《巖漿巖體構(gòu)造》PPT課件.pptVIP

第七章 巖漿巖體構(gòu)造,主 要 內(nèi) 容,一 、巖漿巖體的產(chǎn)狀 二 、巖漿巖體的原生構(gòu)造 1.侵入巖體中的原生構(gòu)造 2.噴出巖體的原生構(gòu)造 三 、巖漿巖體構(gòu)造的觀察和研究,第二節(jié) 巖漿巖體的原生構(gòu)造,一、侵入巖體中的原生構(gòu)造 二、噴出巖體的原生構(gòu)造,二.噴出巖體的原生構(gòu)造,(1)流面和流線構(gòu)造 噴出巖體中的流面由片狀，板狀礦物以及扁平狀火山碎屑定向排列組成，是熔漿在流動(dòng)過程中的。流面大致與火山熔巖流底面平行。流線是由針狀，柱狀礦物及長條狀火山碎屑定向排列形成的。它可以指示熔巖流的相對流動(dòng)方向，在未經(jīng)劇烈構(gòu)造變動(dòng)的噴出巖體中，流線的傾伏方向可以代表熔巖的流動(dòng)方向。常見于在中、酸性的熔巖和碎屑熔巖中,二.噴出巖體的原生構(gòu)造,（2）流紋構(gòu)造 流紋構(gòu)造是由于熔漿流動(dòng)而形成的。是由不同顏色的條帶、拉長的氣孔或結(jié)晶的不均勻性顯示出來的一種構(gòu)造。流紋構(gòu)造可以指示熔巖的流動(dòng)面產(chǎn)狀，它主要發(fā)育在流紋巖等酸性或堿性火山熔巖中。,二.噴出巖體的原生構(gòu)造, 繩狀構(gòu)造 熔巖表面呈繩索狀扭曲的構(gòu)造。常見于玄武巖流層面之上。是熾 熱塑性狀態(tài)的熔巖的 上部表面薄殼受下部 熔漿流動(dòng)影響而發(fā)生 的拖拉和卷曲。繩狀 構(gòu)造所在的面代表熔 巖的頂面；弧形突出 的方向指示熔巖流動(dòng) 的方向。,二.噴出巖體的原生構(gòu)造,（4）氣孔構(gòu)造和杏仁構(gòu)造 熔漿自火山通道向外流出時(shí)，隨溫度和壓力的降低，其中所含氣體逃逸、冷卻后在巖石中留下的空洞氣孔構(gòu)造；當(dāng)這些氣孔被次生礦物(如沸石、玉髓、碳酸鹽礦物等)充填便形成杏仁構(gòu)造。,二.噴出巖體的原生構(gòu)造,氣孔構(gòu)造和杏仁構(gòu)造的形態(tài) 氣孔和杏仁的形態(tài)多種多樣圓狀、橢圓狀、管狀、蝌蚪狀、云朵狀，倒滴水狀、串珠狀和不規(guī)則狀等等,二.噴出巖體的原生構(gòu)造,根據(jù)氣孔構(gòu)造和杏仁構(gòu)造判斷頂?shù)?： 氣孔和杏仁在浮巖和火山渣最為發(fā)育；在熔巖表面和底面附近相對集中，集中帶大致平行熔巖層面。一般底部小而相對少；頂部大而多。頂?shù)撞繗饪缀托尤市螒B(tài)不盡相同，根據(jù)氣孔的分布和形態(tài)可以判斷熔巖層面位置、頂?shù)酌?、熔巖噴發(fā)次數(shù)，巖漿流動(dòng)方向等,二.噴出巖體的原生構(gòu)造,二.噴出巖體的原生構(gòu)造,(5) 枕狀構(gòu)造 枕狀構(gòu)造是水底噴發(fā)的或從陸地流入海中的基性熔巖所形成的一種原生構(gòu)造。熔巖多呈枕狀橢球體，也有球狀、柱狀者。一般底面較平，頂面上凸呈枕狀，故稱枕狀構(gòu)造，單個(gè)枕狀橢球體稱巖枕，表層堅(jiān)硬，結(jié)晶程度比內(nèi)層要差，具有玻璃質(zhì)冷凝邊；內(nèi)有氣孔呈同心層狀或放射狀分布，氣孔數(shù)量由里向外逐漸增多；中部有空腔。,大西洋中脊枕狀玄武巖,阿曼枕狀玄武巖,二.噴出巖體的原生構(gòu)造,(5) 枕狀構(gòu)造 當(dāng)數(shù)層巖枕相疊時(shí)，枕狀構(gòu)造的底部形態(tài)為下部巖枕頂面的鑄模，與頂部形態(tài)具有明顯的差異，故可根據(jù)其特征來判別熔巖的頂、底面。 枕狀熔巖的上述特征反映噴溢巖漿是在水下快速冷卻形成的，而且枕狀熔巖的巖石類型基本上是細(xì)碧(角斑)巖，因此，它是一種代表海底火山噴發(fā)的產(chǎn)物。,二.噴出巖體的原生構(gòu)造,(6)柱狀節(jié)理構(gòu)造 是玄武巖中常見的一種原生破裂構(gòu)造，由若干不同產(chǎn)狀的節(jié)理垂直于熔巖流動(dòng)面(層面)，將巖石切割成無數(shù)個(gè)垂直“層理”的多邊(六邊)柱狀體，形如柱體而故名。柱狀構(gòu)造多發(fā)育在產(chǎn)狀平緩的玄武巖中，典型實(shí)例是峨眉山金頂上的金剛嘴柱狀構(gòu)造。,北愛爾蘭中生代玄武巖,第三節(jié) 侵入巖體構(gòu)造的觀測和研究,一、原生流動(dòng)構(gòu)造的辨別和調(diào)查 二、侵入巖體產(chǎn)狀和形態(tài)的確定 三、原生流動(dòng)構(gòu)造與區(qū)域變形構(gòu)造的關(guān)系 四、侵入巖體構(gòu)造侵位機(jī)制,一、原生流動(dòng)構(gòu)造的辨別和調(diào)查,1原生流動(dòng)構(gòu)造的辨別 侵入體中的塑性變形構(gòu)造哪些屬于固態(tài)流動(dòng)組構(gòu)？哪些為后期塑性變形組構(gòu)？ 一般情況下，如果固態(tài)流動(dòng)組構(gòu)從巖體邊部十分發(fā)育，向中心逐漸減弱，并過渡為巖漿組構(gòu)，這種情況下，可以確定固態(tài)流動(dòng)組構(gòu)是原生的 這些固態(tài)流動(dòng)組構(gòu)與圍巖中的塑性變形組構(gòu)在特征和產(chǎn)狀上可以是連續(xù)的，協(xié)調(diào)的，也可以切割圍巖組構(gòu)，如果深成巖中固態(tài)流動(dòng)組構(gòu)切割圍巖中的塑性變形組構(gòu)，也可證明是原生的。,一、原生流動(dòng)構(gòu)造的辨別和調(diào)查,2原生流動(dòng)構(gòu)造的調(diào)查 查明原生流動(dòng)構(gòu)造的基本特征（包括原生流動(dòng)構(gòu)造的類型、發(fā)育特征、空間分布和產(chǎn)狀）及原生葉理和線理的組合（S型組構(gòu)、SL型組構(gòu)、S-L型組構(gòu)、SL型組構(gòu)和L型組構(gòu)）。這是分析巖漿流動(dòng)方式、流動(dòng)速度和判斷侵入巖體形態(tài)的依據(jù) 盡可能觀察和記錄巖漿侵位過程中可能存在的其他相關(guān)現(xiàn)象，如包體、原生層狀構(gòu)造、內(nèi)部成分層接觸面、阻隔巖塊（stoped blocks）、巖漿斷層和褶皺，通過各種可以利用的方法和手段查明原生流動(dòng)構(gòu)造與這些現(xiàn)象及與區(qū)域變形構(gòu)造之間的相對時(shí)間順序 使用顯微構(gòu)造觀測技術(shù)和方法確定原生流動(dòng)構(gòu)造形成時(shí)的流變學(xué)狀態(tài)，查明這些組構(gòu)是懸浮流動(dòng)形成的還是顆粒支撐流動(dòng)形成的，屬于巖漿流動(dòng)組構(gòu)還是固態(tài)流動(dòng)組構(gòu) 在巖體的不同位置確定組構(gòu)的應(yīng)變特征，包括應(yīng)變橢球體的形態(tài)（長球形、三軸橢球、扁球形）、組構(gòu)發(fā)育程度、組構(gòu)要素的方位，和與組構(gòu)有關(guān)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征,二、侵入巖體產(chǎn)狀和形態(tài)的確定,（1）首先確定巖體的平面形態(tài)、與圍巖的接觸關(guān)系和巖體中的原生構(gòu)造特征及產(chǎn)狀，這往往需要詳細(xì)的地質(zhì)填圖才能完成，也可以借助遙感解譯的手段。 （2）在查明巖漿運(yùn)移方向和運(yùn)移方式的基礎(chǔ)上，根據(jù)所保存的巖體頂面和/或底面的產(chǎn)狀結(jié)合原生構(gòu)造圖案的分析推斷巖體的產(chǎn)狀。在此過程中，如果地形起伏較大的話，可以借助于切割較深的剖面查明巖體與圍巖接觸界面的三維形態(tài)；如果巖體出露地區(qū)代表一個(gè)傾斜的地殼剖面（巖體的不同位置代表不同的地殼層次），那么不同層次的剖面組合更容易幫助我們建立起其三維形態(tài)。 （3）在上述工作的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地鉆探和物探資料可以使我們更準(zhǔn)確地確定巖體的三維形態(tài)。,三、原生流動(dòng)構(gòu)造與區(qū)域變形構(gòu)造的關(guān)系,通過前侵位區(qū)域標(biāo)識物（或地質(zhì)體）的偏轉(zhuǎn)、圍巖中變形組構(gòu)的幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)與侵入巖體中巖漿組構(gòu)型式的對比，結(jié)合應(yīng)變分析、同位素測年等手段，可以查明侵入體的侵位與區(qū)域構(gòu)造的關(guān)系,四、侵入巖體構(gòu)造侵位機(jī)制,主動(dòng)侵位（穹隆、底辟和氣球膨脹） 被動(dòng)侵位（頂蝕、破火山口沉陷和斷裂擴(kuò)張）,隆起作用（doming)： 片麻巖穹隆太古宙基底中極其發(fā)育 基本形態(tài)為平面圓形或橢圓形；剖面凸起形 重力、片麻巖再活化與片麻巖-蓋層韌性差縮小是隆起作用的三個(gè)主要因素,主動(dòng)侵位機(jī)制,底辟作用（diapirism)： 低密度熔體物質(zhì)上浮，切穿蓋層； 典型的倒水滴狀、蘑菇狀形態(tài)的巖體； 巖體頂部壓扁應(yīng)變（流面發(fā)育）、側(cè)翼剪切和拉伸（線理發(fā)育）。 主要出現(xiàn)在下部地殼，在上部地殼環(huán)境可能性較小,底辟巖體的特點(diǎn),底辟巖體周圍發(fā)育有邊緣向斜； 底辟巖體周圍早期向外傾斜的巖層，形成的褶皺軸面比巖層產(chǎn)狀陡； 底辟頂部為壓扁型 應(yīng)變，巖體兩側(cè)為剪 切型應(yīng)變，有各種剪 切構(gòu)造。,底辟作用過程,離心實(shí)驗(yàn)：三階段生長：隆起作用、熔漿隆升與圍巖側(cè)展、邊緣向斜形成,巖體平面圓形或橢圓形，剖面蘑菇狀或漏斗形； 巖體發(fā)生橫向拓寬，圍巖被壓扁；應(yīng)變屬壓扁型 接觸帶應(yīng)變最強(qiáng)，向兩側(cè)減弱 巖體圍巖壓扁變形強(qiáng)烈，形成面狀組構(gòu)，并向外減弱；巖體內(nèi)具有面狀組構(gòu)，向巖體中心減弱；,氣球膨脹作用：主要解釋巖體巨大空間的形成。氣球膨脹巖體具有以下特點(diǎn)：,主動(dòng)侵位巖體的特征 巖體在平面上呈橢圓形； 同圍巖的接觸界線規(guī)則、清楚； 接觸帶附近發(fā)育環(huán)狀流面、流線等原生構(gòu)造； 早已存在的區(qū)域構(gòu)造被調(diào)整到與巖體構(gòu)造一致,巖墻擴(kuò)展作用：作為巖漿運(yùn)移的主要機(jī)制，將深部巖漿從源區(qū)帶到淺部就位。 熔體形成體積擴(kuò)容有效張應(yīng)力破裂作用熔體充填破裂脈-脈聯(lián)合形成大脈密度差出現(xiàn)，浮力產(chǎn)生熔體上升+脈體自擴(kuò)展 計(jì)算結(jié)果（Clemens and Mawer，1992）一個(gè)1km長，3km寬的巖脈在8個(gè)月時(shí)間內(nèi)可以擴(kuò)展20km（長），在900年內(nèi)可以膨脹達(dá)2000km3的體積。（條件：快速，熱傳導(dǎo)很小，） Mahon et al (1988) 還證明：花崗質(zhì)巖體底辟上升速度小于10-8 m s-1.而對于一個(gè)3m寬的巖墻，其上升速度可以達(dá)到10-3 m s-1，比底辟上升高105倍。,被動(dòng)侵位機(jī)制：,四、侵入巖體構(gòu)造侵位機(jī)制,巖墻擴(kuò)展作用,Cook-Gorden 機(jī)制：巖墻上升在下列三種情況下將停止向進(jìn)一步發(fā)展，而形成深成侵入體： 巖墻遇到一個(gè)非常脆性的均質(zhì)體帶 巖墻遇到一個(gè)近水平力學(xué)不連續(xù)面（層面、葉理面、斷層面等）。在巖墻的前鋒帶出現(xiàn)兩個(gè)方向的張應(yīng)力：垂直于和平行于巖墻。后者將引起側(cè)向破裂的出現(xiàn)與擴(kuò)展 巖墻遇到一個(gè)高度韌性層（灰?guī)r、大理巖或頁巖）、或者水飽和層，它們將使得破裂擴(kuò)展能轉(zhuǎn)換為非彈性能。,頂蝕作用（Stopping)：熱的巖漿在圍巖中引起熱致炸裂作用，巖漿在炸裂塊下沉的同時(shí)向裂隙中侵入。常常局限性較大，