第一章緒論

（1）地球上存在著大量火山（活火山、死火山、休眠火山）

T/tfJitandiandifuir

PrincipUValca^i

VMirstMolokai

LANAI

KAHOOLAWErakaki

（2）.現代火山噴發(fā)

（3）.火山噴溢產物一揮發(fā)份、碎屑

(1)地球的圈層結構

GEMLAB1

InitialCondition(sta^e119>

（2）巖漿得起源條件

回用

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義

研究意

漿及其

（3）巖

別特征

及其鑒

石類型

?巖

組合

系列與

?巖石

因

石成

?巖

?巖漿作用與構造環(huán)境

?火成巖巖石探針與當代地球科學前緣

Back-arc

marginalbasin

(4)基本概念

?巖石：天然產出的，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

?巖漿巖: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

?巖石學：是專門研究地殼、地幔及其它星體產出的巖石的分布、產狀、成分、結構、

構造、分類、命名、成因、演化等方面的科學a.巖類學：或稱描述巖石學或巖相學，它主

要是研究巖石的產狀、分布、組成、分類、命名等方面的問題b.巖理學：又稱理論巖石學

或成因巖石學，它主要是研究巖石的形成條件及成因等方面的問題

?巖漿巖巖石學：是研究巖漿的起源、運移、演化、結晶及巖漿巖的組成、結構、構

造、產狀、分布、分類、命名、共生組合、成因機理及與構造、礦產關系等的一門獨立科

學

（5）巖漿巖不同于沉積巖和變質巖的主要判別標志

?巖漿巖大部分為塊狀的結晶巖石，部分為玻璃質巖石?具有玻璃質的巖石一般是巖

漿巖，只有極少數情況下，在強烈斷裂帶內才有?；瘞r.

?巖漿巖中有一些特有的礦物和結構構造。霞石、白榴石、氣孔、杏仁構造。

?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)存在在于地層中，有的

平行，有的切穿圍巖的層理和片理。

?巖體中常含有圍巖碎塊（捕虜體），這些被捕虜的圍巖碎塊和圍巖常遭受熱變質作

用。

?各地質時期形成的主要巖漿巖類，大部分都可以找到與其化學成分近似的現代火山

石O

?巖漿巖中沒有任何生物遺跡。

（6）關于巖漿的討論

?巖漿的概念

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、含有揮發(fā)份的熔

融體（熔體）。

少數情況下有:

碳酸鹽巖漿

金屬硫化物及金屬氧化物巖漿

?巖漿的成份

主要成分：硅酸鹽

SiO2,AI2O3,FeO,Fe2O3,MgO,CaO,Na2O,K2O,H2O

SiO2=40%?75%

揮發(fā)份(<6%)H2O,CO2,CO,N2,SO2,SO3,H2S,HCI,H2F

成礦金屬元素

?巖漿的溫度

a.觀察現代熔巖流的溫度通常：700℃?1200℃基性熔巖：1025℃?1225℃酸性熔

巖：735℃?890℃

b.研究地質溫度計：某些造巖礦物的形成溫度和相變溫度可以間接推測研究結晶時的

溫度。例如：方石英轉變?yōu)轺[石英：1470℃正長石分解為白榴石和二氧化硅：1170℃

普通角閃石暗化：1050℃大氣壓下黑云母分解、喑化：1050?840℃鱗石英轉變?yōu)锽一石

英：870℃棕色角閃石轉變?yōu)榫G色角閃石：75(TCB-石英轉變?yōu)镼—石英：575℃

C.熔化巖漿巖的方法通過巖漿巖的重熔和再結晶實驗，也可得知其大致溫度。一個大

氣壓下，玄武巖開始結晶的溫度為1235?1160℃完全結晶是1060C。一個大氣壓下，花

崗巖的熔點為950±50℃

d.玻璃包裹體均一法測溫霞石巖中橄欖石均一溫度為1220?1290℃輝石均一溫度

為1120?1280℃流紋巖中石英均一溫度為790?1220℃透長石均一溫度為1100?120

0℃

e.地質溫度計及地質壓力計熱力學、巖石物理化學、實驗巖石學資料能斯特分配定律

平衡共生礦物有成分分配函數計算礦物結晶溫度二長石溫度計、二輝石溫度計、鈦鐵氧化物

溫度計等

?巖漿的粘度

粘度：是液體或半流體流動的難易程度。單位：Pa.S帕斯卡.秒）（相當于20度時水

的粘度的1000倍）。

影響粘度的因素：

a.氧化物：SiO2,AI2O3,Cr2O3的存在使粘度增加，尤其SQ2。因此，基性巖粘度小，

以溢流為主：酸性巖粘度大，多以爆發(fā)形式為主。

b.揮發(fā)份：其存在將顯著降低巖漿粘度。揮發(fā)份增加，粘度降低。

C.溫度：溫度升高，粘度降低。

d.壓力：對于不含水的干巖漿，壓力升高，粘度增加。對于富水巖漿，較為復雜:

I.壓力噌加，揮發(fā)份溶解度噌加，粘度降低；

II.壓力達到一定值，揮發(fā)份飽和，粘度隨壓力升高而增加.

（7）巖漿作用

?地下深處的巖漿，在其揮發(fā)份和地質應力的作用下，沿構造脆弱帶上升到地殼上部或

地表，巖漿上升運移過程中，由于物理化學條件的改變，又不斷地改變自己的成分，最后凝

固成巖漿巖，這一復雜過程，稱為巖漿作用。

?侵入地殼之中一侵入作用一侵入巖

?噴出地表一噴出作用一噴出巖

第二章巖漿巖的物質成分

一、巖漿巖的化學成份

1.造巖元素：O,Si,AI,Fe,Mg,Ca,Na,K,Ti等，其總和約占巖漿巖總重量的99.25%氧的

含量最高，占巖漿巖重量的46.59%,占體積的94.2%

2,次要元素：P,H,Mn,B等

3.以氧化物表示：

SiO2,AI2O3,Fe2O3,FeO,MgO,CaO,K2O,Na2O和H20等9種最重要，占巖漿巖平均化學

成分的98%左右.

SiO234?75%少數可達80%

AI2O310-20%在純橄欖巖中較低

MgO1-25%

CaO0-15%但某些輝長巖中達23%

Fe2O3+FeO0.5?15%一般FeO>Fe2O3

Na2O0-15%霞石巖中可達19.48%

K20一般<10%白榴石巖中可達17.94%

H20+（結晶水）和H20-（吸附水）一般<2%個別達10%

TiO20?2%很少超過5%

P2O50?0.5%很少超過3%

MnO0-0.3%很少超過2%

4.Si02是最重要的成分。是巖石酸性程度（基性程度）的標志。

超基性巖SiO2<45%

基性巖SiO2=45?53%

中性巖SiO2=53?66%

酸性巖SiO2>66%

5.巖漿巖化學成分變化規(guī)律

SiO：重:鼠％

6.微量元素

巖漿中存在大量微量元素：Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Ba、

Ta、Pb、Th、U等

微量元素豐度及其比值（如K/Rb、K/Ba、Rb/Sr、Nb/Ta,Th/U等），對探討巖石成

因和巖漿演化有重要意義。

7,同位素及其比值

Sr87/Sr86,Pb206/Pb204,Pb207/Pb204,018/016,S34/S32等

同位素豐度及其比值對于探討巖漿起源及其演化具有重要意義.

二、巖漿巖的礦物成份

?巖漿巖的礦物成分，對于了解巖石的化學成分、生成條件，以及巖石成因都有重大意義。

同時，它也是巖漿巖分類和鑒別的主要依據。

?組成巖漿巖的礦物，常見的不過20幾種，這些構成巖石的礦物統(tǒng)稱為造巖礦物。

（一）、硅鋁礦物和鐵鎂礦物

?1.硅鋁礦物：SiO2和AI2O3含量較高，不含鐵鎂。如石英、長石類及似長石類。這些

礦物顏色均較淺，所以又叫淺色礦物。

2鐵鎂礦物：FeO與MgO含量較高，SQ2含量較低。如橄欖石、輝石類、角閃石類和

黑云母類。這些礦物顏色一般較深，所以又叫暗色礦物。

?3.色率：巖漿巖中暗色礦物的百分含量稱為色率。

,4.淺色巖：習慣上把花崗巖、正長巖等淺色礦物占優(yōu)勢的巖石稱為淺色巖。其色率在。?

30之間。

,5.暗色巖：色率在60?100,以暗色礦物占優(yōu)勢的巖石稱為暗色巖。如橄欖巖、輝長

巖等。

,6.根據色率:可以粗略判斷巖石的成分和酸性程度。

（二）、主要礦物、次要礦物、副礦物

-1.主要礦物：在巖石中含量眾多，對于確定巖石名稱是不可缺少的，在分類命名上起

主要作用。如石英、鉀長石是花崗巖的主要礦物。

■2.次要礦物：在巖石中含量次于主要礦物，對于劃分巖石大類不起主要作用，但對確

定巖石種屬起一定作用的那些礦物。如閃長巖中的石英，含量約2%,沒有石英也叫閃長巖;

當石英5%時，則叫石英閃長巖。

13.副礦物：含量很少，常小于1%,個別情況可達5%,在一般的分類命名中均不

起作用。但它們對于了解一個巖體的形成條件，對比不同巖體，確定巖體時代以及研究稀散

元素有重要意義。

（三）、巖漿巖礦物的成因類型按礦物形成階段及形成時的物理化學條件劃分

-1.原生巖漿礦物：巖漿冷凝過程中形成的礦物。按成因特點又可分為以下三類：

正常礦物：直接從巖漿中結晶出來而且在巖石形成過程中穩(wěn)定的礦物。

殘余礦物和反應礦物：礦物從巖漿中析出后，因溫度、壓力、成分等發(fā)生變化，使這些

礦物受到部分溶蝕、反應或分解。其中尚未遭受變化的殘余部分叫殘余礦物；已經受反應、

分解而形成的新礦物稱反應礦物。如橄欖石的輝石反應邊。

-2.成巖礦物：在巖漿完全結晶后，由于外界物理化學條件的變化（主要是溫度和壓力

的降低），使原生巖漿礦物發(fā)生轉變而新形成的礦物叫成巖礦物。如透長石一正長石。

-3.巖漿期后礦物：在巖漿已基本上凝固成固體的巖石后，由于受殘余揮發(fā)份和巖漿期

后溶液作用而生成巖漿期后礦物。它們往往交代原生礦物或充填在礦物的孔隙及晶洞中。

?4.它生礦物：它們是由于巖漿同化了圍巖和捕虜體所引起的。這類礦物的形成反映了

巖漿中外來組分的參與。如富鋁礦物紅柱石、堇青石、矽線石就是巖漿同化了富鋁圍巖的產

物。

-5.外生礦物：巖漿受外營力，如地表風化形成的礦物，也稱表生礦物。如絹云母、高

嶺石。巖漿期后礦物，尤其是一些自變質礦物常常與外生礦物難以區(qū)別，鏡下無法區(qū)分時，

統(tǒng)稱為次生礦物。

（四）、礦物共生組合規(guī)律及其與化學成分的關系

-1.SQ2含量對礦物共生組合的影響

石英一游離的SiO2結晶產物一巖漿中SiO2過飽和指示礦物鎂橄欖石一巖漿中SiO2

不足（不飽和）指示礦物

巖漿中石英與鎂橄欖石不共生

Mg2SiO4+SiO2MgSiO3（1557℃）鎂橄欖石液相頑火輝石

霞石、白榴石等似長石類礦物與石英不共生

NaAISiO4+2SiO2NaAISi3O8

霞石液相鈉長石

KAISiO4+2SiO2KAISi3O8

白榴石液相正長石

飽和礦物：巖漿中可以與石英共生的礦物。

不飽和礦物：巖漿中不能與石英共生的礦物。

過飽和巖石飽和巖石不飽和巖石

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