巖漿巖成因?qū)д撜n件第四章-不同構(gòu)造環(huán)境的巖漿巖組合成生

1、第四章 不同構(gòu)造環(huán)境的巖漿巖共生組合 大洋盆地的巖漿巖共生組合 島弧/活動大陸邊緣巖漿巖共生組合 穩(wěn)定大陸的巖漿巖共生組合第四章 不同構(gòu)造環(huán)境的巖漿巖共生組合 大洋盆地的巖漿巖 20世紀(jì)60年代，隨著板塊學(xué)說的建立，巖漿成因和巖漿巖成分變化規(guī)律被賦予了全新的地質(zhì)構(gòu)造含義。不同巖漿巖巖石系列與全球構(gòu)造的關(guān)系，也即巖漿巖組合在不同地區(qū)重復(fù)出現(xiàn)，成分變化和分布規(guī)律與構(gòu)造背景的關(guān)系引起了地學(xué)界的廣泛重視。 目前，人們已識別出地球上有三種主要的巖漿系列。即拉斑玄武質(zhì)、鈣堿質(zhì)及堿質(zhì)系列，每個系列都由侵入地殼中或噴出于其上的一組緊密相關(guān)的巖漿巖組合組成。當(dāng)用板塊構(gòu)造理論考慮問題時，人們進(jìn)一步認(rèn)識到這三種巖漿

2、系列以及巖漿巖的共生組合有著完全不同的分布特點。 20世紀(jì)60年代，隨著板塊學(xué)說的建立，巖漿成因和巖 20世紀(jì) 80年代以來，把巖漿巖巖石學(xué)與大地構(gòu)造學(xué)密切結(jié)合的研究有了更大的發(fā)展，人們系統(tǒng)地總結(jié)了不同的巖漿系列以及板內(nèi)，邊緣盆地，島孤等各種構(gòu)造環(huán)境的巖漿作用、巖漿巖組合以及巖漿成因機制，從而使得巖漿巖大地構(gòu)造學(xué)作為一門新的地質(zhì)學(xué)科日趨完善。 20世紀(jì) 80年代以來，把巖漿巖巖石學(xué)與大地 當(dāng)今科學(xué)發(fā)展的一個重要特點是各學(xué)科的相互滲透交叉、地質(zhì)學(xué)中的板塊構(gòu)造學(xué)、巖石學(xué)與地球化學(xué)的發(fā)展，以及分析手段、分析精度的提高，使總結(jié)巖石學(xué)特征與大地構(gòu)造環(huán)境關(guān)系方面的論文如雨后春筍般地涌現(xiàn)出來。正如已故張文佑

3、教授在巖石學(xué)研究的發(fā)刊詞1981中所說，由于學(xué)科相互滲透和邊緣學(xué)科的不斷涌現(xiàn)，一個新的分支學(xué)科-巖石大地構(gòu)造學(xué)正在形成。它是介于巖石學(xué)、大地構(gòu)造學(xué)和地球化學(xué)之間的一個邊緣學(xué)科。 當(dāng)今科學(xué)發(fā)展的一個重要特點是各學(xué)科的相互滲 許多地球物理資料表明，地球表層（包括地殼在內(nèi)的整個巖石圈）由一些厚50150Km的剛性塊體板塊（Plate）結(jié)合而成，這些板塊依附著于塑性較大的軟流圈之上。由于地幔對流和地幔物質(zhì)從洋中脊涌出所形成的新洋殼向兩側(cè)擴張，就引起板塊的運動，產(chǎn)生大洋板塊和大洋板塊、大洋板塊和大陸板塊以及大陸板塊和大陸板塊之間的相互作用。各板塊內(nèi)部是相對穩(wěn)定的區(qū)域，巖漿活動不如板塊邊緣地帶強烈。 許多

4、地球物理資料表明，地球表層（包括地殼在內(nèi)的整個巖巖漿巖成因?qū)д撜n件第四章-不同構(gòu)造環(huán)境的巖漿巖組合成生 卡邁克爾（I.S.E.Carmichael）根據(jù)板塊學(xué)說，從全球構(gòu)造觀點出發(fā)，對火成巖組合進(jìn)行了詳細(xì)的劃分：（一）大洋盆地玄武巖組合1、洋中脊玄武巖（深海拉斑玄武巖）2、大洋島嶼火山巖系列（二）島弧和大陸邊緣的安山巖及其共生的火山巖1、現(xiàn)代安山巖及其伴生的玄武巖和流紋巖2、地槽火山巖 即細(xì)碧巖角斑巖 卡邁克爾（I.S.E.Carmichael）根據(jù)板塊學(xué)（三）大陸拉斑玄武巖區(qū)1、溢流拉斑玄武巖及其相當(dāng)?shù)那秩霂r2、分異的拉斑玄武巖床3、輝綠巖巖墻群4、拉斑玄武巖與堿性玄武巖混合的巖區(qū)5、層狀基

5、性侵入體（四）大陸深源的鎂鐵質(zhì)巖漿1、大陸堿性玄武巖和霞石巖巖漿系列2、煌斑巖3、成分極端的火山巖系列超鉀質(zhì)巖漿系列碳酸巖金伯利巖（五）大陸深成巖區(qū)的巖石1、花崗質(zhì)雜巖2、前寒武紀(jì)斜長巖體3、造山帶超鎂鐵質(zhì)巖同心環(huán)狀超鎂鐵質(zhì)雜巖阿爾卑斯型超鎂鐵巖（三）大陸拉斑玄武巖區(qū)一、大洋盆地的巖漿巖共生組合 大洋盆地構(gòu)成了地球表面積的2/3以上，其底部在沉積層之下廣泛覆蓋著大洋拉斑玄武巖，這些火山巖主要產(chǎn)生于大洋脊，一些大洋島和海山火山巖則是地幔熱縷的活動產(chǎn)物。一、大洋盆地的巖漿巖共生組合洋中脊的地貌特征洋中脊的地貌特征 大洋脊是不斷增生新洋殼的地方，大洋巖石圈沿大洋脊向兩側(cè)擴張，其下方處于塑性狀態(tài)的上地

6、幔物質(zhì)隨之逐漸上升。至一定高度時，地幔物質(zhì)即發(fā)生部分熔融而生成拉斑玄武巖漿，于大洋脊上方形成新的玄武質(zhì)洋殼，新產(chǎn)生的洋殼在拉張應(yīng)力作用下又不斷地向兩側(cè)運動。整個大洋殼主要由這種拉斑玄武巖組成。 大洋脊是不斷增生新洋殼的地方，大洋巖石圈沿大洋洋中脊的巖漿活動示意圖洋中脊的擴張是主動還是被動？洋中脊的巖漿活動示意圖洋中脊的擴張是主動還是被動？Mid-ocean ridgeSea level 洋脊系統(tǒng)的地幔物質(zhì)涌出與洋殼生長Mid-ocean ridgeSea level 沉積物熔巖巖墻雜巖輝長巖，正在巖漿房結(jié)晶層狀堆晶橄欖巖虧損的方輝橄欖巖上升的熔融體洋中脊的結(jié)構(gòu)沉積物熔巖巖墻雜巖輝長巖，正在巖漿

7、房結(jié)晶層狀堆晶橄欖巖虧損的典型的洋殼結(jié)構(gòu)沉積物熔巖巖墻雜巖輝長巖層狀堆晶橄欖巖上地幔層狀堆晶輝長巖這個洋殼結(jié)構(gòu)與蛇綠巖套相同嗎？典型的洋殼結(jié)構(gòu)沉積物熔巖巖墻雜巖輝長巖層狀堆晶橄欖巖上地幔層Oceanic Crust and Upper Mantle Structure Typical OphioliteFigure 13-3. Lithology and thickness of a typical ophiolite sequence, based on the Samial Ophiolite in Oman. After Boudier and Nicolas (1985) Earth

8、Planet. Sci. Lett., 76, 84-92. Oceanic Crust and Upper MantleLayer 1 A thin layer of pelagic sediment Oceanic Crust and Upper Mantle Structure Figure 13-4. Modified after Brown and Mussett (1993) The Inaccessible Earth: An Integrated View of Its Structure and Composition. Chapman & Hall. London. Lay

9、er 1 A thin layer of pelaLayer 2 is basaltic Subdivided into two sub-layers Layer 2A & B = pillow basaltsLayer 2C = vertical sheeted dikesOceanic Crust and Upper Mantle Structure Figure 13-4. Modified after Brown and Mussett (1993) The Inaccessible Earth: An Integrated View of Its Structure and Comp

10、osition. Chapman & Hall. London. Layer 2 is basalticLayer 2A & Layer 3 more complex and controversialBelieved to be mostly gabbros, crystallized from a shallow axial magma chamber (feeds the dikes and basalts)Layer 3A = upper isotropic and lower, somewhat foliated (“transitional”) gabbrosLayer 3B is

11、 more layered, & may exhibit cumulate texturesLayer 3 more complex and contrDiscontinuous diorite and tonalite (“plagiogranite”) bodies = late differentiated liquidsOceanic Crust and Upper Mantle Structure Figure 13-3. Lithology and thickness of a typical ophiolite sequence, based on the Samial Ophi

12、olite in Oman. After Boudier and Nicolas (1985) Earth Planet. Sci. Lett., 76, 84-92. Discontinuous diorite and tonaLayer 4 = ultramafic rocksOphiolites: base of 3B grades into layered cumulate wehrlite & gabbro Wehrlite intruded into layered gabbrosBelow cumulate dunite with harzburgite xenolithsBel

13、ow this is a tectonite harzburgite and dunite (unmelted residuum of the original mantle)Layer 4 = ultramafic rocksOphi1、大洋脊火山巖組合 除表層的沉積物外，大洋脊的巖石自上而下有：枕狀構(gòu)造的拉斑玄武巖、粒玄巖、輝長巖、綠片巖相角閃巖相的基性變質(zhì)巖、超鎂鐵巖類，大洋底的巖石類型是拉斑玄武巖，大多屬于橄欖拉斑玄武巖。1、大洋脊火山巖組合 大洋中脊的侵入巖組合，主要巖石為輝長巖和橄欖巖。輝長巖有兩類，一類是早期結(jié)晶分異形成的堆晶巖；另一類是由強烈分異后殘余熔體形成的輝長巖。橄欖巖也

14、有兩類，一類是地幔巖部分熔融后殘留下的；另一類是結(jié)晶分異作用的產(chǎn)物。 大洋中脊下部的溫度和地?zé)崽荻缺砻?，洋脊拉斑玄武巖漿是在小于30 km深度內(nèi)，由部分虧損地幔橄欖巖經(jīng)2030%的部分熔融產(chǎn)生的。當(dāng)巖漿噴出至大洋殼表層時形成枕狀構(gòu)造的熔巖，于地下形成粒玄巖和輝長巖。產(chǎn)于輝長巖下部或洋脊裂谷壁的蛇紋石化橄欖巖可能是玄武巖漿的分異產(chǎn)物，也可能是部分熔融的殘余固相。 大洋中脊的侵入巖組合，主要巖石為輝長巖和橄欖巖。輝SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OH2O-H2O+P2O5總計149.731.5815.491.398.420.178.5110.762.740.

15、170.180.560.1499.84250.311.3016.641.457.510.177.3811.252.940.170.120.460.1399.83350.892.7913.222.039.120.148.0210.562.170.430.110.270.27100.02450.030.8415.712.928.830.277.3511.951.470.240.0999.70553.810.9517.792.446.600.195.878.792.760.620.19100.011-含橄欖石斑晶的普通深海拉斑玄武巖平均成分 2含斜長石斑晶的普通深海拉斑玄武巖平均成分 3夏威夷拉斑玄

16、武巖平均成分 4日本伊豆箱根地區(qū)無斑拉斑玄武巖平均成分 5日本伊豆箱根地區(qū)無斑鈣堿性系列早期火山巖的平均成分大洋脊、夏威夷及弧狀列島的玄武巖SiO2TiO2Al2O3MnOMgOCaONa2OK2OH大洋拉斑玄武巖的特征： 1、斑晶或為橄欖石或為斜長石，或兩者兼而有之?；|(zhì)礦物是橄欖石、斜長石、單斜輝石和鐵礦物，常含有玻璃質(zhì)及結(jié)晶的礦物雛晶。 2、鎂鐵比值低，F(xiàn)eO*/MgO=0.7-2.2，F(xiàn)e2O3/FeO0.4，而CaO含量高,高鈦(TiO2為0.72.3%)，P2O5含量低(0.25%) 3、K2O含量低（0.4），但Na2O含量較高，仍屬于高堿拉斑玄武巖 4、以相對高的Al2O3和C

17、r含量，以及大離子親石元素(LIL)，如Rb、Cs、Sr、Ba、Zr、U、Th低和輕稀土虧損或平坦型稀土模式區(qū)別于大陸和島弧拉斑玄武巖。而K/Rb比值高（5002000） 5、Rb/Sr、Th/U比值低，而且（87Sr/86Sr）0也很低（0.7029-0.7035)。大洋拉斑玄武巖的特征：洋中脊稀土元素配分模式圖洋中脊稀土元素配分模式圖 大洋拉斑玄武巖具有較低的FeO*/MgO比值，系部分熔融程度高所致，當(dāng)上地幔橄欖巖發(fā)生部分熔融時，K、Rb、Sr、Ba以及稀土元素等易首先進(jìn)入熔體相，而且Rb比K、Sr更易被融入熔體相。經(jīng)歷了多次熔融旋回的地幔橄欖巖的K/Rb比值愈來愈高，而Rb/Sr比值愈

18、來愈低，因此較晚地質(zhì)時期，由虧損上地幔橄欖巖部分熔融生成的拉斑玄武巖，具有高的K/Rb比值和低的87Sr/86Sr。 大洋拉斑玄武巖具有較低的FeO*/MgO比值，系部分熔虧損地幔的貢獻(xiàn)大洋地殼的形成虧損地幔的貢獻(xiàn)大洋地殼的形成洋中脊巖石的特征1) 典型的洋中脊玄武巖（MORB / OFB）是橄欖拉斑玄武巖，包括海底熔巖和巖墻群。2) 不同地點的MORB具有很窄的主元素變化范圍，表明許多洋中脊巖漿的源區(qū)和巖漿形成和演化的過程是類似的。3) 洋中脊玄武巖大部分由虧損地幔部分熔融形成，少部分由富集地幔部分熔融形成。它們分別稱為NMORB與EMORB。4) NMORB與EMORB在主元素組成上沒有差

19、別，在微量元素的組成上有差別。EMORB富集不相容元素。洋中脊巖石的特征1) 典型的洋中脊玄武巖（MORB / OF2、大洋島嶼火山巖組合 大洋島嶼火山巖巖石類型繁多，不同島嶼形成不同的巖石系列，Carmichael等1974曾劃分出以下巖石系列： 霞石巖響巖系列 碧玄巖堿性玄武巖響巖系列 堿性玄武巖粗面巖（響巖）系列 鉀質(zhì)堿性玄武巖粗面巖（響巖）系列 橄欖拉斑玄武巖石英粗面巖（流紋巖）系列 拉斑玄武巖低鋁安山巖石英粗面巖（響巖）系列 2、大洋島嶼火山巖組合大洋島火山巖組合共同特征：（1）大洋島嶼和海山多由堿性系列的火山巖組成，堿性橄欖玄武巖占主導(dǎo)地位，伴生粗面巖和響巖?；鹕綆r的成分隨噴發(fā)時代

20、而變化。如夏威夷群島最初為拉斑玄武質(zhì)火山噴發(fā)，晚期為堿性玄武巖，年代越輕，出露位置越高的熔巖流中，堿性熔巖比例越大，堿性越強，出現(xiàn)碧玄巖、霞石巖等SiO2強烈不飽和的火山巖。大洋島嶼的火山巖都是年輕的，有的至今仍在噴發(fā)。大洋島火山巖組合共同特征： （2）堿性橄欖玄武巖含標(biāo)準(zhǔn)礦物霞石，含大量實際礦物橄欖石，呈斑晶和基質(zhì)產(chǎn)出，輝石為含鈦的普通輝石。拉斑玄武巖有兩種輝石，一種為鈣質(zhì)的透輝石，另一種是貧鈣的紫蘇輝石或易變輝石，橄欖石只呈斑晶出現(xiàn)。 （3）K/Rb 比值為500，87Sr/86Sr初始比值具有較寬的變化范圍0.702-0.706，稀土元素模式為具有富輕稀土貧重稀土的特征。 （4）與大洋拉

21、斑玄武巖相比，稍富K2O，較貧Na2O （5）大洋島嶼的母巖漿是地幔巖石部分和完全熔融產(chǎn)生的玄武巖漿，經(jīng)結(jié)晶分異作用產(chǎn)生不同類型的巖石組合。 （2）堿性橄欖玄武巖含標(biāo)準(zhǔn)礦物霞石，含大量實際礦物橄 在大洋深海平原上形成的火山島嶼（如夏威夷群島）和無數(shù)海山，是大洋盆地內(nèi)部的巖漿活動的產(chǎn)物，與大洋中脊相比，大洋盆地內(nèi)的巖漿活動規(guī)模要小得多。 夏威夷群島火山鏈?zhǔn)谴笱髰u火山巖的典型代表，火山鏈由北西向排列的一系列火山島組成。 在大洋深海平原上形成的火山島嶼（如夏威夷群島 夏威夷群島位于北太平洋上，總面積為6.425平方英里，人口數(shù)約為110萬人，首府位于歐胡島上的檀香山 （honolulu）。夏威夷屬于

22、海島型氣候，終年有季風(fēng)調(diào)節(jié)，每年溫度約在攝氏26度至31度。整個夏威夷群島均是火山爆發(fā)而形成的大大小小島嶼，主要的八個島嶼分別是：歐胡島 （oahu）、茂宜島 （maui）、大島 （big island）、可愛島（kauai）、莫洛凱島 （molokai）、拉納島 （lanai）、 尼豪島 （niihau）及卡霍奧拉韋島 （kahoolawe）。夏威夷群島是群島中最大的島嶼，島上的基拉韋厄和冒納羅亞火山都是世界上活動力旺盛的火山。3.9-3.8Ma2.5-2.2Ma2.9-2.7Ma1.5-1.3Ma1.8Ma0.8-0.4Ma1.16Ma0.06Ma 夏威夷群島位于北太平洋上，總面積為6.4

23、25平方英里二、島弧及活動大陸邊緣巖漿巖共生組合 島弧及活動大陸邊緣帶是地球上大規(guī)模巖漿活動的地區(qū)，廣泛生成不同類型的巖漿巖組合，巖漿巖的性質(zhì)、分布受著大地構(gòu)造環(huán)境和構(gòu)造發(fā)展階段的制約。二、島弧及活動大陸邊緣巖漿巖共生組合主要的巖石系列如下： （一）拉斑玄武巖系列（TH）和鈣堿性系列（CA）的火山巖 （二）橄欖安粗巖系列 （三）堿性橄欖玄武巖系列 （四）細(xì)碧巖角斑巖系列 （五）阿爾卑斯型超鎂鐵質(zhì)巖體和蛇綠巖套 （六）阿拉斯加型環(huán)狀超鎂鐵質(zhì)巖體 （七）花崗質(zhì)巖體主要的巖石系列如下： 東太平洋俯沖帶及海溝-山弧系 東太平洋俯俯沖帶的熱結(jié)構(gòu)俯沖洋殼的脫水和部分熔融俯沖帶的熱結(jié)構(gòu)俯沖洋殼的脫水和部分熔

24、融島弧巖漿活動的時空變化島弧巖漿活動的時空變化島弧巖漿活動的時空變化 1) 島弧火山巖存在成分極性，從俯沖帶向島弧方向，依次出現(xiàn)拉斑玄武巖漿系列、鈣堿性巖漿系列和堿性巖漿系列 2) 島弧巖漿巖的巖石類型多樣，主元素有較大的變化范圍。 3) 島弧拉斑玄武巖微量元素以Nb、Zr、Ti的負(fù)異常為特征。 4) 島弧拉斑玄武巖來自富集地幔楔，俯沖的大洋地殼脫水造成富集地幔楔。 5) 島弧巖漿活動伴隨有同化作用，結(jié)晶分異作用，混染作用等等島弧巖漿活動的時空變化 1) 島弧火山巖存在成分極性，巖漿巖成因?qū)д撜n件第四章-不同構(gòu)造環(huán)境的巖漿巖組合成生（一）拉斑玄武巖系列（TH）和鈣堿性系列（CA）（1）拉斑玄武

25、巖系列（TH） 本系列包括大量基性（島弧拉斑玄武巖）、少量中性巖（冰島巖，富Fe, 低K, 低Al）和更少量的酸性巖（鐵質(zhì)英安巖、流紋巖）。 化學(xué)成分：SiO2：48-63%；低鉀：K2O1%；TiO2含量低，Na2O/K2O高達(dá)5-40% ，Rb、Sr、Ba、Th、U、等離子親石元素含量很低（Rb=1-30ppm、Sr=100-300ppm，Ba=10-100ppm） 礦物成分：主要暗色礦物：輝石、含少量或不含橄欖石，基本不含角閃石、黑云母。淺色礦物：斜長石（斑晶為鈣長石-培長石、基質(zhì)為拉長石） 拉斑玄武巖含少量或不含橄欖石，形成于拉張和弱擠壓應(yīng)力狀態(tài)下，其分布極廣，按形成環(huán)境不同分為：1）

26、大洋中脊拉斑玄武巖 2）島弧拉斑玄武巖 3）大洋島拉斑玄武巖 4）大陸（裂谷）拉斑玄武巖（一）拉斑玄武巖系列（TH）和鈣堿性系列（CA）（1）拉斑玄（2）鈣堿性系列（CA）通常稱為正常系列，噴出巖以安山巖為主，侵入巖以花崗閃長巖為主，本系列包括高鋁玄武巖（SiO268%），其中以安山巖最常見，其次是英安巖、流紋巖、橄欖安粗巖?；瘜W(xué)成分： SiO2弱飽和、K2O、TiO2及大離子親石元素含量均較拉斑玄武巖系列高。如：Rb：10-90ppm；Sr、Ba含量為200-400ppm。Al2O3含量高，在安山巖 為16-18%，輕稀土元素富集LREE升高。礦物成分:普遍含有角閃石和黑云母本系列火山巖可與

27、輝長巖-閃長巖-花崗閃長巖-花崗巖等深成巖相伴生。其形成環(huán)境為陸緣或島弧區(qū)板塊俯沖帶及碰撞帶，擠壓應(yīng)力為主的地區(qū)，為島弧的標(biāo)志性巖石，對恢復(fù)古構(gòu)造環(huán)境（古島?。┖苡幸饬x。（2）鈣堿性系列（CA）通常稱為正常系列，噴出巖以安山巖為主島弧拉斑玄武巖與鈣堿性系列火山巖的特征： 1、鈣堿性系列的玄武巖和安山巖以高鋁為特征，TiO2含量低，K2O要高些。 2、島弧拉斑玄武巖屬于貧K2O的低鉀拉斑玄武巖，與大洋拉斑玄武巖和大洋島拉斑玄武巖相似，但它又是貧Na2O的低堿拉斑玄武巖，這一點則與大洋島拉斑玄武巖接近。貧TiO2是島弧拉斑玄武巖的重要特征。 3、島弧拉斑玄武巖K/Rb比值為500-1000，介于大

28、洋拉斑玄武巖（500-2000）與大洋島玄武巖（500）之間。（87Sr/86Sr）0為0.703-0.705，接近于大洋島拉斑玄武巖，稀土模式主要為平坦的貧輕稀土、富重稀土型，與大洋拉斑玄武巖相似。鈣堿性系列火山巖類的K/Rb為250500，富輕稀土，有兩組（87Sr/86Sr）0，一組為0.703-0.705，另一組為0.706-0.710，前者主要分布于大洋側(cè)，后者分布于大陸側(cè)。島弧拉斑玄武巖與鈣堿性系列火山巖的特征：不同巖漿系列的演化途徑不同fO2高fO2低拉斑玄武巖系列鈣堿性系列不同巖漿系列的演化途徑不同fO2高fO2低拉斑玄武巖系列鈣堿（二）橄欖安粗巖系列 島弧大陸邊緣造山帶還出現(xiàn)

29、一組高鉀的硅酸近飽和的橄欖安粗巖系列，常于拉斑玄武巖系列和鈣堿性系列火山巖密切共生，在一個造山帶巖漿演化序列中，橄欖安粗巖是較年輕的。 根據(jù)主要元素的化學(xué)組成而定義的。G.W.Morrison(1998)根據(jù)SiO2含量將橄欖安粗巖的巖石類型分為：SiO263%的英安巖。該系列中玄武巖和玄武安山巖占優(yōu)勢。（二）橄欖安粗巖系列特點： （1）Fe2O3/FeO、Al2O3、Na2OK2O、K2O和輕離子親石元素（P、Pb、Sr、Ba、Rb、輕稀土元素）等含量高，而TiO2和SiO2飽和度低可區(qū)別于其他巖石組合，與拉斑玄武巖系列巖石的區(qū)別： Fe2O3/FeO、Al2O3、Na2OK2O、P、Rb、

30、Sr、Ba、Pb和輕稀土等含量均較高，而SiO2飽和度、鐵富集量、鈣和標(biāo)準(zhǔn)紫蘇輝石分子較低。 （2）在橄欖安粗巖系列中，與K共存的元素（Pa、Ba、Sr、Ra）高度富集，其數(shù)值近于堿性橄欖玄武巖的兩倍，可達(dá)島弧拉斑玄武巖的十倍。Th、U、V和Cu的豐度比其他組合高，Y和Zr則低，Cr、Ni、Co和Sc高于島弧拉斑玄武巖或鈣堿性系列巖石，而低于堿性橄欖玄武巖。Rb、Ba、Sr、Pb、Th、U、Y、Zr的含量隨SiO2的增加而增加，而Cu、Ni、Co和Cr則相反。稀土元素呈現(xiàn)出與鈣堿性和堿性橄欖玄武巖系列類似的富輕稀土元素的模式。特點：（3）若干地區(qū)的橄欖安粗巖系列的研究表明，它是一定構(gòu)造環(huán)境的產(chǎn)

31、物。在拉斑玄武巖系列鈣堿性系列橄欖安粗巖系列的演進(jìn)序列中，橄欖安粗巖一般比其他巖石系列年輕，層位也高。（4）橄欖安粗巖系列的巖漿形成與消減帶的較深部位，即遠(yuǎn)離海溝。（5）橄欖安粗巖系列形成于島弧的成熟階段和相對穩(wěn)定的環(huán)境，通常位于島弧內(nèi)部產(chǎn)生的斷塊和隆起之上。（3）若干地區(qū)的橄欖安粗巖系列的研究表明，它是一定構(gòu)造環(huán)境的（三）堿性橄欖玄武巖系列（A） 本系列包括：堿性橄欖玄武巖、霞石巖、粗面巖、響巖、堿性流紋巖。 堿性橄欖玄武巖系列的堿性玄武巖與亞堿性玄武巖（包括鈣堿性系列和拉斑玄武巖系列）相比： 化學(xué)成分：SiO2不飽和，富堿質(zhì)5-7%，富鉀K2O，為2-4%； 大離子親石元素含量高，Rb達(dá)7

32、5-120ppm，Sr、Ba含量分別為700-1000ppm； 具富集型稀土元素分配型式，LREE含量高。 礦物成分：斜長石以中長石常見，含堿性長石和似長石。（三）堿性橄欖玄武巖系列（A） 本系列包括：堿性橄欖玄武巖上述的巖漿巖系列的分布與板塊構(gòu)造密切相關(guān)，據(jù)K.C.Condie(1982)研究它們與板塊構(gòu)造關(guān)系如表所示。上述的巖漿巖系列的分布與板塊構(gòu)造密切相關(guān)，據(jù)K.C.Cond由上表可以看出：不同系列巖漿巖的分布與地表和上地幔所處的構(gòu)造應(yīng)力條件有關(guān)，在拉張應(yīng)力環(huán)境下以出現(xiàn)TH為特點，在擠壓應(yīng)力環(huán)境下則主要為CA，在應(yīng)力作用微弱的地區(qū)，如大型海洋盆地和大陸克拉通區(qū)，則常出現(xiàn)A或TH。由上表可

33、以看出：不同系列巖漿巖的分布與地表和上地幔所處的構(gòu)造巖漿巖成因?qū)д撜n件第四章-不同構(gòu)造環(huán)境的巖漿巖組合成生典型島弧拉斑玄武巖典型島弧鈣堿性玄武巖島弧橄欖安粗玄武巖堿性橄欖玄武巖堿性玄武巖SiO251.5750.5950.6248.547TiO20.81.050.832.22.5Al2O315.9116.2916.0116.315.8Fe2O32.743.664.113.13.3FeO7.045.084.558.07.9MnO0.170.170.170.170.16MgO6.738.966.246.67.1CaO11.749.59.269.910.1Na2O2.412.892.933.03.2K

34、2O0.441.072.741.01.4P2O50.110.210.440.360.5H2O0.450.811.620.91.0不同巖石系列的玄武巖的化學(xué)成分（據(jù)Morrison，1980）典型島弧典型島弧島弧橄欖安粗玄武巖堿性堿性玄武巖SiO251典型島弧拉斑玄武巖典型島弧鈣堿性玄武巖島弧橄欖安粗玄武巖堿性橄欖玄武巖堿性玄武巖q2.11or2.626.316.386.008.38ab21.8425.8426.8127.3424.62an31.6028.2122.9328.4824.95ne2.70di21.1913.9116.7915.2118.05hy16.3914.794.807.93o

35、l5.255.697.8813.23mt2.893.814.493.293.50il1.131.461.183.113.53ap0.230.440.940.761.06典型島弧典型島弧島弧橄欖安粗玄武巖堿性堿性玄武巖q2.11o 對于玄武質(zhì)巖石，SiO2的過飽和、飽和、不飽和是產(chǎn)生不同的巖漿巖組合之間序列性差異的最主要原因。(Cross, Iddings, Pirsson and Wshington 1903年提出的標(biāo)準(zhǔn)礦物計算法CIPW)SiO2過飽和, 石英 + 紫蘇輝石 SiO2飽和, 橄欖石 + 紫蘇輝石SiO2不飽和, 石榴石 + 霞石 / 白榴石 對于玄武質(zhì)巖石，SiO2的過飽和、

36、飽和、不飽和是產(chǎn)生（四）細(xì)碧巖角斑巖系列 產(chǎn)于島弧大陸邊緣優(yōu)地槽中，它是地槽發(fā)展早期海底火山作用的產(chǎn)物，在地槽堆積剖面中居于下部地層。該系列由高鈉質(zhì)的海底噴發(fā)熔巖、凝灰?guī)r和火山沉積巖等巖石組成。火山熔巖主要有細(xì)碧巖、角斑巖、石英角斑巖、鈉長輝綠巖和鈉長斑巖等，以細(xì)碧巖占主導(dǎo)地位，其次為角斑巖、石英角斑巖。 細(xì)碧巖與SiO2相當(dāng)?shù)膸r石相比：Na2O高，而MgO、CaO低。（四）細(xì)碧巖角斑巖系列 細(xì)碧巖：巖石為淺綠色、具斑狀結(jié)構(gòu)或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，杏仁狀構(gòu)造，并常具枕狀構(gòu)造。以鈉質(zhì)斜長石為主要淺色礦物的基性火山巖。 主要礦物為鈉長石或鈉更長石，普通輝石或透輝石及其變化產(chǎn)物如陽起石、綠泥石、綠簾石、赤鐵礦

37、等，斑晶為富鈉的斜長石和輝石，輝石一般都被陽起石、綠泥石、綠簾石等交代。細(xì)碧巖常與石英角斑巖共生，組成海底噴發(fā)的火山巖系，稱為細(xì)碧巖-石英角斑巖系。 有關(guān)成因，認(rèn)為是水下火山噴發(fā)環(huán)境中的產(chǎn)物。目前一般認(rèn)為是洋中脊的海底玄武巖與熱的海水相交換交代作用形成的富鈉質(zhì)基性噴出巖，Na2O4。 細(xì)碧巖：巖石為淺綠色、具斑狀結(jié)構(gòu)或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，細(xì) 碧 巖單偏光 d=3.6mm由長柱狀鈉長石組成格架間隙中充填綠簾石及綠泥石細(xì) 碧 巖(五）阿爾卑斯型超鎂鐵巖體和蛇綠巖套 它是島弧大陸邊緣造山帶的巖漿活動產(chǎn)物，常與玄武巖、細(xì)碧巖、輝綠巖、深海沉積物緊密伴生，構(gòu)成所謂“蛇綠巖套” 。 分布特征：沿著褶皺帶呈透鏡狀、

38、似層狀或不規(guī)則狀，與區(qū)域構(gòu)造線一致，巖體成群成帶分布。因在阿爾卑斯山首先研究之，故稱阿爾卑斯型。 巖性組合特征：純橄欖巖、斜方輝石橄欖巖和單斜輝石巖。巖石蛇紋石化強烈。 m / f 7 礦產(chǎn)：產(chǎn)鉻鐵礦(五）阿爾卑斯型超鎂鐵巖體和蛇綠巖套蛇綠巖套完整剖面（由上而下）： （4）深海沉積，以放射蟲硅質(zhì)巖最為典型 （3）枕狀玄武巖 （2）輝長巖侵入體，有的為輝綠巖墻群 （1）底部橄欖巖，以斜輝輝橄巖為主蛇綠巖套完整剖面（由上而下）：（六）阿拉斯加型超鎂鐵巖體 分布特征：主要分布在阿拉斯加?xùn)|南部和蘇聯(lián)烏拉爾等地，產(chǎn)于造山帶，呈同心圓柱狀。 巖性組合特征：超鎂鐵巖位于中央部分，向外逐漸過渡為輝長巖和斜長花

39、崗巖。 與阿爾卑斯型超鎂鐵巖體及層狀型超基性巖基性巖侵入體的不同在于：它所含的單斜輝石中鈣含量更高，不含斜方輝石或斜長石，而含普通角閃石，并含較多的鉻鐵礦和磁鐵礦。（六）阿拉斯加型超鎂鐵巖體（七）花崗質(zhì)巖體 是大陸地殼的主要組成部分之一，在現(xiàn)代島弧和大陸邊緣造山帶中廣泛分布。 1、造山帶花崗質(zhì)巖體的地質(zhì)特征 根據(jù)生成時的大地構(gòu)造環(huán)境可分為：一類是造山運動時期形成的花崗巖。另一類是造山運動后侵入的花崗巖，是造山帶進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展階段時產(chǎn)生的，主要受區(qū)域斷裂控制，呈帶狀延伸。 2、花崗巖與源巖物質(zhì) Chappell和 White(1974)將造山帶花崗巖分為I型和S型花崗巖。I型花崗巖的源巖是直接由地

40、幔派生的下部地殼物質(zhì)。S型花崗巖的源巖是至少曾經(jīng)在地表經(jīng)歷過一個風(fēng)化旋回的物質(zhì)，在沉積巖的形成過程中，鋁富集在沉積堆積物中。S型花崗巖總是鋁過飽和的。（七）花崗質(zhì)巖體類型I型花崗巖S型花崗巖巖漿起源原巖物質(zhì)為未經(jīng)風(fēng)化作用的火成巖殼層沉積物質(zhì)為原巖Na2O一般3.2%,較富鐵鎂的類型中2.2%一般3.2%,較富鐵鎂的類型中2.2%K/(Na+K)較低較高CaO較高較低A/CNK1.1鋁過飽和礦物組合輝石、角閃石、含磁鐵礦堇青石、石榴石、紅柱石、白云母、黑云母、石英、含鈦鐵礦Fe3+/(Fe3+Fe2+)較高較低標(biāo)準(zhǔn)礦物分子透輝石，剛玉1%(87Sr/86Sr)010 I型花崗巖與S型花崗巖主要區(qū)

41、別（懷特、查佩爾，1974）類型I型花崗巖S型花崗巖巖漿起源原巖物質(zhì)為未經(jīng)風(fēng)化作用的火成3、花崗巖與板塊構(gòu)造皮切爾(W.S. Pitcher)將花崗巖分為:M 型（幔源型）：規(guī)模不大的大洋島嶼斜長花崗巖。型（科迪勒拉型）：在活動大陸板塊邊緣和島弧產(chǎn)出的，規(guī)模較大的輝長巖-石英閃長巖-英云閃長巖組合。 型（加里東型）：以花崗閃長巖和花崗巖為代表，為造山作用隆起后生成；S型：主要為過鋁質(zhì)組合，形成于大陸碰撞帶或克拉通之上的韌性剪切帶；A型（堿性花崗巖）：形成于克拉通隆起帶和裂谷帶。3、花崗巖與板塊構(gòu)造 對于花崗巖類（SiO2均過飽和），Al2O3Na2O + K2O(堿)關(guān)系是巖石類型和巖漿系列劃

42、分的主要原則。 A/CNK = Al2O3/(CaO + Na2O + K2O) A/NK = Al2O3/(Na2O + K2O)鋁過飽和巖石，A/CNK 1 鈣堿性巖石，A/CNK 1堿過飽和巖石，A/CNK 1, A/NK 10，大陸拉斑玄武巖為1.1-3.5)。2、堿性橄欖玄武巖中常見二輝橄欖巖類和輝石類包體，前者來自地幔的捕獲體，后者為玄武巖漿早期結(jié)晶堆積物。大陸的拉斑玄武巖和堿性橄欖玄武巖的特征：拉斑玄武巖堿性橄欖玄武巖斑晶斜長石：拉長石培長石橄欖石：無或少量，具有輝石的反應(yīng)邊普通輝石：貧鈦和低鈣古銅輝石、紫蘇輝石斜長石：拉長石中長石橄欖石：少量或豐富，無輝石的反應(yīng)邊普通輝石：富鈣

43、、鋁、鈦，有砂鐘構(gòu)造，有環(huán)帶構(gòu)造不含紫蘇輝石基質(zhì)培長石拉長石普通輝石、易變輝石無橄欖石填隙物：富SiO2的酸性玻璃、石英或石英和正長石構(gòu)成的文象狀交生體拉長石更長石普通輝石、鈦普通輝石可含橄欖石填隙物：鈉質(zhì)或鉀質(zhì)玄武玻璃、堿性長石、沸石和霞石，不含石英拉斑玄武巖與堿性橄欖玄武巖的礦物特征對比拉斑玄武巖堿性橄欖玄武巖斑晶斜長石：拉長石培長石斜長石：拉大陸島弧大洋島大洋脊SiO2飽和弱飽和弱飽和弱飽和TiO21.5-3.20.54-0.991.8-3.630.75-2.23FeO*/MgO1.1-3.51.31-3.360.71-1.910.7-2.20K/Na0.1-0.70.1-0.30.05

44、K/Rb120-500500-1000400-500500-2000Rb/Sr0.015-0.400.280.01-0.12U/K1040.38-3.200.3-1.00.75Th/K1041.80-7.502.18-2.801.5087Sr/86Sr初始值0.705770.704370.703860.70280Sr (ppm)100-400250-800100-200Ba (ppm)150-7501505-25Rb (ppm)20-42,8-751.14-12.9U (ppm)0.2-1.90.20.10-0.15Th (ppm)0.53-5.400.70.18-0.21各類拉斑玄武巖化學(xué)組成特征對比據(jù)Carmichael等（1974）和都城（1974）及其它資料綜合大陸島弧大洋島大洋脊SiO2TiO21.5-3.20.54- 在穩(wěn)定的大陸地區(qū)的裂谷或斷裂帶上，發(fā)育著富含鉀長石的偏堿性花崗巖，通常出現(xiàn)在早期被抬升地前寒武紀(jì)結(jié)晶基底上，也出現(xiàn)于造山帶構(gòu)造巖漿演化的末期非造山環(huán)境中。Wones（1979）根據(jù)這類花崗巖的“非造山”、“堿性”、“無水”的特征，稱其為A型花