超镁铁质岩复习纲要

超镁铁质岩复习纲要一、概述1.概念超镁铁质岩（ultramafic rocks）：镁铁质（暗色矿物）含量90%的结晶岩（包括火成岩和变质岩）。2.成分（1）化学成分：富铁镁贫硅碱：富MgO（达40%）、FeO（达20%），贫SiO2、K2O、Na2O。（2）矿物成分1主要矿物橄榄石：常见橄榄石及其蛇纹石假象；斜方辉石：常见顽火辉石；单斜辉石：常见异剥辉石。2次要矿物角闪石：常见普通角闪石；黑云母。3副矿物：铬铁矿、尖晶石类矿物。4次生矿物：水等挥发分作用下，超镁铁质岩发生蛇纹石化（serpentinization）、滑石化、纤（透）闪石化、绿泥石化等。3.产状（1）非岩浆成因岩1构造侵位超镁铁质岩：蛇绿岩套超镁铁质岩、Alps型超镁铁质岩；2地幔包体：产出于玄武质火山岩和金伯利岩中。（2）火成堆晶岩1层状镁铁质-超镁铁质杂岩体；2环状镁铁质-超镁铁质杂岩体；3作为基性碱性杂岩体的一部分产出。（3）火山岩：喷出相。4.分类命名（1）Ol-Opx-Cpx分类：以橄榄石（Ol）、斜方辉石（Opx）、单斜辉石（Cpx）为三端元分类；Opx-Cpx序列Opx端过渡Cpx端Ol序列Ol90纯橄岩Ol=4090方辉橄榄岩二辉橄榄岩单辉/异剥橄榄岩Ol=1040橄榄方辉辉石岩橄榄二辉岩橄榄单辉辉石岩Ol10方辉辉石岩二辉辉石岩单斜辉石岩（2）Ol-Px-Hb分类：以橄榄石（Ol）、辉石（Px）、角闪石（Hb）为三端元分类；Px-Hb序列Px端过渡Hb端Ol序列Ol90纯橄岩Ol=4090辉石橄榄岩辉石角闪石橄榄岩角闪橄榄岩Ol=1040橄榄辉石岩橄榄角闪辉石岩橄榄辉石角闪岩橄榄角闪石岩Ol10辉石岩角闪辉石岩辉石角闪岩角闪石岩二、非岩浆成因的超镁铁质岩1.构造侵位超镁铁质岩（1）蛇绿岩套超镁铁质岩1蛇绿岩套概念：蛇绿岩套（ophiolite）：出露在地表、最初形成于古扩张中心的大洋岩石圈的残片，是一套岩石的组合；是古板块缝合线位置的标志。结构：（由上到下）a.深海沉积物：放射虫硅质岩；b.枕状熔岩：玄武岩；c.席状岩墙群：辉绿岩；d.层状堆晶岩：辉长岩、橄榄岩；e.变质橄榄岩：蛇纹岩。类型a.MOR型：形成于洋中脊，属Wilson旋回最初阶段（海底扩张）的产物；b.SSZ型：形成于俯冲带。2蛇绿岩套超镁铁质岩野外产状：与其他镁铁质岩成层分布；岩体与围岩为构造接触，接触带不存在围岩接触变质现象，多呈不规则大小规模不等无根的构造岩片产出。成分：a.矿物成分：橄榄石、辉石、尖晶石等镁铁质矿物，大都发生强烈蛇纹石化和变形变质；b.化学成分：高Mg、Fe、Cr、Co、Ni，低Si、K、Na。结构：定向结构、碎斑结构。（2）造山带超镁铁质岩1概念：造山带超镁铁质岩/Alps型超镁铁质岩：与大洋壳或蛇绿岩套无关的地幔岩，代表地壳下部地幔的组成。2野外产状：岩体与围岩为构造接触，接触带不存在围岩接触变质现象，多呈性质不规则、规模大小不等的构造岩片产出。3类型：主体岩相和剥蚀前P-T轨迹；高压/超高压型（HP/UHP）：石榴子石橄榄岩；中压型（IP）：尖晶石橄榄岩；低压型（LP）：斜长石橄榄岩。4矿物成分：橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、尖晶石、少量斜长石、铬铁矿、石榴子石；纯橄岩：橄榄石；方辉橄榄岩：橄榄石+斜方辉石；异剥橄榄岩：橄榄石+单斜辉石；二辉橄榄岩：橄榄石+斜方辉石+单斜辉石。5化学成分：造山带橄榄岩：Mg-Al负相关，Ca-Al正相关；a.未交代的肥沃二辉橄榄岩型：N-MORB型REE分布（HREE平坦，LREE较亏损）；b.未交代的难熔橄榄岩型：REE整体亏损；c.交代的二辉橄榄岩型：LREE富集；d.重富集的难熔橄榄岩型：REE整体平坦，但Eu正异常。造山带辉石岩a.低铝辉石岩：Al2O310%；b.高铝辉石岩：Al2O310%。6结构残存原生岩浆结构：浸染状分异成因的铬铁矿、尖晶石、绢石组成的流动构造；变质变晶结构：粒状变晶结构、交代结构；压碎结构：重结晶、塑性变形；嵌晶结构：嵌晶石榴子石。（3）深海环境超镁铁质岩1概念：大洋地幔岩通过与裂谷作用相关的正断层或者转换断层而剥蚀到海平面。2野外产状：大洋核杂岩（OCCs）：产出环境主要为缓慢扩张洋脊的翼侧，分布在拆离断层的下盘、大洋洋脊断片边部、断层末端、深海、蛇纹石化海域、被动大陆边缘环境。3成分矿物成分：橄榄石、尖晶石、斜方辉石、单斜辉石、斜长石；化学成分：全部发生高度蛇纹石化。4结构：粗粒结构、碎斑结构。2.地幔包体（捕掳体）（1）概念：地幔捕掳体/超镁铁质岩捕掳体（ultramafic xenoliths）：由地幔岩浆（主要是玄武岩、金伯利岩、钾镁煌斑岩等岩浆）从地幔岩源区或从岩浆上升的地幔通道中捕掳而来的地幔岩碎片；（2）类型1按岩浆金伯利岩地幔包体：深源捕掳体；碱性玄武岩地幔包体：浅源捕掳体。2按源区性质成因Mg#元素成分代表岩石原始地幔岩无变动的地幔岩8789无变动二辉橄榄岩（溶出5%）亏损地幔岩经部分熔融的残余地幔岩91亏损K、Ca、Na方辉橄榄岩（溶出25%）纯橄岩（溶出45%）富集地幔岩经流体交代或地壳物质混染的地幔岩7987富集K、Ca、Na尖晶石二辉橄榄岩（3）野外产状：棱角状、浑圆状产于主岩中。（4）成分矿物成分a.橄榄石（70%80%）+辉石、尖晶石（20%30%）；b.辉石（80%90%）+橄榄石、尖晶石（少量）；金伯利岩地幔包体富Al相为石榴子石；碱性玄武岩地幔包体富Al相为尖晶石；化学成分：比一般的蛇绿岩套堆晶岩更富Mg、Cr而贫K2O、Na2O、Al2O3、CaO。（5）结构：以变质结构为主1原生粒状结构（protogranular texture）：粗粒（主要矿物d4mm），颗粒之间曲线接触，橄榄石中有少量扭折带；2碎斑结构（porphyroclastic texture）：由碎斑、碎基组成；3粒状镶嵌结构（equant mosaic texture）：颗粒近等轴粒状，颗粒之间直线接触；4板状等粒结构（equant tabular texture）：颗粒呈拉长或压扁状，颗粒边界平直，岩石叶理发育；5部分熔融结构（partial melting texture）：单斜辉石中出现无光性的深色物质麻点或周围出现海绵边；海绵边由细小的辉石、橄榄石和空腔组成，是熔融时发生破裂所致。三、火成堆晶成因的超镁铁质岩火成堆晶：岩浆的重力分异作用使先结晶的矿物富集。1.层状镁铁质-超镁铁质杂岩体（1）野外产状：杂岩体形成与重力分异、岩浆对流分层等作用有关，产出于裂谷和大陆地区，多呈韵律分层；1下部：超镁铁质岩（橄榄岩、辉石岩）；2中部：辉长岩类；3上部：斜长岩-闪长岩。（2）类型1橄榄岩/辉橄岩-辉石岩-辉长岩型；2斜长岩-辉长岩/橄长岩型。（3）成分1矿物成分：橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、斜长石等；2化学成分：富碱铁质系列，与其他杂岩体相比更偏基性。（4）结构：堆晶结构（cumulus crystal texture）：在粗大的、相互连接的自形到半自形矿物粒间充填其他矿物的一种结构，这些粗大的矿物称为堆晶（cumulus crystal），是岩浆中早结晶出的矿物由重力分异作用下沉到岩浆房底部。1正堆晶结构（orthocumulate texture）：堆晶矿物被后结晶的其他矿物包围；2中堆晶结构（mesocumulate texture）：堆晶矿物中含较多与主岩浆隔离的熔体，堆晶后间隙矿物含量为10%40%；3增生堆晶结构（adcumulate texture）：堆晶矿物中含大量与主岩浆相通的熔体，堆晶可继续生长，堆晶后间隙矿物含量为10%。2.环状镁铁质-超镁铁质杂岩体（1）野外产状：岩体呈环带状分布，中心为超镁铁质岩，杂岩体直径达110km，延一定构造方向成群分布。（2）类型1Alaska型岩体：同期岩浆作用形成的具环带构造的岩体，富Fe；由内向外：纯橄岩异剥橄榄岩橄榄单斜辉石岩单斜辉石岩角闪辉石岩辉长岩；2环状、似环状杂岩体：同心式、似同心式镁铁质-超镁铁质杂岩体，产于稳定地块及边缘或造山带。（3）成分1矿物成分：核部向外Fe橄榄石；2化学成分：核部向外MgOMg#SiO2、CaO。（4）结构构造：韵律层理、堆晶结构、嵌晶结构、包含结构、反应边结构四、超镁铁质火山岩结构化学成分成因1.苦橄岩（picrite）斑状结构斑晶：橄榄石SiO2=30%52%；Na2O+K2O1%地幔柱活动有关的溢流玄武岩区基质：橄榄石、辉石微晶2.麦美奇岩/玻基纯橄岩（meymechite）玻基斑状结构斑晶：橄榄石SiO2=30%52%；Na2O+K2O1%TiO21%基质：火山玻璃3.科马提岩（komatiite）橄榄质科马提岩鬣刺结构（spinifex texture）橄榄石（辉石）呈细长的锯齿状晶体以树枝状、交织状、放射状丛生TiO21%地幔柱熔融成因玄武质科马提岩五、岩石成因非岩浆成因岩岩浆成因岩火成堆晶岩火山岩产状无根构造岩片、包体层状、环状侵入杂岩体喷出产状矿物成分橄榄石（Fo88%）斜方辉石（En85%）单斜辉石（铬透辉石）尖晶石、石榴子石贵橄榄石（Fo=7080%）斜方辉石（En=7080%）单斜辉石普通角闪石橄榄石辉石火山玻璃结构原