地球科学概论第九章.docx

地球科学概论第九章.docx

《地球科学概论第九章.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地球科学概论第九章.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

地球科学概论第九章

地球岩石圈由三大类岩石组成:

沉积岩、岩浆岩、变质岩

第一节  岩石圈物理状态

沉积岩

   松散的沉积物经过压实、胶结或重结晶形成的岩石叫沉积岩

   沉积岩一般只保存在温度低于200℃，

   静岩压力在200MPa以下的环境中

   （第六章）主要通过介质水的剥蚀、搬运、沉积而形成，所以也叫水成岩。

图9-1岩石圈内部温度、静岩压力变化与三大类岩石的形成

岩浆岩

   温度高于700~900度时，岩石易形成岩浆

   由岩浆冷凝而形成的岩石叫岩浆岩

变质岩

   岩石圈内大部分岩石

   在温度较高（700-200℃）

   静岩压力较大（上百到上千MPa之间）

   局部定向压力（即构造应力）较大

   地内流体的作用下，仍保持固态

   使物质成分或结构、构造发生了很大的变化，形成另一种岩类，叫变质岩

   岩石圈内岩石的矿物成分与岩石结构、构造发生变化的主要影响因素:

       温度 静岩压力 构造应力 化学活动性流体

构造应力

   三度空间中各方向的压力不相等。

也称定向压力。

   岩石在构造应力作用下，矿物颗粒可以在固体状态下经塑性变形而被压扁、拉长，呈现出特殊的定向结构，这是变质岩的特殊的岩石结构。

花岗岩

糜棱岩

热流体

   来源：

岩浆活动的晚期，一些气体、挥发分（H2O，CO2，Ｓ，…）以流体的形式从岩浆中分离出来。

   地表水也会向下渗透，达地下数千米、数万米深处。

   作用：

可以改变岩石的矿物成分，或发生重结晶作用，形成新的变质岩。

   可携带较多有用元素，在适当条件下结晶、沉淀下来，成为矿床。

  当岩浆自海底喷出时，携带了各种有用元素的气体挥发分就可以与海水结合，迅速冷凝、堆积在海底形成富含贵金属或有色金属的“黑矿”或其它硫化物矿床。

热水溶液喷出海底，常在海底构成“黑烟囱”

各类岩石的分布范围

   在岩石圈表层的大陆及其邻近海域（分布面积）：

沉积岩70％，岩浆岩20％，变质岩10％

   从全球表层的分布面积情况看：

沉积岩20％，岩浆岩86％，变质岩4％

   从岩石圈的体积上看：

沉积岩5％，岩浆岩35％，变质岩60％

Top

第二节  岩浆活动

1、温泉或喷泉

   在某些岩石圈内破碎带或断裂面附近，可以从地下流出热水、或热蒸汽，形成温泉（低于100℃）或喷泉（高于100℃）

2、岩浆与岩浆作用

   岩浆是局部形成于地壳深部或上地幔的软流圈，以硅酸盐为主要成分的、炽热、粘稠并富含挥发分的熔融体。

   经过岩浆熔融之后，再冷凝下来的岩石，都叫做岩浆岩（也称火成岩）。

   岩浆类型

   按照硅酸盐中SO２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（SiO２ 65～52％）

       基性岩浆（SiO２ 52～45％）

       超基性岩浆（SiO２ 45％）

   岩浆的特点

   酸性岩浆中，由于SiO２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，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。

美国西部的火山颈

   岩浆作用

   岩浆形成之后，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，才冷凝成岩的作用过程叫火山作用。

喷出地表的岩浆，冷凝而成的岩石叫做火山岩或喷出岩。

   岩浆分异作用

   岩浆在向上运移和冷却过程中，由于重力作用或物理、化学条件的影响，使成分比较均一的岩浆分异为几种成分不同的岩浆，并进而冷凝而成为各种不同的岩浆岩，这种过程就称为岩浆分异作用。

   岩浆中熔点较高的、富含铁镁的硅酸盐矿物（如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等）优先结晶，它们在岩体边部的含量较高；

   而熔点较低的、铝硅酸盐矿物（如钾长石、斜长石、石英等）后结晶，则在岩体上部与中央部分相对集中些。

   同化作用

   岩浆在向上运移过程中还可以利用较高的温度局部熔化周围岩石，或者以其较高的流体压力冲破围岩的阻挡而向上侵位，使围岩破碎并落入岩浆体内，使其逐渐趋向于变成岩浆体的一部分。

   混染作用

   岩浆不断熔化各种围岩的结果，岩浆本身的成分也发生了“混染”。

   岩浆正是在这种不断改变周围岩石成分与产状的过程中，同时不断地改变着自身的成分与结构，使岩浆作用呈现为千变万化的复杂过程。

3、喷出作用

   岩浆喷出地表即形成火山。

   火山的类型：

   按火山活动的时间分类

       死火山：

即人类历史以来不再活动的火山。

       休眠火山：

在人类历史上曾经有过活动而近百年来停止活动的火山。

       活火山：

现在正活动的火山。

海南琼北火山锥

长白山天池

点击播放视频►

   火山喷发类型：

   按照火山通道的形状，可分为裂隙式火山与中心式火山。

       裂隙式火山常沿一条大断裂或断层群展布。

这种火山常长达数万米，而喷口宽度很窄（数百米），或者火山口沿断裂带呈串珠状排列，深部可连成岩墙状通道。

       中心式火山的喷发物沿火山颈喷至地面，平面上呈点状分布。

火山颈多位于两组断裂的交叉点上。

冰岛火山线

   中心式喷发

   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。

点击播放视频►

火山喷出物：

   气态喷出物：

以水蒸气为主，含量达70%以上，此外，有CO2、SO2、N2、H2S以及少量的CO、H2、HCl、H3、

NH4Cl、HF等。

   液态喷出物：

火山喷初的液态物质称为熔浆，熔浆与岩浆的区别在于前者挥发分较少。

熔浆冷凝后形成的岩石称为熔岩。

按SiO2的含量主要分为酸性、中性和基性三类，而超基性熔浆为数不多。

   固态喷出物：

由于气体的膨胀及其所派生的冲击作用，是火山喉管基火山口附近的岩石被炸碎并抛射出来、为冷凝的岩浆呈团快、细滴喷射出来并在空中或降落后凝为固体，也统称火山碎屑物。

枕状熔岩►

波状熔岩

火山地形

   中心式火山喷发形成的地形常呈锥状，称为火山锥。

在火山锥的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。

火山喷发停止后，火山口积水就成为火山口湖。

与火山口相连的岩浆通道叫火山喉管（也称火山颈）。

   裂隙式喷发形成的地形为熔岩流和熔岩被。

美国西部的火山颈

   如果岩浆成分均匀，地形平坦，而且缓慢冷缩，可形成垂直于冷凝面的裂隙，把岩石分割成多边形柱状体，称为柱状节理。

3、喷出作用

   1、火山类型

       按活动时间：

死火山、休眠火山、活火山

       火山通道形状：

裂隙式、中心式（猛烈式、宁静式、递变式）

   2、火山喷出物

       气态、液态、固态

   3、火山地形

       中心式喷发：

火山锥、火山口（湖）、火山颈

       裂隙式喷发：

熔岩流、熔岩被（柱状节理）

4、侵入作用

       岩浆经过向上运移、逐渐冷却，最终在地壳上部冷凝下来的过程称为侵入作用

       侵入的岩浆冷凝后形成的各种各样岩浆岩岩石体称为侵入体，侵入体周围的岩石叫围岩。

       根据岩浆侵位深度不同，岩浆岩可以分为：

           深成侵入体（深度＞３千米）。

深成侵入岩体规模一般较大。

           浅成侵入体（深度０～３千米）浅成侵入体为岩浆侵入到接近地表处才冷凝下来的。

剥蚀出岩体      

       如何知道？

（剥蚀、钻孔、地球物理勘探）

5、岩浆岩体的产状　

   是指岩体的形态、大小、与围岩的接触关系以及它形成时所处的深度与环境。

   岩浆岩的产状可以分为：

       深成侵入体（深度＞３千米）常见的为岩基和岩株

       浅成侵入体（深度０～３千米）常见的产状有岩床、岩墙、岩盖、岩盆。

规模一般较小（几十—上千米），喷出岩体火山锥、熔岩流、熔岩被

火山岩产状

6、岩浆岩的主要特征　　

   岩浆岩主要由橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长石、钾长石和石英等７种矿物所组成。

可分为暗色矿物和浅色矿物两大类。

　　暗色矿物包括橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等。

浅色矿物包括钾长石、斜长石与石英。

　　常见的侵入岩：

　　　　酸性岩类——花岗岩

　　　　中性岩类——闪长岩

　　　　基性岩类——辉长岩

　　　　超基性岩类——橄榄岩

　　　　碱性岩类——正长岩

花岗岩

　　常见火山岩：

　　　　酸性岩类——流纹岩

　　　　中性岩类——安山岩

　　　　基性岩类——玄武岩

　　　　超基性岩类——科马提岩

　　　　碱性岩类——粗面岩

　　超浅成岩：

超基性岩类——金伯利岩（角砾云母橄榄岩）——金刚石母岩

　　通常把岩浆岩中暗色矿物的百分含量称为色率。

　　超基性岩暗色矿物含量一般约９０％，基性岩约５０％，中性岩约３０％，酸性岩约５～１０％。

　　色率不但反映了岩石中矿物成分与化学成分的变化，而且也是鉴定岩浆岩和进行分类的重要标志　

　　岩石的结构是指造岩矿物的结晶程度、颗粒大小、形态以及它们之间的相互关系等特征，即矿物组合的特征。

　　岩浆岩常见的结构有：

全晶质结构（主要包括粒状结构、似斑状结构等）、玻璃质结构和半晶质结构（包括斑状结构等）。

花岗岩似斑状结构

花岗岩中粗粒结构

  岩石的构造是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其它部分之间的排列、充填或组合方式，即矿物集合体的组合特征。

   岩浆岩常见的构造有：

块状构造、斑杂构造、带状构造、流动构造、流纹构造、气孔构造、杏仁构造和晶洞构造等。

花岗岩：

似斑状结构，块状构造

斑杂构造

带状构造

气孔构造

岩浆活动（小结）

   1、温泉或喷泉

   2、岩浆及岩浆作用

   3、火山作用

   4、侵入作用

   5、岩浆岩体的产状

   6、岩浆岩的主要特征

Top 

第三节  变质作用

1、变质作用的概念及影响因素

   变质作用是指在地下特定的环境中，由于温度、压力或流体作用的影响，使原岩在基本上为固态条件下，发生物质成分与结构、构造变化。

由变质作用所形成的新岩石称为变质岩。

所谓原岩，可以是三大类岩石中的任何一种，一旦它们所处的物理、化学环境与原来不同，在一定的温度、压力或流体影响下就可发生变质作用。

   引起变质作用的因素

   主要为温度、静岩压力、构造应力及各类流体

   变质作用的温度范围从150～200℃，直到70