超鎂鐵巖及鎂鐵質(zhì)侵入巖玄武巖

1、 分布較少，但是它在火成巖研究中占有十分重要的地位。這是因?yàn)椋?（1）這類火成巖基本上都來(lái)自上地幔，是研究地幔物質(zhì)組成最直接的對(duì)象； （2）大分部超鎂鐵巖分布在板塊縫合帶，是確定古板塊邊界位置的重要依據(jù)之一， 世界上著名的造山帶，如阿爾卑斯造山帶、喜馬拉雅造山帶、秦嶺造山帶等，都有超鎂鐵巖巖體分布.第五章 超鎂鐵巖及鎂鐵質(zhì)侵入巖一、基本特征二、常見的共生組合及成因 三、超鎂鐵質(zhì)巖的成因問題 第五章 超鎂鐵巖及鎂鐵質(zhì)侵入巖1超鎂鐵巖(1)基本特征化學(xué)成分和礦物成分： 化學(xué)成分上貧SiO2及K2O、Na2O，富MgO、FeO。SiO2屬超基性巖部分屬基性巖類。礦物成分上: 鎂鐵礦物為主，色率大于9

2、0%主要礦物：橄欖石、輝石次要礦物：角閃石、黑云母和斜長(zhǎng)石 副礦物：尖晶石、鉻鐵礦、石榴石、鈦鐵礦、磁鐵礦和磷灰石。一、基本特征第五章 超鎂鐵巖及鎂鐵質(zhì)侵入巖產(chǎn)狀特征：a.呈層狀產(chǎn)于鎂鐵質(zhì)雜巖體中，如南非最大的Bushveld 侵入體，b. 分布在環(huán)狀超鎂鐵質(zhì)-鎂鐵質(zhì)雜巖體中心，如阿拉斯加環(huán)狀雜巖體，c.作為基性堿性雜巖體的一部分產(chǎn)出，d.產(chǎn)在造山帶的蛇綠巖套中，如我國(guó)西藏的雅江蛇綠巖帶、秦嶺造山帶和著名的阿爾卑斯造山帶等，e.可在玄武質(zhì)火山巖和金伯利巖中呈捕虜體（包體）形式產(chǎn)出，如在我國(guó)東部新生代的玄武巖中常見橄欖巖包體。 以前三種方式產(chǎn)出的，是巖漿結(jié)晶的產(chǎn)物，屬巖漿成因；后兩種超鎂鐵巖一般

3、未經(jīng)過巖漿階段，直接由地幔巖構(gòu)造侵位，或由幔源巖漿攜帶出地幔的，屬非巖漿成因 產(chǎn)狀：代表性的有橄欖巖和輝石巖，常與鎂鐵質(zhì)巖共生形成雜巖體。典型的共生組合類型是層狀侵入體和環(huán)狀雜巖體。礦物學(xué)特點(diǎn)：橄欖石：Fo介于70-80之間，為貴橄欖石。輝石：En70-80的斜方輝石和單斜輝石角閃石為棕色的普通角閃石。黑云母為富鎂黑云母或金云母。結(jié)構(gòu)：自形-半自形的粒狀結(jié)構(gòu)包含結(jié)構(gòu)反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)堆晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)多顯示塊狀構(gòu)造和層狀構(gòu)造。（2）巖漿成因的超鎂鐵巖種屬：橄欖巖類可進(jìn)一步據(jù)橄欖石、單斜輝石、斜方輝石和角閃石的相對(duì)含量劃分為不同的種屬：純橄欖巖、輝石橄欖巖角閃橄欖巖。當(dāng)輝石含量60%時(shí)稱為橄欖輝石巖。當(dāng)橄

4、欖石的含量4mm），顆粒之間呈曲線接觸，橄欖石中有少量的扭折帶。碎斑結(jié)構(gòu)：:巖石由碎斑和碎基組成，碎斑顆粒較大，可達(dá)1Cm，主要為橄欖石和頑火輝石，因應(yīng)力造成的晶格錯(cuò)位而具強(qiáng)烈的扭折。碎基由粒度較小的新生變晶組成，有橄欖石、頑火輝石、透輝石等。粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)：礦物顆呈近等軸的粒狀，彼此以直線鑲嵌接觸。理想的情況是，在三礦物接觸處界線平直，三個(gè)交角均為120板狀等粒結(jié)構(gòu)：橄欖石有時(shí)呈拉長(zhǎng)狀，頑火輝石多為壓扁形態(tài)，礦物顆粒邊界平直。巖石葉理發(fā)育，部分橄欖石具扭折帶（圖5-3）。部分熔融結(jié)構(gòu)：表現(xiàn)為單斜輝石中出現(xiàn)無(wú)光性的深色物質(zhì)麻點(diǎn)或周邊出現(xiàn)海綿邊?；瘜W(xué)成分上： 更富MgO、Cr、Ni、Co 貧K2O

5、、Na2O，Rb、 Ba、Sr、Th、U、LREE礦物成分上： 橄欖石（Fo88%） 斜方輝石（En85%） 單斜輝石(主要為透輝石) 斜長(zhǎng)石、尖晶石或石榴石 分別只存在于各自穩(wěn)定的 壓力范圍內(nèi)。對(duì)巖石的來(lái) 源深度具指相意義。常見種屬： 二輝橄欖巖 方輝橄欖巖 純橄欖巖2鎂鐵質(zhì)巖類常與超鎂鐵巖一起形成雜巖體產(chǎn)出。SiO2含量（45-53%）比超鎂鐵巖高，屬基性巖類。鐵鎂礦物含量40-90%，一般在40-70%之間?？煞譃殁}堿性系列和堿性系列，前者代表性巖石為輝長(zhǎng)巖，后者代表性巖石為堿性輝長(zhǎng)巖。（1）輝長(zhǎng)巖類（鈣堿系列） 化學(xué)成分： SiO2=45-53% 富CaO、Al2O3、MgO、FeO、

6、Fe2O3 貧堿，（K2O+Na2O）約4%礦物成分： 主要組成：基性斜長(zhǎng)石、輝石，斜長(zhǎng)石(拉長(zhǎng)石或培長(zhǎng)石) 次要礦物：橄欖石或少量的石英、或鉀長(zhǎng)石、角閃石、黑云母 副礦物：磁鐵礦、鈦鐵礦、磷灰石、鋯石結(jié)構(gòu)：常見結(jié)構(gòu)有輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)和輝綠結(jié)構(gòu)。輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)：是輝長(zhǎng)巖的典型結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為基性斜長(zhǎng)石和輝石的自形程度相近，均呈現(xiàn)半自形-它形粒狀。輝綠結(jié)構(gòu)：是淺成基性侵入巖（輝綠巖）中的典型結(jié)構(gòu)。自形晶斜長(zhǎng)石之間形成近三角形空隙，其中充填單個(gè)的它形輝石顆粒。種屬：鎂鐵質(zhì)侵入巖的進(jìn)一步命名是依據(jù)巖石中斜長(zhǎng)石、輝石、橄欖石和角閃石的相對(duì)含量。常見種屬有輝長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)巖、輝綠巖：輝長(zhǎng)巖（Gabbro）：輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)?；孕遍L(zhǎng)

7、石和單斜輝石，含少量橄欖石、斜方輝石、棕色普通角閃石和黑云母或少量鉀長(zhǎng)石和石英，色率40-70%。通常為塊狀構(gòu)造。輝綠巖（Diabase）:為淺成相的基性侵入巖，可呈巖脈、巖墻或巖床等產(chǎn)狀產(chǎn)出，暗綠或黑綠色，具典型的輝綠結(jié)構(gòu)，含斑晶時(shí)稱輝綠玢巖。礦物成分與輝長(zhǎng)巖相似。斜長(zhǎng)巖（Anorthosite）：斜長(zhǎng)石含量90%，可含少量的普通輝石、古銅輝石、角閃石、橄欖石。通常具半自形或它形粒狀結(jié)構(gòu)。常與輝長(zhǎng)巖共生，位于層狀侵入體的上部，表明它是輝長(zhǎng)巖巖漿分異的結(jié)果。（2）堿性輝長(zhǎng)巖類化學(xué)成分： 與輝長(zhǎng)巖相比，堿性輝長(zhǎng)巖在化學(xué)成分上富堿，K2O+Na2O均5%，可達(dá)9%，一般Na2OK2O， K2ONa

8、2O者少見。SiO2偏低，MgO也較低，TiO2高。礦物成分： 以含大量堿性長(zhǎng)石、堿性暗色礦物、富鈦輝石、富鐵云母等為特征，如果巖石堿性較強(qiáng)時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)似長(zhǎng)石。結(jié)構(gòu)構(gòu)造： 輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)、輝綠結(jié)構(gòu), 可出現(xiàn)二長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。后者表現(xiàn)為斜長(zhǎng)石和堿性長(zhǎng)石數(shù)量接近相等，斜長(zhǎng)石自形程度好，為自形半自形，它形的鉀長(zhǎng)石充填在斜長(zhǎng)石間隙中。 二、常見的共生組合及成因 1鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)層狀侵入體 （1）特征 a.產(chǎn)狀：多呈巖盆、巖床產(chǎn)出，也有為巖席和巖墻， b.構(gòu)造：層狀構(gòu)造明顯，具清楚的垂直分帶?？沙霈F(xiàn)化學(xué)層理和粒序?qū)永順?gòu)造 c結(jié)構(gòu)：以各種堆晶結(jié)構(gòu)為特征。堆晶結(jié)構(gòu)：是在粗大的、相互連結(jié)的自形到半自形晶體粒間充填其它礦物

9、的一種結(jié)構(gòu)。（2）產(chǎn)出環(huán)境 層狀侵入體可出現(xiàn)在大陸地區(qū)，分布與裂谷帶平行或分布在裂谷帶中心。 也可作為蛇綠巖的組成部分出現(xiàn)，是洋殼下部的重要組成，表明它們也形成于大洋中脊環(huán)境。?600 km400200 kmContinental CrustOceanic CrustLithospheric MantleSub-lithospheric MantleSource of Melts1534672第六章 鎂鐵質(zhì)火山巖:玄武巖類及相關(guān)巖石一、基本特征和常見種屬二、玄武質(zhì)巖漿的形成三、玄武巖的成因與構(gòu)造環(huán)境 一、本特征和常見種屬1 玄武巖系列劃分 SiO2 45-53wt%, 與輝長(zhǎng)巖成分相當(dāng)屬基性巖

10、火山巖類。由于產(chǎn)出的構(gòu)造環(huán)境和地幔源區(qū)的差異,玄武巖可具較大的成分變化范圍。 堿性系列 3.3 (含鉀玄巖系列K2O/Na2O=1) 亞堿性系列 49%），堿較低。 主要由基性斜長(zhǎng)石和貧鈣輝石（易變輝石和紫蘇輝石）及富鈣輝石（普通輝石和透輝石）組成?？珊蠙焓呔Ц咪X玄武巖: Al2O316-17%。 礦物成分與拉斑玄武巖相似，但斜長(zhǎng)石較多且牌號(hào)偏高。 高鋁玄武巖是鈣堿性火山巖基性端元的典型巖類，多分于造山帶、島弧和活動(dòng)大陸邊緣。細(xì)碧巖（Spilite）： 以鈉長(zhǎng)石和綠泥石礦物組合及較高的Na2O含量為特征，有的可見基性斜長(zhǎng)石、輝石等交代殘余。其它礦物還有綠簾石、綠纖石、方解石、絹云母、石英等

11、。巖石具間隱結(jié)構(gòu)、間粒結(jié)構(gòu)、間片結(jié)構(gòu)。枕狀構(gòu)造常見。 細(xì)碧巖常與角斑巖及石英角斑巖共生，稱為細(xì)碧角斑巖系或細(xì)碧角斑巖建造，是蛇綠巖套的組成部分。多數(shù)人認(rèn)為細(xì)碧巖是在海下噴發(fā)的玄武巖受到富Na的海水經(jīng)低度變質(zhì)形成的。 3相關(guān)的超鎂鐵質(zhì)火山巖 噴出相的超鎂鐵質(zhì)巖少見，巖石一般具有斑狀結(jié)構(gòu)，由橄欖石、輝石斑晶及微晶和基性玻璃組成。重要種屬有： 苦橄巖（Picrite） 呈噴出產(chǎn)狀的苦橄巖往往產(chǎn)于玄武巖系的底部。礦物成分以橄欖石和輝石為主，可含少量的斜長(zhǎng)石、角閃石、金屬礦物等。橄欖石含量高達(dá)50-70%?；瘜W(xué)成分與橄欖巖相當(dāng)。 科馬提巖（Komatiite） : 由高鎂質(zhì)的橄欖石（Fo=90-95）、

12、輝石及少量金屬礦物和基性玻璃組成。常見枕狀構(gòu)造，具獨(dú)特的鬣刺結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分。鬣刺結(jié)構(gòu)（Spinifex texture）的特點(diǎn)是橄欖石（或輝石）呈細(xì)長(zhǎng)的鋸齒狀晶體（或骸晶），近于平行叢生，狀如鬣刺草。在化學(xué)成分上以高M(jìn)gO(9%)、高CaO/Al2O3（比值1，但不是必備條件）、低堿（K2O0.9%）為特征。 三、玄武巖的成因與構(gòu)造環(huán)境 ?600 km400200 kmContinental CrustOceanic CrustLithospheric MantleSub-lithospheric MantleSource of Melts1534672大洋中脊玄武巖MORBS構(gòu)造環(huán)境：大洋中

13、脊環(huán)境拉張環(huán)境。物化條件：高溫13301400、低壓、源區(qū)淺，因此部分熔融程度大，通常可達(dá)20%-30%左右源區(qū)成分特點(diǎn)：大洋中脊地區(qū)是地球上巖漿頻繁發(fā)生的地帶，因而以虧損的二輝橄欖巖和方輝橄欖巖為主。加之上覆地殼沒有富含不相容組分的花崗質(zhì)巖石，原生巖漿不會(huì)因同化混染作用有大的成分變化形成的巖漿：一般低K2O、TiO2及不相容元素，以洋脊拉斑玄武巖為典型代表。大陸裂谷玄武巖構(gòu)造環(huán)境：大陸裂谷是大陸內(nèi)部的拉張地帶，是陸殼裂解、減薄向洋殼轉(zhuǎn)變的位置。物化條件：巖石圈拉伸緩慢，軟流圈上涌速度慢，減壓熔融的部位深，溫度增加幅度小，因此熔融程度一般低于洋中脊環(huán)境。源區(qū)成分特點(diǎn)：未經(jīng)虧損，或虧損程度不大形

14、成巖漿：富K2O+Na2O及不相容元素。如堿性玄武巖堿性橄欖玄武巖、碧玄巖、霞石巖等類型，隨著裂谷的發(fā)展，軟流圈進(jìn)一步上升，可形成大量的拉斑玄武質(zhì)巖漿，且成分越來(lái)越與洋脊玄武巖相似。?600 km400200 kmContinental CrustOceanic CrustLithospheric MantleSub-lithospheric MantleSource of Melts15346723大陸邊緣玄武巖構(gòu)造環(huán)境：是大洋巖石圈向大陸俯沖的板塊會(huì)聚地帶，處于強(qiáng)烈的擠壓狀態(tài)，地殼水平方向縮短，垂直方向加厚。物化條件：含水，源區(qū)的固相線溫度下降，容易發(fā)生部分熔融；物源區(qū)特點(diǎn)：巖漿源區(qū)復(fù)雜，是大陸地殼、地幔及大洋地殼、地幔相互作用及混雜的地帶，含H2O及