岩石学基性超基性岩类

岩石学基性超基性岩类第1页/共75页在地球上分布很少，却具有重要意义第2页/共75页超基性岩研究意义来自于上地幔，是上地幔通过构造运动直接到达地表形成的，也可以是由幔源区部分熔融形成的，是研究地幔物质组成的最直接证据——来源及包体大部分超基性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第3页/共75页超基性岩与超镁铁岩的定义超基性岩：SiO2含量小于45％的岩石，是一个常用的化学名称，其矿物组成以橄榄石为主。超镁铁岩：暗色矿物含量（色率）大于90％的岩石，SiO2含量可以大于45％，主要矿物为橄榄石和辉石，其次有角闪石、黑云母和斜长石，副矿物有尖晶石、铬铁矿、石榴石、钛铁矿、磁铁矿和磷灰石。超基性岩超镁铁岩第4页/共75页一、基本特征超基性岩SiO2含量（＜45%），在化学成分上贫SiO2及K2O、Na2O，富MgO、FeO。矿物成分上镁铁质矿物（暗色矿物）含量较高，色率大于90%主要矿物为橄榄石和辉石次要矿物为褐色角闪石、黑云母、金云母，一般不含或很少含长石副矿物常见尖晶石、磷灰石、磁铁矿、铬铁矿、镁铝榴石等。1、化学成分与矿物成分第5页/共75页2、结构构造超基性岩的基本结构有自形-半自形粒状结构、包含结构、海绵陨铁结构、网状结构、反应边结构、堆晶结构。地幔岩的特征结构包括原生粒状结构、残碎斑结构、粒状镶嵌结构、交代结构。第6页/共75页包含结构常见辉石、角闪石、斜长石甚至原生碳酸盐矿物包裹浑圆状橄榄石构成包橄结构，也有角闪石等大晶体包裹辉石等包含结构。角闪石包含橄榄石第7页/共75页祁漫塔格辉长岩包含结构（斜长石包含橄榄石）第8页/共75页填隙结构和海绵陨铁结构：在橄榄石、辉石等早期结晶的矿物颗粒间，充填了稍后形成的金属矿物或其他矿物，形成类似沉积岩的基底胶结当晚结晶的矿物较少时，形成填隙结构当晚结晶的矿物较多时，形成海绵陨铁结构第9页/共75页原生粒状结构地幔岩中最常见的是原生粗粒粒状结构，主要矿物橄榄石、辉石颗粒呈齿状或曲线接触。局部由于重结晶作用，橄榄石可见多边形轮廓，橄榄石常发育肯克带。第10页/共75页（残）碎斑结构岩石由强变形的残碎斑晶和碎基组成。残碎斑主要是橄榄石和斜方辉石，粒径较大，橄榄石常见肯克带。碎基常环绕于碎斑周围并与碎斑的成分基本相同，且二者的光性方位基本保持一致，表明碎基是由碎斑破碎重结晶形成的。第11页/共75页粒状镶嵌结构强塑性流动情况下，残碎斑不复存在，完全重结晶，便构成了粒状镶嵌结构。特点1：矿物颗粒细小并相近2：矿物之间直线状接触第12页/共75页地幔交代结构：主要表现为金云母、角闪石、斜方辉石或单斜辉石沿早结晶的橄榄石、辉石等颗粒之间充填交代或呈脉状穿插交代。第13页/共75页纯橄岩中的等粒结构—亏损地幔岩金云母沿橄榄石颗粒之间充填交代第14页/共75页超基性侵入岩和地幔岩最常见的构造是块状构造、有时见流动构造、带状构造页理构造等等。超基性火山岩的主要结构为斑状构造、玻基斑状结构、半自形细粒—隐晶质结构和玻璃质结构等。构造有块状、气孔、杏仁、枕状构造等。第15页/共75页二、主要岩石类型1、侵入岩与地幔岩IUGS分类中超美铁质侵入岩是指暗色矿物含量M＞90%的侵入岩图2-35，根据橄榄石（Ol）、斜方辉石（Opx）、单斜辉石（Cpx）、或橄榄石（Ol）、角闪石（Hb）的相对含量在两个图中找出不同的类型：第16页/共75页侵入岩与地幔岩的主要类型：纯橄榄岩：黄绿、橄榄绿色。几乎全由富镁橄榄石组成，含量＞90%；少量辉石（＜10%）和斜长石。多为自形或半自形的粒状结构，富铁者见海绵陨铁结构，还可见地幔岩、堆晶岩的各种结构。一般为块状构造。第17页/共75页橄榄岩：深绿或者浅绿色。由橄榄石、辉石组成，橄榄石多富镁，含量一般为40%-90%，有时含有少量褐色角闪石（＜10%）、黑云母、斜长石等。具等粒结构、包含（包橄）结构、网状结构、填隙结构、海绵陨铁结构和反应边结构等。第18页/共75页根据辉石种类不同和是否含角闪石，将橄榄岩分为：斜方辉石橄榄岩：也称方辉橄榄岩，主要由橄榄石和斜方辉石组成，且斜方辉石含量占辉石总和的95%以上，次要矿物有透辉石、普通辉石、褐色角闪石等。单斜辉石橄榄岩：主要为橄榄石、单斜辉石，且单斜辉石含量占辉石总量的95%以上，其次可见少量的褐色角闪石、黑云母。第19页/共75页二辉橄榄岩：由橄榄石（40%-90%）单斜辉石、斜方辉石组成，后两者每种辉石含量都需≥5%，且近相等。角闪橄榄岩：主要由橄榄石和褐色角闪石组成，其中角闪石含量占辉石和角闪石含量总和的95%以上。可见少量辉石、金云母、黑云母等。常见包橄结构。第20页/共75页辉石岩：褐黑色或者是深褐色，辉石含量90%-100%，可见少量橄榄石、褐色角闪石、黑云母、斜长石以及铬铁矿、磁铁矿、钛铁矿等。

橄榄辉石岩：橄榄石的含量为橄榄石+辉石+角闪石总量的10%-40%，是介于橄榄岩和辉石岩之间的变种。第21页/共75页角闪岩：岩石为暗绿色、褐黑色。主要由褐色、褐绿色普通角闪石组成，含量＞90%，含少量辉石、橄榄石和斜长石。具中-粗粒半自形粒状结构，并常见铬铁矿、磁铁矿等沿角闪石解理分布构成席列结构。第22页/共75页2、火山岩超基性火山岩以苦橄岩为代表，按化学成分进一步划分为：苦橄岩：MgO＞18%，Na2O+K2O＞1%；麦美奇岩：MgO＞18%，Na2O+K2O＜1%TiO2＞1%；科马提岩：MgO＞18%，Na2O+K2O＜1%TiO2＜1%。第23页/共75页苦橄岩：成分相当于侵入岩中的辉橄岩，呈黑绿-黑色，隐晶质结构、斑状结构、玻基斑状结构，斑晶常见溶蚀或溶蚀麻点结构，基质为微晶结构。主要矿物为贵橄榄石（50-75%）、辉石、有时见少量的褐色角闪石和基性斜长石。第24页/共75页玻基辉橄岩：灰黑-黑色富玻璃质岩石，玻基斑状结构，块状构造、杏仁状构造。斑晶为普通辉石和橄榄石，辉石斑晶呈自形，多具环带结构。第25页/共75页麦美奇岩：化学成分相当于纯橄榄岩的熔岩。玻基斑状结构，斑晶为橄榄石，偶见含钛的普通辉石；基质主要为黑色火山玻璃，其中含少量微晶状橄榄石、单斜辉石和磁铁矿等。气孔杏仁构造。第26页/共75页科马提岩：是一种富镁（MgO＞18%）的超基性熔岩。玻基斑状结构。常见枕状构造、具冷凝的流动顶盖，通常显示发育良好的鬣刺构造。岩石中的橄榄石和辉石常呈细长的中空骸晶，其边部呈锯齿状彼此交生，状似丛生的鬣刺草——鬣刺构造苦橄玄武岩是一种向基性过渡的超基性熔岩。第27页/共75页科马提岩的鬣刺结构橄榄石呈细长的锯齿状、针状晶体，平行丛生分布，状如鬣刺草。第28页/共75页金伯利岩是一种少见的不含长石的偏碱性的超基性浅成-超浅成岩，多呈岩管或岩筒产出，是金刚石的重要母岩金伯利岩多呈黑、暗绿、灰绿、灰等色，细粒结构、斑状结构及角粒状构造。并不是单一岩浆结晶的产物，而是由岩浆、地幔物质（捕虏晶、金刚石）和挥发份组成，是在150-200km处由石榴石橄榄岩在含H2O和CO2的条件下经低温部分熔融形成的。第29页/共75页

中国的金刚石探明储量和产量均居世界第10名左右，年产量在20万克拉。目前我国钻石主要产地有三个:辽宁瓦房店，山东蒙阴—临沭，湖南沅水流域。都是金伯利岩型，但湖南尚未找到原生矿，其中辽宁的质量好，是目前亚洲最大的金刚石矿山。第30页/共75页1、成因（1）岩浆成因

证据：大部分岩浆成因的超美铁质岩与镁铁质-中性岩类共生，构成层状、环状杂岩体，说明了岩浆结晶分异的产物从侵入岩的资料看：没有有力证据

从喷出岩看：科马提岩和麦美奇岩的存在证实了地幔可以熔出高镁的超镁铁质岩浆三、超镁铁岩的成因和产状第31页/共75页（2）非岩浆成因

它们是直接来自于上地幔的岩石碎块或碎片。成因：构造侵位形成的。形成的岩石类型以蚀变的橄榄石（蛇纹石）为主，分布在汇聚板块的边部，是造山带的重要组成部分，也是识别板块边缘的重要标志。玄武质岩浆和金伯利岩浆从上地幔直接携带上来的。第32页/共75页蛇绿岩大洋岩石圈向大陆消减时，洋壳下的上地幔随洋壳物质一起俯冲、拼贴到大陆边缘的构造岩片，因此常与岩壳物质相共生，总称为蛇绿岩或蛇绿岩套。OCEANICSEISMICLAYERSTROODOSLAYER1LAYER2LAYER3SeismicmohoPetrologicalmohoLAYER4地幔橄榄岩深成杂岩岩墙群枕状熔岩深海沉积第33页/共75页2、产状①呈层状产于镁铁质-超美铁质层状杂岩中。②分布于环状的超美铁质-镁铁质杂岩体中③作为基性碱性杂岩体的一部分④产于造山带的蛇绿岩套中⑤可在玄武质火山岩和金伯利岩中呈捕掳体形式产出第34页/共75页层状侵入体—岩浆房中岩浆分异与矿物分离结晶过程第35页/共75页环状超镁铁-镁铁质杂岩体

—Alaska-type环状杂岩体产状形态成因矿产产于造山带中，沿构造线方向成群分布剖面：圆柱形平面：圆形环状深部分异和多次侵入V-Ti-Mt矿床、Pt矿床1.纯橄榄岩；2.二辉橄榄岩；3.角闪辉石岩；4.辉长岩；5.围岩－接触变质岩第36页/共75页

类型：二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、纯橄岩、辉石岩类意义：研究地幔组成及动力学的天然实验室如：原始地幔岩-饱满地幔岩：亏损地幔岩：交代富集型地幔岩：碱性玄武岩和金伯利岩中的超镁铁质岩捕虏体第37页/共75页岩石组合产状意义沉积物-硅质岩等枕状熔岩/细碧岩辉绿岩/辉长岩橄榄岩/蛇纹岩大洋中脊古板块缝合线的标志（4）蛇绿岩中的超镁铁质-镁铁质岩组合上下第38页/共75页四、有关矿产超镁铁质岩多数发生蚀变，蚀变较强时可形成一些非金属矿床，如菱镁矿、石棉、滑石等。铬铁矿、镍、钴、铂、稀土等橄榄石可作为宝石，翡翠——硬玉（一种气成热液蚀变的超基性岩）第39页/共75页第二节、基性岩类一、基本特征1、化学成分与矿物成分基性岩的SiO2含量为45-52%，贫碱（K2O+Na2O＜5%）富钙、铝、镁、铁色率：色率40-90矿物组成：铁镁矿物与浅色矿物各占50%主要矿物：辉石+基性斜长石（约1:1） 次要矿物：橄榄石，角闪石，黑云母 不含或只含少量石英、钾长石第40页/共75页2、结构构造（1）侵入岩（辉长岩）常见的结构主要有辉长结构、灰绿-辉长结构、灰绿结构、嵌晶含长结构，也常见反应边结构、包含结构、二长结构和矿物间交生结构等。第41页/共75页（2）喷出岩（玄武岩类）常见有斑状结构、显微斑状结构、聚斑结构和玻基斑状结构；此外，球粒结构和水下喷发的熔岩常见中空骸晶结构等。第42页/共75页（粗大的、相互连结的自形-半自形晶体粒间充填其他矿物的一种结构.正堆晶、中堆晶、增生堆晶。据晶体与熔体间相互关系）

堆晶结构第43页/共75页中空骸晶结构：在海相（或湖湘）的中-基性熔岩中，在显微镜下常见一些细长条状斜长石骸晶的中间为空心（多已被绿泥石或玻璃质充填），其边部往往为锯齿状，从而构成中空骸晶结构。第44页/共75页火成岩大类名称对比按w（SiO2）划分按暗色矿物（M）和石英（Q）的体积分数划分w（SiO2）大类名称

代表性岩石M和/或Q的含量大类名称代表性岩石<45%超基性岩苦橄岩M>90%超镁铁质岩橄榄岩橄榄岩45－52%基性岩玄武岩辉石岩辉长岩M=10-90%镁铁质岩辉长岩斜长岩52－66%中性岩安山岩M=10-40%Q<20%中性岩闪长岩闪长岩>66%酸性岩流纹岩Q>

20%长英质岩花岗岩类花岗岩第45页/共75页二、基性（镁铁质）侵入岩的主要类型1.辉长岩——基性深成岩代表(1)颜色：黑色，灰黑色，深灰色(2)结构：中-粗粒半自形粒状结构——※辉长结构指基性斜长石和辉石自形程度相同，都呈半自形或他形颗粒，是从岩浆同时析出的结果。是基性深成岩相的典型结构(3)构造：块状构造，也有条带状构造或韵律构造第46页/共75页(4)矿物成分：

主要矿物：斜长石+辉石（1:1）

次要矿物：橄榄石，角闪石，黑云母副矿物：磁铁矿，钛铁矿，铬铁矿等第47页/共75页(5)矿物次生变化

辉石——蚀变为变为阳起石，透闪石（角闪石类）

斜长石——蚀变为钠长石、绿帘石等矿物集合体（淡黄色或绿色） 若都蚀变，则岩石光泽变暗淡第48页/共75页(6)辉长岩的种属划分（a）按暗色/浅色矿物划分：第49页/共75页（b）按次要矿物划分：橄榄辉长岩 角闪辉长岩（C）根据单斜辉石和斜方辉石的相对含量：辉长岩（Cpx＞Opx）苏长岩（Cpx＜Opx）辉长苏长岩（Cpx≈Opx）第50页/共75页2.辉绿岩——基性浅成侵入岩(1)颜色：暗绿色，黑绿色(2)矿物成分：与辉长岩相似，含斑晶时，称为辉绿玢岩(3)结构：辉绿结构，斑状结构

辉绿结构：基性斜长石和辉石颗粒大小相近，但是自形程度不同，自形程度好的斜长石呈板状，搭成三角形孔隙，其中充填它形的辉石颗粒。可与辉长结构过渡，称辉长辉绿结构。(4)蚀变特征：斜长石——钠长石，黝帘石，绿帘石集合体。辉石——角闪石，绿泥石

第51页/共75页辉长岩、辉绿岩a.橄榄辉长岩，具辉长结构b.辉长岩（富磁铁矿），辉长辉绿结构c.辉绿岩，具辉绿结构主要结构类型第52页/共75页祁漫塔格辉绿岩辉绿结构第53页/共75页3、玄武岩—基性喷出岩，分布极广（1）颜色：黑色，绿-灰绿色，暗紫色， 黑灰色，氧化强为紫红色 “玄”——黑 （2）矿物成分

主要矿物——基性斜长石、单斜辉石 次要矿物——橄榄石,角闪石、黑云母 总体成分与辉长岩相似第54页/共75页（3）结构：常见有斑状结构、显微斑状结构、聚斑结构和玻基斑状结构；此外，球粒结构和水下喷发的熔岩常见中空骸晶结构等。 斑晶——斜长石，辉石，橄榄石 基质的结构： 粗玄(间粒)结构 间隐结构 间粒-间隐结构 玻基斑状结构第55页/共75页间隐结构：在小板条状微晶斜长石组成的不规则空隙（格架）中充填有隐晶质（有的已脱玻化）间粒结构（粒玄结构或粗玄结构）：特点是较自形的条状斜长石微晶所构成的不规则格架中充填有细小的辉石、橄榄石和磁铁矿等。间粒间隐结构：又称拉玄结构或填间结构，特点是斜长石微晶所组成的间隙内，既有玻璃质又有辉石和橄榄石及金属矿物；也可以是微晶斜长石粒间充填有沸石、绿泥石、蒙脱石和方解石等矿物。第56页/共75页玄武岩的斑状结构-1粒度较大的矿物是橄榄石斑晶，基质为间粒结构，在板条状的斜长石微晶间，充填着细粒的辉石和磁铁矿（正交偏光）第57页/共75页玄武岩的斑状结构-2斑晶由橄榄石和辉石组成，基质具间粒-间隐结构，在板条状的斜长石微晶间充填了细粒的辉石和玻璃（正交偏光）

第58页/共75页（2）构造 气孔构造，杏仁构造普遍发育 枕状构造——海水冷却，有内部结构 柱状节理——4，5，6，7边形， 多为五方柱和六方柱

如江苏六合，福建牛头山第59页/共75页玄武岩的气孔构造-1极发育的气孔构造，使岩石比重小，可漂浮于水面，又称浮岩。第60页/共75页玄武岩的气孔构造-2多孔玄武岩。黑色卵形的是气孔，白色的自形晶为橄榄石，浅灰色针状矿物为斜长石（正交偏光）橄榄石第61页/共75页玄武岩的杏仁构造椭圆形杏仁体定向分布，杏仁体中的矿物呈环状分带：A—外环为石英，中部为绿泥石；B—由边部向中心依次出现石英、绿泥石、石英。绿泥石第62页/共75页玄武岩的枕状构造-2外部为黑色玄武玻璃层，部分已转变为橙玄玻璃。向内部逐渐变为灰黑色玄武岩第63页/共75页玄武岩的柱状节理1垂直柱状节理1（据庄文星）第64页/共75页玄武岩的柱状节理2垂直柱状节理2（据庄文星）第65页/共75页（a）

按斑晶成分划分 橄榄玄武岩——斑晶为Ol， 若伊丁石化—伊丁石玄武岩 辉石玄武岩——斑晶为Py 斜长玄武岩——斑晶为Pl（b）

按结构构造划分：玻基斑状玄武岩，玻璃质玄武岩， 气孔玄武岩，杏仁玄武岩（c）

按岩石化学成分划分: 拉斑玄武岩： 钙碱性玄武岩碱性玄武岩：钾玄岩（3）玄武岩类型划分第66页/共75页常见岩石种类:亚碱性系列：拉斑玄武岩——矿物成分上