火成岩的物质成分概述课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,第一章 火成岩的物质成分,岩浆和岩浆活动的特征,§,1,、岩浆的概念,,§ 2,、岩浆的性质,,§ 3,、火成岩的化学成分,,§ 4,、火成岩的矿物成分,,§ 5,、火成岩的化学成分与矿物成分的关系,,§ 6,、常见的火成岩矿物及其成岩意义,第一章 火成岩的物质成分,§ 1,、岩浆的概念,在俯冲带地幔和地壳的部分熔融与岩浆产生,岩浆的产生,—,T,↑,P,↓,§ 1,、岩浆的概念,1,岩浆的概念：,,目前一般认为，岩浆是①上地幔和地壳深处形成的，②以硅酸盐为主要成分的③炽热、粘稠、含有挥发份的④熔融体,(,熔体,),岩浆是由已存在的地幔或地壳岩石经熔融或部分熔融形成的，它可以全部由液相组成，也可以含有部分固态物质和挥发份,(,气相,),岩浆可以从地壳深处或上地幔侵入到地壳上部，或者喷出地表，冷凝成岩浆岩1,）、硅酸盐成分的岩浆,——,最普遍，最主要的,,2,）、非硅酸盐成分的岩浆,——,个别的,,,,①碳酸盐岩浆 例如,60,年代坦桑尼亚东部有喷发,,②金属氧化物岩浆,,③金属硫化物矿浆，例如智利基鲁那地区的铁质矿浆,,岩浆的类型,金属氧化物、金属硫化物岩浆又称矿浆。

2,岩浆的成分,,岩浆的成分主要是硅酸盐和一部分挥发份1),硅酸盐：元素以氧为最多，常以氧化物表示，其中以,SiO,2,为最多硅酸盐,———,O, Si,, Al, Fe, Mg, Ca, K, Na, Mn, P,,,(2),挥发份：据现代火山观察，岩浆中含有大量挥发份，其中以水蒸汽,(H,2,O),为主，约占挥发份总量的,60,～,90,％H,2,O, CO,2,, CO, SO,2,, O,2,, N,2,, H,2,, NH,3,, CH,4,, HCl, HF, B(OH),2,, KCl, NaCl,等,,挥发份的作用：,,,A.,降低粘度，使得岩浆易于流动；,,,B.,可以降低矿物的熔点，延长结晶时间，,,甚至结晶出含有挥发份的矿物,岩浆中含量最多的,8,种元素,,（基本上与地壳的成分相似,+,气体）,,岩浆的成分,岩浆中的固态物质,岩浆中还常含有或多或少的岩石碎块及矿物晶体岩石碎块有的是上地幔或地壳深部局部熔融时，难熔的源岩残留体，有的则是岩浆上升、侵位或喷发过程中，被捕获的基岩及围岩捕房体矿物晶体有的是岩浆房或上升过程中早期结晶产物；有的是被捕获岩石碎裂而成的捕虏晶；也有的是岩浆来源地区难熔的残留矿物晶体，又叫残晶。

相关概念：原生岩浆和进化岩浆、 母岩浆和派生岩浆,原生岩浆,(primary magma),：是由地幔或地壳岩石经熔融或部分熔融作用形成的未发生变异的岩浆母岩浆,(parent magma),：能够通过各种作用（分异作用、同化作用、混合作用等）产生派生岩浆的独立的液态岩浆派生岩浆,(derivative magma),：由母岩浆通过各种作用（分异作用、同化作用、混合作用等）产生的新的液态岩浆进化岩浆,(evolved magma),：经分异作用产生的派生岩浆，又可称为进化岩浆分异作用强的表示进化程度高岩浆作用,当岩浆产生后，在通过地幔和,/,或地壳上升到地表或近地表的途中，发生各种变化的复杂过程称为岩浆作用,,,地壳深部（至上地幔顶部）高温熔融岩浆的发生、发展、演化直至冷凝固结成岩的整个地质作用过程,,,,岩浆,侵入地壳之中－,侵入作,用,(intrusion),－,侵入岩,(intrusive rocks),岩浆,喷出地表－,喷出作用,(extrusion),－,喷出岩,(extrusive rocks),侵位深度,岩浆冷却位置,地下,野外,,宏观,,特征,侵入岩,地表,喷出岩,,,,与围岩的接触关系,,整合侵入体,,不整合侵入体,侵入体形态和大小,岩基、岩株、岩盆、岩盖、岩床、岩墙等,,浅成岩,（,0-3km,）,,中深成岩（,3-10Km,）,,深成岩（,>10Km,）,陆相火山岩,,海相火山岩,,熔岩流、次火山岩、火山－沉积岩等,,,,,,§ 2,、岩浆的性质,1,温度,,2,粘度,,3,密度,,4,挥发份,1,岩浆的温度,(temperature),获得岩浆温度的方法：,,,①,直接测定现代火山岩浆的温度；,,,②,通过岩石的熔融及结晶实验予以大致确定。

③,通过加温,“,均一,”,岩浆岩中玻璃包体，使玻璃质熔融，,“,气泡,”,消失，以确定岩浆的大致温度④,地质温度计，即根据热力学及人工实验资料，通过平衡共生矿物的共有成分分配的计算或读图来测定矿物的大致结晶温度上述在常压下测定的、基本不含挥发份条件下测定的温度，并不能完全代表地下深处岩浆的温度高温高压实验表明，不含水,(,干,),的与饱和水,(,湿,),的花岗岩，始熔,(,初熔也是固结,),温度是不同的地下深处岩浆的温度目前尚无法直接测量，只能通过遥测装置测定现代熔岩流的温度，或在实验室测定熔化岩浆岩的温度来近似地确定岩浆的温度但它们并不是深部岩浆的温度常见火山岩的喷发,温度,（岩浆温度）,,岩浆类型,温 度 （,,C,）,流纹岩质,700,－,900,英安岩质,800,－,1100,安山岩质,950,－,1200,玄武岩质,1000,－,1250,一般地，基性玄武岩岩浆温度最高，其次是安山质岩浆，流纹质岩浆温度最低不同深度,——,火山口愈深，愈高温,,不同含水性,——,含水多，则温度低,岩浆的温度,→,→,2,岩浆的粘度（,η,）,(viscosity),粘度是岩浆的物理性质之一。

岩浆是一种流体，流体都具有粘度，粘度反映流体流动的难易程度粘性是指当流体内微团之间发生相对滑动时，内部产生剪切应力（切向阻力）的性质剪切应力阻碍流体的运动粘度的单位是,Pa,•,s,（帕斯卡,•,,秒）即：,g,·,cm,-1,·,s,1,Pa,•,s,相当于,20,℃,时水粘度的,1000,倍岩浆的粘度与多种因素有关，如岩浆的,成分、结构、温度、压力以及所含的挥发份,等岩浆的粘度,成分对粘度的影响,(1 η=0.1Pa*s),,资料引自,R.F.Flint,等，,1974,岩浆的粘度,成分对粘度的影响,温度对粘度的影响,岩浆的粘度,岩浆的粘度,粘度,—,水含量的关系,composition and temperature,Water,,in rhyolite,,Arrhenius law  =,m,o,exp {E/RT},,,E = activation energy (Joules,mole,–1,),,R = gas content (Joules,K,–1,mole,–1,),,T = temperature (K),,,m,o,= pre-exponential constant (Pa s),粘度,—,成分和温度的关系,Silicate melt viscosity,Si-O,四面体多，,Si,多，粘度高,,成网阳离子,（,Al,）,高，粘度高,,变网阳离子高,(Ca Mg Fe K Na),，粘度低,粘度,——,熔浆成分关系,影响因素,——,熔浆成分、温度、水、晶体含量、压力,水：硅酸盐熔体的解聚作用,Depolymerization of Silicate Melts,,水溶于硅酸盐熔体，羟基代替硅氧四面体的共用氧，阳离子与共用氧断开，出现更多的,SiO,4,4-,，降低岩浆粘度,影响岩浆粘度的,因素,：,,,①岩浆的成分,——,SiO,2,、,Al,2,O,3,含量越高，粘度越大，呈正相关关系。

基性岩浆比酸性岩浆粘度小②挥发组分：,挥发组分越多粘度越小CO,2,含量越多，粘度越高，,H,2,O,多，越易流动,,③,温度：岩浆,T,越高，粘度越小，呈反相关所以，,同一熔岩流的源头和尾部流速不同④岩浆中固体碎屑越多，粘度越大,,⑤压力：压力越大，岩浆粘度越大，呈正相关但,P,同时也可影响挥发份含量对于富含挥发分的岩浆来说，压力对粘度的影响远不如挥发分的作用大SiO,2,含量越高，粘度越大；而温度越高粘度越小，压力,越大,粘度越大，挥发组分越多，粘度越小3,岩浆的密度,(density),岩浆熔体的密度可以通过实验的方法进行测定，也可以利用实验结果拟合的密度公式进行计算熔体的密度不仅与其,成分,有关，也随,温度,、,压力,的变化而改变（熔体具有压缩性和膨胀性），还与分异作用和喷发能力有关密度与成分,,和温度关系,3,岩浆的密度,基性岩浆的密度高于酸性岩浆,,温度增高，密度变小,,压力对密度的影响,压力增高，密度变大,4,岩浆中的挥发份（,volatile component,）,岩浆中的挥发份的类型及含量可以通过：,,ⓐ,直接从现代火山喷发的气体中取得；,,ⓑ,通过岩石中的流体包裹体测定获得。

岩浆中的挥发份影响结晶温度、岩浆的喷发方式据现代火山观察，岩浆中含有大量挥发份，其中以水蒸汽,(H,2,O),为主，约占挥发份总量的,60,～,90,％，其次为,O,2,、,SO,2,、,CO2,、,CO,、,N,2,、,H,2,、,NH,3,、,NH,4,、,HCl,、,HF,、,B(OH),2,、,KCl,、,NaCl,等岩浆中的挥发份在地下深处压力大的条件下溶解于岩浆中，可降低岩浆的粘度使之易于流动，还能降低矿物熔点，延长岩浆的结晶时间，并结晶出含挥发份的矿物；在地壳浅处因压力降低而大量析出，在较低温度下可以形成热水溶液，在一定的条件下可以携带金属和其它有用元素，在适当的地段形成矿床谢谢！,思考题,1,、岩浆的概念及,性质,,2,、原生岩浆和进化岩浆，母岩浆和派生岩浆,,3,、试述影响岩浆粘度的因素,,。