07 岩浆作用和变质作用.ppt

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1、地质与交通工程系 Department of Geological & Transportation Engineering,普通地质学 Physical Geology,教 师：孙长彦 办公室：系部212 电 话：15838992711 邮 箱：,Novomber，2012,岩浆作用和变质作用,地质学基础,1 岩浆作用 2 变质作用 3 复习与思考,岩浆作用,地质学基础, 基本概念 火山作用 侵入作用 火成岩,1 岩浆作用,岩浆：上地幔和地壳深处形成的，以硅酸盐为主要成分的炽热、黏稠、含有挥发分的熔融体, 基本概念,火成岩：由岩浆冷却固结形成的岩石,1 岩浆作用, 基本概念,喷出岩：由流出地

2、表的岩浆（熔岩）冷却固结的岩石 火山碎屑岩：火山爆发时被气体爆裂的熔岩碎块，落到地表后胶结形成火山碎屑岩 侵入岩：岩浆在地下上升、侵入结晶形成的岩石,1 岩浆作用,岩浆的成分：化学成分以SiO2为主，可占40%-75%，其它主要成分为Al2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O等，此外还含有少量气体（0.2%-3%），主要为水蒸气和CO2,SiO2含量和K2O、Na2O正相关，与FeO、MgO负相关, 基本概念,1 岩浆作用, 基本概念,岩浆的温度：随SiO2含量增加而降低（玄武质岩浆1020-1225，安山质岩浆900-990 ，流纹质岩浆735-890 ）,岩浆的黏度：岩浆的成分和

3、温度 （1）岩浆成分（酸度正比和挥发分反比） （2）温度（反比）,基性岩浆：温度高、压力小、稀 酸性岩浆：温度低、压力大、稠,1 岩浆作用, 火山作用,非爆炸性喷发,火山喷发强度,爆炸性喷发,岩浆宁静地流出地表，不伴随强烈爆炸的喷发方式,伴随有突然的、往往是灾难性的猛烈爆炸的岩浆喷发方式,1 岩浆作用, 火山作用,裂隙喷发,火山口类型,中心喷发,岩浆从伸长的裂隙喷出口喷发,岩浆从一个管道状中心喷出口喷发,1 岩浆作用, 火山作用, 非爆炸性喷发,熔岩喷泉：岩浆中气体溶解度降低，形成气泡上冒，迅速上升冒出地表,岩浆性质：玄武质 地质环境：洋中脊和洋岛,1 岩浆作用, 火山作用, 非爆炸性喷发,熔

4、岩席：玄武质岩浆流黏度非常小、流速非常快，流出的熔岩迅速大面积泛滥，形成覆盖面积大而厚度薄的熔岩席,1 岩浆作用, 火山作用, 非爆炸性喷发,枕状熔岩：中央裂谷流出的玄武质熔岩受到海水的迅速冷却，黏度大为降低，不能迅速大面积泛滥，形成枕状熔岩,1 岩浆作用, 火山作用, 非爆炸性喷发,绳状熔岩：喷出口附近熔岩温度高、溶解的气体含量高，因而黏度低，流动迅速，形成薄的、具光滑的绳状表面的绳状熔岩,1 岩浆作用, 火山作用, 非爆炸性喷发,渣块熔岩：当熔岩冷却、溶解的气体继续丢失，其黏度逐渐增大，流速降低，熔岩流形成厚的、具粗糙不平的渣块状表面的渣块熔岩,1 岩浆作用, 火山作用, 非爆炸性喷发,溅

5、落锥：当气体在冷却的熔岩流中聚集，冲出固结的熔岩流表面形成喷出口喷出，喷出的熔岩滴溅落在喷出口周围可堆积成溅落锥,1 岩浆作用, 火山作用, 爆炸性喷发,岩浆性质：安山质、流纹质 地质环境：岛弧-活动大陆边缘或内部,安山质和流纹质黏度大不易流出地表，在喷出前积聚了巨大的能量，一旦到达地表，压力骤减，溶解其中的气体迅速膨胀、逃逸，积聚的巨大能量得以释放，而引起爆炸性喷发，喷出大量炽热气体和火山碎屑，同时伴随地震、滑坡、海啸等,1 岩浆作用, 火山作用, 爆炸性喷发,当上升的富硅、富含溶解气体的岩浆到达地表，迅速减压引起溶解气体强烈膨胀，产生强烈上冲的稠密的炽热气体和火山碎屑混合物，在喷出口上方冷

6、空气中快速上升形成喷发柱；在喷发柱物质与周围大气圈密度相等的高度，喷发柱开始横向伸展，形成蘑菇状喷发云,1 岩浆作用, 火山作用, 爆炸性喷发,有时上升的岩浆达到地表迅速减压引起溶解气体强烈膨胀，以强烈横向喷射的横向冲击波形式释放能量，形成由炽热气体和火山碎屑混合物组成的惊人速度紧贴地面横扫而过的火山碎屑流,1 岩浆作用, 火山作用, 爆炸性喷发,主要爆炸性喷发后，由于岩浆中溶解的气体大为减少，能量大为降低，喷发转变为熔岩流从喷出口流出的非爆炸性形式,1 岩浆作用, 火山作用, 火山,火山喷发形成的由熔岩和火山碎屑组成的地貌景观,火山锥 火山口 喷出口,火山要素,1 岩浆作用, 火山作用, 火

7、山,火山形成视频,1 岩浆作用, 火山作用, 火山,盾火山：低黏度的玄武质岩浆非爆炸中心喷发形成的，由熔岩流连续堆积形成的，具有宽阔顶面和平缓侧翼的盾牌形大型火山,主要类型,顶缓翼陡,1 岩浆作用, 火山作用, 火山,主要类型,火山渣锥：中心式喷发形成的由火山碎屑组成的锥形火山,坡度较陡,1 岩浆作用, 火山作用, 火山,主要类型,复合火山：由安山质火山碎屑和熔岩互层组成的锥形火山,顶陡翼缓,1 岩浆作用, 火山作用, 火山,主要类型,熔岩穹窿：由高黏度的安山质-流纹质熔岩缓慢挤出形成的穹状或塔状火山锥,1 岩浆作用, 火山作用, 火山,主要类型,熔岩高原：由陆地裂隙喷发从大断裂中涌出的黏度非

8、常小、流速非常快、很稀薄的玄武质熔岩泛流堆积而成，覆盖面积广大的台地状火山,1 岩浆作用, 火山作用, 火山,主要类型,洋中脊：沿着洋中脊峰顶中央裂谷正在进行海底裂隙喷发，流出枕状玄武岩,1 岩浆作用, 火山作用,1 岩浆作用, 火山作用,1 岩浆作用, 侵入作用,深部岩浆向上运移，侵入周围岩石中，当岩浆上升驱动力与负荷压力相等时岩浆停止上升，而未冲破地表的岩浆活动,侵入作用形成岩石称侵入岩,岩浆侵入围岩过程中伴生的作用有： （1）同化作用与混染作用 岩浆熔融围岩将围岩改变成岩浆的一部分，称同化作用 岩浆总是沿破碎带向上运移，在同化过程中， 残留在同化体中未被同化的围岩，称捕虏体 岩浆因同化围

9、岩而改变了自已原有成分的作用，称混染作用 同化作用与混染作用互相伴生,1 岩浆作用, 侵入作用,岩浆侵入围岩过程中伴生的作用有： （2）结晶分异作用 在岩浆冷凝过程中，按矿物熔点的高低依次结晶出不同成分的矿物，并形成不同种类的岩石的作用,1 岩浆作用, 侵入作用,连续反应系列： 部分先结晶的矿物同剩余岩浆发生作用，形成化学成分上连续变化，内部结构无根本变化的一系列相似矿物,不连续反应系列： 部分先结晶的矿物同剩余岩浆发生作用，形成既有化学成分上的变化，又有内部结构显著变化的一系列不同矿物,美国岩石学家鲍温将富含橄榄石的玄武岩重熔后，再让其缓慢冷凝，证明了结晶分异过程,1 岩浆作用, 侵入作用,

10、1 岩浆作用, 侵入作用,侵入岩的产状,1 岩浆作用, 火成岩（岩浆岩）,由岩浆作用形成的侵入岩和喷出岩统称为火成岩,1 岩浆作用, 火成岩（岩浆岩）, 矿物成分 从超镁铁质火成岩至长英质火成岩，硅铝矿物石英、长石含量逐渐增加，铁镁矿物含量逐渐减少，颜色逐渐变浅,暗色矿物：橄榄石、辉石、角闪石、黑云母 浅色矿物：钾长石、斜长石、石英,1 岩浆作用, 火成岩（岩浆岩）, 结构, 有充分时间结晶的形成粗粒结构（1mm） 迅速喷出的具有细粒结构甚至玻璃质结构（20mm时为微晶结构 粒度越细，颜色越深，喷出岩结晶时间短，粒度细，较同成分侵入岩颜色深 玻璃质结构的特点：玻璃光泽、贝壳状端口 许多喷出岩矿

11、物颗粒粒度可分为明显不同的两群，这种结构称斑状结构,1 岩浆作用, 火成岩（岩浆岩）, 构造,块状构造,气孔构造,杏仁构造,流纹构造,枕状构造,柱状构造,辉长岩,闪长岩,花岗岩,玄武岩,安山岩,流纹岩,1 岩浆作用, 火成岩（岩浆岩）, 代表性火成岩,1 岩浆作用, 火成岩（岩浆岩）, 火山碎屑岩,火山碎屑岩是由火山碎屑落到地表后胶结形成,火山弹,火山砾,火山灰,64mm,2mm,1 岩浆作用, 火成岩（岩浆岩）, 火山碎屑岩,集块岩,火山砾岩,凝灰岩,最常见的火成岩（C.C.Plummer et al., 2001） A.花岗岩； B.闪长岩； C.辉长岩； D.流纹岩； E.安山岩； F.

12、玄武岩,变质作用,地质学基础, 基本概念 基本类型 变质岩,2 变质作用, 基本概念,变质作用：岩石在基本上处于固体状态下，受到温度、压力及化学活动性流体的作用，发生矿物成分、化学成分、结构与构造变化的地质作用 变质岩：变质作用形成的岩石,2 变质作用, 基本概念,三大岩类相互转化,2 变质作用, 基本概念, 变质作用机制,（1）变质结晶作用,SiO2，CaCO3在温度较低情况下，随温度升高，粒度增大，成为石英大理石，到一定程度后，会产生新的矿物，形成硅灰石大理岩,SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2,硅灰石,（2）变形,高温高压条件下，应变速率低塑性变形矿物定向排列和褶皱,2 变质作用

13、, 基本概念, 变质作用因素,（1）温度 温度升高意味着获得了新的能量，矿物中质点活性增强，增加变质反应速率，可使原来的非晶质变为晶质，原来小晶粒长大,温度升高还会通过脱水反应、脱碳酸反应形成变质热液作为催化剂、搬运剂和热媒介对变质作用施加影响 温度升高还会导致部分熔融而发生混合岩化,2 变质作用, 基本概念, 变质作用因素,（2）压力,负荷压力：上覆岩柱 定向压力：构造运动,2 变质作用, 基本类型, 动力变质作用,主要控制因素为定向压力 主要变质机制为变形,2 变质作用, 基本类型, 接触变质作用,主要控制因素为温度 主要变质机制为变质结晶,2 变质作用, 基本类型, 区域变质作用,变质因

14、素为温度、负荷压力、定向压力和流体综合作用的结果,主要变形机制为变质结晶和变形,2 变质作用, 基本类型, 区域变质作用,高级区域变质伴随的部分熔融产生的低熔物质与变质岩混合形成混合岩的大规模变质作用,2 变质作用, 变质岩,变质矿物：在变质过程中产生了一些特征性的矿物，这些矿物只能由变质作用生成，不可能在沉积作用及岩浆作用中生成。变质矿物是变质岩的主要标志 属于变质矿物的有：红柱石、兰晶石、十字石、矽线石、硅（矽）灰石、石榴子石、绿帘石、透闪石、阳起石、兰闪石、透辉石、滑石、蛇纹石、石墨等。,石榴子石,十字石,绿帘石,蛇纹石,石墨,软玉（透闪石-阳起石）,硬玉,红柱石,2 变质作用, 变质岩

15、,变晶结构,岩石在固态条件下由重结晶作用和变质结晶作用所形成的结构,2 变质作用, 变质岩, 变质岩的结构,粗粒变晶结构 平均粒径3mm 中粒变晶结构 平均粒径13mm 细粒变晶结构 平均粒径1mm 显微变晶结构,根据晶粒大小,等粒变晶结构 不等粒变晶结构 斑状变晶结构,根据颗粒相对大小,2 变质作用, 变质岩, 变质岩的结构,2 变质作用, 变质岩, 变质岩的结构,岩石大致由等轴粒状变晶颗粒组成,花岗变晶结构,纤维变晶结构,主要由柱状、针状和纤维状变晶矿物组成,鳞片变晶结构,主要由滑石、绿泥石、云母等片状矿物所组成,2 变质作用, 变质岩, 变质岩的结构,2 变质作用, 变质岩, 变质岩的结

16、构,变余结构,在变质作用过程中，如果变质重结晶作用进行的不完全，原岩的矿物成分和结构特征等将被部分保留下来，从而形成变余结构,2 变质作用, 变质岩, 变质岩的构造,定向压力参与下形成的定向构造形成面状构造，biao现为一系列近平行排列的面，称为面理,板状构造：变质结晶程度低，密集的劈理面显示,千枚状构造：面理由细小的片状硅酸盐定向排列而成,2 变质作用, 变质岩, 变质岩的构造,片状构造：变质结晶程度高，面理由肉眼可识别的片、板、针、柱状矿物连续定向排列而成,片麻状构造：岩石变质结晶程度高，矿物肉眼可识别，粒状矿物含量高，板片状、针柱状矿物在其中断续定向排列,大理岩,云英岩,蛇纹岩,红柱角岩,2 变质作用, 变质岩,2 变质作用, 变质岩,板岩,千枚岩,片麻岩,片岩,64,2 变质作用,3 复习与思考,名词解释：岩浆岩、岩浆作用、喷出岩、火山碎屑岩、侵入岩、侵入作用、深成岩、浅成岩、枕状熔岩、绳状熔岩、渣状熔岩、同化作用、混染作用、捕虏体、浅色矿物、暗色矿物、火山碎屑岩的划分、变质岩、正变质作用、负变质作用、 简述：结晶分异作用、鲍文反应序列、火成岩的结构构造、变质岩的结构构造、变质作用的机制、变质作用的四种类型,