浆岩结构根据矿物颗粒相对大小分类根据矿物颗粒相对大小分类:等粒等粒结构结构:岩石中同种矿物颗粒大致相等。岩石中同种矿物颗粒大致相等。斑斑状状结结构构:岩岩石石中中矿矿物物颗颗粒粒大大小小悬悬殊殊,大大的的称称为为斑斑晶晶,小小的的称称为为基基质质,基质为隐晶质或玻璃质基质为隐晶质或玻璃质,。斑晶往往结晶稍早。斑晶往往结晶稍早,自形程度高。自形程度高

13、。似斑状似斑状结构结构:与斑状结构相似与斑状结构相似,只是基质为显晶质。只是基质为显晶质。连续不等粒连续不等粒结构结构:矿物颗粒连续变化，分不出基质与斑晶。矿物颗粒连续变化，分不出基质与斑晶。安山岩中的斑状结构安山岩中的斑状结构辉绿岩中的辉绿结构辉绿岩中的辉绿结构岩岩浆浆岩岩的的构构造造:是是指指岩岩石石中中不不同同矿矿物物集集合合体体之之间间的的排排列列方方式式和和充充填填方式。主要类型有方式。主要类型有:块状块状构造：矿物分布均匀，无一定排列方向。构造：矿物分布均匀，无一定排列方向。斑杂斑杂构造构造:不同部位矿物组合或颜色有很大差异不同部位矿物组合或颜色有很大差异,杂乱无章。杂乱无章。条带

14、条带构造构造:不同结构或矿物成分呈条带相间平行排列。不同结构或矿物成分呈条带相间平行排列。岩浆岩的构造岩浆岩的构造流纹流纹构造构造:不同颜色的条纹和气孔等平行排列。不同颜色的条纹和气孔等平行排列。气气孔孔构构造造:当当挥挥发发分分从从熔熔浆浆中中逸逸出出时时,形形成成气气泡泡,当当岩岩浆浆快快速速冷冷凝凝成成岩时岩时,气泡保留下来气泡保留下来,为不规则状空洞。为不规则状空洞。杏仁杏仁构造构造:气孔构造中气孔被后期物质充填而形成的构造。气孔构造中气孔被后期物质充填而形成的构造。枕枕状状构构造造:常常见见于于海海底底溢溢出出的的基基性性熔熔岩岩中中,由由大大小小不不等等的的枕枕状状体体堆堆积积而成

15、。而成。流动的熔岩流动的熔岩枕状构造和火山岩中的柱状节理枕状构造和火山岩中的柱状节理辉长岩中的带状构造辉长岩中的带状构造变变质质作作用用:由由于于地地壳壳的的构构造造变变动动、岩岩浆浆活活动动、地地热热流流等等内内力力地地质质作作用用,引引起起岩岩石石所所处处的的物物理理化化学学条条件件发发生生了了改改变变,从从而而使使原原岩岩(包包括括沉沉积积岩岩、岩岩浆浆岩岩和和早早已已形形成成的的变变质质岩岩)在在基基本本保保持持固固态态的的情情况况下下,发发生生成分、结构、构造的改变而形成新的岩石的地质过程。成分、结构、构造的改变而形成新的岩石的地质过程。变变质质岩岩:由由变变质质作作用用而而形形成成

16、的的岩岩石石。由由沉沉积积岩岩变变质质而而形形成成的的称称为为副副变质岩变质岩,由岩浆岩变质而形成的称为由岩浆岩变质而形成的称为正变质岩正变质岩。变质作用变质作用变质作用变质作用温温度度:主主要要是是由由于于温温度度升升高高引引起起重重结结晶晶和和增增加加岩岩石石中中化化学学元元素素的的活活动动性性,产产生生化化学学反反应应；温温度度升升高高还还可可使使岩岩石石的的塑塑性性增增强强，致致使使岩石表现为塑性变形。岩石表现为塑性变形。压压力力:压压力力增增加加有有利利于于形形成成分分子子体体积积小小,比比重重大大的的矿矿物物及及引引起起岩岩石石和矿物变形和变位。和矿物变形和变位。化化学学活活动动性

17、性流流体体:主主要要起起溶溶剂剂作作用用,带带入入带带出出组组分分,参参与与化化学学反反应应形成新矿物。形成新矿物。1.引起变质作用的因素引起变质作用的因素重重结结晶晶作作用用:原原岩岩中中同同种种矿矿物物溶溶解解、迁迁移移和和再再沉沉淀淀结结晶晶,而而不不形形成成新矿物的作用。新矿物的作用。变变质质结结晶晶作作用用:原原岩岩在在固固态态条条件件下下,各各种种矿矿物物组组分分重重新新组组合合形形成成新新的的岩岩石石的的作作用用。如如CaCO3(CaCO3(方方解解石石)+Si02()+Si02(石石英英)=CaSiO3()=CaSiO3(硅硅灰灰石石)+CO2()+CO2(气气)交交代代作作用

18、用:在在变变质质过过程程中中,由由于于外外来来物物质质的的带带入入和和带带出出,使使原原岩岩中中矿矿物被另一种化学成分不同的矿物所置换的作用。物被另一种化学成分不同的矿物所置换的作用。2.变质作用的方式变质作用的方式变变质质分分异异作作用用：成成分分均均匀匀的的原原岩岩在在岩岩石石总总体体化化学学成成分分不不变变的的前前提提下下，经经变变质质作作用用后后造造成成矿矿物物组组分分不不均均匀匀的的一一种种变变质质作作用用。常常形成条带状、片状和片麻状等典型变质岩构造。形成条带状、片状和片麻状等典型变质岩构造。变变形形和和碎碎裂裂作作用用:岩岩石石在在应应力力作作用用下下,当当应应力力超超过过弹弹性

19、性极极限限时时,所所出现的塑性变形或碎裂作用。出现的塑性变形或碎裂作用。热热接接触触变变质质作作用用:发发生生在在侵侵入入岩岩体体周周围围,由由于于岩岩浆浆扩扩散散热热能能引引起起围围岩岩的的重重结结晶晶作作用用,变变质质前前后后化化学学成成分分基基本本不不变变。如如灰灰岩岩大大理理岩、泥岩岩、泥岩角岩等。角岩等。气气-液液变变质质作作用用:具具有有化化学学活活动动性性的的气气水水溶溶液液对对岩岩石石进进行行交交代代而而使使岩岩石石发发生生变变质质的的作作用用。该该作作用用形形成成的的岩岩石石称称蚀蚀变变岩岩，主主要要有有蛇蛇纹纹岩、矽卡岩等。发生在侵入岩体周围的称为接触交代变质作用。岩、矽卡

20、岩等。发生在侵入岩体周围的称为接触交代变质作用。3.变质作用的类型变质作用的类型动动力力变变质质作作用用:在在构构造造应应力力作作用用下下,岩岩石石发发生生变变形形、变变位位而而形形成成新新的的岩岩石石的的变变质质作作用用。多多发发生生于于大大的的断断裂裂带带或或构构造造活活动动带带中中，地地壳壳深深处处常常形形成成塑塑性性变变质质岩岩（糜糜棱棱岩岩、构构造造片片岩岩等等），近近地地表表常形成脆性变质岩（构造角砾岩、碎裂岩等）。常形成脆性变质岩（构造角砾岩、碎裂岩等）。区区域域变变质质作作用用:大大面面积积分分布布的的由由多多种种因因素素综综合合起起作作用用而而使使岩岩石石变变质质的的作作用用

21、。区区域域变变质质岩岩主主要要分分布布于于构构造造活活动动带带。区区域域变变质质岩岩种种类类繁繁多多，按按变变质质程程度度的的不不同同有有板板岩岩千千枚枚岩岩片片岩岩片片麻麻岩岩麻粒岩。麻粒岩。混混合合变变质质作作用用:介介于于变变质质作作用用与与典典型型岩岩浆浆作作用用之之间间的的地地质质作作用用,既既有有熔熔融融相相存存在在,又又有有变变质质交交代代作作用用发发生生。在在该该变变质质作作用用中中长长石石、石石英英等等低低熔熔点点矿矿物物重重熔熔和和分分异异，形形成成长长英英质质脉脉体体，并并与与残残留留的的变变质质岩岩基基体体一一起起组组成成各各种种混混合合岩岩。常常见见的的混混合合岩岩有

22、有眼眼球球状状混混合合岩岩、混混合花岗岩等。合花岗岩等。1.1.在在岩岩浆浆岩岩或或沉沉积积岩岩中中主主要要造造岩岩矿矿物物,如如石石英英、长长石石、云云母母、方方解石等在变质岩中也常见。解石等在变质岩中也常见。2.2.变变质质岩岩中中出出现现特特征征变变质质矿矿物物(能能指指示示变变质质条条件件的的矿矿物物),),如如石石榴榴子石、红柱石、硅灰石、石墨等。子石、红柱石、硅灰石、石墨等。3.3.变变质质岩岩中中矿矿物物特特点点:片片状状、针针状状、柱柱状状矿矿物物较较多多,分分子子体体积积小小、比重大的多比重大的多,变形现象发育。变形现象发育。4.变质岩的矿物成分变质岩的矿物成分变余结构变余结

23、构:变质岩中保留原岩结构特点的结构变质岩中保留原岩结构特点的结构,如变余砾状结构。如变余砾状结构。变变晶晶结结构构:在在变变质质过过程程中中由由变变质质结结晶晶和和重重结结晶晶所所形形成成的的结结构构(与与岩岩浆浆岩岩结结晶晶结结构构相相比比,不不同同在在于于:同同一一世世代代变变晶晶矿矿物物没没有有明明显显先先后后顺顺序序,矿物的自形程度取决于结晶能力矿物的自形程度取决于结晶能力,而不是先结晶的好而不是先结晶的好)。5.变质岩的结构变质岩的结构压压碎碎结结构构:由由于于岩岩石石和和矿矿物物变变形形变变位位形形成成的的结结构构,可可分分为为角角砾砾状状、碎碎裂和糜棱结构。裂和糜棱结构。交交代代

24、结结构构:交交代代作作用用形形成成的的一一种种结结构构。特特点点是是新新矿矿物物的的产产生生伴伴随随着着旧矿物被交代溶解，矿物颗粒边界不规则或呈港湾状。旧矿物被交代溶解，矿物颗粒边界不规则或呈港湾状。等等粒粒粒粒状状变变晶晶结结构构,可可进进一一步步分分为为粗粗粒粒(3mm)(3mm)、中中粒粒(3-1mm)(3-1mm)、细细粒粒(1-0.1mm)(1-0.1mm)和显微和显微(0.1mm)(0.1mm)粒状变晶结构。粒状变晶结构。角岩结构角岩结构:泥质岩石经热接触变质形成的显微变晶结构。泥质岩石经热接触变质形成的显微变晶结构。变晶结构分类变晶结构分类斑斑状状变变晶晶结结构构:类类似似于于岩

25、岩浆浆岩岩中中的的斑斑状状结结构构(由由两两组组大大小小具具明明显显差差异异的的颗颗粒粒组组成成)，与与斑斑状状结结构构不不同同点点在在于于,大大的的称称变变斑斑晶晶,小小的的称称基基质质,二二者者都都为为变变质质结结晶晶矿矿物物,变变斑斑晶晶多多为为结结晶晶能能力力较较强强的的特特征征变变质质矿矿物物,如如石石榴榴子子石石和和红红柱柱石石等等,其其形形成成与与基基质质同同时时或或稍稍晚晚,其其在在基质中一般不出现。基质中一般不出现。鳞片变晶结构鳞片变晶结构:主要由云母、绿泥石等片状矿物组成的变晶结构。主要由云母、绿泥石等片状矿物组成的变晶结构。鳞片粒状变晶结构鳞片粒状变晶结构:由大量粒状和少

26、量片状矿物组成的变晶结构。由大量粒状和少量片状矿物组成的变晶结构。纤维变晶结构纤维变晶结构:主要由纤维状矿物组成的变晶结构。主要由纤维状矿物组成的变晶结构。变晶结构分类变晶结构分类混合花岗岩中水滴状石英混合花岗岩中水滴状石英变余构造变余构造:岩石变质后保留的原岩构造岩石变质后保留的原岩构造,如如变余杏仁构造变余杏仁构造。变成构造变成构造:变质作用过程中新形成的构造。可分为：变质作用过程中新形成的构造。可分为：斑点状构造斑点状构造:岩石中分布一些大小不等的斑点。岩石中分布一些大小不等的斑点。板板状状构构造造:岩岩石石呈呈现现一一种种互互相相平平行行的的劈劈理理面面,如如同同板板状状,新新生生矿矿

27、物物极少。极少。千千枚枚状状构构造造:小小片片状状矿矿物物定定向向排排列列而而呈呈现现出出的的定定向向构构造造,常常见见丝丝绢绢光泽。光泽。6.变质岩的构造变质岩的构造片状构造片状构造:大量片状矿物定向排列而呈现出的定向构造。大量片状矿物定向排列而呈现出的定向构造。片片麻麻状状构构造造:大大量量粒粒状状矿矿物物和和少少量量片片状状矿矿物物定定向向排排列列而而显显示示的的定定向构造。向构造。眼眼球球状状构构造造:刚刚性性矿矿物物(长长石石、黄黄铁铁矿矿等等)呈呈透透镜镜状状、扁扁豆豆状状沿沿定定向构造平行排列的一种构造。向构造平行排列的一种构造。板理板理Class over.Thank you Class over.Thank you Class over.Thank you Class over.Thank you