第8章鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖共生組合及成因

1、第八章第八章 鎂鐵質(zhì)超鎂鐵質(zhì)巖的鎂鐵質(zhì)超鎂鐵質(zhì)巖的共生組合與成因共生組合與成因1. 超鎂鐵質(zhì)巖超鎂鐵質(zhì)巖 研究意義研究意義 常見(jiàn)的共生組合常見(jiàn)的共生組合 成因成因2.玄武巖玄武巖 研究意義研究意義 玄武質(zhì)巖漿的形成玄武質(zhì)巖漿的形成 玄武巖的成因與構(gòu)造環(huán)境玄武巖的成因與構(gòu)造環(huán)境（一）（一） 超鎂鐵質(zhì)巖超鎂鐵質(zhì)巖研究意義研究意義 研究地幔物質(zhì)組成的最直接證據(jù)研究地幔物質(zhì)組成的最直接證據(jù)來(lái)源及包體來(lái)源及包體 確定古板塊邊界位置的重要依據(jù)之一確定古板塊邊界位置的重要依據(jù)之一蛇綠巖的分布蛇綠巖的分布1、常見(jiàn)的共生組合、常見(jiàn)的共生組合（1）鎂鐵質(zhì)）鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)層狀侵入體超鎂鐵質(zhì)層狀侵入體產(chǎn)狀產(chǎn)狀構(gòu)造構(gòu)

2、造結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)成礦成礦多為巖盆、多為巖盆、巖床，少為巖床，少為巖墻巖墻巖體呈層巖體呈層狀、條帶狀、條帶狀狀堆 晶 結(jié) 構(gòu)堆 晶 結(jié) 構(gòu) -重力分離結(jié)重力分離結(jié)晶作用晶作用Cu-Ni、V-Ti-Mt礦床礦床The form of a typical LMI加拿大北部地區(qū)的加拿大北部地區(qū)的Muskox侵入體侵入體層狀侵入體層狀侵入體巖漿房中巖漿巖漿房中巖漿分異與礦物分分異與礦物分離結(jié)晶過(guò)程離結(jié)晶過(guò)程（2）環(huán)狀超鎂鐵）環(huán)狀超鎂鐵-鎂鐵質(zhì)雜巖體鎂鐵質(zhì)雜巖體 Alaska-type環(huán)狀雜巖體環(huán)狀雜巖體產(chǎn)狀產(chǎn)狀形態(tài)形態(tài)成因成因礦產(chǎn)礦產(chǎn)產(chǎn)于造產(chǎn)于造山帶中，山帶中，沿構(gòu)造沿構(gòu)造線方向線方向成群分成群分布布剖面：剖

3、面：圓柱圓柱形形平面：平面：圓形圓形環(huán)狀環(huán)狀深部深部分異分異和多和多次侵次侵入入V-Ti-V-Ti-MtMt礦礦床、床、PtPt礦床礦床1.1.純橄欖巖；純橄欖巖；2.2.二輝橄欖巖；二輝橄欖巖；3.3.角閃輝石巖；角閃輝石巖；4.4.輝長(zhǎng)巖；輝長(zhǎng)巖；5.5.圍巖接觸變質(zhì)巖圍巖接觸變質(zhì)巖 類(lèi)型：類(lèi)型：二輝橄欖巖、方輝橄欖巖、純橄巖、二輝橄欖巖、方輝橄欖巖、純橄巖、 輝石巖類(lèi)輝石巖類(lèi) 意義：意義：研究地幔組成及動(dòng)力學(xué)的天然實(shí)驗(yàn)室研究地幔組成及動(dòng)力學(xué)的天然實(shí)驗(yàn)室 如：原始地幔巖如：原始地幔巖-飽滿地幔巖：飽滿地幔巖： 虧損地幔巖：虧損地幔巖： 交代富集型地幔巖：交代富集型地幔巖： 實(shí)例：遼西中生代

4、玄武巖、實(shí)例：遼西中生代玄武巖、伊通新生代玄武伊通新生代玄武巖及魯西中生代閃長(zhǎng)巖中的地幔捕虜體巖及魯西中生代閃長(zhǎng)巖中的地幔捕虜體（3 3）堿性玄武巖和金伯利巖中的超鎂鐵質(zhì)巖捕虜體）堿性玄武巖和金伯利巖中的超鎂鐵質(zhì)巖捕虜體伊通玄武巖中的伊通玄武巖中的地幔橄欖巖包體地幔橄欖巖包體伊通玄武巖中的伊通玄武巖中的地幔橄欖巖包體地幔橄欖巖包體遼西的尖晶石二遼西的尖晶石二輝橄欖巖輝橄欖巖遼西的二輝橄欖巖遼西的二輝橄欖巖-等粒結(jié)構(gòu)、三邊平衡等粒結(jié)構(gòu)、三邊平衡純橄巖中的等純橄巖中的等粒結(jié)構(gòu)粒結(jié)構(gòu)虧損虧損地幔巖地幔巖純橄巖中填隙型交純橄巖中填隙型交代金云母代金云母富集富集型地幔巖型地幔巖魯西的二輝石魯西的二輝石巖

5、包體巖包體純橄巖中的富硅質(zhì)純橄巖中的富硅質(zhì)熔體交代熔體交代Opx的的形成；形成；Chr鉻尖晶鉻尖晶石石巖石組合巖石組合產(chǎn)產(chǎn)狀狀意義意義沉積物沉積物-硅質(zhì)巖等硅質(zhì)巖等枕狀熔巖枕狀熔巖/細(xì)碧巖細(xì)碧巖輝綠巖輝綠巖/輝長(zhǎng)巖輝長(zhǎng)巖橄欖巖橄欖巖/蛇紋巖蛇紋巖大大洋洋中中脊脊古板古板塊縫塊縫合線合線的標(biāo)的標(biāo)志志（4 4）蛇綠巖中的超鎂）蛇綠巖中的超鎂鐵質(zhì)鐵質(zhì)- -鎂鐵質(zhì)巖組合鎂鐵質(zhì)巖組合上上 下下蛇綠巖的定義OCEANIC SEISMIC LAYERS TROODOSLAYER 1LAYER 2LAYER 3Seismic mohoPetrological mohoLAYER 4地幔橄欖巖深成雜巖巖墻群枕狀

6、熔巖深海沉積洋中洋中脊地脊地殼結(jié)殼結(jié)構(gòu)與構(gòu)與蛇綠蛇綠巖套巖套剖面剖面對(duì)比對(duì)比過(guò)渡帶過(guò)渡帶 The Mid-Ocean Ridge System（1）巖漿成因）巖漿成因 證據(jù)：證據(jù)：層狀、環(huán)狀雜巖體超鎂鐵質(zhì)和鎂鐵層狀、環(huán)狀雜巖體超鎂鐵質(zhì)和鎂鐵質(zhì)巖共生，說(shuō)明了巖漿結(jié)晶分異的產(chǎn)物質(zhì)巖共生，說(shuō)明了巖漿結(jié)晶分異的產(chǎn)物 實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)：地?？梢匀鄢龈哝V的超鎂實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)：地?？梢匀鄢龈哝V的超鎂鐵質(zhì)巖漿鐵質(zhì)巖漿（2）非巖漿成因）非巖漿成因 它們是直接來(lái)自于上地幔的巖石碎塊或碎片。它們是直接來(lái)自于上地幔的巖石碎塊或碎片。 成因：成因： 因構(gòu)造侵位形成的因構(gòu)造侵位形成的蛇綠巖套蛇綠巖套 巖漿攜帶上來(lái)的巖漿攜帶上來(lái)

7、的地幔捕虜體地幔捕虜體2、超鎂鐵巖的成因、超鎂鐵巖的成因（二）（二） 玄武巖的成因玄武巖的成因 研究意義研究意義 因?yàn)橐驗(yàn)樾滟|(zhì)巖漿直接來(lái)源于上地幔玄武質(zhì)巖漿直接來(lái)源于上地幔，并可產(chǎn)于，并可產(chǎn)于多種構(gòu)造環(huán)境中，所以研究玄武巖對(duì)于多種構(gòu)造環(huán)境中，所以研究玄武巖對(duì)于反演地反演地幔物質(zhì)成分、分析構(gòu)造環(huán)境和地球的深部動(dòng)力幔物質(zhì)成分、分析構(gòu)造環(huán)境和地球的深部動(dòng)力學(xué)學(xué)均具有重大意義。均具有重大意義。 玄武質(zhì)巖漿的形成玄武質(zhì)巖漿的形成 玄武巖的成因與構(gòu)造環(huán)境玄武巖的成因與構(gòu)造環(huán)境1、玄武質(zhì)巖漿的形成、玄武質(zhì)巖漿的形成 地幔橄欖巖部分熔融的證據(jù)：地幔橄欖巖部分熔融的證據(jù)： 1）高溫高壓實(shí)驗(yàn)）高溫高壓實(shí)驗(yàn) 2）

8、地幔捕虜體、地幔橄欖巖中的囊狀熔體、）地幔捕虜體、地幔橄欖巖中的囊狀熔體、 某些虧損地幔巖的化學(xué)成分與寄主巖之間某些虧損地幔巖的化學(xué)成分與寄主巖之間 存在互補(bǔ)關(guān)系等存在互補(bǔ)關(guān)系等 導(dǎo)致地幔橄欖巖部分熔融的因素：導(dǎo)致地幔橄欖巖部分熔融的因素： 溫度的升高溫度的升高 壓力的降低壓力的降低 揮發(fā)組分的加入揮發(fā)組分的加入溫度的升高溫度的升高壓力的降低壓力的降低揮發(fā)組分的加入揮發(fā)組分的加入1、玄武質(zhì)巖漿的形成、玄武質(zhì)巖漿的形成 不同構(gòu)造部位誘發(fā)源巖熔融因素的差異不同構(gòu)造部位誘發(fā)源巖熔融因素的差異 洋中脊和大陸裂谷洋中脊和大陸裂谷減壓減壓熔融熔融 俯沖帶俯沖帶下插板塊下插板塊升溫升溫，引起熔融，引起熔融

9、俯沖帶俯沖帶下插板塊脫水，引起上部地幔楔下插板塊脫水，引起上部地幔楔 部分熔融部分熔融揮發(fā)組分的加入揮發(fā)組分的加入東非裂谷的發(fā)展東非裂谷的發(fā)展階段：階段：a.裂谷前階段裂谷前階段-減壓減壓熔融熔融b.裂谷階段裂谷階段-減壓熔減壓熔融融c.裂谷后階段裂谷后階段倒轉(zhuǎn)褶皺倒轉(zhuǎn)褶皺Island Arc Petrogenesis升溫和揮發(fā)組分的加入升溫和揮發(fā)組分的加入2、玄武巖成分差異的影響因素、玄武巖成分差異的影響因素 1 1）源區(qū)的物質(zhì)成分）源區(qū)的物質(zhì)成分地幔成分的不均一性，如飽滿地幔成分的不均一性，如飽滿 型地幔、交代富集型地幔、虧損型地幔。型地幔、交代富集型地幔、虧損型地幔。2 2）部分熔融程度

10、）部分熔融程度如拉斑玄武巖是地幔橄欖巖如拉斑玄武巖是地幔橄欖巖20- 20- 30% 30%部分熔融的產(chǎn)物；堿性玄武巖是地部分熔融的產(chǎn)物；堿性玄武巖是地 幔橄欖巖幔橄欖巖15%15%部分熔融的產(chǎn)物。部分熔融的產(chǎn)物。3 3）源區(qū)流體的成分）源區(qū)流體的成分如如COCO2 2使巖漿中的堿度增加。使巖漿中的堿度增加。4 4）源區(qū)的部分熔融條件）源區(qū)的部分熔融條件PP的影響最大，如低壓下的影響最大，如低壓下形形 成拉斑玄武巖，高壓下形成堿性玄武巖成拉斑玄武巖，高壓下形成堿性玄武巖。3、玄武巖的成因與構(gòu)造環(huán)境、玄武巖的成因與構(gòu)造環(huán)境 關(guān)系：關(guān)系：不同類(lèi)型的玄武巖往往形成于不同的構(gòu)造環(huán)境，分布在不同類(lèi)型的玄

11、武巖往往形成于不同的構(gòu)造環(huán)境，分布在 不同的構(gòu)造部位不同的構(gòu)造部位 常見(jiàn)的與構(gòu)造環(huán)境關(guān)系密切的成因類(lèi)型常見(jiàn)的與構(gòu)造環(huán)境關(guān)系密切的成因類(lèi)型 （1）大洋中脊玄武巖（）大洋中脊玄武巖（mid-ocean ridge basalt-MORB) 形成環(huán)境：形成環(huán)境：拉張環(huán)境拉張環(huán)境 形成條件：形成條件：低壓高溫，高度部分熔融（低壓高溫，高度部分熔融（20- 30%） 源區(qū)：源區(qū)：虧損的二輝橄欖巖、方輝橄欖巖虧損的二輝橄欖巖、方輝橄欖巖MORB Petrogenesis 板塊分離板塊分離 地幔物質(zhì)向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)入地幔物質(zhì)向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)入擴(kuò)張帶擴(kuò)張帶 與近底辟上升有關(guān)的減與近底辟上升有關(guān)的減壓部分熔融壓部分熔融 N

12、-MORB 熔融起始于熔融起始于 60-80 km 深度深度為虧為虧損型地幔損型地幔 堿性和亞堿性系列的劃分堿性和亞堿性系列的劃分 SiO2（Na2O+K2O）變異圖：）變異圖：Alkali vs. Silica diagram for Hawaiian volcanics:Seems to be two distinct groupings: alkaline and subalkaline（2）大陸裂谷玄武巖）大陸裂谷玄武巖堿性玄武巖、碧玄巖、堿性玄武巖、碧玄巖、拉斑玄武巖拉斑玄武巖 形成環(huán)境：形成環(huán)境：大陸內(nèi)部拉張環(huán)境大陸內(nèi)部拉張環(huán)境 形成條件：形成條件：減壓為主，溫度增加較小，部分熔融

13、程減壓為主，溫度增加較小，部分熔融程 度一般低于洋中脊度一般低于洋中脊 源區(qū)：源區(qū)：飽滿型和交代富集型的地幔橄欖巖飽滿型和交代富集型的地幔橄欖巖Continental Alkaline Magmatism.The East African Rift （3）大陸邊緣玄武巖）大陸邊緣玄武巖巖漿源區(qū)的復(fù)雜性：巖漿源區(qū)的復(fù)雜性：大陸地殼與地幔和大洋地殼與地幔的混雜帶大陸地殼與地幔和大洋地殼與地幔的混雜帶形成環(huán)境的特殊性：形成環(huán)境的特殊性：不同性質(zhì)板塊的會(huì)聚部位不同性質(zhì)板塊的會(huì)聚部位形成條件：形成條件：揮發(fā)組分揮發(fā)組分H2O的作用的作用 A 降低部分熔融的溫度降低部分熔融的溫度 B 改變了礦物的熔融行為改變了礦物的熔融行為形成的巖漿相對(duì)富含形成的巖漿相對(duì)富含SiO2 C H2O的存在使體系處于高的的存在使體系處于高的fo2的條件，磁鐵礦先結(jié)晶，的條件，磁鐵礦先結(jié)晶，導(dǎo)導(dǎo) 致巖漿不發(fā)生富鐵趨勢(shì)的演化致巖漿不發(fā)生富鐵趨勢(shì)的演化鈣堿性系列與拉斑系列的鈣堿