岩浆岩成因导论课件第四章 不同构造环境的岩浆岩组合成生

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1、第四章第四章 不同构造环境的不同构造环境的岩浆岩共生组合岩浆岩共生组合 2020世纪世纪6060年代,随着年代,随着板块学说板块学说的建立,岩浆的建立,岩浆成因和岩浆岩成分变化规律被赋予了全新的地质成因和岩浆岩成分变化规律被赋予了全新的地质构造含义。不同岩浆岩构造含义。不同岩浆岩岩石系列与全球构造岩石系列与全球构造的关的关系,也即系,也即岩浆岩组合在不同地区重复出现,成分岩浆岩组合在不同地区重复出现,成分变化和分布规律与构造背景的关系变化和分布规律与构造背景的关系引起了地学界引起了地学界的广泛重视。的广泛重视。目前,人们已识别出地球上有三种主要的岩目前,人们已识别出地球上有三种主要的岩浆系列。

2、即拉斑玄武质、钙碱质及碱质系列,每浆系列。即拉斑玄武质、钙碱质及碱质系列,每个系列都由侵入地壳中或喷出于其上的一组紧密个系列都由侵入地壳中或喷出于其上的一组紧密相关的岩浆岩组合组成。当用相关的岩浆岩组合组成。当用板块构造理论考虑板块构造理论考虑问题时问题时,人们进一步认识到这三种岩浆系列以及,人们进一步认识到这三种岩浆系列以及岩浆岩的共生组合有着完全不同的分布特点。岩浆岩的共生组合有着完全不同的分布特点。2020世纪世纪 8080年代以来,把岩浆岩岩石学年代以来,把岩浆岩岩石学与大地构造学密切结合的研究有了更大的与大地构造学密切结合的研究有了更大的发展,人们系统地总结了不同的岩浆系列发展,人们

3、系统地总结了不同的岩浆系列以及板内,边缘盆地,岛孤等各种构造环以及板内,边缘盆地,岛孤等各种构造环境的岩浆作用、岩浆岩组合以及岩浆成因境的岩浆作用、岩浆岩组合以及岩浆成因机制,从而使得机制,从而使得岩浆岩大地构造学岩浆岩大地构造学作为一作为一门新的地质学科日趋完善。门新的地质学科日趋完善。当今科学发展的一个重要特点是各学科的当今科学发展的一个重要特点是各学科的相互渗透交叉、地质学中的板块构造学、岩石相互渗透交叉、地质学中的板块构造学、岩石学与地球化学的发展,以及分析手段、分析精学与地球化学的发展,以及分析手段、分析精度的提高,使总结岩石学特征与大地构造环境度的提高,使总结岩石学特征与大地构造环

4、境关系方面的论文如雨后春笋般地涌现出来。正关系方面的论文如雨后春笋般地涌现出来。正如已故张文佑教授在如已故张文佑教授在岩石学研究岩石学研究的发刊词的发刊词19811981中所说,由于学科相互渗透和边缘学科的中所说,由于学科相互渗透和边缘学科的不断涌现,一个新的分支学科不断涌现,一个新的分支学科-岩石大地构造岩石大地构造学学正在形成。它是介于岩石学、大地构造学和正在形成。它是介于岩石学、大地构造学和地球化学之间的一个边缘学科。地球化学之间的一个边缘学科。许多地球物理资料表明,地球表层许多地球物理资料表明,地球表层(包括地壳在内的整个岩石圈)由一些厚(包括地壳在内的整个岩石圈)由一些厚505015

5、0Km150Km的刚性块体板块(的刚性块体板块(PlatePlate)结)结合而成,这些板块依附着于塑性较大的软合而成,这些板块依附着于塑性较大的软流圈之上。由于地幔对流和地幔物质从洋流圈之上。由于地幔对流和地幔物质从洋中脊涌出所形成的新洋壳向两侧扩张,就中脊涌出所形成的新洋壳向两侧扩张,就引起板块的运动,产生大洋板块和大洋板引起板块的运动,产生大洋板块和大洋板块、大洋板块和大陆板块以及大陆板块和块、大洋板块和大陆板块以及大陆板块和大陆板块之间的相互作用。各板块内部是大陆板块之间的相互作用。各板块内部是相对稳定的区域,岩浆活动不如板块边缘相对稳定的区域,岩浆活动不如板块边缘地带强烈。地带强烈。

6、卡迈克尔(卡迈克尔(I.S.E.CarmichaelI.S.E.Carmichael)根据板块学说,)根据板块学说,从全球构造观点出发,对火成岩组合进行了详细的从全球构造观点出发,对火成岩组合进行了详细的划分:划分:(一)大洋盆地玄武岩组合(一)大洋盆地玄武岩组合1 1、洋中脊玄武岩(深海拉斑玄武岩)、洋中脊玄武岩(深海拉斑玄武岩)2 2、大洋岛屿火山岩系列、大洋岛屿火山岩系列(二)岛弧和大陆边缘的安山岩及其共生的火山岩(二)岛弧和大陆边缘的安山岩及其共生的火山岩1 1、现代安山岩及其伴生的玄武岩和流纹岩、现代安山岩及其伴生的玄武岩和流纹岩2 2、地槽火山岩、地槽火山岩 即细碧岩角斑岩即细碧岩

7、角斑岩(三)大陆拉斑玄武岩区(三)大陆拉斑玄武岩区1 1、溢流拉斑玄武岩及其相当的侵入岩、溢流拉斑玄武岩及其相当的侵入岩2 2、分异的拉斑玄武岩床、分异的拉斑玄武岩床3 3、辉绿岩岩墙群、辉绿岩岩墙群4 4、拉斑玄武岩与碱性玄武岩混合的岩区、拉斑玄武岩与碱性玄武岩混合的岩区5 5、层状基性侵入体、层状基性侵入体(四)大陆深源的镁铁质岩浆(四)大陆深源的镁铁质岩浆1 1、大陆碱性玄武岩和霞石岩岩浆系列、大陆碱性玄武岩和霞石岩岩浆系列2 2、煌斑岩、煌斑岩3 3、成分极端的火山岩系列、成分极端的火山岩系列超钾质岩浆系列超钾质岩浆系列碳酸碳酸岩岩金伯利岩金伯利岩(五)大陆深成岩区的岩石(五)大陆深成

8、岩区的岩石1 1、花岗质杂岩、花岗质杂岩2 2、前寒武纪斜长岩体、前寒武纪斜长岩体3 3、造山带超镁铁质岩、造山带超镁铁质岩同心环状超镁铁质杂岩同心环状超镁铁质杂岩阿阿尔卑斯型超镁铁岩尔卑斯型超镁铁岩一、大洋盆地的岩浆岩共生组合一、大洋盆地的岩浆岩共生组合 大洋盆地构成了地球表面积的大洋盆地构成了地球表面积的2/3以以上,其底部在沉积层之下广泛覆盖着大上,其底部在沉积层之下广泛覆盖着大洋拉斑玄武岩,这些火山岩主要产生于洋拉斑玄武岩,这些火山岩主要产生于大洋脊,一些大洋岛和海山火山岩则是大洋脊,一些大洋岛和海山火山岩则是地幔热缕的活动产物。地幔热缕的活动产物。洋中脊的地貌特征洋中脊的地貌特征 大

9、洋脊是不断增生新洋壳的地方,大大洋脊是不断增生新洋壳的地方,大洋岩石圈沿大洋脊向两侧扩张,其下方洋岩石圈沿大洋脊向两侧扩张,其下方处于塑性状态的上地幔物质随之逐渐上处于塑性状态的上地幔物质随之逐渐上升。至一定高度时,地幔物质即发生部升。至一定高度时,地幔物质即发生部分熔融而生成拉斑玄武岩浆,于大洋脊分熔融而生成拉斑玄武岩浆,于大洋脊上方形成新的玄武质洋壳,新产生的洋上方形成新的玄武质洋壳,新产生的洋壳在拉张应力作用下又不断地向两侧运壳在拉张应力作用下又不断地向两侧运动。整个大洋壳主要由这种拉斑玄武岩动。整个大洋壳主要由这种拉斑玄武岩组成。组成。洋中脊的岩浆活动示意图洋中脊的岩浆活动示意图洋中脊

10、的扩张是主动还是被动洋中脊的扩张是主动还是被动?洋中脊的结构典型的洋壳结构典型的洋壳结构这个洋壳结构与蛇这个洋壳结构与蛇绿岩套相同吗绿岩套相同吗?Oceanic Crust and Upper Mantle Structure Typical OphioliteLayer 1 A thin layer of pelagic sediment Oceanic Crust and Upper Mantle Structure Layer 2 is basaltic Subdivided into two sub-layers Oceanic Crust and Upper Mantle Struc

11、ture Layer 3 more complex and controversialBelieved to be mostly gabbros,crystallized from a shallow axial magma chamber(feeds the dikes and basalts)Oceanic Crust and Upper Mantle Structure Layer 4=ultramafic rocks1、大洋脊火山岩组合、大洋脊火山岩组合 除表层的沉积物外,大洋脊的岩除表层的沉积物外,大洋脊的岩石自上而下有:枕状构造的拉斑玄武石自上而下有:枕状构造的拉斑玄武岩、粒玄岩、

12、辉长岩、绿片岩相角岩、粒玄岩、辉长岩、绿片岩相角闪岩相的基性变质岩、超镁铁岩类,闪岩相的基性变质岩、超镁铁岩类,大洋底的岩石类型是拉斑玄武岩,大大洋底的岩石类型是拉斑玄武岩,大多属于橄榄拉斑玄武岩。多属于橄榄拉斑玄武岩。大洋中脊的侵入岩组合,主要岩石为辉长岩和大洋中脊的侵入岩组合,主要岩石为辉长岩和橄榄岩。辉长岩有两类,一类是早期结晶分异形成橄榄岩。辉长岩有两类,一类是早期结晶分异形成的堆晶岩;另一类是由强烈分异后残余熔体形成的的堆晶岩;另一类是由强烈分异后残余熔体形成的辉长岩。橄榄岩也有两类,一类是地幔岩部分熔融辉长岩。橄榄岩也有两类,一类是地幔岩部分熔融后残留下的;另一类是结晶分异作用的产

13、物。后残留下的;另一类是结晶分异作用的产物。大洋中脊下部的温度和地热梯度表明,洋脊拉大洋中脊下部的温度和地热梯度表明,洋脊拉斑玄武岩浆是在小于斑玄武岩浆是在小于30 km30 km深度内,由部分亏损地深度内,由部分亏损地幔橄榄岩经幔橄榄岩经202030%30%的部分熔融产生的。当岩浆的部分熔融产生的。当岩浆喷出至大洋壳表层时形成枕状构造的熔岩,于地下喷出至大洋壳表层时形成枕状构造的熔岩,于地下形成粒玄岩和辉长岩。产于辉长岩下部或洋脊裂谷形成粒玄岩和辉长岩。产于辉长岩下部或洋脊裂谷壁的蛇纹石化橄榄岩可能是玄武岩浆的分异产物,壁的蛇纹石化橄榄岩可能是玄武岩浆的分异产物,也可能是部分熔融的残余固相。

14、也可能是部分熔融的残余固相。SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OH2O-H2O+P2O5总计149.731.5815.491.398.420.178.5110.762.740.170.180.560.1499.84250.311.3016.641.457.510.177.3811.252.940.170.120.460.1399.83350.892.7913.222.039.120.148.0210.562.170.430.110.270.27100.02450.030.8415.712.928.830.277.3511.951.470.240.0999.

15、70553.810.9517.792.446.600.195.878.792.760.620.19100.011-1-含橄榄石斑晶的普通深海拉斑玄武岩平均成分含橄榄石斑晶的普通深海拉斑玄武岩平均成分 2 2含斜长石斑晶的普通深海拉斑玄武岩平均成含斜长石斑晶的普通深海拉斑玄武岩平均成分分 3 3夏威夷拉斑玄武岩平均成分夏威夷拉斑玄武岩平均成分 4 4日本伊豆箱根地区无斑拉斑玄武岩平均成分日本伊豆箱根地区无斑拉斑玄武岩平均成分 5 5日本伊日本伊豆箱根地区无斑钙碱性系列早期火山岩的平均成分豆箱根地区无斑钙碱性系列早期火山岩的平均成分大洋脊、夏威夷及弧状列岛的玄武岩大洋脊、夏威夷及弧状列岛的玄武岩大

16、洋拉斑玄武岩的特征:大洋拉斑玄武岩的特征:1、斑晶或为橄榄石或为斜长石,或两者兼而有之。基质、斑晶或为橄榄石或为斜长石,或两者兼而有之。基质矿物是橄榄石、斜长石、单斜辉石和铁矿物,常含有玻璃质及矿物是橄榄石、斜长石、单斜辉石和铁矿物,常含有玻璃质及结晶的矿物雏晶。结晶的矿物雏晶。2 2、镁铁比值低,、镁铁比值低,FeOFeO*/MgO/MgO=0.7-2.2=0.7-2.2,FeFe2 2O O3 3/FeO0.4/FeO0.4,而,而CaOCaO含量高含量高,高钛高钛(TiO2为为0.72.3%),P2O5含量低含量低(0.25%)3 3、K K2 2O O含量低(含量低(0.40.4),但

17、),但NaNa2 2O O含量较高,仍属于高碱含量较高,仍属于高碱拉斑玄武岩拉斑玄武岩 4 4、以相对高的以相对高的Al2O3和和Cr含量,以及大离子亲石元素含量,以及大离子亲石元素(LIL),如,如Rb、Cs、Sr、Ba、Zr、U、Th低和轻稀土亏损或平低和轻稀土亏损或平坦型稀土模式区别于大陆和岛弧拉斑玄武岩。坦型稀土模式区别于大陆和岛弧拉斑玄武岩。而而K/RbK/Rb比值高比值高(50050020002000)5 5、Rb/SrRb/Sr、ThTh/U/U比值低,而且(比值低,而且(8787Sr/Sr/8686SrSr)0 0也很低也很低(0.7029-0.7035)0.7029-0.70

18、35)。洋中脊稀土元素配分模式图洋中脊稀土元素配分模式图 大洋拉斑玄武岩具有较低的大洋拉斑玄武岩具有较低的FeOFeO*/MgO/MgO比值,系部分熔融程度高所致,当上地比值,系部分熔融程度高所致,当上地幔橄榄岩发生部分熔融时,幔橄榄岩发生部分熔融时,K K、RbRb、SrSr、BaBa以及稀土元素等易首先进入熔体相,以及稀土元素等易首先进入熔体相,而且而且RbRb比比K K、SrSr更易被融入熔体相。经历更易被融入熔体相。经历了多次熔融旋回的地幔橄榄岩的了多次熔融旋回的地幔橄榄岩的K/RbK/Rb比比值愈来愈高,而值愈来愈高,而Rb/SrRb/Sr比值愈来愈低,因比值愈来愈低,因此较晚地质时

19、期,由此较晚地质时期,由亏损上地幔橄榄岩亏损上地幔橄榄岩部分熔融生成的拉斑玄武岩,部分熔融生成的拉斑玄武岩,具有高的具有高的K/RbK/Rb比值和低的比值和低的8787Sr/Sr/8686SrSr。洋中脊岩石的特征洋中脊岩石的特征2 2、大洋岛屿火山岩组合、大洋岛屿火山岩组合 大洋岛屿火山岩岩石类型繁多,不同岛屿大洋岛屿火山岩岩石类型繁多,不同岛屿形成不同的岩石系列,形成不同的岩石系列,Carmichael等等1974曾划曾划分出以下岩石系列:分出以下岩石系列:霞石岩响岩系列霞石岩响岩系列 碧玄岩碱性玄武岩响岩系列碧玄岩碱性玄武岩响岩系列 碱性玄武岩粗面岩(响岩)系列碱性玄武岩粗面岩(响岩)系

20、列 钾质碱性玄武岩粗面岩(响岩)系列钾质碱性玄武岩粗面岩(响岩)系列 橄榄拉斑玄武岩石英粗面岩(流纹岩)橄榄拉斑玄武岩石英粗面岩(流纹岩)系列系列 拉斑玄武岩低铝安山岩石英粗面岩拉斑玄武岩低铝安山岩石英粗面岩(响岩)系列(响岩)系列 大洋岛火山岩组合共同特征:大洋岛火山岩组合共同特征:(1)大洋岛屿和海山多由碱性系列的火山岩)大洋岛屿和海山多由碱性系列的火山岩组成,组成,碱性橄榄玄武岩碱性橄榄玄武岩占主导地位,伴生粗面占主导地位,伴生粗面岩和响岩。火山岩的成分随喷发时代而变化。岩和响岩。火山岩的成分随喷发时代而变化。如夏威夷群岛最初为拉斑玄武质火山喷发,晚如夏威夷群岛最初为拉斑玄武质火山喷发,

21、晚期为碱性玄武岩,年代越轻,出露位置越高的期为碱性玄武岩,年代越轻,出露位置越高的熔岩流中,碱性熔岩比例越大,碱性越强,出熔岩流中,碱性熔岩比例越大,碱性越强,出现碧玄岩、霞石岩等现碧玄岩、霞石岩等SiO2强烈不饱和的火山岩。强烈不饱和的火山岩。大洋岛屿的火山岩都是年轻的,有的至今仍在大洋岛屿的火山岩都是年轻的,有的至今仍在喷发。喷发。(2)碱性橄榄玄武岩含标准矿物霞石,含大量实际)碱性橄榄玄武岩含标准矿物霞石,含大量实际矿物橄榄石,呈斑晶和基质产出,辉石为含钛的普通矿物橄榄石,呈斑晶和基质产出,辉石为含钛的普通辉石。拉斑玄武岩有两种辉石,一种为钙质的透辉石,辉石。拉斑玄武岩有两种辉石,一种为

22、钙质的透辉石,另一种是贫钙的紫苏辉石或易变辉石,橄榄石只呈斑另一种是贫钙的紫苏辉石或易变辉石,橄榄石只呈斑晶出现。晶出现。(3)K/Rb 比值为比值为500,87Sr/86Sr初始比值具有较宽初始比值具有较宽的变化范围的变化范围0.702-0.706,稀土元素模式为具有富轻稀,稀土元素模式为具有富轻稀土贫重稀土的特征。土贫重稀土的特征。(4)与大洋拉斑玄武岩相比,稍富)与大洋拉斑玄武岩相比,稍富K2O,较贫,较贫Na2O (5)大洋岛屿的母岩浆是地幔岩石部分和完全熔融)大洋岛屿的母岩浆是地幔岩石部分和完全熔融产生的玄武岩浆,经结晶分异作用产生不同类型的岩产生的玄武岩浆,经结晶分异作用产生不同类

23、型的岩石组合。石组合。在大洋深海平原上形成的火山岛屿(如在大洋深海平原上形成的火山岛屿(如夏威夷群岛)和无数海山,是大洋盆地内部夏威夷群岛)和无数海山,是大洋盆地内部的岩浆活动的产物,与大洋中脊相比,大洋的岩浆活动的产物,与大洋中脊相比,大洋盆地内的岩浆活动规模要小得多。盆地内的岩浆活动规模要小得多。夏威夷群岛火山链是大洋岛火山岩的典夏威夷群岛火山链是大洋岛火山岩的典型代表,火山链由北西向排列的一系列火山型代表,火山链由北西向排列的一系列火山岛组成。岛组成。夏威夷群岛位于北太平洋上,总面积为夏威夷群岛位于北太平洋上,总面积为6.4256.425平方英里,人口平方英里,人口数约为数约为11011

24、0万人,首府位于欧胡岛上的檀香山万人,首府位于欧胡岛上的檀香山 (honoluluhonolulu)。夏威)。夏威夷属于海岛型气候,终年有季风调节,每年温度约在摄氏夷属于海岛型气候,终年有季风调节,每年温度约在摄氏2626度至度至3131度。整个夏威夷群岛均是火山爆发而形成的大大小小岛屿,主要的度。整个夏威夷群岛均是火山爆发而形成的大大小小岛屿,主要的八个岛屿分别是:欧胡岛八个岛屿分别是:欧胡岛 (oahuoahu)、茂宜岛)、茂宜岛 (mauimaui)、大岛)、大岛 (big islandbig island)、可爱岛()、可爱岛(kauaikauai)、莫洛凯岛)、莫洛凯岛 (molok

25、aimolokai)、拉)、拉纳岛纳岛 (lanailanai)、)、尼豪岛尼豪岛 (niihauniihau)及卡霍奥拉韦岛)及卡霍奥拉韦岛 (kahoolawekahoolawe)。)。夏威夷群岛是群岛夏威夷群岛是群岛中最大的岛屿,岛中最大的岛屿,岛上的基拉韦厄和冒上的基拉韦厄和冒纳罗亚火山都是世纳罗亚火山都是世界上活动力旺盛的界上活动力旺盛的火山。火山。3.9-3.8Ma2.5-2.2Ma2.9-2.7Ma1.5-1.3Ma1.8Ma0.8-0.4Ma1.16Ma0.06Ma主要的岩石系列如下:主要的岩石系列如下:(一)拉斑玄武岩系列(一)拉斑玄武岩系列(THTH)和钙碱性系列)和钙碱性

26、系列(CACA)的火山岩)的火山岩 (二)橄榄安粗岩系列(二)橄榄安粗岩系列 (三)碱性橄榄玄武岩系列(三)碱性橄榄玄武岩系列 (四)细碧岩角斑岩系列(四)细碧岩角斑岩系列 (五)阿尔卑斯型超镁铁质岩体和蛇绿岩套(五)阿尔卑斯型超镁铁质岩体和蛇绿岩套 (六)阿拉斯加型环状超镁铁质岩体(六)阿拉斯加型环状超镁铁质岩体 (七)花岗质岩体(七)花岗质岩体 东太平洋俯冲带及海沟东太平洋俯冲带及海沟-山弧系山弧系俯冲带的热结构俯冲带的热结构俯冲洋壳的脱水俯冲洋壳的脱水和部分熔融和部分熔融岛弧岩浆活动的时空变化岛弧岩浆活动的时空变化岛弧岩浆活动的时空变化岛弧岩浆活动的时空变化(一)拉斑玄武岩系列(一)拉斑

27、玄武岩系列(TH)和钙碱性系列()和钙碱性系列(CA)(1)拉斑玄武岩系列(拉斑玄武岩系列(THTH)本系列包括大量基性(岛弧拉斑玄武岩)、少量中本系列包括大量基性(岛弧拉斑玄武岩)、少量中性岩(冰岛岩,富性岩(冰岛岩,富Fe,Fe,低低K,K,低低AlAl)和更少量的酸性岩)和更少量的酸性岩(铁质英安岩、流纹岩)。(铁质英安岩、流纹岩)。化学成分化学成分:SiOSiO2 2:48-63%48-63%;低钾:;低钾:K K2 2O1%O1%;TiOTiO2 2含量含量低,低,NaNa2 2O/KO/K2 2O O高达高达5-40%5-40%,RbRb、SrSr、BaBa、ThTh、U U、等离

28、、等离子亲石元素含量很低(子亲石元素含量很低(Rb=1-30ppmRb=1-30ppm、Sr=100-300ppmSr=100-300ppm,Ba=10-100ppmBa=10-100ppm)矿物成分矿物成分:主要暗色矿物:主要暗色矿物:辉石辉石、含少量或不含橄、含少量或不含橄榄石,基本不含角闪石、黑云母。浅色矿物:榄石,基本不含角闪石、黑云母。浅色矿物:斜长石斜长石(斑晶为钙长石(斑晶为钙长石-培长石、基质为拉长石)培长石、基质为拉长石)拉斑玄武岩含少量或不含橄榄石,形成于拉斑玄武岩含少量或不含橄榄石,形成于拉张和弱拉张和弱挤压应力挤压应力状态下,其分布极广,按形成环境不同分为:状态下,其分

29、布极广,按形成环境不同分为:1 1)大洋中脊拉斑玄武岩)大洋中脊拉斑玄武岩 2 2)岛弧拉斑玄武岩)岛弧拉斑玄武岩 3 3)大洋)大洋岛拉斑玄武岩岛拉斑玄武岩 4 4)大陆(裂谷)拉斑玄武岩)大陆(裂谷)拉斑玄武岩(2)钙碱性系列(钙碱性系列(CACA)通常称为正常系列,喷出岩以安山岩为主,侵入通常称为正常系列,喷出岩以安山岩为主,侵入岩以花岗闪长岩为主,本系列包括高铝玄武岩岩以花岗闪长岩为主,本系列包括高铝玄武岩(SiOSiO2 253%68%68%),其中以安山岩最常见,其次),其中以安山岩最常见,其次是英安岩、流纹岩、橄榄安粗岩。是英安岩、流纹岩、橄榄安粗岩。化学成分化学成分:SiOSi

30、O2 2弱饱和、弱饱和、K K2 2O O、TiOTiO2 2及大离子亲石及大离子亲石元素含量均较拉斑玄武岩系列高。如:元素含量均较拉斑玄武岩系列高。如:RbRb:10-10-90ppm90ppm;SrSr、BaBa含量为含量为200-400200-400ppmppm。AlAl2 2O O3 3含量高,在含量高,在安山岩安山岩 为为16-18%16-18%,轻稀土元素富集,轻稀土元素富集LREELREE升高。升高。矿物成分矿物成分:普遍含有普遍含有角闪石和黑云母角闪石和黑云母本系列火山岩可与辉长岩本系列火山岩可与辉长岩-闪长岩闪长岩-花岗闪长岩花岗闪长岩-花花岗岩等深成岩相伴生。岗岩等深成岩相

31、伴生。其形成环境为陆缘或岛弧区板块俯冲带及碰撞带,其形成环境为陆缘或岛弧区板块俯冲带及碰撞带,挤压应力挤压应力为主的地区,为岛弧的标志性岩石,对恢为主的地区,为岛弧的标志性岩石,对恢复古构造环境(古岛弧)很有意义。复古构造环境(古岛弧)很有意义。岛弧拉斑玄武岩与钙碱性系列火山岩的特征:岛弧拉斑玄武岩与钙碱性系列火山岩的特征:1 1、钙碱性系列的玄武岩和安山岩以高铝为特征,、钙碱性系列的玄武岩和安山岩以高铝为特征,TiOTiO2含含量低,量低,K K2 2O O要高些。要高些。2 2、岛弧拉斑玄武岩属于贫、岛弧拉斑玄武岩属于贫K K2 2O O的低钾拉斑玄武岩,与大洋的低钾拉斑玄武岩,与大洋拉斑

32、玄武岩和大洋岛拉斑玄武岩相似,但它又是贫拉斑玄武岩和大洋岛拉斑玄武岩相似,但它又是贫NaNa2 2O O的低碱的低碱拉斑玄武岩,这一点则与大洋岛拉斑玄武岩接近。拉斑玄武岩,这一点则与大洋岛拉斑玄武岩接近。贫贫TiOTiO2是是岛弧拉斑玄武岩的重要特征。岛弧拉斑玄武岩的重要特征。3 3、岛弧拉斑玄武岩、岛弧拉斑玄武岩K/RbK/Rb比值为比值为500-1000500-1000,介于大洋拉斑,介于大洋拉斑玄武岩(玄武岩(500-2000500-2000)与大洋岛玄武岩()与大洋岛玄武岩(500500)之间。)之间。(8787Sr/Sr/8686SrSr)0 0为为0.703-0.7050.703-

33、0.705,接近于大洋岛拉斑玄武岩,稀,接近于大洋岛拉斑玄武岩,稀土模式主要为平坦的贫轻稀土、富重稀土型,与大洋拉斑玄土模式主要为平坦的贫轻稀土、富重稀土型,与大洋拉斑玄武岩相似。钙碱性系列火山岩类的武岩相似。钙碱性系列火山岩类的K/RbK/Rb为为250250500500,富轻稀,富轻稀土,有两组(土,有两组(8787Sr/Sr/8686SrSr)0 0,一组为,一组为0.703-0.7050.703-0.705,另一组为,另一组为0.706-0.7100.706-0.710,前者主要分布于大洋侧,后者分布于大陆侧。,前者主要分布于大洋侧,后者分布于大陆侧。fO2高fO2低拉斑玄武岩系列钙碱

34、性系列(二)橄榄安粗岩系列(二)橄榄安粗岩系列 岛弧大陆边缘造山带还出现一组高钾的硅岛弧大陆边缘造山带还出现一组高钾的硅酸近饱和的橄榄安粗岩系列,常于拉斑玄武岩系酸近饱和的橄榄安粗岩系列,常于拉斑玄武岩系列和钙碱性系列火山岩密切共生,在一个造山带列和钙碱性系列火山岩密切共生,在一个造山带岩浆演化序列中,橄榄安粗岩是较年轻的。岩浆演化序列中,橄榄安粗岩是较年轻的。根据主要元素的化学组成而定义的。根据主要元素的化学组成而定义的。G.W.Morrison(1998)根据根据SiO2含量将橄榄安粗岩含量将橄榄安粗岩的岩石类型分为:的岩石类型分为:SiO263%的英安岩。该系列中玄武岩和玄的英安岩。该系

35、列中玄武岩和玄武安山岩占优势。武安山岩占优势。特点:特点:(1 1)FeFe2 2O O3 3/FeO/FeO、AlAl2 2O O3 3、NaNa2 2O OK K2 2O O、K K2 2O O和轻离子亲石元素和轻离子亲石元素(P P、PbPb、SrSr、BaBa、RbRb、轻稀土元素)等含量高,而、轻稀土元素)等含量高,而TiOTiO2 2和和SiOSiO2 2饱和度低可区别于其他岩石组合,与拉斑玄武岩系列岩石的区饱和度低可区别于其他岩石组合,与拉斑玄武岩系列岩石的区别:别:FeFe2 2O O3 3/FeO/FeO、AlAl2 2O O3 3、NaNa2 2O OK K2 2O O、P

36、 P、RbRb、SrSr、BaBa、PbPb和轻稀和轻稀土等含量均较高,而土等含量均较高,而SiOSiO2 2饱和度、铁富集量、钙和标准紫苏辉饱和度、铁富集量、钙和标准紫苏辉石分子较低。石分子较低。(2 2)在橄榄安粗岩系列中,与)在橄榄安粗岩系列中,与K K共存的元素(共存的元素(PaPa、BaBa、SrSr、RaRa)高度富集,其数值近于碱性橄榄玄武岩的两倍,可达岛弧)高度富集,其数值近于碱性橄榄玄武岩的两倍,可达岛弧拉斑玄武岩的十倍。拉斑玄武岩的十倍。ThTh、U U、V V和和CuCu的丰度比其他组合高,的丰度比其他组合高,Y Y和和ZrZr则低,则低,CrCr、NiNi、CoCo和和

37、ScSc高于岛弧拉斑玄武岩或钙碱性系列岩石,高于岛弧拉斑玄武岩或钙碱性系列岩石,而低于碱性橄榄玄武岩。而低于碱性橄榄玄武岩。RbRb、BaBa、SrSr、PbPb、ThTh、U U、Y Y、ZrZr的含的含量随量随SiOSiO2 2的增加而增加,而的增加而增加,而CuCu、NiNi、CoCo和和CrCr则相反。稀土元素则相反。稀土元素呈现出与钙碱性和碱性橄榄玄武岩系列类似的富轻稀土元素的呈现出与钙碱性和碱性橄榄玄武岩系列类似的富轻稀土元素的模式。模式。(3)若干地区的橄榄安粗岩系列的研究表明,)若干地区的橄榄安粗岩系列的研究表明,它是一定构造环境的产物。在拉斑玄武岩系它是一定构造环境的产物。在

38、拉斑玄武岩系列钙碱性系列橄榄安粗岩系列的演进序列钙碱性系列橄榄安粗岩系列的演进序列中,橄榄安粗岩一般比其他岩石系列年轻,列中,橄榄安粗岩一般比其他岩石系列年轻,层位也高。层位也高。(4)橄榄安粗岩系列的岩浆形成与消减带的)橄榄安粗岩系列的岩浆形成与消减带的较深部位,即远离海沟。较深部位,即远离海沟。(5)橄榄安粗岩系列形成于岛弧的成熟阶段)橄榄安粗岩系列形成于岛弧的成熟阶段和相对稳定的环境,通常位于岛弧内部产生和相对稳定的环境,通常位于岛弧内部产生的断块和隆起之上。的断块和隆起之上。(三)碱性橄榄玄武岩系列(碱性橄榄玄武岩系列(A A)本系列包括:碱性橄榄玄武岩、霞石岩、粗面本系列包括:碱性橄

39、榄玄武岩、霞石岩、粗面岩、响岩、碱性流纹岩。岩、响岩、碱性流纹岩。碱性橄榄玄武岩系列的碱性玄武岩与亚碱性玄碱性橄榄玄武岩系列的碱性玄武岩与亚碱性玄武岩(包括钙碱性系列和拉斑玄武岩系列)相比:武岩(包括钙碱性系列和拉斑玄武岩系列)相比:化学成分化学成分:SiOSiO2 2不饱和,富碱质不饱和,富碱质5-7%5-7%,富钾,富钾K K2 2O O,为,为2-4%2-4%;大离子亲石元素含量高,大离子亲石元素含量高,RbRb达达75-12075-120ppmppm,SrSr、BaBa含量分别为含量分别为700-1000700-1000ppmppm;具富集型稀土元素分配型式,具富集型稀土元素分配型式,

40、LREELREE含量高。含量高。矿物成分矿物成分:斜长石以中长石常见,含碱性长石:斜长石以中长石常见,含碱性长石和似长石。和似长石。上述的岩浆岩系列的分布与板块构造密切相关,据上述的岩浆岩系列的分布与板块构造密切相关,据K.C.Condie(1982)研究它们与板块构造关系如表所示。研究它们与板块构造关系如表所示。由上表可以看出:不同系列岩浆岩由上表可以看出:不同系列岩浆岩的分布与地表和上地幔所处的构造应力的分布与地表和上地幔所处的构造应力条件有关,在拉张应力环境下以出现条件有关,在拉张应力环境下以出现THTH为特点,在挤压应力环境下则主要为为特点,在挤压应力环境下则主要为CACA,在应力作用

41、微弱的地区,如大型海洋盆在应力作用微弱的地区,如大型海洋盆地和大陆克拉通区,则常出现地和大陆克拉通区,则常出现A A或或THTH。典型岛弧典型岛弧拉斑玄武岩拉斑玄武岩典型岛弧典型岛弧钙碱性玄武岩钙碱性玄武岩岛弧橄榄安岛弧橄榄安粗玄武岩粗玄武岩碱性碱性橄榄玄武岩橄榄玄武岩碱性玄武岩碱性玄武岩SiO251.5750.5950.6248.547TiO20.81.050.832.22.5Al2O315.9116.2916.0116.315.8Fe2O32.743.664.113.13.3FeO7.045.084.558.07.9MnO0.170.170.170.170.16MgO6.738.966.2

42、46.67.1CaO11.749.59.269.910.1Na2O2.412.892.933.03.2K2O0.441.072.741.01.4P2O50.110.210.440.360.5H2O0.450.811.620.91.0不同岩石系列的玄武岩的化学成分(据不同岩石系列的玄武岩的化学成分(据MorrisonMorrison,19801980)典型岛弧典型岛弧拉斑玄武岩拉斑玄武岩典型岛弧典型岛弧钙碱性玄武岩钙碱性玄武岩岛弧橄榄安岛弧橄榄安粗玄武岩粗玄武岩碱性碱性橄榄玄武岩橄榄玄武岩碱性玄武岩碱性玄武岩q2.11or2.626.316.386.008.38ab21.8425.8426.81

43、27.3424.62an31.6028.2122.9328.4824.95ne2.70di21.1913.9116.7915.2118.05hy16.3914.794.807.93ol5.255.697.8813.23mt2.893.814.493.293.50il1.131.461.183.113.53ap0.230.440.940.761.06 对于玄武质岩石,对于玄武质岩石,SiOSiO2 2的过饱和、饱和、的过饱和、饱和、不饱和是产生不同的岩浆岩组合之间序列性差不饱和是产生不同的岩浆岩组合之间序列性差异的最主要原因。异的最主要原因。SiOSiO2 2过饱和过饱和,石英石英 +紫苏辉石紫

44、苏辉石 SiOSiO2 2饱和饱和,橄榄石橄榄石 +紫苏辉石紫苏辉石SiOSiO2 2不饱和不饱和,石榴石石榴石 +霞石霞石 /白榴石白榴石(四)细碧岩角斑岩系列(四)细碧岩角斑岩系列 产于岛弧大陆边缘优地槽中,它是地槽产于岛弧大陆边缘优地槽中,它是地槽发展早期海底火山作用的产物,在地槽堆积剖发展早期海底火山作用的产物,在地槽堆积剖面中居于下部地层。该系列由高钠质的海底喷面中居于下部地层。该系列由高钠质的海底喷发熔岩、凝灰岩和火山沉积岩等岩石组成。火发熔岩、凝灰岩和火山沉积岩等岩石组成。火山熔岩主要有细碧岩、角斑岩、石英角斑岩、山熔岩主要有细碧岩、角斑岩、石英角斑岩、钠长辉绿岩和钠长斑岩等,以

45、细碧岩占主导地钠长辉绿岩和钠长斑岩等,以细碧岩占主导地位,其次为角斑岩、石英角斑岩。位,其次为角斑岩、石英角斑岩。细碧岩与细碧岩与SiO2相当的岩石相比:相当的岩石相比:Na2O高,高,而而MgO、CaO低。低。细碧岩:细碧岩:岩石为浅绿色、具斑状结构或隐晶质结岩石为浅绿色、具斑状结构或隐晶质结构,杏仁状构造,并常具枕状构造。以钠质斜长石为主构,杏仁状构造,并常具枕状构造。以钠质斜长石为主要浅色矿物的基性火山岩。要浅色矿物的基性火山岩。主要矿物主要矿物为钠长石或钠更长石,普通辉石或透辉石及为钠长石或钠更长石,普通辉石或透辉石及其变化产物如阳起石、绿泥石、绿帘石、赤铁矿等,斑晶其变化产物如阳起石

46、、绿泥石、绿帘石、赤铁矿等,斑晶为富钠的斜长石和辉石,辉石一般都被阳起石、绿泥石、为富钠的斜长石和辉石,辉石一般都被阳起石、绿泥石、绿帘石等交代。细碧岩常与石英角斑岩共生,组成海底喷绿帘石等交代。细碧岩常与石英角斑岩共生,组成海底喷发的火山岩系,称为细碧岩发的火山岩系,称为细碧岩-石英角斑岩系。石英角斑岩系。有关成因,有关成因,认为是水下火山喷发环境中的产物。目前认为是水下火山喷发环境中的产物。目前一般认为是洋中脊的海底玄武岩与热的海水相交换交代作一般认为是洋中脊的海底玄武岩与热的海水相交换交代作用形成的富钠质基性喷出岩,用形成的富钠质基性喷出岩,NaNa2 2O O4 4。细细 碧碧 岩岩单

47、偏光单偏光 d=3.6mm由长柱状钠长石组成格架间隙中充填绿帘石及绿泥石由长柱状钠长石组成格架间隙中充填绿帘石及绿泥石(五)阿尔卑斯型超镁铁岩体和蛇绿岩套五)阿尔卑斯型超镁铁岩体和蛇绿岩套 它是岛弧大陆边缘造山带的岩浆活动产物,它是岛弧大陆边缘造山带的岩浆活动产物,常与玄武岩、细碧岩、辉绿岩、深海沉积物紧密伴常与玄武岩、细碧岩、辉绿岩、深海沉积物紧密伴生,构成所谓生,构成所谓“蛇绿岩套蛇绿岩套”。分布特征:分布特征:沿着褶皱带呈透镜状、似层状或不沿着褶皱带呈透镜状、似层状或不规则状,与区域构造线一致,岩体成群成带分布。规则状,与区域构造线一致,岩体成群成带分布。因在阿尔卑斯山首先研究之,故称因

48、在阿尔卑斯山首先研究之,故称阿尔卑斯型阿尔卑斯型。岩性组合特征:岩性组合特征:纯橄榄岩、斜方辉石橄榄岩和纯橄榄岩、斜方辉石橄榄岩和单斜辉石岩。岩石蛇纹石化强烈。单斜辉石岩。岩石蛇纹石化强烈。m/f m/f 7 7 矿产:矿产:产铬铁矿产铬铁矿(六)阿拉斯加型超镁铁岩体(六)阿拉斯加型超镁铁岩体 分布特征:分布特征:主要分布在阿拉斯加东南部和苏联主要分布在阿拉斯加东南部和苏联乌拉尔等地,产于造山带,呈同心圆柱状。乌拉尔等地,产于造山带,呈同心圆柱状。岩性组合特征:岩性组合特征:超镁铁岩位于中央部分,向外超镁铁岩位于中央部分,向外逐渐过渡为辉长岩和斜长花岗岩。逐渐过渡为辉长岩和斜长花岗岩。与阿尔卑

49、斯型超镁铁岩体及层状型超基性岩与阿尔卑斯型超镁铁岩体及层状型超基性岩基性岩侵入体的不同在于:它所含的单斜辉石中钙基性岩侵入体的不同在于:它所含的单斜辉石中钙含量更高,不含斜方辉石或斜长石,而含普通角闪含量更高,不含斜方辉石或斜长石,而含普通角闪石,并含较多的铬铁矿和磁铁矿。石,并含较多的铬铁矿和磁铁矿。(七)花岗质岩体(七)花岗质岩体 是大陆地壳的主要组成部分之一,在现代岛弧和大陆边是大陆地壳的主要组成部分之一,在现代岛弧和大陆边缘造山带中广泛分布。缘造山带中广泛分布。1、造山带花岗质岩体的地质特征、造山带花岗质岩体的地质特征 根据生成时的大地构造环境可分为:一类是造山运动时期根据生成时的大地

50、构造环境可分为:一类是造山运动时期形成的花岗岩。另一类是造山运动后侵入的花岗岩,是造山带形成的花岗岩。另一类是造山运动后侵入的花岗岩,是造山带进入稳定发展阶段时产生的,主要受区域断裂控制,呈带状延进入稳定发展阶段时产生的,主要受区域断裂控制,呈带状延伸。伸。2、花岗岩与源岩物质、花岗岩与源岩物质 Chappell和和 White(1974)将造山带花岗岩分为将造山带花岗岩分为I型和型和S型花型花岗岩。岗岩。I型花岗岩的源岩是直接由地幔派生的下部地壳物质。型花岗岩的源岩是直接由地幔派生的下部地壳物质。S型花岗岩的源岩是至少曾经在地表经历过一个风化旋回的物质,型花岗岩的源岩是至少曾经在地表经历过一

51、个风化旋回的物质,在沉积岩的形成过程中,铝富集在沉积堆积物中。在沉积岩的形成过程中,铝富集在沉积堆积物中。S型花岗岩型花岗岩总是铝过饱和的。总是铝过饱和的。类型类型I型花岗岩型花岗岩S型花岗岩型花岗岩岩浆起源岩浆起源原岩物质为未经风化作用原岩物质为未经风化作用的火成岩的火成岩壳层沉积物质为原岩壳层沉积物质为原岩一般一般3.2%,较富铁镁的类较富铁镁的类型中型中2.2%一般一般3.2%,较富铁镁的类型中较富铁镁的类型中2.2%较低较低较高较高较高较高较低较低1.1铝过饱和铝过饱和矿物组合矿物组合辉石、角闪石、含磁铁矿辉石、角闪石、含磁铁矿堇青石、石榴石、红柱石、白云堇青石、石榴石、红柱石、白云母

52、、黑云母、石英、含钛铁矿母、黑云母、石英、含钛铁矿Fe3+/(Fe3+Fe2+)较高较高较低较低标准矿物分子标准矿物分子透辉石,刚玉透辉石,刚玉1%(87Sr/86Sr)010 I型花岗岩与型花岗岩与S型花岗岩主要区别(怀特、查佩尔,型花岗岩主要区别(怀特、查佩尔,1974)3、花岗岩与板块构造、花岗岩与板块构造皮切尔皮切尔(W.S.Pitcher)将花岗岩分为将花岗岩分为:M 型(幔源型)型(幔源型):规模不大的大洋岛屿斜长花岗岩。规模不大的大洋岛屿斜长花岗岩。型(科迪勒拉型)型(科迪勒拉型):在活动大陆板块边缘和岛弧产在活动大陆板块边缘和岛弧产出的,规模较大的辉长岩出的,规模较大的辉长岩-

53、石英闪长岩石英闪长岩-英云闪长岩组合。英云闪长岩组合。型(加里东型)型(加里东型):以花岗闪长岩和花岗岩为代表,以花岗闪长岩和花岗岩为代表,为造山作用隆起后生成;为造山作用隆起后生成;S型型:主要为过铝质主要为过铝质组合,形成于大陆碰撞带或克拉组合,形成于大陆碰撞带或克拉通之上的韧性剪切带;通之上的韧性剪切带;A型型(碱性花岗岩):(碱性花岗岩):形成于克拉通隆起带和裂谷带。形成于克拉通隆起带和裂谷带。对于花岗岩类(对于花岗岩类(SiO2均过饱和),均过饱和),Al2O3Na2O+K2O(碱碱)关系是岩石类型和岩浆系列划关系是岩石类型和岩浆系列划分的主要原则。分的主要原则。铝过铝过饱和岩石饱和

54、岩石,A/CNK 1 钙碱性岩石钙碱性岩石,A/CNK 1碱碱过饱和岩石过饱和岩石,A/CNK 1,A/NK 1010,大陆拉斑玄武岩为,大陆拉斑玄武岩为1.1-3.5)1.1-3.5)。2 2、碱性橄榄玄武岩中常见二辉橄榄岩类和辉石、碱性橄榄玄武岩中常见二辉橄榄岩类和辉石类包体,前者来自地幔的捕获体,后者为玄武类包体,前者来自地幔的捕获体,后者为玄武岩浆早期结晶堆积物。岩浆早期结晶堆积物。拉斑玄武岩拉斑玄武岩碱性橄榄玄武岩碱性橄榄玄武岩斑斑晶晶斜长石:拉长石培长石斜长石:拉长石培长石橄榄石:无或少量,具有辉橄榄石:无或少量,具有辉石的反应边石的反应边普通辉石:贫钛和低钙普通辉石:贫钛和低钙古

55、铜辉石、紫苏辉石古铜辉石、紫苏辉石斜长石:拉长石中长石斜长石:拉长石中长石橄榄石:少量或丰富,无辉石橄榄石:少量或丰富,无辉石的反应边的反应边普通辉石:富钙、铝、钛,有普通辉石:富钙、铝、钛,有砂钟构造,有环带构造砂钟构造,有环带构造不含紫苏辉石不含紫苏辉石基基质质培长石拉长石培长石拉长石普通辉石、易变辉石普通辉石、易变辉石无橄榄石无橄榄石填隙物:富填隙物:富SiOSiO2 2的酸性玻璃、的酸性玻璃、石英或石英和正长石构成的石英或石英和正长石构成的文象状交生体文象状交生体拉长石更长石拉长石更长石普通辉石、钛普通辉石普通辉石、钛普通辉石可含橄榄石可含橄榄石填隙物:钠质或钾质玄武玻璃、填隙物:钠质

56、或钾质玄武玻璃、碱性长石、沸石和霞石,不含碱性长石、沸石和霞石,不含石英石英拉斑玄武岩与碱性橄榄玄武岩的矿物特征对比拉斑玄武岩与碱性橄榄玄武岩的矿物特征对比大陆大陆岛弧岛弧大洋岛大洋岛大洋脊大洋脊SiO2饱和饱和弱饱和弱饱和弱饱和弱饱和弱饱和弱饱和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/Na0.1-0.70.1-0.30.05K/Rb120-500500-1000400-500500-2000Rb/Sr0.015-0.400.280.01-0.12U/K1040.38-3.2

57、00.3-1.00.75Th/K1041.80-7.502.18-2.801.5087Sr/86Sr初始值初始值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各类拉斑玄武岩化学组成特征对比各类拉斑玄武岩化学组成特征对比据据Carmichael等(等(1974)和都城()和都城(1974)及其它资料综合)及其它资料综合 在稳

58、定的大陆地区的裂谷或断裂带上,发育着在稳定的大陆地区的裂谷或断裂带上,发育着富含钾长石的偏碱性花岗岩,通常出现在早期被抬富含钾长石的偏碱性花岗岩,通常出现在早期被抬升地前寒武纪结晶基底上,也出现于造山带构造岩升地前寒武纪结晶基底上,也出现于造山带构造岩浆演化的末期非造山环境中。浆演化的末期非造山环境中。WonesWones(19791979)根据)根据这类花岗岩的这类花岗岩的“非造山非造山”、“碱性碱性”、“无水无水”的的特征,称其为特征,称其为A A型花岗岩型花岗岩。与。与I I型花岗岩相比,具有:型花岗岩相比,具有:(1 1)AlAl2 2O O3 3、MgOMgO和和CaOCaO含量较低

59、,含量较低,FeOFeO*总量较高,总量较高,K K2 2O/NaO/Na2 2O O、(、(K K2 2O ONaNa2 2O O)/Al/Al2 2O O3 3比值高比值高(2 2)ZrZr、NbNb、Y Y、GaGa、GaGa/Al/Al、稀土元素含量高、稀土元素含量高(3 3)挥发组分)挥发组分F F、ClCl含量高含量高(4 4)8787Sr/Sr/8686SrSr初始比值变化大(初始比值变化大(0.703-0.7200.703-0.720)煌斑岩一般特征煌斑岩一般特征 1 1、化学成分、化学成分 SiOSiO2 2含量一般较低(多数在含量一般较低(多数在40405050),而),而

60、FeOFeO、FeFe2 2O O3 3、MgO MgO 以及以及K K2 2O ONaNa2 2O O的含量则相对较高,常含较多的挥发分的含量则相对较高,常含较多的挥发分(COCO2 2、H H2 2O O、S S、P P2 2O O5 5)和)和TiTi2 2O O及稀有元素。及稀有元素。2 2、矿物成分、矿物成分 斑晶斑晶主要为深色矿物,最常见的是黑云母和角闪石,辉主要为深色矿物,最常见的是黑云母和角闪石,辉石次之,橄榄石较少。石次之,橄榄石较少。浅色矿物浅色矿物是长石(斜长石、正长石、似长石)很少呈斑晶,是长石(斜长石、正长石、似长石)很少呈斑晶,多呈细粒状,分布于基质中。多呈细粒状,

61、分布于基质中。3、结构、结构 煌斑结构煌斑结构(Lamprophyric texture):暗色暗色矿物呈斑晶和基质两种形态产出,不论斑晶或基矿物呈斑晶和基质两种形态产出,不论斑晶或基质常呈完美的自形,故又称质常呈完美的自形,故又称全自形晶粒结构全自形晶粒结构。云云 煌煌 岩岩河北涞源河北涞源 单偏光单偏光 d=4.8mm具有煌斑结构,部分黑云母变为绿泥石具有煌斑结构,部分黑云母变为绿泥石拉拉 辉辉 煌煌 斑斑 岩岩青海茶卡青海茶卡 单偏光单偏光 d=4.8mm斑晶为自形的单斜辉石,基质由角闪石、基性斜长石、斑晶为自形的单斜辉石,基质由角闪石、基性斜长石、辉石和少量黑云母组成。辉石和少量黑云母

62、组成。金伯利岩金伯利岩(Kimberlite):是一种具有特殊的矿物组合、特殊结构、是一种具有特殊的矿物组合、特殊结构、构造和产状的弱碱性超镁铁岩,常呈浅构造和产状的弱碱性超镁铁岩,常呈浅成或超浅成相,产于爆发岩筒中或有时成或超浅成相,产于爆发岩筒中或有时呈岩墙状产出。呈岩墙状产出。1887年发现于南非的金年发现于南非的金伯利(伯利(Kimberley),故名。,故名。金伯利岩(金伯利岩(Kimberlite)主要产于主要产于稳定地台区、地盾或地盾边缘沉积岩分布稳定地台区、地盾或地盾边缘沉积岩分布区区,特征如下:,特征如下:(1)金伯利岩由橄榄石、镁铝榴石、金)金伯利岩由橄榄石、镁铝榴石、金云

63、母、钛铁矿、磁铁矿、磷灰石、金刚石云母、钛铁矿、磁铁矿、磷灰石、金刚石等组成,具有细粒结构、斑状结构,角砾等组成,具有细粒结构、斑状结构,角砾状、球状构造。状、球状构造。(2)金伯利岩中的幔源包体有两类,以)金伯利岩中的幔源包体有两类,以石榴石二辉橄榄岩包体为主,次为尖晶石石榴石二辉橄榄岩包体为主,次为尖晶石二辉橄榄岩包体,榴辉岩包体数量少。二辉橄榄岩包体,榴辉岩包体数量少。(3)贫)贫SiO2(SiO2低于低于40)和)和MgO,富含,富含TiO2、Al2O3、CaO、K2O、P2O5、H2O、CO2,Mg/Fe低、低、K2O/Na2O高(高(25)、)、Fe3+/Fe2高,高,K2ONa2

64、O偏低(偏低(2),),MgO/K2O较高(较高(2070)。)。(4)含异常高的)含异常高的Ba、La、Li、Pb、Rb、Sr、Th、U、Zr (5)稀土元素模式明显地呈现富轻稀土而贫)稀土元素模式明显地呈现富轻稀土而贫重稀土。重稀土。(6)87Sr/86Sr初始值变化大(初始值变化大(0.705-0.721)明)明显高于基质的初始值(显高于基质的初始值(0.703-0.704)含有钻石的金伯利岩(产于南非)含有钻石的金伯利岩(产于南非)碳酸岩主要产于大陆地台区的边缘部位或碳酸岩主要产于大陆地台区的边缘部位或大陆裂谷带中与碱性岩一起组成环状的复合岩大陆裂谷带中与碱性岩一起组成环状的复合岩体,

65、其特征如下:体,其特征如下:1 1、含极高的、含极高的CaOCaO和和COCO2 2,极低的,极低的SiOSiO2 2(SiOSiO2 2 2020)2 2、高含量的、高含量的TiOTiO2 2、FeFe2 2O O3 3、MnOMnO、BaOBaO、SrOSrO、P P2 2O O5 5、NbNb2 2O O3 3及稀土元素及稀土元素 3 3、富含、富含SrSr、BaBa、ZrZr、P P、F F、ThTh和和U U等微量等微量元素元素 4 4、矿物成分为以方解石、白云石为主,、矿物成分为以方解石、白云石为主,还有碱性长石、霞石、透辉石、霓石、钠闪石、还有碱性长石、霞石、透辉石、霓石、钠闪石、黄长石等黄长石等 碳 酸 岩 呈 岩碳 酸 岩 呈 岩株、岩墙(岩脉)株、岩墙(岩脉)产出,与霓霞岩、产出,与霓霞岩、橄榄岩等超基性橄榄岩等超基性岩呈环状岩体产岩呈环状岩体产出。出。巴西东南部一个超基性碱性岩巴西东南部一个超基性碱性岩碳酸岩环状岩体碳酸岩环状岩体

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