第10章_板块构造与火成岩组合

1、第四节第四节 板块构造与岩浆岩组合板块构造与岩浆岩组合 地球中火成岩的分布地球中火成岩的分布1. 洋中脊洋中脊（Mid-ocean Ridges）2. 陆内裂谷陆内裂谷（Intracontinental Rifts）3. 岛弧岛弧（Island Arcs）4. 活动大陆边缘活动大陆边缘（Active Continental Margins）1. 离散型板块边界（洋中脊、大陆裂谷）岩浆离散型板块边界（洋中脊、大陆裂谷）岩浆岩组合岩组合2. 汇聚型板块边界（洋汇聚型板块边界（洋-洋汇聚、洋洋汇聚、洋-陆汇聚、陆陆汇聚、陆-陆汇聚）岩浆岩组合陆汇聚）岩浆岩组合3. 板块内部（大洋板块内部、大陆板块内

2、部）板块内部（大洋板块内部、大陆板块内部）的岩浆岩组合的岩浆岩组合一、离散板块边界岩浆岩组合 离散板块边界是以拉张应力为主的构造环境，包括洋离散板块边界是以拉张应力为主的构造环境，包括洋中脊和大陆裂谷中脊和大陆裂谷 洋中脊洋中脊最重要的离散板块边界，地幔部分熔融规最重要的离散板块边界，地幔部分熔融规模最大和新洋壳产生的场所。模最大和新洋壳产生的场所。 洋中脊岩浆岩以洋中脊岩浆岩以基性岩（玄武岩、辉长岩等）为主基性岩（玄武岩、辉长岩等）为主，并伴有其他岩石组合，构成并伴有其他岩石组合，构成蛇绿岩套蛇绿岩套 1.洋中脊玄武岩（MORB） 属于低钾拉斑玄武岩，也称大洋拉斑玄武岩、洋脊拉斑玄武岩或深海

3、拉斑玄武岩 化学成分特征： 低SiO2、K2O(0.2%)、TiO2(2.0%),高Al2O3、CaO、Cr2O3; 矿物：橄榄石、辉石、斜长石 斑晶主要是橄榄石和斜长石，辉石斑晶少见 外壳玻璃质，内部细粒结构 整体枕状构造，也有气孔构造、层状、块状或透镜状2.蛇绿岩套蛇绿岩套蛇绿岩套是代表标准的大洋岩蛇绿岩套是代表标准的大洋岩石圈岩石组合与结构特征的一石圈岩石组合与结构特征的一组镁铁质组镁铁质-超镁质岩的组合超镁质岩的组合从底部向上依次为：从底部向上依次为：地幔超镁铁质岩石单元地幔超镁铁质岩石单元堆晶辉长质杂岩单元堆晶辉长质杂岩单元席状岩墙群单元席状岩墙群单元枕状玄武岩单元枕状玄武岩单元放射

4、虫硅质岩单元放射虫硅质岩单元第四层第四层第五层第五层3.大陆裂谷大陆裂谷与大陆裂谷作用相伴生的是各种碱性岩浆活动，包与大陆裂谷作用相伴生的是各种碱性岩浆活动，包括碱性岩浆岩组合或双峰式岩浆岩组合括碱性岩浆岩组合或双峰式岩浆岩组合双峰式岩浆岩组合：双峰式岩浆岩组合：在一定区域、近于同时形成的在一定区域、近于同时形成的基性岩浆岩与酸性岩浆岩共生，中间明显缺失或很基性岩浆岩与酸性岩浆岩共生，中间明显缺失或很少有中性岩浆岩伴生的岩石组合。少有中性岩浆岩伴生的岩石组合。可以是喷出岩系列的拉斑玄武岩可以是喷出岩系列的拉斑玄武岩-流纹岩组合、侵流纹岩组合、侵入岩系列的辉长岩入岩系列的辉长岩-花岗岩组合，也可

5、以是碱性系花岗岩组合，也可以是碱性系列的碱性玄武岩列的碱性玄武岩-粗面岩、响岩组合粗面岩、响岩组合（二）汇聚板块边界岩浆岩组合 岛弧岛弧洋洋-洋汇聚洋汇聚 活动大陆边缘活动大陆边缘洋洋-陆汇聚陆汇聚 大陆碰撞造山带大陆碰撞造山带陆陆-陆汇聚陆汇聚Structure of an Island Arc典型岛弧的剖面示意图典型岛弧的剖面示意图 HFU= heat flow unit (4.2 x 10-6 joules/cm2/sec)1、岛弧火成岩组合、岛弧火成岩组合（1）拉斑系列火山岩：）拉斑系列火山岩：以拉斑玄武岩为主以拉斑玄武岩为主（70） ，因分异作用，因分异作用 安山岩安山岩（25）和英

6、安和英安岩岩（5），低钾为主。），低钾为主。时间上在岛弧形成早期，时间上在岛弧形成早期，空间分布上靠近海沟。空间分布上靠近海沟。（2）钙碱性系列火山岩：）钙碱性系列火山岩：玄武岩（玄武岩（25）安山岩）安山岩（70） 英安岩流纹岩（后两者英安岩流纹岩（后两者5），），以中以中钾为主，部分低钾，少量高钾。形成时间略晚。钾为主，部分低钾，少量高钾。形成时间略晚。（3）侵入岩组合：辉长岩）侵入岩组合：辉长岩-闪长岩闪长岩-花岗闪长岩花岗闪长岩-花岗花岗岩。岩。花岗岩为花岗岩为I型，与型，与钙碱性系列火山岩钙碱性系列火山岩的化学成的化学成分十分相似。出露范围明显少于火山岩。分十分相似。出露范围明显少于

7、火山岩。岛弧火成岩成因岛弧火成岩成因Island Arc Petrogenesis 楔形地幔橄榄岩熔融；楔形地幔橄榄岩熔融； 洋壳熔融；洋壳熔融； 洋壳熔融的熔体与楔形洋壳熔融的熔体与楔形地幔反应形成的辉石岩熔地幔反应形成的辉石岩熔融；融； 地幔对流导致地幔底辟地幔对流导致地幔底辟体减压熔融，岩浆在地壳体减压熔融，岩浆在地壳中发生分离结晶和同化混中发生分离结晶和同化混染，形成岛弧岩浆。染，形成岛弧岩浆。2、活动大陆边缘岩石组合、活动大陆边缘岩石组合活动大陆边缘以钙碱性系列岩石为主，喷出岩组合：玄武活动大陆边缘以钙碱性系列岩石为主，喷出岩组合：玄武岩岩-安山岩安山岩-英安岩英安岩-流纹岩，侵入岩

8、组合：辉长岩流纹岩，侵入岩组合：辉长岩-闪长岩闪长岩-英云闪长岩英云闪长岩-花岗闪长岩花岗闪长岩-花岗岩。花岗岩。与岛弧火山岩相比，酸与岛弧火山岩相比，酸性火山岩数量显著增多，反应有较多陆壳物质的参与；性火山岩数量显著增多，反应有较多陆壳物质的参与；空间上，从海沟到内陆，空间上，从海沟到内陆，K2O和和SiO2含量增高，从低钾拉含量增高，从低钾拉斑系列向钙碱性系列和碱性系列变化斑系列向钙碱性系列和碱性系列变化时间上，早期靠近大洋一侧低钾拉斑系列，靠近内陆一侧时间上，早期靠近大洋一侧低钾拉斑系列，靠近内陆一侧的钙碱性系列和碱性系列稍晚的钙碱性系列和碱性系列稍晚Continental Arc Ma

9、gmatism岩浆形成模式岩浆形成模式活动大陆边缘活动大陆边缘剖面示意图剖面示意图1-俯冲板片的俯冲板片的脱水脱水2-不均匀地幔不均匀地幔楔的水化和熔楔的水化和熔融融3-幔源岩浆的幔源岩浆的地壳底侵和结地壳底侵和结晶晶4-底侵物质的底侵物质的再次熔融形成再次熔融形成英云闪长质的英云闪长质的熔体熔体示意图表明：示意图表明： (a)大陆弧的部位形成辉长岩质大陆弧的部位形成辉长岩质 地壳下垫物质地壳下垫物质 (b)地壳下垫物质的再熔融形成地壳下垫物质的再熔融形成 英云闪长质深成体英云闪长质深成体3.陆陆-陆碰撞带的岩陆碰撞带的岩石组合石组合1、碰撞前的钙碱性弧、碰撞前的钙碱性弧火山及侵入岩组合：火山

10、及侵入岩组合： 它们是由陆间洋盆它们是由陆间洋盆闭合前发生俯冲所诱闭合前发生俯冲所诱发的岩浆活动；岩浆发的岩浆活动；岩浆源区为受到俯冲洋壳源区为受到俯冲洋壳改造的楔型地幔。改造的楔型地幔。与活动大陆边缘类似，与活动大陆边缘类似，主要是钙碱性的基性主要是钙碱性的基性到中酸性岩石到中酸性岩石 2、同碰撞阶段的、同碰撞阶段的过铝质（浅色）过铝质（浅色）花岗岩组合：花岗岩组合： 陆陆-陆碰撞叠陆碰撞叠加，造成底部岩加，造成底部岩石部分熔融。石部分熔融。二云母花岗岩和白二云母花岗岩和白云母花岗岩组合云母花岗岩组合3.陆陆-陆碰撞带的岩陆碰撞带的岩石组合石组合3.陆陆-陆碰撞带的岩陆碰撞带的岩石组合石组合

11、 3、碰撞后或碰撞晚、碰撞后或碰撞晚期的钙碱性花岗岩：期的钙碱性花岗岩： 与碰撞前的钙碱与碰撞前的钙碱性火成岩组合相似，性火成岩组合相似，由于碰撞后的热释由于碰撞后的热释放致使温度升高，放致使温度升高，地壳熔融；地幔也地壳熔融；地幔也可因区域性上隆减可因区域性上隆减压底辟熔融。压底辟熔融。（三）板块内部的岩浆岩组合（三）板块内部的岩浆岩组合 洋岛玄武岩洋岛玄武岩 大陆溢流型玄武岩和层状侵入体大陆溢流型玄武岩和层状侵入体 洋岛和海山洋岛和海山 通常与热点有关通常与热点有关 1、洋岛玄武岩、洋岛玄武岩(Ocean Intraplate Volcanism)洋岛玄武岩浆的类型（洋岛玄武岩浆的类型（OIB）两种主要岩浆系列两种主要岩浆系列 拉斑玄武岩系列拉斑玄武岩系列 洋岛拉斑玄武岩洋岛拉斑玄武岩（OIT）碱性玄武岩系列碱性玄武岩系列 洋岛碱性玄武岩洋岛碱性玄武岩（ OIA）斑晶主要为橄榄石和铬尖晶石，单斜辉石和斑晶主要为橄榄石和铬尖晶石，单斜辉石和斜长石通常只出现在在基质中斜长石通常只出现在在基质中橄榄石分离结晶橄榄石分离结晶2、大陆溢流玄武岩（