岩浆岩-06第六章 超基性岩类

1,第 六 章 超基性岩类橄榄岩苦橄岩类,岩石学1,地科学院 李存磊,2,一、概述 1.化学成份特点：SiO2含量45，属硅酸不饱和的岩石；富铁、镁，MgO可达40，FeO+Fe2O3可达20；Al2O3含量1-5%;K2ONa2O35，多数1，属于钙碱性岩类。由于富含铁、镁，故又称超镁铁质岩。（超基性岩是指SiO2含量小于45%的岩石，超镁铁岩是指镁铁矿物含量超过90%的暗色岩石。大多数超镁铁岩都是超基性岩。）,3,4,5,2.矿物成分特点：铁镁矿物含量90；主要是橄榄石、辉石，次为角闪石、黑云母。（由于富含铁、镁矿物，故又称超镁铁质岩。）硅铝矿物10。金属矿物常见。3.其他特点：颜色深、比重大、常呈全晶质粒状结构、块状构造。4.分布超基性岩在地球上的分布有限，出露面积不超过岩浆岩总面积的0.4%，而且主要是深成岩。,6,代表性岩类有：,侵入岩：深成相 橄榄岩 浅成相 金伯利岩喷出岩：苦橄岩 麦美奇岩 科马提岩 蛇绿岩套,7,一、侵入岩橄榄岩类,（一）矿物成分及特征主要矿物：橄榄石、辉石 次要矿物：角闪石、黑云母、斜长石 副 矿 物：尖晶石、铬铁矿、石榴子石、 钛铁矿、磁铁矿、磷灰石等。,8,橄榄石超基性侵入岩的橄榄石一般是镁铁橄榄石系列中的镁质高的种属，如纯橄榄岩的镁橄榄石(Fo 10090)，橄榄岩中的贵橄榄石(Fo 9070)。这些橄榄石一般呈绿色或浅绿色，往往是结晶最早的矿物，有较高的自形程度，无解理，具贝壳状断口，有较强的玻璃光泽。在自变质作用下或在岩浆期后热液作用下，橄榄石转变为蛇纹石而析出磁铁矿，蛇纹石首先沿橄榄石的裂缝交代，将橄榄石分割为网状，交代强烈时形成交代残留结构，蚀变强烈时，全部变为蛇纹石而仅保留橄榄石假象。,9,辉石：超基性岩中的辉石多为镁质的斜方辉石，同时也可见单斜辉石。常见的斜方辉石为即为顽火辉石、古铜辉石、紫苏辉石。单斜辉石中常见者为普通辉石和透辉石。一般为黑色至黑绿色，亦有呈棕褐色者，常具有玻璃光泽。角闪石：超基性岩的角闪石若为原生者多为含Fe3较多的棕色普通角闪石，但较常见者为颜色较浅的由辉石、橄榄石等原生矿物蚀变而来的纤闪石。蚀变矿物：叶蛇纹石、纤维蛇纹石、胶蛇纹石、滑石和菱镁矿等。,10,（二）结构构造,1.结构1）全自形粒状结构2）包含结构3）填隙结构（海绵陨铁结构）4）反应边结构5）网状结构构造块状构造、层状构造。,11,自形粒状结构,12,褐色普通角闪石大晶体中包含被部分蛇纹石化的浑圆状橄榄石。,包 橄 结 构 颗粒粗大的的辉石或角闪石主晶中包裹了多个浑圆状的橄榄石客晶。,13,橄榄石外有斜方辉石的反应边,橄榄石外有两层反应边，里为淡粉色斜方辉石，外为褐色普通角闪石,橄榄石外有三层反应边， 从内至外依次为无色的蛇纹石化辉石，淡绿色的纤状角闪石和褐色金云母。,14,15,网状结构 橄榄岩中蛇纹石沿橄榄石的裂隙发生交代，析出的铁质分布在裂隙中而形成网状，橄榄石呈残余的细小颗粒,16,填隙结构 在先析出的硅酸盐矿物间，充填着不规则的它形金属矿物晶粒，又称海绵陨铁结构。,主要矿物橄榄石和红棕色黑云母颗粒间之间填隙它形绿灰色尖晶石小颗粒。,17,镁橄榄石SiO2二元近结系,（1）成分靠近Fo一侧时，形成较多的Fo和少量En，形成橄榄岩，Fo自形程度高，En与Fo反应可形成反应边结构。,（2）成分靠近En的左侧时，只能形成少量的Fo，Fo 被反应呈较小的浑圆形颗粒并被包裹在较大的En内形成包橄结构。岩石类型为橄辉岩。,（3）成分位于En处（En与D点之间）时，形成的少量Fo会被完全反应掉，形成辉石岩。,（4） Fo与Q不能平衡共生，如岩石中见到Fo与Q共存时，Fo周围必有En反应边。,（5）在分离结晶的条件下，从SiO2不饱合的岩浆中可以演化出SiO2饱和或轻微过饱和的岩浆来。,18,（三）种属划分及其特征深成超镁铁岩类可根据橄榄石、辉石、角闪石的种类和相对含量进一步划分种属：,19,Cpx （单斜辉石）,Opx（斜方辉石）,Ol（橄榄石）,90,4,1,3,2,7,6,5,10,9,8,40,10,橄榄岩,辉石岩,纯橄榄岩,二辉橄榄岩,橄榄单斜辉石岩,单辉橄榄岩,橄榄二辉岩,二辉辉石岩,方辉橄榄岩,橄榄斜方辉石岩,单斜辉石岩,斜方辉石岩,超镁铁岩分类三角图（M90%）,20,Ol（橄榄石）,90,2,1,3,4,5,8,9,12,40,10,橄 榄 岩,辉石岩角闪石岩,超镁铁岩分类三角图（M90%）含角闪石,辉石角闪橄榄岩,角闪橄榄岩,纯橄榄岩,橄榄角闪石岩,角闪石岩,辉石岩,6,7,10,11,角闪辉石岩,辉石角闪石岩,橄榄角闪辉石岩,橄榄辉石角闪石岩,橄榄辉石岩,辉石橄榄岩,辉石,角闪石,21,薄 片,标 本,22,23,24,25,金伯利岩（kimberlite）是一种非常稀少的碱性或偏碱性超基性岩，为具斑状结构和（或）角砾状构造的云母橄榄岩。1887年发现于南非的金伯利（Kimberley），故名。金伯利岩矿物成分复杂，一般可分3种类型：原生矿物，如橄榄石、金云母、镁铝榴石、钛铁矿、磷灰石、金红石、金刚石等。来自上地幔、地壳深处其他岩石或捕虏体的矿物，如石榴二辉橄榄岩和榴辉岩等，以及围岩包裹体。蚀变次生矿物，如蛇纹石、磁铁矿、黄铁矿、黑云母、绿泥石和碳酸盐矿物等。其中镁铝榴石是重要的特征矿物，也是寻找金刚石的指示矿物。,26,金伯利岩多呈黑色、暗绿色、绿色，常具斑状结构和角砾状构造，斑晶主要为橄榄石和金云母，橄榄石呈浑圆状并普遍受到强烈的蛇纹石化和碳酸盐化蚀变，基质呈显微晶结构。构造为块状、角砾状、球状和流动构造。常呈岩筒、岩墙等浅成-超浅成岩体产出。金伯利岩是金刚石最主要的母岩，有经济价值的原生金刚石矿床产于岩筒中。岩筒的面积一般不足1万平方米，常成群出现，著名的南非金伯利岩就是由十多个著名的岩筒组成的岩筒群。其中以具斑状结构且富含颗粒粗大橄榄石的金伯利岩含金刚石较富，而呈显微斑状结构，富含金云母的金伯利岩，含金刚石贫。,27,金伯利岩,斑状金伯利岩中的蛇纹石化橄榄石斑晶，具交代假象结构。（山东蒙阴）,具角砾状构造的金伯利岩 。（山东蒙阴）,28,美国金伯利岩（正交）,产于南非的金伯利岩,29,（四）超基性侵入岩的次生变化,蛇纹石化：2Mg2SiO4+3H2O Mg3Si2O5(OH)4+Mg(OH)23Mg2SiO4+SiO2+4H2O 2Mg3Si2O5(OH)4滑石碳酸盐化:2Mg2SiO4+2H2O+CO2 Mg3Si2O5(OH)4+MgCO32Mg3Si2O5(OH)4+3CO2 Mg3Si4O10(OH)2 + MgCO3+3H2O还有绿泥石化、透闪石化等，其中以蛇纹石化最为常见。,30,（五）超基性侵入岩的分布与产状,多呈小型侵入岩体，常与基性侵入岩共生，也有独立的超基性侵入岩体。呈透镜状、链状、岩盆状、漏斗状、脉状等。岩体有时成层明显，具有清楚的垂直分带；有时又形成同心分带的超镁铁质岩组合，有时也可成为包体见于玄武岩和金伯利岩中。超基性岩分布常与深大断裂带一致，构成超基性岩带。一般说来，构造带上的超基性岩带延续性强，规模较大；而在稳定地区，虽也偶见较大的超基性岩体，但多数部是短小的超基性岩带分散在各处。,31,伊通玄武岩中的地幔橄榄岩包体,伊通玄武岩中的地幔橄榄岩包体,32,（六）与超基性侵入岩有关的矿产,超基性岩中常伴生有铬铁矿、铜镍矿、钒钛磁铁矿、铂矿、磷灰石及金刚石等。超镁铁岩经次生变化可形成石棉、滑石、蛇纹石、金云母、菱镁矿等非金属矿产。超镁铁岩也可以钙镁磷肥的原料。超基性岩性脆、易变化、抗风化性能差、有透水性，不应作为水文工程设施的对象。,33,二、超基性岩的喷出岩,1.苦橄岩（picrite） 化学成分与橄榄岩相当。主要由橄榄石和辉石组成，可含有少量磁铁矿，有时有少许斜长石和角闪石。橄榄石的含量5070。呈细粒状或斑状结构。苦橄岩常产于玄武岩的底部，或与超镁铁侵入岩伴生。,34,2）麦美奇岩（meimechite） 一种偏碱性的超基性浅成岩或喷出岩。首次发现于俄罗斯西伯利亚地区麦美奇河流域，故名。岩石由斑晶和基质两部分组成。斑晶为蛇纹石化橄榄石，粒度可达2-15cmm。按不同结晶程度，基质可分为玻璃、微晶和粒状三种，基质矿物为钛普通辉石、金属矿物以及杏仁碳酸盐和蛇纹石充填物。麦美奇岩常与苦橄岩、橄榄岩伴生。,35,3）科马提岩（komatite） 为超基性喷出岩。1969年首次发现于南非巴伯顿山地的科马提（ Komati）河流域，故名。原意只限于太古代绿岩中枕状岩流顶部的、具鬣刺结构的超镁铁质熔岩。 岩石主要由橄榄石、辉石的斑晶（或骸晶）和少量铬尖晶石以及玻璃基质组成，具枕状构造、碎屑构造和典型的鬣刺（鱼骨状或羽状）结构，其特点是橄榄石呈细长的锯齿状斑晶，是淬火结晶的产物。在化学成分上典型的科马提岩以MgO18（无水）、CaO:Al2O31、高Ni、Cr、Fe/Mg、低碱为特征。,36,南非巴伯顿地区的科马提岩典型的鬣刺（鱼骨状或羽状）结构（单偏光）,南非巴伯顿地区的科马提岩（正交）,37