(一)、确定矿物结晶顺序的原则 1、矿物颗粒的相对自形程度
自形程度高的一般析出较早,自形程度低的析出较晚。但矿物本身的结晶能力必须充分注意。 2、矿物间的相互包裹关系
通常认为被包裹的矿物一般早于包裹它的矿物。但需谨慎,如分解条纹长石、文象结构中的石英。 3、矿物晶体大小
在常见的斑状结构中,大晶体一般先结晶,而小晶体常常后结晶。但对某些交代斑晶则相反。 4、根据矿物的共生组合关系
例如花岗岩中的榍石晶体,当它分布于绿泥石中或其边部,因为绿泥石是后期蚀变矿物,则这种榍石一般认为是黑云母变为绿泥石时,析出Ti、Ca等元素生成的。而分布于解理、裂隙中的榍石很可能是后来形成的。而被黑云母、斜长石包裹的自形榍石,且晶体延长方向切穿解理缝方向,那么这种榍石是岩石早期结晶的产物。 三、岩浆岩的构造
构造:是指岩石中不同矿物集合体之间或与岩石其它组成部分(如玻璃质)之间的排列方式及充填方式所表现出来的特点。这里不包括岩体的节理构造,也不包括与变质作用及风化作用有关的次生构造。 1、块状构造(均一构造)
组成岩石的矿物在整块岩石中分布是均匀的,岩石各部分在成分上或结构上都是一样的。 2、带状构造
不同成分的岩石彼此逐层交替,或者是成分相同但结构、颜色及造岩矿物成分或数量不同的岩石彼此逐层交替呈带状、条带状彼此平行或近于平行。 3、斑杂构造
在岩石的不同部分,其矿物成分或结构构造差别很大,因此整个岩石看起来是不均一的,斑斑块块,杂乱无章。 4、球状构造
表现为侵入体中有一些球体,而每个球体中的矿物,围绕某些中心呈同心层分布,有的在某些层内矿物呈放射状分布。
5、晶洞构造和晶腺构造
在侵入岩中出现的孔洞称为晶洞构造,如果孔壁上生长着排列很好的晶体则称为晶腺构造。 6、气孔和杏仁构造
这是喷出岩中常见的构造,主要见于熔岩层之项部,它是由于从冷凝着的岩浆中,尚未逸出的气体,上升汇集于岩流项部,冷凝后留下的气孔,称为气孔构造。气孔的拉长方向,指示着岩流流动的方向。当气孔被岩浆期后矿物所充填,则形成杏仁构造。
7、枕状构造
这是岩浆水下喷发的典型构造。枕状体常具玻璃质冷凝边,有的气孔呈同心层状或放射状分布,中部有空腔。 8、流纹构造
是酸性熔岩中最常见的构造。它是由不同颜色的条纹和拉长的气孔等表现出来的一种流动构造。 9、流动构造
岩浆岩中片状矿物、板状矿物及扁平捕虏体、析离体的平行排列,形成流面构造;而柱状矿物和长析离体、捕虏体的定向排列,形成流线构造。它们是岩浆流动的遗迹,流面与围岩接触面平行,流线与岩浆流动方向一致。
10、原生片麻状构造
岩石中的暗色矿物呈断断续续的定向排列,其间被浅色粒状矿物所分开。它是流动的岩浆对围岩强烈挤压而产生的,也是岩浆的流动遗迹,局限于岩体边部。 第四章 岩浆岩的产状和相
岩浆岩的产状主要是指岩体的形态、大小和围岩的接触关系,形成时所处的构造环境,以及岩浆上升及活动方式等等。
岩浆岩的相是指岩体生成条件不同而产生的不同的岩石和岩体总的特征。 一、喷出岩的产状和相
(一)、喷出岩的产状主要与岩浆上升到地表的方式有关。 1、熔透式喷发
岩浆上升时,因过热和高度化学能,将其顶部围岩熔透,岩浆即溢出地表而成为喷出岩。又称面状喷发。 2、裂隙式喷发
岩浆沿颈状管道的一种喷发,喷发通道在平面上为点状,又称点状喷发。其特点是形成火山锥。 (1)、碎屑锥:以爆发产物为主,火山碎屑物质常大于95%。 (2)、熔岩锥:以溢流产物为主,火山碎屑物质常小于10%。
(3)、混合锥:火山碎屑物与熔岩互层组成的火山锥,为喷发与溢流交替喷出的火山产物。
对于粘度小的基性熔岩,在中心式喷发时,常呈岩流、岩被、熔岩瀑布等;对于粘度大、挥发分少的中酸性、碱性熔岩,中心式喷发常形成侵出岩穹(穹丘)?岩锥、岩针等。
喷出岩常见的产状还有:熔岩高原、熔岩台地、熔岩流、熔岩脊等。熔岩的表面形态常有绳状和块状两种。 破火山口:是指经过破坏的火山洼陷:其原因有三:(1)、侵蚀破火山口,是火山口被侵蚀加大的结果;(2)爆发破火山口,是火山强烈爆发、崩毁了火山口上部大量岩石而形成,大者称爆发洼地;(3)崩塌破火山口,是由于岩浆物质大量喷发后,岩浆房空虚,而火山口附近上覆物质增多,因支撑不住而崩塌沉陷形成的火山构造沉陷。 (二)、火山岩的相
相:相是不同地质条件下生成的岩石或岩体的总的特征。以中心式喷发为例,大致可分为以下相及相组: 溢流相:成分从超基性到酸性皆有,以基性最发育,可形成于火山喷发的各个时期,但以强烈爆发之后出现为主。
爆发相:成分不定,但以含挥发分多、粘度大的岩浆常见,尤以中酸性、碱性更有利于爆发,可形成于各
个时期,但以早期及高潮时最发育。
侵出相:多见于火山作用末期形成。在岩浆分异晚期,粘度大,温度低,而挥发分少到不能爆发的情况下,堵寒通道的粘度很大的熔浆被推挤出地表,堆积于火山颈之上部,形成直径小,厚度大,产状陡的穹丘。 火山颈相:是火山锥被剥蚀后,残存的具充填物的火山通道,又称岩颈、岩筒、岩管等。
次火山相:是与火山岩同源的、呈侵入产状的岩体,它与火山岩“四同”:同时间但一般较晚;同空间但分布范围较大;同外貌但结晶程度较好;同成分但变化范围及碱度较大。侵入深度一般<3.0km,又可分为:近地表相0~0.5km;超浅成亚相0.5~1.5km;浅成亚相1.5~3.0km。
火山沉积相:在火山作用过程中皆可产生,但以火山喷发的低潮期—间隙期最为发育,是火山作用迭加沉积作用的产物。可形成于陆地,也可形成于水体中。 二、侵入岩的产状和相 (一)、侵入岩的产状
侵入岩的产状主要是指侵入体产出的形态,包括侵入体的形态、大小与围岩的关系以及侵入时的构造环境等等。 1、整合侵入体
侵入体的接触面基本上平行于围岩层理或片理,是岩浆以其机械力沿层理或片理等空隙贯入形成。包括以下主要产状类型:
(1)、岩盆:岩浆侵入岩层之间,中部受岩浆静压力使底板下沉断裂,形成中央微凹的盆状侵入体。 (2)、岩盖:上凸下平的穹窿状水平整合侵入体。 (3)、单斜岩体:单斜岩层间的整合侵入体。
(4)、岩床(岩席):厚薄均匀的近水平产出的与地层整合的板状侵入体。
(5)、岩鞍:产于强烈褶皱区。褶皱过程中,岩浆挤入褶皱顶部软弱带—背斜鞍部或向斜槽部所形成的同生整合侵入体。 2、不整合侵入体:
(1)、岩墙:厚度比较稳定近于直立的板状侵入体,是岩浆沿断裂贯入的产物。
(2)、岩脉:一般指规模比较小,形态不规则,厚度小且变化大,有分叉及复合现象的脉络状岩体。 (3)、岩株:是一种常见的不整合的规模较大的侵入体,平面上近于圆形或不规则等轴形,接触面陡立,似树干状延伸,又称岩干,出露面积小于100km2。岩株边部常有一些不规则的岩枝、岩镰、岩瘤。 (4)、岩基:属巨型侵入体,面积大于100km2,平面上通常呈长园形。 (二)、侵入岩的相
侵入岩相的划分主要是以岩石形成的深度为纲,深度不同,影响到岩浆的温度、压力、冷却快慢,挥发份的散失等一系列物化条件的差异,而这些条件与岩石的成因及岩石外貌,成分有不可分割的联系。 目前一般将侵入岩分为三种相:浅成相(0~3km)、中深成相(3~10km)、深成相(>10km)。
浅成相与次火山相特征很相似,区别是看它们是否与火山岩有成因联系,如果与火山岩为“四同”关系(同空间、同时间、同成分、同演化规律),则为次火山相;否则就是浅成相。 第五章 岩浆岩的分类
自然界的岩浆岩多种多样,已有岩石名称多达1000种以上,它们之间在成分结构、共生组合、产状和成因上,即有联系也有差异,因而,正确地认识这些联系和差异,进行合理的归纳,是岩浆岩分类的主要任务。 岩浆岩的分类主要依据以下基础
(一)、岩浆岩的化学成分
酸度和碱度是岩浆岩分类的重要化学成分依据,酸度即指SiO2含量,据SiO2重量百分数,通常将火成岩分为四大类:超基性岩(SiO2<45%),基性岩(SiO2 45~53%),中性岩(SiO2 53~66%),酸性岩(SiO2>66%)。 据碱度(σ表示),可将每大类岩石划分为三种类型:钙碱性(σ<3.3),碱性(σ=3.3~9)和过碱性(σ>9)。 对于超基性岩,是据SiO2和(K2O+Na2O)总量来划分碱度。 (K2O+Na2O)>3.5%为过碱性类型,如霓霞石、霞石岩、碳酸岩等; (K2O+Na2O)<3.5%为钙碱性和碱性 金伯利岩习惯上称偏碱性超基性岩 (二)、岩浆岩的矿物成分
岩石中石英、长石、似长石、暗色矿物的种属及含量在不同岩类中有明显区别。 钙碱性:以不含似长石及碱性暗色矿物为特征,而且斜长石更富含An组份。
碱性岩:以碱性长石及碱性暗色矿物发育。斜长石一般比钙碱性系列的An偏低为特征。 过碱性岩则以似长石和碱性暗色矿物为主要组成为特征。 (三)、岩浆岩的相及结构
根据相和结构通常将岩浆岩分为: 岩浆岩:
(1)喷出岩:a.熔岩;b.火山碎屑岩;c.次火山岩 (2)侵入岩:a.浅成岩;b.中—深成岩;c.深成岩 (四)岩浆岩的共生组合
有成因联系的一组不同岩性的岩浆岩构成一个岩浆岩系列,或共生组合,或岩浆岩套,在岩浆岩分类中也属于应该考虑的因素。
例如大型基性层状侵入体可由橄榄岩→辉长岩→闪长岩等一组岩性不同的但又具有密切成因联系的一组岩石组成。
根据上述分类原则,可将岩浆岩分四个大类,共十二种岩类: 1、橄榄岩—苦橄岩类 2、金伯利岩类 3、霓霞岩—霞石岩类 4、碳酸岩类
5、辉长岩—玄武岩类 6、碱性辉长岩—碱性玄武岩类 7、闪长岩—安山岩类 8、正长岩—粗面岩类 9、霞石正长岩—响岩类 10、花岗岩—流纹岩类 11、脉岩类 12、火山碎屑岩类
需要注意的是:(1).脉岩有特殊的成因和产状,火山碎屑岩类成岩机制有其特殊性,因而单列一章。(2).每一类侵入岩和火山岩在成分上类似,但成因上不一定有联系,也不一定是同源岩浆产物,(3).“斑岩”和“玢岩”仅用于浅成岩中斑状结构的岩石。“斑岩”的斑晶是以石英、碱性长石和似长石为主;“玢岩”的斑晶以斜长石和暗色矿物为主。对于喷出岩中斑状结构的岩石,不使用“斑岩”和“玢岩”的名称。(4).分类表中酸性岩和中性岩石英含量分界为20%,该数值是石英的相对含量(即石英、斜长石和碱性长石加起来重算为100%的含量),并非石英的实际含量。
第六章 超基性岩类
超基性岩和超镁铁质岩是两个不同的概念,前者是以SiO2含量为依据命名的,后者是以富铁镁矿物而命名的,绝大多数超镁铁质岩都是超基性岩。但某些超镁铁质岩如辉石岩、角闪石岩等,其SiO2应属基性岩的范畴,但它们几乎不含长石,且常与橄榄岩等密切共生,因此一般放入超基性岩类中介绍。 一、超基性侵入岩类
其主要代表有橄榄岩、辉岩等。本类岩石的化学成分特点是SiO2含量很低(<45%),贫K2O和Na2O,而富含FeO和MgO,故又称超铁镁质岩。岩石中铁镁矿物占绝对优势,主要是橄榄石和辉石,其次是角闪石,黑云母则很少出现,不含或很少含斜长石(0~10%)。常见的副矿物有磁铁矿、钛铁矿、铬铁矿和尖晶石等。岩石颜色深,色率大于75%,比重大,常呈块状构造。
超基性侵入岩在地表出露有限,按出露面积计约占整个岩浆岩的0.4%。按其主要矿物含量可分为:纯橄榄岩、橄榄岩、辉岩和角闪岩。 (一)常见岩石类型 1.纯橄榄岩
岩石几乎全部(90~100%)由橄榄石组成,间或有少量(<10%)的辉石和角闪石。副矿物多为铬铁矿、尖晶石和磁铁矿。岩石一般呈深绿、黄绿、褐绿色,全自形或他形粒状结构,块状构造。新鲜的纯橄岩少见,通常遭受不同程度的蛇纹石化,若部分蛇纹石化,称蛇纹石化纯橄榄岩;若全部蛇纹石化,则叫蛇纹岩。 2.橄榄岩
是本类岩石中最常见者,主要由橄榄石(40~90%)和辉石构成,可含少量角闪石、黑云母或斜长石。副矿物常为铬铁矿、磁铁矿。当这些副矿物含量增高而达到工业开采价值时,则岩体即可作为矿石开采。 橄榄岩具细粒—粗粒结构,常呈包含结构和海绵陨铁结构。所谓包含结构就是辉石晶体中包含有许多小的橄榄石颗粒。一般肉眼难于分辨,只有当辉石颗粒粗大而岩石又很新鲜时,在辉石闪闪发亮的解理面上可以清楚地见到镶嵌许多小橄榄石颗粒。至于海绵陨铁结构则是在橄榄石或辉石颗粒的间隙中充填着磁铁矿等金属矿物。
如果岩石中角闪石较多,则可叫角闪橄榄岩。
橄榄岩也易遭受次生变化,其中橄榄石变为蛇纹石,辉石和角闪石变为绿泥石等。 3.辉石岩
主要由辉石组成,可含少量橄榄石、角闪石及磁铁矿、钛铁矿、铬铁矿等。岩石呈浅褐色、暗黑色或灰绿色,常见中粒全自形粒状结构,也可有包含结构或海绵陨铁结构。 4.角闪岩
主要由角闪石构成,有时含少量辉石、橄榄石和磁铁矿,黑色或墨绿色,常呈脉状产出,穿插于其他超基性岩体中。 (二)次生变化
超基性岩中的矿物在化学性质上很不稳定,在热液作用下容易发生变化,因此难得见到新鲜的超基性岩。常见的次生变化有蛇纹石化、碳酸盐化、绿泥石化等。 1.蛇纹石化
超基性岩中的橄榄石辉石被蛇纹石交代的作用叫蛇纹石化作用。蛇纹石化时,首先沿晶体或岩石裂隙进行,