第4讲镁铁质岩和超镁铁质岩

1、火成岩大类名称及代表性岩石火成岩大类名称及代表性岩石根据火成岩的矿物成分、化学成分、共生规律，根据火成岩的矿物成分、化学成分、共生规律，将火成岩分为：将火成岩分为：(1)超镁铁质岩及超镁铁质镁铁质杂岩体；超镁铁质岩及超镁铁质镁铁质杂岩体；(2)玄武岩及相关岩石玄武岩及相关岩石(3)花岗质岩类花岗质岩类(4)中酸性火山岩及火山酸性岩中酸性火山岩及火山酸性岩(5)金伯利岩、煌斑岩类、碳酸岩及其它硅酸不金伯利岩、煌斑岩类、碳酸岩及其它硅酸不饱和岩石饱和岩石第六章第六章 超镁铁质岩和镁铁质侵入岩超镁铁质岩和镁铁质侵入岩超镁铁质岩和镁铁质侵入岩在火成岩研究中有重要意义超镁铁质岩和镁铁质侵入岩在火成岩研究

2、中有重要意义(1)基本上来自上地幔基本上来自上地幔 岩浆成因：上地幔部分熔融岩浆成因：上地幔部分熔融 构造成因：上地幔岩通过构造作用直接到达地表构造成因：上地幔岩通过构造作用直接到达地表(2)大部分超镁铁质岩分布在板块缝合带，是确定古板块大部分超镁铁质岩分布在板块缝合带，是确定古板块 边界位置的重要依据之一。暗示它们曾经历过洋壳的边界位置的重要依据之一。暗示它们曾经历过洋壳的 俯冲事件，是板块边界所在的位置。俯冲事件，是板块边界所在的位置。一、基本特征一、基本特征1、超镁铁质岩：、超镁铁质岩： 暗色矿物含量高，色率暗色矿物含量高，色率90，主要矿物为橄榄石、辉，主要矿物为橄榄石、辉石，其次为角

3、闪石、黑云母。主要种属为橄榄岩类和辉石石，其次为角闪石、黑云母。主要种属为橄榄岩类和辉石岩类。包括部分基性岩。岩类。包括部分基性岩。 产状：产状：呈层状产于镁铁质杂岩体中，如南非呈层状产于镁铁质杂岩体中，如南非Bushweld 分布在环状超镁铁质分布在环状超镁铁质-镁铁质杂岩体中心，镁铁质杂岩体中心， 如阿拉斯加环状杂岩体如阿拉斯加环状杂岩体 作为基性碱性杂岩体的一部分产出作为基性碱性杂岩体的一部分产出 产在造山带的蛇绿岩套中，如东昆中蛇绿岩带产在造山带的蛇绿岩套中，如东昆中蛇绿岩带 在玄武质火山岩和金伯利岩中以捕虏体形式产在玄武质火山岩和金伯利岩中以捕虏体形式产出出 前三种为岩浆结晶的产物，

4、属岩浆成因；后两种由地幔岩前三种为岩浆结晶的产物，属岩浆成因；后两种由地幔岩构造侵位或由幔源岩浆携带出地幔，属非岩浆成因。构造侵位或由幔源岩浆携带出地幔，属非岩浆成因。1)岩浆成因的超镁铁质岩岩浆成因的超镁铁质岩 代表性岩石：橄榄岩、辉石岩，常与镁铁质岩共生形成杂岩代表性岩石：橄榄岩、辉石岩，常与镁铁质岩共生形成杂岩体。典型有：层状侵入岩体和环状杂岩体体。典型有：层状侵入岩体和环状杂岩体 A 矿物成分：无石英，暗色矿物矿物成分：无石英，暗色矿物90，主要矿物：，主要矿物：Ol、Py OlFo70，富镁，富镁 Py：Cpx 透辉石、普通辉石透辉石、普通辉石 富钙、富镁富钙、富镁 Opx 顽火辉石

5、、古铜辉石顽火辉石、古铜辉石 富镁富镁 出溶出溶“叶片叶片”：Opx中有中有Cpx条纹，条纹，Cpx中有中有Opx条纹，条纹，类似于聚片双晶类似于聚片双晶 希列构造：针状磁铁矿在希列构造：针状磁铁矿在Py中定向排列。中定向排列。 B、结构：半自形粒状结构、包含结构、反应边结构和堆晶、结构：半自形粒状结构、包含结构、反应边结构和堆晶结构结构,反应边结构反应边结构,网状结构网状结构半自形粒状结构半自形粒状结构堆晶结构堆晶结构网状结构网状结构C：主要类型：主要类型1、纯橄榄岩；、纯橄榄岩；2、方辉橄榄岩；、方辉橄榄岩；3、二辉橄榄岩；、二辉橄榄岩；4、单辉橄榄、单辉橄榄岩；岩；5、橄榄方辉辉石岩；、

6、橄榄方辉辉石岩；6、橄榄二辉岩；、橄榄二辉岩；7、橄榄单辉辉石、橄榄单辉辉石岩；岩；8、方辉辉石岩；、方辉辉石岩；9、二辉辉石岩；、二辉辉石岩；10、单辉辉石岩、单辉辉石岩橄榄岩橄榄岩辉石岩辉石岩D、蚀变：主要是蛇纹石化、透闪石化、滑石化、蚀变：主要是蛇纹石化、透闪石化、滑石化2)非岩浆成因的超镁非岩浆成因的超镁铁质岩铁质岩为直接来自上地幔的为直接来自上地幔的变形橄榄岩变形橄榄岩A、产状：由构造、产状：由构造“侵位侵位”形成，与围形成，与围岩均为构造接触，接岩均为构造接触，接触带不存在围岩接触触带不存在围岩接触变质现象，岩体多呈变质现象，岩体多呈构造岩片产出；构造岩片产出；B、结构：常见变质变

7、形结构和熔融结构、结构：常见变质变形结构和熔融结构 原生粒状结构：粗粒，颗粒间呈曲线接触，橄榄原生粒状结构：粗粒，颗粒间呈曲线接触，橄榄石中有少量的扭折带石中有少量的扭折带 碎斑结构：岩石由碎斑和碎基组成，碎斑颗粒较大，碎斑结构：岩石由碎斑和碎基组成，碎斑颗粒较大，可达可达1Cm，主要为橄榄石和顽火辉石，因应力造成的，主要为橄榄石和顽火辉石，因应力造成的晶格错位而具强烈的扭折。碎基由粒度较小的新生变晶格错位而具强烈的扭折。碎基由粒度较小的新生变晶组成，有橄榄石、顽火辉石、透辉石等晶组成，有橄榄石、顽火辉石、透辉石等 粒状镶嵌结构：粒状镶嵌结构：矿物呈近等轴的矿物呈近等轴的粒状，彼此以直粒状，彼

8、此以直线镶嵌接触，矿线镶嵌接触，矿物接触处界线平物接触处界线平直，交角直，交角1200 板状等粒结构板状等粒结构：橄榄石有时呈拉长状，顽火辉石橄榄石有时呈拉长状，顽火辉石多为压扁形态，矿物颗粒边界平直。岩石叶理发多为压扁形态，矿物颗粒边界平直。岩石叶理发育，部分橄榄石具扭折带育，部分橄榄石具扭折带3)成分：富成分：富MgO、Cr、Ni、Co、贫贫K2O、Na2O和地幔不相容元素和地幔不相容元素Rb、Ba、Sr、Th、U、LREE等。等。 矿物成分中橄榄石和斜方辉石矿物成分中橄榄石和斜方辉石更富镁更富镁2、镁铁质岩类、镁铁质岩类 SiO2在在45-53%，属基性岩，色率，属基性岩，色率40-90

9、%，一般，一般40-70%，分钙碱性系列和碱性系列。前者代表性岩石为，分钙碱性系列和碱性系列。前者代表性岩石为辉长岩，后者代表性岩石为碱性辉长岩。辉长岩，后者代表性岩石为碱性辉长岩。1）辉长岩类）辉长岩类(钙碱性系列钙碱性系列) A、化学成分：、化学成分：1 B、矿物成分：主要为基性斜长石和辉石，常见橄榄、矿物成分：主要为基性斜长石和辉石，常见橄榄石、角闪石和黑云母。石、角闪石和黑云母。 斜长石：基性，通常为拉长石与培长石斜长石：基性，通常为拉长石与培长石 辉石：单斜和斜方辉石均常见，可见出溶叶片。辉石：单斜和斜方辉石均常见，可见出溶叶片。 C、结构、结构辉长结构：辉长结构：是辉长岩的是辉长岩

10、的典型结构，典型结构，斜长石和辉斜长石和辉石的自形程石的自形程度相近，均度相近，均呈半自形呈半自形它形粒状。它形粒状。辉绿结构：斜长石和辉石大小相差不多，但斜长石自形辉绿结构：斜长石和辉石大小相差不多，但斜长石自形半自形，呈板状，并搭成框架，辉石呈它形充填于其半自形，呈板状，并搭成框架，辉石呈它形充填于其中。中。辉长辉绿结构：介于辉长和辉绿结构之间的结构。辉长辉绿结构：介于辉长和辉绿结构之间的结构。2)碱性辉长岩：碱性辉长岩：A、化学成分：、化学成分：Na2OK2O高，可达高，可达9，SiO2、MgO低，低，TiO2高。高。B、矿物成分：含大量碱性长石、碱性暗色矿物、富、矿物成分：含大量碱性长

11、石、碱性暗色矿物、富钛辉石为特征钛辉石为特征C、主要岩石种类：、主要岩石种类： 碱性辉长岩：中基性斜长石、碱性辉石和正长石组碱性辉长岩：中基性斜长石、碱性辉石和正长石组成，斜长石多于碱性长石，可含霓石、霞石等。成，斜长石多于碱性长石，可含霓石、霞石等。 霞斜岩：主要由含钛普通辉石、基性斜长石和霞石霞斜岩：主要由含钛普通辉石、基性斜长石和霞石组成，碱性长石含量少或无。组成，碱性长石含量少或无。二、常见的共生组合及其成因二、常见的共生组合及其成因1、镁铁质超镁铁质层状侵入体、镁铁质超镁铁质层状侵入体 多呈岩盆、岩床，产于裂谷或地质上相对稳定的地区。多呈岩盆、岩床，产于裂谷或地质上相对稳定的地区。

12、主体为基性，超基性岩主要见于底部。主体为基性，超基性岩主要见于底部。 如四川攀枝花，产钒钛磁铁矿如四川攀枝花，产钒钛磁铁矿2、环状超镁铁镁铁质、环状超镁铁镁铁质杂岩体杂岩体 产于造山带，平面上近产于造山带，平面上近圆形、椭圆形，各岩类围圆形、椭圆形，各岩类围绕岩体中心呈环带状分布，绕岩体中心呈环带状分布，岩体围岩具热接触变质带。岩体围岩具热接触变质带。 矿产：钒钛磁铁矿、铂矿产：钒钛磁铁矿、铂 1.纯橄榄岩纯橄榄岩2.二辉橄榄岩二辉橄榄岩3.角闪辉石岩角闪辉石岩4.辉长岩辉长岩3、碱性玄武岩和金伯利岩中的超镁铁质岩捕掳体、碱性玄武岩和金伯利岩中的超镁铁质岩捕掳体分：原始地幔岩、亏损地幔岩、交代

13、富分：原始地幔岩、亏损地幔岩、交代富集型地幔岩集型地幔岩4、蛇绿岩中的超镁铁质镁铁质岩组合、蛇绿岩中的超镁铁质镁铁质岩组合代表了洋中脊处大洋岩石圈组成，是洋代表了洋中脊处大洋岩石圈组成，是洋壳的残片，蛇绿岩的出现位置代表了古壳的残片，蛇绿岩的出现位置代表了古板块缝合线的位置。板块缝合线的位置。是由寄主岩浆从地幔源区带上来的地幔捕掳体是由寄主岩浆从地幔源区带上来的地幔捕掳体主要类型：尖晶石二辉橄榄岩、石榴子石二辉橄榄岩主要类型：尖晶石二辉橄榄岩、石榴子石二辉橄榄岩含放射虫硅质岩含放射虫硅质岩枕状熔岩枕状熔岩席状岩墙群席状岩墙群(辉长岩辉长岩)层状堆积岩层状堆积岩(橄榄岩、辉石岩橄榄岩、辉石岩)变

14、质橄榄岩变质橄榄岩(蛇纹石岩蛇纹石岩)典型组合典型组合第七章第七章 玄武岩类及相关岩石玄武岩类及相关岩石玄武岩全球分布十分广泛，其化学成分与辉长岩相当，相关玄武岩全球分布十分广泛，其化学成分与辉长岩相当，相关岩类是指与玄武岩密切共生，但分布十分局限的超镁铁质火岩类是指与玄武岩密切共生，但分布十分局限的超镁铁质火山岩。山岩。一、基本特征和常见的岩石种类一、基本特征和常见的岩石种类1、玄武岩系列划分、玄武岩系列划分钾玄岩系列钾玄岩系列Alk，K2O含量高，含量高，TiO2低，出现于大陆边低，出现于大陆边缘的内侧或陆陆碰撞的缘的内侧或陆陆碰撞的环境环境2、常见的岩石种类、常见的岩石种类1)亚碱性系列

15、：亚碱性系列：A、矿物成分、矿物成分：主要为辉石与斜长石组合，：主要为辉石与斜长石组合， 常见两个世代常见两个世代 斜长石：斑晶多为培、拉长石，晶形与双晶好斜长石：斑晶多为培、拉长石，晶形与双晶好 基质斜长石微晶多为针状，为中或更长石基质斜长石微晶多为针状，为中或更长石 辉石：斑晶普通辉石、透辉石及紫苏辉石，辉石：斑晶普通辉石、透辉石及紫苏辉石， 基质以出现易变辉石为特征基质以出现易变辉石为特征 此外，此外，Ol可作为斑晶和基质，角闪石与黑云母也呈斑可作为斑晶和基质，角闪石与黑云母也呈斑晶出现。晶出现。B、结构：玄武岩一般为斑状结构，少量为无斑隐晶或玻璃质、结构：玄武岩一般为斑状结构，少量为无

16、斑隐晶或玻璃质结构，基质的结构类型较多，主要有：结构，基质的结构类型较多，主要有：粗玄结构粗玄结构(间粒结构间粒结构)：在不规则排列的长条状斜长石微晶形：在不规则排列的长条状斜长石微晶形成的间隙中，充填有若干个粒状辉石与磁铁矿颗粒成的间隙中，充填有若干个粒状辉石与磁铁矿颗粒(冷却较缓冷却较缓慢条件下结晶慢条件下结晶)间隐结构：杂乱排列的斜长石之间，全部被隐晶质或玻璃间隐结构：杂乱排列的斜长石之间，全部被隐晶质或玻璃质充填质充填拉斑玄武结构拉斑玄武结构(间间粒间隐结构粒间隐结构)：介于：介于前两者之间，充填前两者之间，充填物有辉石、磁铁矿、物有辉石、磁铁矿、隐晶玻璃质隐晶玻璃质玻基斑状结构：玻基

17、斑状结构：基质完全由火山玻基质完全由火山玻璃组成。璃组成。2)碱性系列碱性系列A. 常见组分常见组分主要矿物主要矿物: 基性斜长石基性斜长石 (比较偏酸性比较偏酸性, 拉拉 An 3，亚碱性系列玄武岩，亚碱性系列玄武岩1、Al2O316%,高铝玄武岩高铝玄武岩2、Al2O316%,拉斑玄武岩系列拉斑玄武岩系列 (1)有有Q 石英拉斑玄武岩石英拉斑玄武岩 (2)Ol5%，橄榄拉斑玄武岩，橄榄拉斑玄武岩 (3)Ol2540，苦橄拉斑玄武岩，苦橄拉斑玄武岩(二二)Hy3%,有有Ol，无，无Ne, 过渡玄武岩过渡玄武岩1、Ol25% 橄榄玄武岩橄榄玄武岩2、Ol=2540,苦橄玄武岩苦橄玄武岩(三三)

18、有有Ne，碱性玄武岩系列，碱性玄武岩系列1、Ne5%, Ol5%, Ol5%, Ol525， 碧玄岩碧玄岩4、有、有Ne，Ol2540，碱性苦橄玄武岩，碱性苦橄玄武岩3. 相关的超镁铁质岩石相关的超镁铁质岩石 A. 常见组分常见组分 斑晶斑晶: 橄榄石橄榄石,辉石辉石 基质基质: 橄榄石微晶橄榄石微晶, 辉石微晶辉石微晶, 基性玻璃基性玻璃 B. 常见类型常见类型 苦橄岩：化学成分与橄榄岩相当苦橄岩：化学成分与橄榄岩相当 玻基纯橄岩玻基纯橄岩(麦美奇岩麦美奇岩)：玻基斑状结构：玻基斑状结构 科马提岩科马提岩 ：常见枕状构造，具独特的鬣：常见枕状构造，具独特的鬣刺结构和化学成分刺结构和化学成分 鬣刺结构（鬣刺结构（Spinifex texture）的特点是）的特点是橄榄石（或辉石）橄榄石（或辉石）呈细长的锯齿状晶呈细长的锯齿状晶体（或骸晶），近体（或骸晶），近于平行丛生，状如于平行丛生，状如鬣刺草鬣刺草二二. 玄武质岩浆的形成：由地幔橄榄岩部分熔融形成玄武质岩浆的形成：由地幔橄榄岩部分熔融形成 1. 检验手段检验手段: 高温高压实验高温高压实验 玄武岩质岩石与超基性地幔岩石的地质共生玄武岩质岩石与超基性地幔岩石的地质共生 玄武岩中存在地幔岩包体玄武岩中存