巖漿巖巖石學(xué)筆記

1、火成巖石學(xué)總結(jié)1第一章第一章緒論緒論一、巖石的概念什么是巖石？科學(xué)地說巖石就是天然產(chǎn)出的，由一種或多種礦物或火山玻璃、生物遺骸、膠體組成的固態(tài)集合體。巖石構(gòu)成了地球的巖石圈，也就是整個地殼和地幔的固態(tài)部分。巖石的類型是多種多樣的，歸納起來可以將它們分為三大類：(1).巖漿巖(MagmaticrocksIgneousrocks)：它是由地殼深處或上地幔中形成的高溫熔融的巖漿，在侵入地下或噴出地表冷凝而成的巖石。也可稱之為火成巖?；蛘吆唵?/p>

2、地說：由巖漿冷凝固結(jié)而成的巖石稱為巖漿巖。(2).沉積巖(Sedimentaryrocks)：它是由地殼風(fēng)化產(chǎn)物、生物有關(guān)物質(zhì)、火山碎屑物等，在外營力作用下搬運(yùn)、沉積、固結(jié)而成。如砂巖、灰?guī)r。(3).變質(zhì)巖(Metamphicrocks)：由巖漿巖、沉積巖經(jīng)變質(zhì)作用轉(zhuǎn)化而成的巖石。如大理巖、片麻巖等。巖漿巖和變質(zhì)巖又可統(tǒng)稱為結(jié)晶巖。三大巖類可以相互轉(zhuǎn)化：巖漿巖、變質(zhì)巖經(jīng)風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積、成巖作用，可形成沉積巖；巖漿巖、沉積巖經(jīng)變質(zhì)作用(

3、重結(jié)晶、交代、碎裂等)，可轉(zhuǎn)變?yōu)樽冑|(zhì)巖；而沉積巖、變質(zhì)巖經(jīng)重熔作用可形成巖漿，冷凝為巖漿巖。二、巖石學(xué)的概念巖石學(xué)(Petrology)是專門研究地殼、地幔及其它星體產(chǎn)出的巖石的分布、產(chǎn)狀、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、分類、命名、成因、演化等方面的科學(xué)。根據(jù)研究內(nèi)容的不同，巖石學(xué)又可分為巖類學(xué)和巖理學(xué)。巖類學(xué)：或稱描述巖石學(xué)或巖相學(xué)，它主要是研究巖石的產(chǎn)狀、分布、組成、分類、命名等方面的問題。巖理學(xué)：又稱理論巖石學(xué)或成因巖石學(xué)，它主要是研究巖石的

4、形成條件及成因機(jī)理等方面的問題。巖漿巖巖石學(xué)：是研究巖漿的起源、運(yùn)移、演化、結(jié)晶及巖漿巖的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、產(chǎn)狀、分布、分類、命名、共生組合、成因機(jī)理及與構(gòu)造、礦產(chǎn)關(guān)系等的一門獨立科學(xué)。巖漿巖不同于沉積巖和變質(zhì)巖，其主要判別標(biāo)志有六點：1、巖漿巖大部分為塊狀的結(jié)晶巖石，部分為玻璃質(zhì)巖石。具有玻璃質(zhì)的巖石，一般是巖漿巖，只有在極少數(shù)情況下，在強(qiáng)烈斷裂帶內(nèi)才有?；瘞r。2、巖漿巖中有一些特有的礦物和結(jié)構(gòu)構(gòu)造。如霞石、白榴石等礦物，氣孔構(gòu)造和杏

5、仁構(gòu)造等只有巖漿巖中才有。3、巖漿巖體與圍巖間一般都有明顯的界線，呈各種各樣的形態(tài)存在于地層中，有的平行，有的切穿圍巖的層理或片理。4、巖體中常含有圍巖碎塊(捕虜體)，這些被捕虜?shù)膰鷰r碎塊和圍巖常遭受熱變質(zhì)作用。5、各地質(zhì)時期形成的主要巖漿巖類，大部分都可以找到與其化學(xué)成分近似的現(xiàn)代火山巖。6、巖漿巖中沒有任何生物遺跡。三、巖漿的概念現(xiàn)代火山噴發(fā)使我們能夠直接觀察到巖漿。巖漿：巖漿是上地幔和地殼深處形成的，以硅酸鹽為主要成分的熾熱、粘稠

6、、含有揮發(fā)份的熔融體(熔體)。少數(shù)情況下存在有碳酸鹽巖漿、金屬硫化物及金屬氧化物巖漿，后者也稱為礦漿。巖漿的基本特征可以歸納為以下幾點1、巖漿的成分：巖漿的主要成分是硅酸鹽。硅酸鹽巖漿的化學(xué)成分常以氧化物形式表示：主要氧化物為：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O等，其中最主要的是SiO2，其含量可高達(dá)40～75%。不同成分的巖漿，其氧化物的含量也不同，但這些氧化物之間通常存在一定的相互制約

7、關(guān)系，一般來說，隨著SiO2含量的增高，K2O、Na2O隨之升高，而MgO、FeO(Fe2O3)則隨之降低。因此，SiO2的含量就成為劃分巖漿巖化學(xué)成分的主導(dǎo)因素。它支配著其它氧化物含量上的變化。巖漿中還含有大量揮發(fā)份及成礦金屬元素，揮發(fā)份含量在巖漿中一般不超過6%，主要為水蒸氣，其次為CO2、CO、N2、SO2、SO3、H2S、HCl、H2F等。2、巖漿的溫度：地下深處的巖漿，我們無法直接測得其溫度，一般由以下幾種方法近似地確定：(1

8、)、觀察現(xiàn)代熔巖流的溫度：觀察表明，現(xiàn)代熔巖流的溫度范圍一般有700～1200℃范圍內(nèi)，其中基性火山熔火成巖石學(xué)總結(jié)3卻結(jié)晶形成的證據(jù)。當(dāng)時，水成論曾盛極一時，但哈頓的研究成果也使許多地質(zhì)學(xué)家信服。于是，兩派的爭論達(dá)到白熱化。他們都是在自己工作地區(qū)觀察到的地質(zhì)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上提出自己的看法，堅持各自的觀點。直到19世紀(jì)中期，人們甚至還糾纏于花崗巖由水溶液中沉淀形成的觀念上。(2)、到了19世紀(jì)后期，顯微鏡在地質(zhì)學(xué)研究中得到廣泛應(yīng)用，花崗巖水

9、成論觀點已被遺棄，但爭論并沒有結(jié)束。隨著“花崗巖變質(zhì)成因”(即花崗巖化)的觀點登上歷史舞臺，爭論的焦點逐漸集中到“花崗巖巖漿成因”和“花崗巖變質(zhì)成因”上。以鮑文(L.S.Bowen)、羅森布什、尼格里、戴里等巖石學(xué)家為代表的巖漿成因派，他們是從一個已存在的巖漿系統(tǒng)的高溫下冷卻結(jié)晶的過程來研究花崗巖的形成。認(rèn)為絕大部分花崗巖是由巖漿，特別是玄武巖漿分異和凝固而成。然而對于花崗巖漿的來源問題卻存在一定分歧：1)、鮑文認(rèn)為是由玄武巖漿分異而

10、來。2)、列文生—列信格認(rèn)為花崗巖漿是由硅鋁層周期性熔化而來。3)、愛斯柯拉認(rèn)為花崗巖漿是由大陸基底中任何含花崗巖成分的巖石選擇熔融而成。4)、克魯泡特金認(rèn)為花崗巖漿是由硅鎂層選擇熔融而來。盡管巖漿派對巖漿來源意見不統(tǒng)一，但都支持花崗巖是由巖漿侵入冷凝結(jié)晶而成。以塞霍姆(J.J.Sederholin)為代表的花崗巖化論者，他們發(fā)現(xiàn)大量的地質(zhì)現(xiàn)象不能用巖漿成因觀點得到園滿的解釋。比如“花崗巖與圍巖呈漸變過渡”，“巖體內(nèi)部的構(gòu)造與圍巖構(gòu)造具

11、有延續(xù)性”以及“花崗巖所占有的巨大空間不可能由巖漿作用造成”等等。他們由深成變質(zhì)和交代作用出發(fā)，認(rèn)為硅鋁層中的原巖受氣液的影響進(jìn)行交代而成花崗巖。在這個階段，花崗巖化最簡明的定義就是：使固態(tài)的巖石不需要經(jīng)過巖漿階段就可以變成花崗巖類的一種作用。(3)到了本世紀(jì)四十年代以后，特別是近十年來，實驗巖石學(xué)和高溫高壓成巖成礦實驗的廣泛應(yīng)用，巖漿成因論和變質(zhì)成因論都有了飛速的發(fā)展。人們已經(jīng)認(rèn)識到，在地殼深部，當(dāng)物理化學(xué)條件達(dá)到這樣的程度，以致于巖

12、石中最易熔的長英質(zhì)組分已開始熔融(這種熔融一般只達(dá)到全巖的10%)，這種已熔組分構(gòu)成巖石中可運(yùn)動的粒間液，在有壓降出現(xiàn)的情況下，這種粒間液即可發(fā)生運(yùn)動，聚集而形成花崗巖漿。正統(tǒng)的花崗巖巖漿成因?qū)W說受到了嚴(yán)重沖擊，幾乎無人再相信花崗巖是由玄武巖漿分異形成?；◢弾r化的觀點也逐漸深入人心，并由過去的狹義論發(fā)展為廣義花崗巖化的觀點，認(rèn)為花崗巖化不僅可以是固態(tài)巖石經(jīng)交代汁作用而轉(zhuǎn)化為花崗巖，而且花崗巖化過程中巖石可以不保持完全的固態(tài)，可以出現(xiàn)部分

13、流化和部分塑性活動。(4)在20世紀(jì)90年代的今天，不論是巖漿成因派還是交代成因派，他們都承認(rèn)地殼中既有巖漿花崗巖也有交代花崗巖。那么地殼中是否還有第三種成因的花崗巖呢70年代初期，我國部分巖石學(xué)工作者通過對華南燕山期花崗巖的研究發(fā)現(xiàn)，有些巖體的蓋層是很薄的，以巖體穿過的地層開始，累加其上覆地層的厚度，往往不超過一千米，有的甚至僅有一百多米，何談深成之言，完全可以納入火山作用的范疇!而且發(fā)現(xiàn)許多花崗巖具有層狀特征，并且在武安固鎮(zhèn)鳳凰山花

14、崗巖體中發(fā)現(xiàn)了“繩狀構(gòu)造”。于是，部分地質(zhì)工作者提出了花崗巖的“火山噴出成因說”(王曰倫，1976年；孫仲和，1980年)，認(rèn)為花崗巖有噴出成因的。盡管噴出花崗巖的物質(zhì)來源仍然是巖漿，但其形成過程卻與傳統(tǒng)的巖漿深成侵入形成花崗巖存在著根本區(qū)別。事實上，在長達(dá)數(shù)億年的漫長地質(zhì)時代中，地質(zhì)作用過程是復(fù)雜多樣的，地質(zhì)體的成因往往是多樣的、復(fù)合的，花崗巖多成因的觀點已經(jīng)得到越來越廣泛的重視。2、巖漿巖研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢近20年來，巖漿巖巖石學(xué)研

15、究已有了飛速發(fā)展，這主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)、分析測試和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，使得過去僅僅依靠巖石薄片和化學(xué)成分分析的研究方法大大改觀，電子探針、電鏡、X光、質(zhì)譜、中子活化等技術(shù)的廣泛引入和應(yīng)用，使得巖石中微區(qū)和微量組分的分析發(fā)展很快，大大推進(jìn)了巖漿巖巖理學(xué)發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)成為巖石學(xué)研究中必不可少的重要手段。(2)、高溫高壓實驗巖石學(xué)的迅速發(fā)展，已使我們能夠在高溫高壓裝置中獲得高達(dá)10000℃和大于百萬個105Pa的壓力，已達(dá)到下