《岩石学》复习要点中国地质大学武汉.docx

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《岩石学》复习要点中国地质大学武汉

第二章岩浆与岩浆作用

喷出岩：

岩浆喷出地表或火山涌出而形成的火成岩。

侵入岩：

岩浆侵入地壳中而在地表以下深处冷凝固结成的岩石。

原生岩浆：

由地幔或地壳岩石经过熔融或部分熔融作用形成的成分未发生变异的岩浆，它不强调源区的岩石是否已经遭受过熔融作用或成分的变异，而强调的是形成的岩浆一定未发生过成分的变化。

母岩浆：

能够通过各种作用（分异、同化、混合）产生派生岩浆的独立的液态岩浆，它既可以是原生岩浆，也可以是演化岩浆。

派生岩浆：

由母岩浆派生出来的岩浆。

进化岩浆：

经分异作用产生的派生岩浆。

亏损地幔：

又称残留地幔，是经过部分熔融出岩浆后的地幔残留部分。

富集地幔：

通过地幔交代作用或地壳物质重新返回地幔的再循环。

岩浆同化混染作用：

岩浆在上升或停留于岩浆房期间，除了与围岩具有热交换外，还可以与围岩发生物质交换，其结果是熔化围岩及捕掳体或与其发生反应而使岩浆成分发生变化，这一过程被称为岩浆同化混染作用。

岩浆的混合作用：

两种不同成分的岩浆以不同的比例混合，产生一系列过渡类型的岩浆的作用。

岩浆形成的基本条件：

①源区的岩石：

岩浆发生之前已经有在于地幔或地壳的岩石。

②热能的积累：

只有当热能积累达到和持续保持岩石熔融的温度（固相线温度）岩浆才会产生。

③实践的积累。

④其他因素。

岩浆的分凝：

熔融的岩浆液滴从源区岩石的粒间分离集中的作用。

其控制因素为：

熔体分数（部分熔融程度）、源区岩石的渗透性、熔体的密度与残留固体的密度差产生的浮力、残留固相与熔体的流变性质、源区岩石的范围。

岩浆上升侵位的机制：

1底辟作用：

底辟上升和底辟侵位是连续的过程，岩浆加热顶部围岩使其粘度降低，自身则因浮力上升，迫使围岩向下流动，并占据其腾出的空间，底辟侵位的主要驱动力是岩浆的浮力和热驱动力。

底辟侵位一般可分为早期穹窿阶段、中期底辟上升阶段和晚期侧向挤压3个阶段。

常见于较大规模的岩体侵位，形成的岩体产状及内部组构与围岩的生理产状一致，往往为整合侵入体。

2顶蚀作用：

热的岩浆上升，引起顶部围岩被挖蚀、炸裂，在顶部围岩炸裂块体下沉的同时，岩浆侵入到裂隙中，如此反复，岩浆体可实现向上迁移，侵位。

侵位的岩体与围岩层里面的产状相切，形成不整合侵入体。

由于需要大量的岩浆来充填下沉岩块间的空隙，因而岩浆不可能产生较大的上升距离。

3岩墙扩展作用：

演讲在压力的驱使下注入围岩裂隙，并通过挤压围岩使其扩展成狭窄的岩浆通道（岩墙），并沿该通道上升。

主要发生在张性断裂带，如洋壳中的辉绿岩墙群和玄武岩。

岩浆的性质：

岩浆的密度、粘度、温度、挥发分

岩浆的温度很高。

基性玄武岩岩浆温度最高，其次为安山质岩浆，流纹质岩浆温度最低，岩浆中的挥发分可通过两种途径或得，一是直接从现代火山喷发的气体中取得，二是通过岩石中的流体包裹体取得。

岩浆的挥发分不仅影响结晶温度，而且影响岩浆的喷出方式、挥发分含量高泽结晶温度下降，在挥发分聚集时，由于近地表处的强烈膨胀会引起岩浆爆裂成火山灰，火山爆发也随之强烈，但是这种爆发性质在粘度不同的岩浆中作用的强弱是有差别，低粘度的玄武质岩浆中膨胀气体的释放是宁静的，高粘度的安山岩和流纹岩浆则会因气体的释放将岩浆崩碎成岩浆团、火山弹和火山灰，并破坏火山锥的边坡。

第三章火山岩的结构和构造

火成岩的结构：

组成岩石的矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自形程度和矿物之间（包括玻璃）的相互关系。

火成岩的构造：

岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合物与其他组成部分之间的排列、充填方式等。

火成岩结构的四个方面：

1结晶程度：

指岩石中结晶质部分和非结晶质部分（玻璃）之间的比例。

可分为全晶质结构（岩石全部由已结晶的矿物组成）、半晶质结构（岩石中既有结晶矿物又有玻璃）、玻璃质结构（岩石全部由未结晶的火山玻璃组成）

2矿物颗粒的大小：

根据矿物颗粒的绝对大小，火成岩结构可分为显晶质结构（d>0.02mm）、隐晶质结构（d<0.02mm），显晶质结构又可分为粗粒结构（d>5mm）、中粒结构（2-5mm）、细粒结构（0.2-2mm）、微粒结构（0.02-0.2mm）、巨晶（d>1cm）、伟晶（d>3cm）.

根据矿物颗粒的相对大小，可分为等粒结构（岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等）、不等粒结构（岩石中同种主要矿物的颗粒大小不等）、斑状结构（岩石中矿物颗粒分为大小截然不同的两群，大的为斑晶，小的和不结晶的玻璃质为基质）、似斑状结构（岩石由大小不同的矿物颗粒组成，基质与斑晶均为显晶质，基质与斑晶为同一世代的产物）。

3矿物的自形程度：

自形程度是指组成岩石的矿物的形态特点，它主要取决于矿物的结晶习性，岩浆结晶的物理化学条件、结晶的时间及空间状态等。

自形粒状结构：

组成岩石的矿物颗粒基本上能按自己的结晶习性结晶，发育成被规则的晶面包围的晶体——自形晶。

他形粒状结构：

组成岩石的矿物颗粒多呈不规则形态——它形晶。

找不到规则的晶面。

半自形粒状结构：

组成岩石的矿物颗粒按结晶习性发育一部分规则的晶面，其它的晶面发育不好，而呈不规则的形态——半自形晶。

4矿物颗粒间的相互关系：

条纹结构：

钾长石和钠长石有规律地交生

文象结构：

石英呈一定的外形有规律地镶嵌在钾长石中，这些石英在正交镜下同时祥光，肉眼可见的叫文象结构，镜下才见的叫显微文象结构。

蠕虫构造：

许多细小的形似蠕虫状或指状的石英穿插生长在长石中，其中的石英的消光位一致。

反应边结构：

早生的矿物或捕虏晶与岩浆发生反应，当反应不彻底时，环绕早生矿物形成一个新的矿物边。

环带结构：

发育于一些固溶体系列的矿物中，以斜长石最为常见。

固溶体矿物从中心向边缘形成环带状，正交镜下可见环状不同的消光位。

中间基性，边缘酸性为正环带，反之为反环带。

包含结构：

在较大的矿物颗粒中包含着许多较小的另一种矿物颗粒，成为包含结构。

火山岩的构造：

（侵入岩构造）

块状构造：

岩石在成分和结构上是均匀的，往往反映了精致、稳定的结晶作用。

带状构造：

岩石在垂向上出现矿物组合、含量及粒度、形态的交替变化。

斑杂构造：

岩石不同部位的颜色、矿物成分或结构构造出现很大的差别。

面理和线理：

侵入岩中的片状矿物或扁平捕虏体、析离体、柱状矿物的定向排列。

球状构造：

岩石的矿物围绕着某一中心呈同心层状或放射状生长成为球体。

（喷出岩构造）

气孔构造：

由于快速降压导致挥发组分的大量出溶，出溶的气体上升汇集、膨胀，在岩石冷却过程中没有完全逃逸，可在熔岩中，尤其是熔岩流的上部形成大量的气孔。

杏仁构造：

气孔被岩浆后期的矿物（常见方解石、沸石、石英、绿泥石）所充填。

流纹构造：

不同颜色不同成分的条纹、条带和球粒雏晶以及拉长的气孔的定向排列。

柱状节理构造：

熔岩在均匀而缓慢冷缩的条件下，形成被冷缩裂隙分隔开的规则多边形长柱体。

枕状构造：

海底溢出的熔岩或陆地流入海水中的熔岩，遇水冷却，形成形似枕状的熔岩体。

这些枕状体被沉积物或火山玻璃胶结起来，就形成了枕状构造。

鲍文反应序列的原理和意义:

随着岩浆温度的由高到低慢慢冷却，硅铝质矿物和镁铁质矿物的结晶顺序如图所示：

鲍文反应序列与火成岩的结构：

根据玄武质岩浆冷却结晶实验结果提出。

一种矿物在另一种矿物上形成反应边，或单个矿物内部不同成分的环带，说明岩浆与早形成的矿物之间是不平衡的。

例如，玄武岩中可见橄榄石有紫苏辉石的反应边；安山岩中常见环带状斜长石。

特定的岩浆并不完全经历整个演化系列，岩浆完全结晶前在不连续系列中一般仅出现3-4种矿物，例如：

辉长岩浆的结晶从橄榄岩开始，角闪石结束。

意义：

判断矿物组合、形成环带和反应边结构、推测岩浆成因、推测同化混染作用、推测地壳演化。

第四章火成岩的成分和分类

全碱：

（Na2O+K2O）在岩浆中的百分比成为全碱

里特曼指数：

=[百分比（K2O+Na2O）^2]/[百分比（SiO2）-43]

原生矿物：

在岩浆冷凝过程中结晶形成的矿物。

成岩矿物：

在岩浆完全结晶后，由于外界物理化学条件的变化（主要是温度和压力的降低），使原生矿物发生转变而形成新的矿物。

次生矿物：

在岩浆基本上冷凝成固相的岩石后，由于受残余挥发分组分和岩浆期后流体的作用（蚀变、交代及充填）而生成的矿物。

根据二氧化硅的含量来划分火成岩的标准：

百分比（二氧化硅）＞66%-酸性岩

百分比（二氧化硅）53%-66%-中性岩

百分比（二氧化硅）45%-53%-基性岩

百分比（二氧化硅）＜45%-超基性岩

根据里特曼指数划分火成岩：

里特曼指数＜3.3-钙碱性岩

里特曼指数3.3-9-碱性岩

里特曼指数＞9-过碱性岩

火成岩矿物成分与化学成分的关系：

1二氧化硅对火成岩中矿物共生组合的影响：

据矿物中二氧化硅的含量，硅酸盐矿物可分为两组，一组称为二氧化硅饱和矿物，可与石英共生，一种是二氧化硅不饱和矿物，不能与石英共生，比如富镁橄榄石、似长石等。

在平衡结晶下，富镁橄榄石或似长石与熔体中的二氧化硅反应分别生成顽火辉石、钠长石。

硅酸盐中二氧化硅过剩（过饱和）：

岩石中会出现二氧化硅饱和矿物与石英共生。

二氧化硅不足（不饱和）：

会出现二氧化硅不饱和矿物，而不出现石英。

二氧化硅适当（饱和）：

仅出现二氧化硅饱和矿物。

2碱性含量对火成岩中矿物共生组合的影响：

在二氧化硅含量相同的岩石中，碱含量的差别会对矿物组合产生明显的影响。

如在组合指数小于3.3的钙碱性火成岩中，不出现似长石和黑榴石，辉石为普通辉石和斜方辉石，角闪石为普通角闪石；而在里特曼指数大于3.3的碱性或过碱性（＞9）岩石中，常见似长石和黑榴石，辉石通常富钠（霓石、霓辉石）或含钛，不出现斜方辉石，角闪石为钠闪石、钙钠闪石、棕闪石。

3三氧化二铝含量对火成岩矿物成分的影响

铝饱和指数：

花岗岩类岩石学研究中，一般将Al2O3分子数与CaO+Na2O+K2O分子数之和的比值称为铝饱和指数，铝饱和指数可划分为过铝质、准铝制、过碱质

火成岩的分类和命名：

按w（SiO2）划分

按暗色矿物（M）和石英（Q）的体积分数划分

w（SiO2）

大类名称

代表性岩石

M和/或Q的含量

大类名称

代表性岩石

<45%

超基性岩

苦橄岩

M>90%

超镁铁岩

橄榄岩

橄榄岩

45~53%

基性岩

玄武岩

辉石岩

辉长岩

M=10~90%

镁铁质岩

辉长/斜长岩

53~66%

中性岩

安山岩

M=10~90%

Q<5%

中性岩

闪长岩

闪长岩

>66%

酸性岩

流纹岩

Q>5%

长英质岩

花岗岩类

花岗岩

第五章超镁铁岩及镁铁质侵入岩

辉长结构：

辉长岩的典型结构，表现为基性斜长石和辉石自形程度相近，均呈半自形-他形粒状。

辉绿结构：

浅成侵入岩（辉绿岩）的结构，斜长石与辉石颗粒大小相差不多，自形晶斜长石之间形成三角形空隙，其中充填单个他形辉石颗粒。

超镁铁质岩的基本特征：

化学成分上贫二氧化硅、氧化钾、氧化钠，富氧化镁、氧化铁，成分上镁铁质矿物（暗色矿物）含量较高，色率大于90，主要矿物为橄榄石和辉石，次要为黑云母和斜长石、副矿物有尖晶石、铬铁矿、石榴子石、钛铁矿、磁铁矿和磷灰石。

镁铁质岩的基本特征：

二氧化硅含量（45%-52%）比超镁铁岩高，镁铁跨矿物40%-90%，一般在40%-70%之间，根据（氧化钾+氧化钠）含量高低可分为钙碱性和碱性系列，前者代表性岩石辉长岩，后者代表性岩石为碱性辉长岩。

亚碱性系列（辉长岩类）

碱性系列（碱性辉长岩类）

化学成分

贫碱，w（K2O+Na2O）约4%±;

w（Na2O）>w（K2O）;富CaO（10±）、

Al2O3、MgO、FeO、Fe2O3

富碱，w（K2O+Na2O）>5%,

w（Na2O）>w（K2O）;SiO2、

MgO低，TiO2高

主要矿物

基性斜长石、辉石

基性斜长石、碱性长石、

碱性暗色矿物

次要矿物

橄榄石、角闪石、黑云母

富钛辉石、富铁云母、可

出现似长石

结构

辉长、辉绿结构

辉长、辉绿、二长结构

常见种属

辉长岩、辉绿岩、斜长岩

碱性辉长岩、霞斜岩

镁铁质-超镁铁质岩共生的四种产出类型：

1．镁铁质-超镁铁质层状侵入体

a.产状：

多呈岩盆、岩床，岩席和岩墙少见，规模几平方公里到数万平方公里不等，南非最大的Bushveld侵入体分布面积达115200km2，厚7km

b.构造：

层状构造明显，底部超镁铁岩，中部镁铁质的辉长岩类（苏长岩、辉长岩），顶部浅色辉长岩、斜长岩、闪长岩及花岗岩等，可出现粒序层理构造

c．结构：

堆晶结构，在粗大的、相互连结的自形到半自形晶体粒间充填其它矿物的一种结构

d.侵入体与围岩之间有接触变质带

2．环状超镁铁-镁铁质杂岩体（阿拉斯加型环状杂岩体）

主要特点:

产于造山带，沿构造线方向成群分布岩体近圆柱形，平面上为近圆形、椭圆形或不规则的环状，各岩类围绕岩体中心呈环带状分布，岩体围岩具热接触变质带

3．碱性玄武岩及金伯利岩中的超镁铁岩包体由寄主岩浆从地幔源区带上来的地幔捕虏体，可呈棱角状或浑圆状，一般数cm到几十cm大小。

岩石类型：

主要为二辉橄榄岩。

4．蛇绿岩套中的超镁铁质-镁铁质岩组合

蛇绿岩套：

代表大洋岩石圈组成，是古板块缝合线位置的标志。

典型组合：

变质橄榄岩（蛇纹石岩）、层状堆积岩（橄榄岩、辉石岩）、席状岩墙群（辉长岩）、枕状熔岩、含放射虫硅质岩

岩浆成因与非岩浆成因的超镁铁质岩的区别：

岩浆成因

非岩浆成因

岩石

类型

多为橄榄岩、辉石岩等，常与基性

岩共生

多为橄榄岩、辉石岩等超镁铁质岩

矿物学

贵橄榄石Fo=70-80，斜方辉石

（En=70-80）

橄榄石（Fo>88），斜方辉石

（En>85）

结构

自形-半自形粒状结构，包含/反应

边/堆晶结构

原生粒状结构，碎斑结构，粒状镶

嵌结构，板状等粒结构

构造

块状/层状构造

化学

成分

非岩浆成因较岩浆成因更富MgO、Cr、Ni、Co，贫K2O、Na2O、

Rb、Ba、Sr、Th、U、LREE

产状

呈层状、环状侵入杂岩体，与围岩

属侵入接触关系

产于蛇绿岩套中或产于玄武岩中呈

包体，与围岩无接触变质带

第六章玄武岩及相关岩类

粗玄结构：

又称间粒结构，在不规则排列的长条状斜长石微晶间隙中，充填若干个粒状辉石和磁铁矿物的小颗粒，岩石为全晶质，是较缓慢冷却下来形成的。

间隐结构：

充填于斜长石间隙中的物质为隐晶质-玻璃质，反映冷却速度较快。

间粒-间隐结构：

又称拉斑玄武结构，是介于间粒结构和间隐结构之间的过渡类型，填隙物有辉石、磁铁矿物和玻璃质。

玄武岩的划分标准：

首先根据碱度的大小，分为亚碱性系列玄武岩（碱度小于3.3）和碱性系列玄武岩（碱度大于3.3），其中的亚碱性系类玄武岩可以进一步划分为：

拉斑玄武岩系列和钙碱性系列。

玄武岩差异性的主导因素：

源区的部分熔融条件，部分熔融程度，源区流体组成及其含量的差异，源区地幔岩成分上的差异。

第七章花岗质岩及相关岩类

花岗岩（狭义的）：

百分比（二氧化硅）＞66%，石英体积分数大于20%，主要组成矿物为石英、碱性长石的酸性侵入岩。

花岗质岩（花岗岩类或长英质岩类）：

指花岗岩及与花岗岩具有密切共生关系的，百分数（二氧化硅）＞53%，矿物成分以石英（＞5%）和长石为主的酸性侵入岩。

花岗结构：

亦称半自形粒状结构，特征是暗色矿物自形程度较好，长石次之，石英它形充填在不规则的空隙之中。

花岗岩：

主要矿物是石英、钾长石、碱性长石、含少量黑云母、角闪石，辉石比较少见，碱性长石占长石总量的二分之三以上，石英含量多在30%左右，暗色矿物体积分数在5%以下，很少可以达到10%。

二长花岗岩：

斜长石和钾长石的含量近于相等的花岗岩。

花岗闪长岩：

主要矿物成分是石英、钾长石、斜长石，斜长石多于钾长石，暗色矿物含量高，以角闪石为主，常含黑云母。

英云闪长岩：

岩石中的斜长石含量很高，钾长石含量不足总量的十分之一，暗色矿物的体积分数可大于15%，黑云母往往多余角闪石。

花岗斑岩：

斑状结构，斑晶主要为钾长石与石英，有事有黑云母、角闪石，基质与斑晶具有相同的成分。

斑状花岗岩，似斑状结构，基质为细粒，中粒或粗粒。

花岗岩的两种主要成因：

岩浆成因-岩浆侵位花岗岩

交代成因-原地花岗岩

花岗岩、闪长岩类、正长岩类三者主要的区别：

第八章中酸性熔岩与火山碎屑岩

交织结构：

斜长石微晶呈平行定向或半定向排列，辉石和磁铁矿分布于其中，玻璃质及显微隐晶质很少见。

玻基交织结构（鞍山结构）：

岩石的机制中斜长石微晶呈混乱-半定向排列，微晶之间有较多的玻璃质或隐晶质充填。

流纹结构：

基质由隐晶质和长石石英微晶组成条带，相间排列，遇斑晶则绕过，呈流纹构造。

酸碱度

侵入岩

火山岩（熔岩）

中性、钙碱性

闪长岩

辉石闪长岩

石英闪长岩

安山岩

辉石安山岩

石英鞍山岩

中性、钙碱性-碱性

正长岩

碱性正长岩

二长正长岩

粗面岩

碱性粗面岩

粗安岩，角斑岩（海相火山岩）

酸性、钙碱性

花岗岩

花岗闪长岩

斜长花岗岩

流纹岩

英安岩

斜长流纹岩

安山岩和流纹岩的差异：

气孔构造和杏仁构造（安山岩）；流纹构造，珍珠构造，气孔构造（流纹岩）

斑状结构，基质结晶程度比玄武岩差，其结构主要有交织结构、玻基交织结构（安山岩）

斑状结构，基质以玻璃质结构、球粒结构、霏细结构较为常见（流纹岩）

火山碎屑岩的类型及特征：

火山碎屑物可分为岩屑、晶屑、玻屑三种类型。

岩屑

晶屑

玻屑

刚性

塑性

刚性

半塑性

塑性

来源

异源/同源，

围岩及先形

成的熔岩

同源：

粘度大的

熔岩团块

多为同源岩浆早

期形成的斑晶

酸性、碱性岩浆

生成

颜色/

成分

多样

肉红色、暗紫色、

黑色等

主要为Q、Kfs、

Pl，其次为Bi和

Hb

为玻璃质

形态

棱角状碎块，

可有熔蚀成

的花边

压扁拉长的透镜

状、焰舌状、枝

叉状、条带状等

不规则棱角状，

具裂纹、熔蚀港

湾，Hb和Bi常

有暗化边

呈凹面的棱角状

（鸡骨状、弓形

状、镰刀状、楔

状、撕裂状等等）

棱角常

变圆，

大小

＞2mm

＞2mm

0.25-2mm

＜0.5mm

＜2mm

结构

构造

斑状及脱玻化形成的结构,气孔、杏仁、流纹

假流纹构造

火山碎屑依据物源的不同分成：

浆源、同源、异元

火山碎屑岩的粒度结构：

（根据粒度可分为四种类型）

集块结构：

粒度＞64mm的火山碎屑物体积分数一般＞50%，不少于三分之一。

火山角砾结构：

粒度介于64-2mm之间的火山碎屑物体积分数一般＞50%，不少于三分之一。

尘屑结构：

粒度＜0.0625之间的火山碎屑物体积分数一般＞50%，不少于三分之一。

岩浆结晶分异作用：

指由于岩浆中结晶的固相物质的分离，而使残余岩浆的成分发生变化的作用。

第九章岩浆的起源和演化

岩浆结晶分异的三种主要类型和各自特征：

1流动分异发生在流速变化较大的岩浆通道内。

在岩浆上侵过程中，由于岩浆与下侵通道侧壁围岩间的粘滞摩擦作用使流速从通道中心向边缘降低，是浮于岩浆中的矿物指点，会向高流速带聚集而导致先结晶中的矿物与熔体分离。

2重力分异晶体的重力沉降分异，余姚克服岩浆对晶体的浮力和岩浆之间的粘滞摩擦力，在对流岩浆房中或处于上升过程中的岩浆中，警惕要成功地从岩浆中沉降分离，还要克服岩浆的上升速度。

3双扩散对流边界层分异作用岩浆房中原来均一的岩浆由于顶部与底部，侧壁与中心冷却速度的不同，形成了温度梯度，此外岩浆房内组分的扩散和不均匀的晶体结晶分离以及围岩的同化混染作用形成了成分梯度，在这两种梯度的作用下，岩浆房中出现密度倒置的现象，产生重力失稳，形成对流。

岩浆同化混染作用的三种方式：

1岩浆融化比自己熔点低的围岩物质使熔体的总成分发生改变。

如：

玄武岩可融化花岗岩质岩浆。

2岩浆不能融化比自己熔点高的围岩，只能通过离子交换反映，改变围岩及捕虏体成分使之达到平衡。

如：

花岗质岩浆同化镁铁质围岩，岩浆中的Si、Na、K等元素对围岩、捕虏体进行交代，围岩中的Mg、Fe、Ca等会进入岩浆。

3与岩浆相适应的围岩物质可在岩浆中保持稳定，如玄武岩中的地幔橄榄岩包体。

自然中岩浆岩多向性的原因：

岩浆的源区不同\

|原生岩浆具有多样性

源岩的部分熔融程度不同/

岩浆的演化过程不同\

|进化岩浆具有多样性

岩浆的侵位和喷发环境不同/