火山岩分类命名及肉眼鉴定.doc

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1、火山岩的分类与命名及肉眼鉴定关键词：地壳/矿物/熔岩/碎屑岩/肉眼鉴定1. 预备知识1.1 地壳地球是个准旋转椭球体，形状象个梨子，极半径略短，赤道半径略长，与标准旋转椭球相比，北极凸出10km，南极约缩进30km。地球赤道半径：6378.245km 极半径：6356.863km 表面积：5.1*108km2 体 积：1.083*1012km3 质 量：5.976*1027g 地球表面形态基本上分为大陆和海洋两大部分，大陆约占29.2%，平均高度0.86km，最高点珠穆朗玛峰达8848.13m；大洋约占70.8%，平均深度3.9m，最深马里亚纳海沟深11034m，抹平后，位于海平面以下2.44

2、km处。从地表往下，洋区：5-12km 大陆平原区：30-40km 大陆高山区：50-75km在一莫霍面，是地壳与地幔的分界线大地表向下，大陆地下：80-250km 大洋地下：50-400km在200Km外存在软流圈 670km为古登堡面，上部为上地幔，下部为下地幔 2900km以下为地核 5100km以下为内核 大陆区地热梯度为20-50/km 平均 30/km地壳的8种主要化学成分： 02 Si Al Fe Ca Mg Na K 46.5% 25.7% 7.65% 6.24% 5.79% 3.23% 1.81% 1.34%1.2 岩浆作用 岩浆作用：分为火山作用和侵入作用，分别形成火山岩和

3、侵入岩。火山作用：包括地下岩浆的分异、运移、喷出、直至冷凝的全过程及其相关构造和产物的特征，包括由此形成的岩石、矿物组合和成矿特征。火山作用有阶段性次火山阶段：通常认为上地幔软流圈是形成岩浆的有利地段，温度达1200以上，熔融的岩浆向上运移，汇集到岩浆房，积蓄能量，沿地球内部薄弱地带(断层、裂隙)上升。在1200以下时，气液分异出来，从而加大了岩浆的活动性，向上运移时围岩的压力减少，气体膨胀，产生向上的作用力。在地表以下2-3km处沿破坏的通道喷出地表。火山过程主阶段：熔透式喷发：直接熔透地壳(大陆区几乎没有)裂隙式喷发：沿地壳巨大裂隙溢出地表，表现为串珠状火山口现象。中心式喷发：由喉管状通道

4、喷出中心式又根据喷发的激烈程度，分为：爆发式：爆炸现象(产生酸性熔浆、火山灰、蒸气)宁静式：岩浆从火山口涌出(产生基性岩浆)中间式：有时激烈、有时宁静(产生基酸性岩浆)火山期后阶段：喷气、喷水火山岩分为四大类，通常分为：酸性中性基性超基性SiO2含量(%)655565455545火山喷出的固体产物火山灰50mm火山气体：CO2、CO、SO2、SO3、N2、H2、Cl2、水蒸气1.3矿物矿物是指在自然条件下，在一定的物理、化学环境中形成的元素或化合物，大多数为晶体，少数为非晶体。矿物的光泽，指矿物对可见光的反射能力。金属光泽：反射率（R）0.25半金属光泽：反射率（R）0.190.25非金属光泽

5、：反射率（R）0.190.04非金属光泽常见：金刚光泽：指金刚石磨光面上的光泽（如白铅矿）玻璃光泽： 玻璃表面反射的光泽（如方解石、长石）珍珠光泽：由于平行解理的对光的多次反射结果，如蚌壳内珍珠层的光泽（如白云母）油脂光泽：在矿物的断口上，反射表面不平滑，光发生散射，造成同油脂般的光泽（如石英）丝绢光泽：纤状集合体各个纤维的反射互相影响的结果，呈现如一束蚕丝所表现的光泽（如石棉）蜡状光泽：隐晶质或胶凝体表面的石蜡状光泽（如叶蜡石）硬度参照物：指甲2.5小刀5.5玻璃6.5矿物解理：矿物受力后，沿一定方向裂开，成光滑面的特性，谓之解理；光滑面，谓之解理面。矿物断口：矿物受力后，不沿一定方向裂开，

6、而是成不规则状的破裂面，称为断口。有贝壳状、锯齿状、羽状等。岩石结构：岩石中矿物之间相互关系的反映，如隐晶结构、斑状结构、等粒结构等。岩石构造：岩石中由于物质组成的差异，或结构的差异，反映出的外貌、总体特征。如气孔状构造、层状构造、片麻状构造等。主要造岩矿物：石英：SiO2 分为高温变种为长柱状，低温变种为短六方锥，硬度：7；常见杂质，颜面色多样，含气体时叫含绵。正长石：KAlSi308厚板状，短柱状，卡氏双晶发育肉红色，硬度：6，玻璃光泽。斜长石：NaAlSi308-Ca Al2Si208 根据钠长石和钙长石的含量多少，划分为6个种：方 母：白云母：KAl2(AlSi308)(OH)2 假云

7、方柱，板状一组极完全解理，珍珠光泽 黑云母：K(Mg.Fe)3(AlSi3010)(OH.F)2 黑色、褐色，一组极完全解理，具多色晕，次生变化，常变成绿泥石 普通角闪石：(Mg.Fe)7Si8O22(OH)2 或Ca2(Mg.Fe)5Si8O22(OH)2 长柱状，绿色黑绿色，2组完全解理，夹角56或124 普通辉石：Ca(Mg.Fe.Al)Si.Al2O6 短柱状、粒状、黑色，2组解理，夹角87或93，常产于基性岩和超基性岩中 栖栖子石：A3 B2 SiO43 其中A3=Mg艹 Fe艹 Mn艹 Ca艹 B2=Ae Fe Mn Ti 棱形12面体，四角三八面体，无解理 高岭土：Al4(Si4

8、O10)(OH)8土状 因含Fe2O3而带褐色，是长石，在酸性介质中分解的产物 迪开石：火山岩受低温热液蚀变后形成的 方解石：CaCO3 菱面体，硬度3，粒状、钟乳状、细脉状、被膜状、遇酸起泡 黄铁矿：FeS2 立方体，五角12面体，粒状、块状、结核状、属蚀变矿物 磁铁矿：Fe3O4 八面体、菱形12面体，钢灰色，金属光泽，具磁性 褐铁矿：Fe2O3.nH2O 次生矿物，铁镁矿物风化产物 玉 髓：SiO2 灰、兰、黑色，常含杂质，酸性岩脱玻化产物 蛋白石：SiO2.nH2O 含海洋污染2%20%白、黄、灰、绿色，块状、结核状杆栏石：(Mg.Fe)2SiO4 粒状，杆栏绿色地壳中 石英占12%

9、长石占59.5% 辉石、角闪石、杆栏石占16.8% 含铁矿物占1.5% 磷灰石占0.5% 其他占5.9% 合计：100% 2. 火山熔岩 喷出岩都有与其相对应的深成岩，常见的喷出熔岩可分为基性的玄武岩，中性的安山岩，酸性的流纹岩，此外尚有三者之间的过渡类型岩石。2.1 肉眼观察特征(借助放大镜或双目镜)2.2 玄武岩一般为黑色细粒状岩石，但由于岩石结晶后物理化学条件的改变，各种组份发生分解，因此使岩石具有不同的颜色，如：紫色、绿色。 玄武岩的矿物组成主要为基性斜长石、辉石。肉眼观察时，斜长石为透长石状，即特别透明，针柱状、细柱状。辉石粒状、黑色、解理不发育，有时可见杆栏石。SiO2过饱和时，出

10、现石英，则此时杆栏石不出现。 玄武岩的结构主要为斑状结构，隐晶结构 基质的结构常见 (1)辉绿结构：在条状长石不规则分布时，其空间为辉石或绿泥石化的辉石充填，为全晶质结构。 (2)间隐结构：在密集的条状长石、柱状长石微晶所形成的间隙中，有玻璃质充填，玻璃质一般呈棕色或黄色。此结构为半晶质结构。 (3)间片结构：即在长石搭成的孔隙中有片状的绿泥石等充填。 (4)交织结构：主要见于向安山岩过渡的岩石中。大量的斜长石微晶呈平行、半平行紧密排列，而其间夹有辉石、磁铁矿的晶粒。此结构能反映出岩浆活动方向。 a. 杆栏玄武岩：含杆栏石斑晶5-30%，达40%时称为苦杆玄武岩、杆栏石伊丁石化时，称为伊丁石玄

11、武岩。 b. 辉石玄武岩：富含辉石的玄武岩。 c. 角闪玄武岩：有原生角闪石斑晶的。 d. 次闪石玄武岩：角闪石由辉石变化来的。 e. 浅色玄武岩：富含基性斜长石，而暗色矿物含量40%。 g. 云母玄武岩：暗色矿物主要呈黑云母。 h. 石墨玄武岩：含有一定量的石墨。2.3 安山岩 在肉眼观察时，一般呈斑状结构。安山岩可以有各种颜色，灰色、浅玫瑰色、浅黄色、红褐色等经变化的安山岩有褐色的。 安山岩的构造有块状、多孔状、杏仁状等，气孔多呈圆形。 安山岩的矿物成分：主要为中性斜长石及少量辉石，个别红褐色和灰色安山岩中可见少量角闪石或黑云母。肉眼可见斜长石的环带构造及沙钟构造，晶形呈短柱状。辉石斑晶也

12、可见环带结构，角闪石常见褐色的，有时为绿色，被熔蚀成不规则状，或具暗化边。 安山岩与玄武岩有中间过渡的玄武安山岩，安山玄武岩均出现杆栏石斑晶，因此，安山岩与玄武岩较难区分、划定，通常利用化学方法加以界定。 其种类有： a. 辉石安山岩：辉石含量达50%就可定名。 b. 角闪安山岩、黑云母安山岩：斑晶为斜长石及角闪石、黑云母者。 c. 斜长安山岩：几乎不含暗色矿物，主要由斜长石组成，全部为中长石组成，基质也是杂乱的板条状斜长石，其中有少量隐晶质矿物分布。 安山岩的次生变化：主要为青盘岩化，其中斜长石钠长石化致使岩石整体显绿色、绿帘石化、黝帘石化，伴随有较多的碳酸盐化，辉石绿泥石化，常出现黄铁矿化

13、。岩石整体面貌发青绿色，称其为“青盘化”在造山力的作用下，可变成绿泥石片岩。2.4 流纹岩 肉眼观察时，一般为灰、灰红、红、灰白色，也有的呈灰黑色、绿、紫色。 流纹岩一般为斑状结构，斑晶为石英和碱长石。石英斑晶为高温石英、双锥状、碱长石呈短柱状，可普遍见到卡氏双晶，颜色为肉红色，可以与中、基性岩斑晶很好地加以区别。 流纹岩的矿物成份：石英、碱长岩、斜长石，流纹岩一般都具有流纹构造，其组成是由于岩中不同结构部分形成的条带反映出来。 流纹岩的气孔有时也出现，但因其酸性熔浆粘度大，气体不易散出，所以气孔大都不规则，酸性岩中的孔向孔壁向孔心突出成弧状。流纹岩中一般没有角闪石出现，但可见绿泥石呈角闪石假

14、象。 其变种有： a. 斑流岩：含大量斑晶的。有时斑晶多于基质。 b. 霏细岩：无斑隐晶的流纹岩。 流纹岩的次生变化： 较普遍的呈碱长石的高岭土化，斜长石的绢云母化，同时析出铁质，造成铁染，而发粉红、褐红色，在造山力作用下，可变成绢云母片岩。3. 火山碎屑岩3.1 概述 火山碎屑岩是火山作用所形成的各种碎屑物或原地堆积或经空气、水介质搬运沉积，再经过熔结、压实、水化胶结等成岩作用形成的岩石。 火山爆发时，火山碎屑物可以充填火山管道(火山颈)或形成凝灰岩流，堆于陆地，也可以落于水盆地中或水底喷发。 火山碎屑岩是介于喷出熔岩和正常沉积岩之间的过渡类型岩石。3.2 火山碎屑岩的结构3.2.1 火山碎

15、屑物及其特征 火山碎屑物的形态反映成岩环境和运移、堆积时的特点，根据熔浆的凝固程度和破碎物堆积时的特点，将火山碎屑物分为刚性碎屑、半塑性碎屑、塑性碎屑和火山灰。 刚性碎屑：是火山爆发时崩碎形成的，常见岩屑、晶屑、玻屑等。 岩屑：已固结的熔岩，火山通道围岩、火山基底岩石在火山喷发时崩碎，多为棱角状，堆积时已不再变形，有玻璃质的和晶质的，半玻璃质的。晶屑：大多是熔浆中早期结晶的斑晶或火山通道的围岩中的矿物在喷发过程中破碎成棱角状、阶梯状，由于喷发时聚然冷却而多发育裂纹，常有熔蚀现象，石英、长石被熔蚀，黑云母、角闪石产生暗化边。玻屑：多半是半凝固的粘性大的熔浆，喷发时迅速冷却，炸成浮石状，凹面棱角状

16、，撕裂状，堆积时不形，粒度在2mm以下。塑性碎屑：堆积时变形的碎屑。是中酸性、碱性熔结火山碎屑岩的标志碎屑，常见塑性岩屑、玻屑、浆屑。塑性玻屑：在炽热、可塑状态堆积时被压扁、拉长、撕裂，彼此平行、重迭，熔融在一起，呈线纹状，在刚性碎屑边上发生绕过现象，貌似流纹。塑性岩屑：熔浆喷出时，呈可塑性，堆积时未凝固，常被压扁拉长，呈透镜状、火焰状，有时出现气孔、杏仁。斑晶大小悬殊，从几mm到十几cm。浆屑：液态时被喷出，呈拖布状。半塑性碎屑：半凝固的熔浆落地立刻冷凝，不再变形，如火山弹、麻花状、绳状、浮岩。常分布于火山口周围。火山灰：最细小的火山碎屑物，是一种混合物，由玻璃质和晶质组成的集合体，有的呈胶

17、结物出现，有堆积的。粒度0.01mm以下。3.3 火山碎屑胶结方式3.3.1 熔浆作用胶结：是向熔岩过渡的火山碎屑岩特有的胶结方式，即碎屑熔岩结构，即火山碎屑补熔岩胶结，碎屑与胶结物成份可以相同，也可以不同。3.3.2 熔结作用胶结：为熔结火山岩的特征胶结方式，具碎屑熔岩结构，炽热的火山碎屑构成火山灰流，具假流动构造，碎屑物彼此在一起。因熔结程度有强弱之分，致使碎屑彼此间接触界线有清楚与模糊之分。3.3.3 压实作用胶结：正常火山碎屑岩、层状火山碎屑的主要胶结方式，常见接触式、孔隙式、基底式的胶结。也有部分是火山灰分解物胶结。3.3.4 水化作用胶结：向沉积岩过渡的火山碎屑岩常见此种胶结，特点

18、是水化学沉积物及火山灰分解物，蒙脱石、绿泥石、沸石等胶结。3.4 火山碎屑岩的结构类型 主要根据火山碎屑物大小和形态划分为：集块结构、火山角砾结构、凝灰结构、熔结结构、碎屑熔岩结构、凝灰砂状结构、凝灰泥质结构。3.4.1 集块结构：火山爆发产生的粒度50mm(64mm)的岩块，含量50%，被相应的细的碎屑胶结，形成的结构。3.4.2 火山角砾结构：火山爆发时产生的粒度在250mm(64mm)，含量达50%以上时被相应更细小的火山碎屑胶结形成的结构。3.4.3 凝灰结构：火山喷出的50%)时，该碎屑(晶屑、岩屑、玻屑)参加命名，将其冠于熔岩成分之后，如：安山质晶屑凝灰岩，流纹质玻屑凝灰岩。当岩石

19、由多种碎屑组成，且每种均不超过50%，一般不参加命名，但工作需要，可以参加命名，命名公式：熔岩成分+碎屑成分+基本名 如：流纹质晶屑玻屑凝灰熔岩4.2.5 对不同粒级的两种碎屑以上的过渡类型的命名火山碎屑物含量在50%以上者，作基本名称，含量在5015%时，按少前多后的原则，参加命名，含量在15%以下，加“含”字。如：安山质角砾凝灰岩；安山质含角砾凝灰岩。4.2.6 对蚀变火山碎屑岩的命名 根据蚀变矿物、变余结构、构造恢复原岩，确定其名称。 在基本名称前加“蚀变”2字，如：蚀变流纹质凝灰岩。 如：因变质重结晶，火山碎屑结构无法辨认时，按变质岩命名原则命名。5. 各类火山碎屑岩的特征(肉眼鉴定要

20、点)5.1 火山碎屑熔岩 这类岩石是火山碎屑岩向熔岩过渡的类型，特点是碎屑物被熔岩胶结，火山碎屑物含量在1090%之间，碎屑物成份与胶结物可以相同，也可以不同，从基性酸性都有，在碎屑和胶结物接近时，或熔作用强烈的时候，在标本上露头上难以辨认时，通过仔细观察色调、斑晶大小、多少、排列方向，就可以把碎屑和胶结物(熔岩)区分开来，根据粒级分为集块熔岩、角砾熔岩、凝灰熔岩。 这类岩石是有刚性碎屑、即晶屑、岩屑、玻屑，分布在熔岩之中，熔岩成分复杂，内含更细小的火山灰，如黑色小斑点、红色小斑点、绿色小斑点参杂其中，但熔岩整体呈透明、半透明状、以弯曲的条带形态出现，似如波纹围绕碎屑物、弯曲成流动构造，全环绕

21、现象明显，但碎屑物一般无定向排列，有点象“基底式胶结”。5.2 正常火山碎屑岩 这类岩石为火山碎屑含量在90%以上，根据成岩作用方式，分为熔结火山碎屑岩、火山碎屑岩、层状火山碎屑岩。5.2.1 熔结火山碎屑岩：这是一种特殊的炽热的火山灰流作用形成的，形成时温度高，使火山碎屑物达到熔融的状态，在上覆压力下，形成流纹构造。根据熔结的强弱程度分为强熔结的熔凝灰岩和中等的熔结凝灰岩、弱熔结的焊结凝灰岩。 a. 熔凝灰岩：是指碎屑物为刚性粒，被少量熔岩流胶结，熔岩流多不能净，内有火山灰存在，有暗色矿物小斑，有绿色的硅质浆屑小斑，红色的碱长石小斑等，熔岩流以全环绕形式围绕碎屑物分布，有点象“孔隙式胶结”，

22、但与碎屑物接触处出现“细颈现象”，使流动构造不间断地拉长。当熔岩含量增加了，就成了凝灰熔岩，即火山碎屑熔岩类。 b. 熔结凝灰岩：指刚性碎屑物之间有塑性物存在。塑性粒被压实时，围绕刚性粒呈半环绕状态，形成假流动构造，即流动构造延长不远即消失，但整体“流动”现象明显，且塑性物多数是石英或硅质条带被挤压、拉长。塑性浆屑、撕裂状的和拖布状的，首、尾支叉在压实时，有收敛的趋势。 c. 焊结凝灰岩：指碎屑物均为半塑性，在炽热的情况下被压实，大都发生弯曲、拉长，碎屑物间似“线接触”锯齿状界线，混沌不清，较难分出个体边界。5.2.2 火山碎屑岩：指碎屑物含量大于90%，被火山灰或更细小的火山碎屑胶结而成。根

23、据粒级也分为集块岩、火山角砾岩、凝灰岩等3个种。其代表岩性就是凝灰岩，其特点是：碎屑物全部是刚性粒，因其粒度细小，可直接被压实成岩，岩石断口如瓷器的断口，较粗糙，貌似“粉砂岩”。凝灰岩与沉积岩的区别在于砂岩具可见磨圆现象及砂粒间的胶结物，而凝灰岩则看不到磨圆的颗粒，也见不到胶结物质。部分碎屑可以被火山灰分解物充填，如高岭土、斑脱石出现，使其变成“面粉状”，粗一点的凝灰岩在风化面上或岩屑受力表面上，产生节理，可见类似“鱼鳞斑纹”的现象。5.2.3 层状火山碎屑岩：这类岩石多指为海底喷发的火山碎屑物，在水中沉积，碎屑含量在90%以上，以压实为主，很少见正常沉积物。如层状火山角砾岩、层状火山集块岩比

24、较少见；而层状凝灰岩较常见。它与正常沉积岩互层，或以夹层形式出现。具明显的韵律，层理发育、分选性好，常含有化石，碎屑多具棱角，胶结物大部分蚀变，多被绿泥石、绢云母、方解石、绿帘石等矿物代替，玻璃质大部分脱玻化，但原来形态还可以辨认出来。5.3 向沉积岩过渡的火山碎屑岩 这类岩石是火山作用的同期产物，主要是以压实和水化学胶结成岩。根据火山碎屑和正常沉积物含量多少分为沉积火山碎屑岩和火山碎屑沉积岩两个种类。5.3.1 沉积火山碎屑岩：成份以同期喷发的火山碎屑为主，含量5090%，有一定量的沉积物混入，含量5010%，在喷发中心一定距离内广泛分布。正常沉积物是陆原的、生物的和水化学沉积物，经泥石流捕

25、获，风搬运、水流、拍岸浪的搬运和水底构造等同正常火山物质掺和在一起，在水下或陆地沉积。细粒级的少见，一般层理清楚，在火山碎屑物中见到磨圆好的砾石、砂粒。以此鉴别，可以区别于层状火山碎屑岩。海相沉积时，可见碳酸盐、绿帘石和铁质。5.3.2火山碎屑沉积岩：为火山喷发时，火山碎屑落入水盆地中，与泥砂砾石混杂在一起，岩石以正常沉积物为主，含量5090%，火山碎屑物含量5010%，鉴定时，主要根据2种物质的比例关系来定。6 结束语火山岩的种类以酸性为例排序如下流纹岩凝灰熔岩熔结凝灰岩凝灰岩层凝灰岩沉凝灰岩凝灰砂岩全部熔岩含岩屑的熔岩少量熔岩或无无熔岩无沉积物有少量沉积物有大量沉积物斑晶是矿物晶体“斑晶”

26、是碎块，不是完整个体流动构造清楚或不清楚流动构造清楚流动构造和假流动构造清楚无流动构造无层理层理构造清楚层理清楚斑状含岩屑个体边界不清瓷状断面层理发育有磨圆的颗粒和棱角碎屑混合火山喷发岩的物性特征： 火山喷发岩属于无序系列，造成各种物性反映不均一性和不稳定性，甚至在同一块一模一样的岩石上，其电性、磁性、密度、放射性等曲线形态变化无常。具体表现为各类曲线一般呈紧密排列的锯齿状，更有甚者，有在锯齿状基座上出现陡起陡落的又高又尖的单峰值，此乃假异常现象，其出现原因是由岩石内部结构，外部的次生变化和矿物成份的分布不均一性造成的。因此，地质编录时特别要注意岩石的孔洞裂隙的发育情况，分布的集中与稀少情况；

27、裂隙中是否被石英或方解石充填，有否有黄铁矿的出现；矿物组分的不同或岩石纹理的分布特点；岩石岩屑颜色的变化(也反映了矿物组分的差异)，岩石由于发生次生变化而造成岩石密度上的变化，如高岭土化使岩石结构疏松，孔隙发育，出现褐铁矿染等，必须力求不遗漏的描述出来，才能更为贴切地解释不正常的物性异常。4.1表 火 山 碎 屑 岩 分 类 表 表一3大类类型向熔岩过渡的火山碎屑岩正常火山碎屑岩向沉积岩过渡的火山碎屑岩6亚类亚类火山碎屑熔岩熔、焊结、熔结火山碎屑岩火山碎屑岩层状火山碎屑岩沉积火山碎屑岩火山碎屑沉积岩火山碎屑物含量(%)109090909090505010火山碎屑岩的胶结形式熔岩胶结少量熔岩胶结，全塑性粒压实半塑性粒压实(焊结胶结)以压紧为主，也有部分火山灰分解物火山灰水解物，胶结及压紧胶结化学沉积物及粘土质胶结结构、构造火山碎屑物一般定向不明显具明显的似流动构造层状构造不明显韵律及层状构造明显一般层状构造明显种属火山碎屑物粒度(mm)50集块熔岩熔结集块岩集块岩层状集块岩沉集块岩2mm凝灰质砾岩或 角砾岩502角砾熔岩熔结角砾岩火山角砾岩层状火山角砾岩沉火山角砾岩2mm2凝灰熔岩熔凝灰岩焊结凝灰岩熔结凝灰岩凝灰岩层状凝灰岩沉凝灰岩20.1凝灰质砂岩0.10.01凝灰质粉砂岩0.01凝灰质泥岩特有次生变化斑脱岩化(酸性岩)