08：基性岩类

第八章基性岩类 第一节辉长岩 玄武岩类 一 基本特征化学成分的特点 SiO2含量 45 53 比超基性岩稍高 以富CaO Al2O3 MgO FeO Fe2O3 贫碱为特征 3 3 属钙碱性系列 矿物成分 基性斜长石 辉石 常见橄榄石 不含或含少量石英及钾长石 色率高 40 90 比重较大 与超基性岩的主要区别是含有相当数量的斜长石 辉长岩是侵入岩的典型代表 玄武岩为喷出岩的典型代表 但辉长岩远不如玄武岩分布广 1 矿物成分主要矿物 基性斜长石和辉石 次要矿物是普通角闪石 黑云母 橄榄石 石英和钾长石 副矿物是磷灰石 磁铁矿 钛磁铁矿 尖晶石等 斜长石通常为拉长石或培长石 常呈板状 少具或不具环带 卡钠复合双晶和钠长石双晶发育 双晶较宽 有的可具针状出溶的磁铁矿 单斜辉石多为富钙种属 常见透辉石 异剥辉石 而普通辉石较少 斜方辉石一般含量较少 而且多是富镁种属 主要是古铜辉石 紫苏辉石 也有顽火辉石 二 侵入岩 角闪石 一般为褐色或棕色普通角闪石 可呈较大晶体 包有橄榄石 斜方辉石 也可以呈辉石的反应边 绿色的纤维状角闪石一般为次生的 橄榄石 出现于SiO2不饱和的岩石变种中 较自形 但更多的是呈圆粒状被包于辉石中 黑云母 不常见 可独立存在 也可呈反应矿物 石英和碱性长石 含量少 它们呈填隙物充填在其他矿物之间 是晚期的矿物 石英和碱性长石有时可构成花斑交生体 显微文象 金属矿物 通常为副矿物 但在矿体附近 磁铁矿 钒钍磁铁矿 镍黄铁矿等含量显著增加时 可形成含矿辉长岩 甚至矿床 1 结构 主要为辉长结构 辉绿结构 辉长辉绿结构 也有反应边结构 包含结构及海绵阳铁结构 2 结构构造 辉长结构 基性斜长石和辉石的自形程度几乎相等 均呈半自形 它形粒状 这种结构是辉石和斜长石含量近于共结比时 同时从岩浆中析出的结果 是基性深成相的典型结构 辉绿结构 斜长石和辉石颗粒大小相差不多 但斜长石自形程度高 而且它形单个辉石颗粒填充于较自形板条状斜长石晶体所构成的近三角形空隙中 它形辉石颗粒较大 包有自形的斜长石时 称为嵌晶含长结构 有些岩石中斜长石自形好 辉石自形稍差 界于辉长结构和辉绿结构之间 可称为辉长辉绿结构 也有人把粒度略粗一些的辉绿结构 称为辉长辉绿结构 常见的构造是块状构造 带状构造 层状构造及球状构造 球状构造是指基性斜长石 辉石或角闪石构成的同心球体 一 种属划分辉长岩中常见的矿物是斜长石 单斜辉石 斜方辉石和橄榄石 利用国际地科联1972年通过的辉长岩类定量矿物分类图 根据上述矿物含量进行投影 即可定出岩石的名称 若岩石中出现角闪石而无橄榄石 则可将名称中橄榄换为角闪即可 3 种属划分及主要种属描述 二 主要种属 1 辉长岩 主要矿物成分为基性斜长石和单斜辉石 次要矿物有橄榄石 斜方辉石 棕色普通角闪石以及黑云母 有的含少量的钾长石和石英 暗色矿物和浅色矿物含量近于相等 具辉长结构 通常为块状构造 大范围可见条带状构造 韵律层构造 有时可见流状构造 常发生钠黝帘石化 辉石发生假象纤闪石化 当单斜辉石几乎全由异剥辉石组成时则称为异剥辉长岩 当辉石全为斜方辉石时称为苏长岩 如果岩石中既有单斜辉石 5 也有斜方辉石 5 时 则称为辉长苏长岩 若暗色矿物全部为橄榄石时 称橄长岩 除单斜辉石外还有一定量的角闪石 叫角闪辉长岩 若含有石英则叫石英辉长岩 2 斜长岩 几乎全部由基性斜长石组成 斜长石的含量 90 通常为中粗粒半自形或它形粒状结构 可含少量普通辉石 古铜辉石 角闪石 橄榄石及金属矿物 主要是钛铁矿 随着暗色矿物的增加 过渡为浅色辉长岩 根据斜长石成分的不同 可分为拉长岩 培长岩等 很多情况下 斜长石发生钠黝帘石化 暗色矿物发生绿泥石化 斜长岩可构成大的独立岩体 与辉长岩共生时 斜长岩通常分布于层状侵入体的上部 表明它是辉长岩浆分异的结果 辉长岩类的浅成侵入岩可以根据结构特点划分为辉绿岩 辉长玢岩 显微辉长岩等 3 辉绿岩 可形成岩脉 岩墙或岩床 是浅成相的基性侵入岩 暗绿或黑绿色 具典型的辉绿结构 矿物成分和辉长岩类似 不同点在于长条状斜长石自形程度好 辉石为它形充填于斜长石之间 辉石除有普通辉石外常有易变辉石 粒度较粗者一般称辉长辉绿岩 根据次要矿物成分可命名为石英辉绿岩 橄榄辉绿岩等 根据结构可有辉绿玢岩 辉长辫岩 微晶辉长岩等 4 岩石化学特征 辉长岩的化学成分有如下特征 1 SiO2含量介于45 53 之间 但斜长岩稍高 2 除斜长岩外 K2O N2O在4 且Na2O K2O 3 CaO较稳定 含量10 4 Fe Mg较富但变化较大 5 次生变化 辉长岩类最常见的次生变化是纤闪石化和钠黝帘石化 纤闪石化 指纤维状的角闪石集合体交代辉石的现象 所以又称次闪石化 钠黝帘石化 钠长石 黝帘石和绿帘石等矿物的集合体交代基性斜长石的现象 常有少量的绢云母 绿泥石 石英 葡萄石 石榴石等矿物 由于这些矿物多数突起较高 颗粒又细小 镜下表现为斜长石总是浑蚀不清 其它常见的次生变化还有斜长石的绢云母化 高岭土化 葡萄石化 辉石的绿泥石化和碳酸盐化 橄榄石的蛇纹石化等 6产状及矿产辉长岩类可形成独立基性岩体 也可与橄榄岩 辉石岩等超镁铁质岩形成层状侵入体 在产状上以岩盘 岩床 岩墙为主 世界上辉长岩类层状侵入体规模较大 常大面积出露 如南非著名的布什维尔德层状基性侵入杂岩 面积达2万平方公里 体积达10立方公里 下部为橄榄岩类和铬铁矿层 中部为辉石岩 苏长岩 斜长岩 上部为辉长岩 闪长岩等 我国西南康滇 地轴 一带也广泛分布着层状基性侵人体和层状基性一超基性侵入杂岩体 如攀枝花 太和的层状基性杂岩休 红格 新街等层状基性 超基性杂岩体 这些岩体普遍富集着钒钛磁铁矿床及Cu Ni Cr矿床 三 喷出岩类 玄武岩按碱性程度可分为钙碱性和碱性两大类型 和辉长岩对应的喷出熔岩为钙碱性玄武岩 最常见的钙碱性玄武岩就是拉斑玄武岩和高铝玄武岩 它是玄武岩中分布广泛 数量最多的一类 岩石新鲜者为黑色 黑灰色 风化后为灰绿色 氧化强的为紫红色 气孔构造和杏仁构造发育 以斑状及无斑隐晶结构为主 基质多为微晶 隐晶质 玻璃质少见 一般内眼即能看到长条状斜长石微晶 汉1井 第4次 3226 47 汉1井 第4次 3227 48 汉1井 第4次 3226 16 1 矿物成分主要由斜长石和辉石组成 次要矿物有橄榄石 个别见角闪石 黑云母 斜长石 微晶主要为拉长石 斑晶可达培长石 普遍具钠长石双晶 卡钠复合双晶也常见 双晶单体较宽 一般无环节或具不发育的环带 辉石 有富钙辉石 普通辉石 透辉石 和贫钙辉石 易变辉石 紫苏辉石 富钙辉石可呈斑晶也可为基质 易变辉石只出现在基质中 不呈斑晶出现 紫苏辉石正相反 只呈斑晶 基质中不见 辉石环带结构常见 不同的环带消光角和光轴角变化较大 体现了不同环带其成分的差异 1 结构 基性喷出岩比其它熔岩结晶程度要高 基质一般为微晶结构 整个岩石多为斑状结构 少数为无斑细粒 隐晶结构 基质的结构具有鉴定意义 其类型也很多 2 结构构造 粗玄结构又称间粒结构或彷绿结构 即在不规则排列的斜长石长条状微晶所形成的间隙中 充填有若干个粒状辉石和磁铁矿的细小颗粒 反映其在冷却速度较慢的情况下形成 填隙或填间 拉斑玄武 结构在杂乱排列的斜长石长条状晶体所形成的近三角形间隙中 除了有粒状辉石 磁铁矿外 还有隐晶 玻璃质 是介于粗玄结构和间隐结构之间的过渡性结构 故又可称间粒 间隐结构 间隐结构在杂乱分布的密集的斜长石长条状微晶所形成的近三角形间隙中 充填有隐晶 玻璃质 反映其形成于快速冷却条件下 交织结构大量的斜长石微晶呈平行或半平行密集排列 其间夹有辉石和金属矿物的显微晶粒 有时也含少量隐晶 玻璃质 主要见于向安山岩过渡的岩石中 玻璃质结构和玻基斑状结构岩石几乎全部由褐色玻璃质组成 称玻璃质结构 如果出现斑晶并且其含量 5 便过渡为玻基斑状结构 基性喷出岩常见气孔构造 杏仁构造 有时还可见熔渣状构造 绳状构造 柱状节理构造等 在海底及水下喷发的玄武岩 常具有特殊的枕状构造 气孔构造 杏仁构造 绳状构造 柱状节理 枕状构造是水下熔岩的特征标志 当熔浆自海底溢出时 被分割为一些彼此隔离的球状 椭球状堆积体 状似枕头 称枕状体 然后又被淬碎的碎屑状火山玻璃及熔岩物质 沉积物质或其它生物胶结起来 就形成枕状构造 一般为椭球形 顶面上凸 底面一般较平或上拱 或下突成楔状 边部具玻璃质冷凝边 内部结晶程度较好 内有气孔 含量由外向内逐渐减少 孔径则由小变大 气孔在枕状体巾往往呈同心圆状分布 枕状体外部常具有放射状裂纹 枕状沐的长轴方向一般反映熔岩的流动方向 一 种属划分玄武岩的种属有两种常用的划分方案 一是根据矿物成分或结构构造 二是根据岩石化学成分或根据化学成分换算的CIPW标准矿物成分 详见十四章 前者适合于野外定名或无化学分析资料的情况下 后者适用于有化学分析资料并且结晶细 含玻璃质的情况下 准确定名 应采用为化学定名 3 种属划分及主要种属描述 根据矿物成分命名 主要看斑晶成分 如含相当数量的橄榄石斑晶则称为橄榄玄武岩 橄榄石伊丁石化 则称伊丁石化橄榄玄武岩等 根据结构构造命名的 有气孔玄武岩 杏仁玄武岩 玻基玄武岩 粗玄岩 粒玄岩 等 根据化学成分及标准矿物成分把钙碱性玄武岩划分为两个类型 即拉斑玄武岩 Al2O316 17 拉斑玄武岩进一步可分为石英拉斑玄武岩和橄榄拉斑玄武岩 二 主要种属 1 拉斑玄武岩 在化学成分上 以SiO2含量较高 平均 49 碱含量较低为特征 拉斑玄武岩主要由基性斜长石和贫钙辉石 易变辉石和紫苏辉石 及富钙辉石 普通辉石和透辉石 组成 斜长石及富钙辉石可组成斑晶和基质 紫苏辉石仅呈斑晶 易变辉石仅见于基质中 拉斑玄武岩常具斑状结构 间粒结构 填隙 间 结构 间隐结构 气孔状构造和杏仁状构造 当橄榄石标准矿物分子含量25 40 称为苦橄玄武岩 苦橄玄武岩因为最早在大洋岛屿上发现 所以又称为大洋岩 2 高铝玄武岩 Al2O3含量高于16 17 是其主要化学成分特征 矿物成分与拉斑玄武岩相似 但斜长石含量多 多分布于造山带 岛弧和活动大陆边缘 环太平洋安山岩带中有大量高铝玄武岩分布 其成分实际上相当于玄武安山岩 3 玻基玄武岩 以具特征的玻基斑状结构而得名 在玄武岩基质中主要是褐色火山玻璃 其中分布少量斜长石微晶 斑晶为辉石 基性斜长石及橄榄石 4 粗玄岩 也称粒玄岩 全晶质 粒度较粗 粗玄 间粒 结构 也有辉绿结构 和辉绿岩的区别是粗玄岩为喷出熔岩 辉绿岩为侵入产状 与微晶辉长岩也容易相混 但微晶辉长岩具显微辉长结构 且为侵入产状 5 细碧岩 Spiltte 是基性喷出岩的一种特殊类别 以钠长石和绿泥石矿物组合及较高的Na2O含量为特征 其它矿物还有绿帘石 绿纤石 方解石 绢云母 金属矿物及石英等 岩石具间隐结构 间粒结构 间片结构 绿泥石等片状矿物充填在斜长石三角孔中 有时也有交织结构 杏仁构造 且以枕状构造常见 细碧岩多产于地槽区 是地槽下沉阶段火山喷发后又经褶皱变质的产物 它常与角斑岩及石英角进岩共生 称为细碧 角斑岩系或细碧角斑岩建造 这是蛇绿岩套的组成部分之一 4 岩石化学特征 钙碱性玄武岩的SiO2变化在45 53 之间 Na2O一般大于K2O 但比细碧岩Na2O含量低 与辉长岩相比 K2O Na2O较高而CaO Fe2O3 FeO 和MgO较低 玄武岩中Al2O3变化较大 当Al2O3含量 16 17 重只百分数 时 称为高铝玄武岩 大陆拉斑玄武岩与大洋拉斑玄武岩相比 前者SiO2稍富 后者MgO CaO稍富 后者以低K2O为特征 5 次生变化 基性喷出岩中的火山玻璃 基性斜长石 橄榄石及辉石等矿物在表生作用下 很不稳定 火山玻璃水化为橙玄玻璃 橄榄石变成伊丁石 氧化条件 绿泥石 蒙脱石混合物 非氧化条件 和蛇纹石 辉石变成绿泥石 绿帘石等 基性斜长石可逐渐转变成粘土矿物 橄榄石 辉石还可逐渐分解成氧化铁 碳酸盐等 当进一步风化时 氧化铁 粘土及SiO2掺和在一起 构成黄褐色的玄武士 当SiO2进一步被淋滤后 余下水铝矿和氧化铁的混合物构成了有价值的铝土矿 6产状及矿产玄武岩主要呈熔岩产出 构成熔岩被 熔岩流 在火山活动的过程中及晚期 也带有火山碎屑岩的生成 在玄武岩分布区有少量呈岩床 岩墙 岩脉的超浅成次火山岩产出 玄武岩是火山岩中分布最广的一类 从海洋到大陆都有分布 世界上自晚古生代以来最著名的玄武岩分布区 面积超过二十平方公里的就有八处 如印度德干高原玄武岩 西伯利亚玄武岩等 玄武岩本身可作为铸石的原料 气孔中充填的冰洲石 玛瑙都可作为非金属矿产 重要的是细碧角斑岩系及一些变质海相基性火山岩中发现不少铁 铜矿床 如甘肃白银厂有与细碧角斑岩系有关的黄铁矿型铜矿 第二节碱性辉长岩 碱性玄武岩类 一 基本特征1 SiO2含量和辉长岩 玄武岩类相当 2 碱含量很高 可达9 3 碱性指数都大于3 34 矿物成分上以含碱性长石 碱性暗色矿物 富钛辉石 富铁云母等为特征 如果岩石碱性较强时 则有似长石出现 1 矿物成分主要矿物 碱性长石 斜长石 似长石 碱性辉石 钛辉石 普通辉石 透辉石 碱性角闪石 次要矿物 橄榄石 单斜辉石 黑云母 副矿物 磷灰石 榍石 钛铁矿 磁铁矿 二 侵入岩 1 结构 有辉长结构 辉绿结构 还常有半自形粒状结构 二长结构等 其它如反应边结构 固溶体出溶结构 文象结构 交代结构等在岩石中均可见到 2 构造同辉长岩 2 结构构造 二长结构的特点是斜长石和碱性长石数量接近相等 其中斜长石自形程度好 为自形 半自形 在斜长石间隙中被它形钾长石或似长石所充填 二长结构在正长辉长岩中常见 常见的构造是块状构造 带状构造 层状构造及球状构造 球状构造是指基性斜长石 辉石或角闪石构成的同心球体 3 主要种属 1 碱性辉长岩 由基性斜长石或中长石 碱性辉石和正长石组成 可含霓石 棕闪石 黑云母 有时也有橄榄石 斜长石多于碱性长石 2 等色岩 主要由透辉石或普通辉石和碱性长石组成 次要矿物有霞石 橄榄石 黑云母 结构特点是辉石比碱性长石自形好 常常见自形辉石被包在较大的碱性长石中 形成嵌晶结构 3 正长辉长岩 为辉长岩类与正长岩类的过渡种属 斜长石自形程度较高 碱性长石为正长石 透长石 条纹长石 石或歪长石 暗色旷物以单斜辉石为主 可含橄榄石及黑云母 具二长结构 正长辉长岩与碱性辉长岩的区别是 后者含有钛辉石 碱性角闪石等 3 霞斜岩 主要由含钛普通辉石 基性斜长石和霞石组成 有少量黑云母 橄榄石 暗色矿物总含量约50 霞石含量一般较少 10 15 结构特征是斜长石比碱性长石和霞石自形 4 碱性辉绿岩 是一种浅成岩石 呈脉状 岩床状产出于各种碱性系列岩石中 主要由斜长石 更长石 拉长石 钛普通辉石 霓辉石 碱性长石组成 经常含有橄榄石 4 岩石化学特征 碱性辉长岩的化学成分有如下特征 1 碱性辉长岩类的SiO2含量比辉长岩类低 MgO也较低 2 Na2O K2O含量高 均大于5 而且主要是Na2O K2O 很少K2O Na2O 三 喷出岩类 与碱性辉长岩相当的喷出熔岩统称碱性玄武岩 矿物成分为橄榄石 富钙及钛的单斜辉石 斜长石 碱性长石 有时还有黑云母 岩石碱性较强时出现霞石 白梢石等 不出现斜方辉石 岩石为斑状结构 基质常有玻璃质 碱性长石和各种沸石 无石英 碱性玄武岩的代表性岩石为碱性橄榄玄武岩 碱玄岩 碧玄岩等 一 种属划分最常用的划分碱性玄武岩的方法 是根据CTPW标准矿物霞石 Ne 和橄榄石 0l 的含量划分为如下三个主要种属 碱性橄榄玄武岩 Ne 5 碧玄岩 Ne 5 0l 5 碱玄岩 Ne 5 Ol s 上述虽然是标准矿物 但岩石中若玻璃质很少或没有时 与实际矿物成分也大体一致 3 种属划分及主要种属描述 二 主要种属 1 碱性橄榄玄武岩 是碱性玄武岩中分布较广一类 橄榄石常见 斑晶 基质中均有 辉石则多为含钛较高的普通辉石 透辉石次之 缺少斜方辉石及易变辉石 斜长石与碱性长石共存 其中斜长石较自形 碱性长石 歪长石 透长石 自形较差 并作填隙物或构成斜长石的环边 这种特征是区别于钙碱性玄武岩的重要标志 2 碱玄岩 是SiO2明显不饱和 碱含量很高 含似长石 又含斜长石的玄武质岩石 相应的浅成岩为