岩石圈地幔和软流圈地幔Word文档格式.docx

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辉岩岩脉优先熔融。

MORB的主要成分为：

拉斑玄武岩少量为碱性玄武岩

拉斑玄武岩特点：

化学成分一SiO2质量分数较高，平均大于49%，碱含量较低为特征，矿物成分主要由基性斜长石和贫钙辉石（易变辉石和紫苏辉石）以及富钙辉石组成。

碱性玄武岩的特点：

矿物成分和化学成分变化范围很大，突出的特征是富碱，其中K20和NaO的含量均大于5%，最高可达9%；

多数为W（NaO）大于（K20）。

与亚碱性玄武岩相比，富TiO2,高碱。

碱性玄武岩在矿物成分上主要为碱性长石，碱性暗色矿物，富钛辉石。

通常不含贫钙辉石。

大洋中脊玄武岩的元素总体特点：

亏损LILEs,LREE等，不亏损HFS元素（Nb,Ta）;

（2）Sr－Nd同位素比值分别为0.7025和0.51315（eNd=+10）largeionqinshielementsLightrareearthelements

大洋岛玄武岩（OIB）

大洋高原的形成：

与来自670km过渡带或核幔边界的地幔柱减压熔融有关。

地幔柱上升的动力可能是thermalbuoyancy（比周边地幔温度高200C），并穿过地幔。

当达到岩石圈地幔底部时发生decompressionmelting而形成大量玄武岩。

岩浆量取决于岩石圈地幔的厚度，后者决定部分熔融程度。

若地幔柱发生在厚度超过50km的大陆岩石圈之下则岩浆量较小，而在厚度较小的大洋岩石圈之下，将形成大量玄武岩浆。

另外，地幔柱温度越高则岩浆量越大。

地幔柱多发生于洋脊附近。

OIB的形成通常与地幔柱的熔融有关。

地幔柱：

热点是从地幔中上升的地幔热柱在地表的反映，并以火山作用、高热流和隆起等为标志。

一般认为，地幔柱产生于核幔边界炽热上升的圆筒状物质流。

大洋高原的形成原因：

大洋高原比正常大洋壳厚的多，因此浮力也比较大，在俯冲带逃脱俯冲而留下来，而拼贴在俯冲带外部边缘，

大洋高原地幔柱源区：

俯冲的slabsandsediments,堆积在670km或核幔边界

THEDIFFERENCESBETWEENMORBANDOIB;

MORB的LREE缺少，而OIB的LREE平坦或富集。

高镁玄武岩在OIB中常见，而在MORB中很少。

如何鉴别古大洋高原:

主要成分大洋岛玄武岩

1弧玄武岩相对低镁和Ni，高（La/Nb）,很少含高镁玄武岩，火山灰较多，岩浆温度多在1280；

OIB火山灰较少，岩浆多在1400以上，高镁玄武岩较多，低（La/Nb）

2MORB与OIB区分：

MORB轻稀土元素亏损，OIB轻稀土元素富集或平坦，高镁玄武岩在OIB中很常见，而在MORB中很少

3古老的大陆溢流玄武岩很少保存，大多被剥蚀。

大陆板内基性岩浆岩：

1大陆溢流玄武岩

2碱性玄武岩

3金伯利岩

可能的地幔岩浆岩源区（岩石圈地幔和软流圈地幔）

地幔熔融的触发机制：

升温，减压，加入流体

软流圈上涌和岩石圈裂缝都会导致减压熔融。

岩石圈裂缝后，软流圈地幔会上升补充岩石圈的厚度。

减压熔融在岩石圈地幔很难进行，必须有水等流体或软流圈热导入

影响岩浆主要元素的主要因素：

大陆岩浆可以是碱性的也可以是拉斑的，碱性的和拉斑的相比，低Si，而富Na+K。

拉斑玄武质原岩富Fe，与干橄榄岩不同的熔融程度和熔融压力有关，试验表明，在压力高于3Gpa时，低程度（小于5%）熔融时会形成碱性玄武岩，而在低压，高程度熔融时会形成拉斑玄武岩。

原始岩浆中Fe随熔融深度的增加而增加，而Na随熔融程度的降低而增加

影响岩浆微量元素的因素：

主要与微量元素的分配系数有关：

不相容元素在熔体中，而相容元素在残留体中。

强不相容元素比值可以反应地幔源区的比值因为它不会受到部分熔融程度及分离结晶的影响

影响岩浆同位素成分的影响；

主要是软流圈与地幔的相对贡献以及地壳的相互作用。

如果软流圈贡献占压倒优势，则其同位素性质与OIB类似。

岩石圈地幔起源岩浆会有较高的Sr同位素比值（>

0.7045）、负的eNd值和高的207Pb、204Pb比值；

Os同位素比值也较低（0.105-0.129,而OIB0.123-0.152）。

地壳混染的影响和鉴别（Os同位素）。

金伯利岩：

在自然界中分布很少，是金刚石的母岩，属于SiO2不饱和的岩类。

与橄榄岩相同之处是他的W（SiO2）低，一般小于40%,而微量元素中的相容元素Cr，Ni，Co含量高。

与橄榄岩不同之处是K2O，Na2O和不相容元素Rb，Ba，Nb，LREE等含量高，且w（K2O）大于w（Na2O），此外金比利岩中富含挥发分H2O和CO2。

源区是被富水或富CO2交代的橄榄岩，深度超过graphite-diamond转换带压力（140km）

金伯利岩主要矿物：

橄榄石石榴子石金云母尖晶石富钛矿物蚀变矿物

岛弧岩浆岩的产生：

多阶段：

板块俯冲----洋壳和大洋沉积物脱水------流体及酸性岩浆向上迁移------地幔楔的交代作用和富集------地幔楔的部分熔融和岛弧岩浆的生成

多源：

地幔楔（大洋岩石圈和软流圈上地幔）洋壳（大洋玄武岩和大洋沉积物）海水大陆地壳的混染

分成四个系列：

低钾系列钙碱系列高钾钙碱系列碱性橄榄玄武岩系列

每个系列有不同的玄武岩安山岩英安岩流纹岩组成，与流体交待和深度有关。

化学成分：

与洋脊玄武岩（MORB）相比富含LIL和LREE元素而贫HFS（Nb/Ta/Ti）元素。

弧岩浆微量元素特征：

与MORB不同，富集大离子亲石元素LILEs（Rb,Sr,Ba,Cs,Th,U,K等）LREE，亏损高场强元素（NbTaTi）:

与地幔楔被流体交代有关。

大洋岛弧火山岩中以低钾玄武岩为主，而相对高钾镁安山岩较少（WAleutians除外）。

大陆弧则以安山岩（或中酸性岩基）为主。

弧岩浆岩主要元素特征

MORB中Mg#小于35的很少，但arclavas中Mg#<

35很常见。

MORB的SiO2在48－52％，而原始弧岩浆SiO245％到超过60％。

弧岩浆TiO2通常比MORB低，并在Mg#附近显示转折（Mg#与Ti在Mg#>

50反相关,而在Mg#<

50正相关），与充分演化的岩浆中FeTi氧化物分离结晶有关。

原始弧岩浆没有经历FeTi氧化物分离，其低TiO2（与MORB相比）应该是源区特征或岩浆混合的。

弧岩浆的Al2O310－19％，比MORB变化宽广。

Mg#>

50的弧岩浆Mg#与Al反相关，<

55的弧岩浆Mg#与Al正相关，与pl分离有关，表明pl分离结晶在弧岩浆演化中不太重要，而ol,py,hb的分离结晶起主导作用。

由于原始弧岩浆温度超过1100C，高于角闪石稳定区（特别富水的例外），辉石岩（单斜辉石岩和二辉石岩）的分离结晶可能是导致Mg#>

55岩浆中Mg#与Al反相关的主要原因

花岗岩成因与大陆地壳形成

花岗岩成因就源区而言，有三种：

（1）幔源玄武岩分离结晶或新形成的基性岩（在地壳中存留时间短）的部分熔融。

斜长花岗岩，蛇绿岩套的一部分；

印度Kerguelen高原碱性花岗岩；

冰岛英安岩和流纹岩；

Aleutian大洋岛弧带M-型石英闪长岩。

M-type（同位素性质与DM类似）

（2）壳源花岗岩，指地壳再熔融，性质取决于地壳年龄、岩石类型等。

S-type，沉积岩（sediments）部分熔融，喜马拉雅淡色花岗岩;

I-type，火成岩（igneous）部分熔融。

同位素性质？

（3）壳幔岩浆混合，大陆弧岩浆岩带、碰撞后花岗岩等。

I-type，A-typegranites:

●A型花岗岩－源区复杂，含有碱性暗色矿物，相当于碱性花岗岩。

具有贫水（anhydrous）、富碱（alkali）和非造山（anorogenic）的特点。

高侵位、强分异、规模较小；

出露于稳定陆块，代表造山运动的结束，是拉伸体制下的产物；

来源于下地壳或壳幔接合部。

●M型花岗岩－来自地幔，是地幔基性岩浆分离结晶的最终产物，通常产于大洋盆地，也叫大洋花岗岩，与蛇绿岩套共生。

●S型花岗岩－源区主要为沉积岩（sedimentaryrocks），富Al2O3、K2O、SiO2,出现白云母、黑云母，有时有夕线石和堇青石（如云开大山和十万大山）。

多出露于碰撞造山带，如喜玛拉雅山、阿尔泰山、云开大山和秦岭－大别山等。

壳源。

●I型花岗岩－源区主要是火成岩（igneous），相对富钠（有的也较富钾，取决于源区的性质），含有黑云母、角闪石（甚至辉石），榍石很常见。

主要出露于俯冲带、碰撞造山带、稳定陆块（造山后伸展环境）。

比如，秦岭、安第斯山和中国东部花岗岩。

壳源和壳幔混合。

●

06级期末考试题

一、名词解释10*3＝30

花岗闪长岩

粗面岩

石英二长岩

辉绿岩

安山岩

橄榄玄武岩

二辉橄榄岩

霓霞正长岩

A形花岗岩

橄榄二辉岩

二、简答6*3＝18

1、以中性岩为例说明岩浆岩分类原则

2、分析岩浆多样性的主要原因

3、石英、似长岩、镁橄榄岩的岩石学意义

三、论述12

分析大洋岛弧、大陆活动边缘（陆弧）的岩浆岩组成及其原因

--

实习做过的内容:

酸性侵入岩-----云母花岗岩角闪石花岗闪长岩

中性侵入岩-----石英闪长岩

中性喷出岩-----角闪安山岩

基性喷出岩-----伊丁石化橄榄玄武岩

基性侵入岩-----黑云母橄榄辉长岩

超基性岩-------二辉橄榄岩

碱性岩---------霓辉正长岩

一般所说的碱性长石为钾长石

酸性侵入岩

酸性岩随着石英含量减少和斜长石数量增多而向石英闪长岩过渡;

随着钾长石数量增多向石英正长岩过渡.

石英在花岗岩中含量一般为20-40%,它在岩浆花岗岩中结晶很晚。

钾长石岩浆花岗岩中的钾长石常为Al/Si有序度偏低的正长石，在深成侵入花岗岩中，在钾长石内混溶的钠长石组分多已出溶，形成特征的分解成因的条纹长石

斜长石在酸性侵入岩中多为钠更长石或部分中长石。

在花岗岩中斜长石环带较少见，但在花岗闪长岩内却较为发育，常见核心富钙，边部富钠的正常环带或韵律环带

深色矿物深色矿物在花岗岩中含量一般不超过10%，以云母为主，其次有角闪石和辉石。

黑云母是最常见的铁镁矿物。

副矿物副矿物含量一般少于1%-3%，常见的有锆石磷灰石磁铁矿

在岩浆结晶的深成花岗岩内，矿物的结晶顺序是深色最早，其自形成度最好，其次为斜长石，钾长石较差，石英则完全成它形充填于其他矿物的间隙内。

此种半自形等粒结构在花岗岩内很常见，故称为花岗结构。

花岗岩可以分解为碱性和钙碱性两类。

碱性花岗岩几乎不含斜长石或含量极微，但含碱性深色矿物，通常是钠闪石霓辉石和霓石。

钙碱性花岗岩一般含较多的斜长石，但不含碱性深色矿物。

碱性花岗岩----主要矿物石英钾长石以及钠闪石霓辉石和霓石，偶见铁橄榄石。

碱性长石化岗岩-----以钾长石为主，斜长石含量小于长石总量的10%的弱碱性花岗岩，它与碱性花岗岩的区别是不含碱性深色矿物。

花岗岩-----石英含量一般为20%-40%，斜长石为钠-更长石或更长石，斜长石占长石总量的10%--35%。

二长花岗岩-----碱性长石与斜长石含量几乎近相等的花岗岩。

花岗闪长岩-----斜长石占整个岩石矿物总量的65%--90%，是介于二长花岗岩和英云闪长岩之间的岩石，它的石英含量比花岗岩中少一些，一般在25%左右。

酸性喷出岩

酸性喷出岩的主要矿物成分为石英碱性长石及斜长石，含少量铁镁矿物。

由于喷出岩石在高温氧化条件下形成的，往往表现出高温氧化特点。

石英----可以同时组成斑晶和基质，有时几乎全部赋存于基质内。

成高温石英假象的斑晶具六方双锥状晶形，受溶蚀后可呈圆粒状或港湾状，常含无色或褐色的玻璃或基质。

碱性长石----主要是正长石和透长石，其次是歪长石；

微斜长石之在变质流纹岩和石英角斑岩中出现。

斜长石------常呈斑晶出现，很少见于基质，常具环带结构。

铁镁矿物-----以黑云母或角闪石为主，偶见透辉石。

副矿物-------常见为磁铁矿磷灰石锆石榍石

本类喷出岩通常具有斑状结构，而无斑隐晶质结构少见。

碱性流纹岩----斑晶主要为钠质长石钠透长石深色矿物为含钠的角闪石和辉石。

流纹岩-----通常为一种灰色或粉红色岩石，具斑状结构，斑晶的含量在30%以下。

斑晶主要为石英和透长石。

英安流纹岩-----相当于二长花岗岩的喷出岩，中-更长石半径较普遍，往往具有环带构造。

岩石中石英含量在20%以上，碱性长石和斜长石数量几乎相等。

中性岩类

本类岩石的化学成分特点是：

SiO2含量中等，一般为52--65%，介于基性岩和酸性岩之间，属中性岩。

在矿物成分上以长石为主，石英少量或根本没有，有时还出现少量的似长石类矿物。

深色矿物含量较基性岩石少，本类岩石可根据斜长石在总长石中所占的比例划分为闪长岩---安山岩（大于2/3），二长岩---粗面安山岩（1/3--2/3），正长岩---粗面岩（小于1/3）。

组成该岩类的矿物成分主要为斜长石和碱性长石及一种或几种深色矿物，有时含少量石英或似长石类矿物。

深色矿物：

角闪石----普通角闪石是闪长岩二长岩正长岩中最典型的深色矿物，一般为绿色，有时为褐色。

黑云母-----常和角闪石同时存在。

往往呈褐色。

辉石-------主要为透辉石或普通辉石，有时可见紫苏辉石，它们在与辉长岩某些闪长岩或二长岩中是主要深色矿物

橄榄石-----在这一类岩石中，橄榄石含量很少，但在较基性的二长岩中可大量存在。

霞石和其他似长石类矿物------某些碱性正常岩具有少量霞石，方钠石等似长石类矿物。

副矿物-----最多的是榍石磷灰石磁铁矿钛铁矿此外在正长石中还存在锆石。

闪长岩-----斜长石占长石总量的2/3以上时，常为更-中长石，环带构造发育。

深色矿物为绿色的普通角闪石，它常部分的被绿色的黑云母所交代。

闪长岩中一般不出现正长石和石英。

石英闪长岩----石英含量占岩石浅色组分5--20%的闪长岩。

二长岩-----由斜长石牌号An30--50的斜长石微斜长石以及普通辉石普通角闪石黑云母等一种或数种深色矿物组成。

石英二长岩-----指石英占浅色矿物组分的5--20%的二长岩，二长岩是斜长石和碱性长石含量大致相等的花岗岩。

基性岩类

本类岩石在化学成分上的特征：

SiO2含量在45-52%，较高于超基性岩类，低于中酸性岩类。

此外，约含FeO9-11%，MgO4-10%。

在矿物成分的特点是，以辉石和基性斜长石为主，有时含橄榄石少量碱性长石石英或霞石。

辉长岩是本类中的代表性侵入岩，它可以构成独立的基性侵入岩体。

矿物成分：

主要矿物是基性斜长石单斜辉石或斜方辉石次要矿物是橄榄石角闪石黑云母碱性长石石英或似长石。

副矿物是磷灰石榍石钛铁矿磁铁矿等

基性斜长石------通常为拉长石或培长石，很少达到钙长石（含钙长石的辉长岩称为钙长辉长岩）

单斜辉石--------是最常见的辉石组分。

通常是普通辉石和透辉石

橄榄石----------成分变化大一般为贵橄榄石，在铁辉长岩中为铁橄榄石。

早期晶出的橄榄石中的镁橄榄石分子显著得高于晚期结出的。

似长石----------如霞石方沸石方钠石白溜石等。

含量不超过岩石体积的10%，往往呈它形填系组分产出。

辉长岩----------主要由基性斜长石和单斜辉石组成，通常呈辉长结构。

不含或含很少量橄榄石斜方辉石。

辉绿岩----------是矿物成分和化学成分与辉长岩相当的浅成岩.成细至中粒,具辉绿结构或次辉绿结构.

岩浆岩岩石学（和地球化学

1地球系统的动力学：

板块构造和地幔柱构造

2岩浆作用发生的位置和机制：

会聚型、离散型、板内

3主要类型岩浆岩的岩石学、矿物学和地球化学特征，以及

成因模式

地球的结构

地壳:

大洋壳薄:

10km

结构相对简单

=蛇绿岩套:

F沉积物

F枕状玄武岩

F席状岩墙

F堆晶辉长岩

F超基性岩（mantle）

大陆壳

厚:

20-90kmave.~35km

成份变化很大

u但平均相当于安山岩成份~“安山岩陆壳”

地核Fe-Ni合金外核为液态没有S-波内核为固态

4岩浆岩的分类原则：

化学成分

超基性-----基性------中性--------酸性

455265

1）酸度－SiO2定义：

2）碱度－K2O＋Na2Owt%

钙碱性＋碱性

比如，玄武岩和碱性玄武岩；

花岗岩和碱性花岗岩

3）矿物成分和结构构造

比如，橄榄玄武岩；

二辉橄榄岩；

枕状玄武岩（pillowlava）；

环斑花岗岩（rapakivi），

超基性岩

1基本特征和分类：

SiO2<

45%和不含石英

钙碱性：

橄榄岩；

碱性－过碱性：

金伯利岩、霓霞岩－霞石岩、碳酸盐岩。

橄榄岩，又称超镁铁岩类（与超基性岩不同）－地幔岩

（1）主要矿物：

橄榄石和辉石（Cpx,Opx）；

次要矿物：

角闪石、黑云母、金云母；

副矿物：

尖晶石、铬铁矿、钛铁矿、磁铁矿等。

（2）结构构造：

半自形粒状结构/粒状镶嵌结构、网状结构、包含结构、反应边结构；

块状构造。

（3）主要种属：

纯橄岩dunite（Ol>

90%）；

橄榄岩（peridotite;

Ol=40-90%），细分为方辉橄榄岩（harzburgite）、二辉橄榄岩（lherzolite）；

辉石岩（pyroxenite,Py>

90%），细分为方辉辉石岩、透辉石岩、二辉辉石岩和橄榄辉石岩。

金伯利岩、霓霞岩－霞石岩、碳酸盐岩浆

由地幔岩部分熔融来的碱性-过碱性岩浆：

基性岩浆岩

（1）矿物组成：

主要是辉石、长石，次要是角闪石、黑云母、石英，副矿物是磷灰石、榍石、锆石、Fe-Ti氧化物….

（2）岩石类型：

玄武岩－辉长岩；

斜长岩；

辉石岩；

角闪石岩

（3）结构构造：

玄武岩，斑状结构（斑晶）、基质为细粒-隐晶质（玻璃质）；

辉长岩，半自形粒状，无斑状，细粒－粗粒。

（4）来自地幔部分熔融。

中性岩

1基本特征：

SiO2=53-66%,矿物成分以长石为主，暗色矿物

占30％；

分成钙碱性（闪长岩－安山岩类）、碱性（正长岩－粗面岩类）、过碱性（霞石正长岩－响岩类）。

2闪长岩－安山岩类（钙碱性）

（1）矿物组成：

中性斜长石（环带和双晶发育）和角闪石；

次要矿物为黑云母、辉石、石英和钾长石；

副矿物为磷灰石、榍石、锆石和磁铁矿。

（2）结构构造:

闪长岩－半自形粒状结构、斑状结构（浅成、超浅成）；

安山岩－斑状结构；

基质结构比较复杂。

3正长岩－粗面岩（碱性）

主要矿物为碱性长石；

次要矿物为角闪石、辉石和黑云母；

斜长石（含量相对较少，发育环带）、石英和似长石（仅在碱性种属中出现，包括霞石、白榴石和方钠石等）；

副矿物有磷灰石、磁铁矿、锆石和榍石。

4霞石正长岩－响岩（过碱性）

SiO2不饱和和过碱性，主要由碱性长石、碱性暗色矿物和似长石组成，不含石英。

花岗岩-流纹岩

1矿物组成：

浅色矿物85％以上，石英（>

20%）、钾长石、斜长石；

暗色矿物次要：

黑云母、角闪石、辉石

2结构构造：

3化学成分：

SiO2>

65%

洋壳的结构

60％地表是大洋地壳。

在洋中脊形成经水热蚀变再俯冲回到地幔，改变着地幔的同位素和微量元素成分，也改变着海水成分。

俯冲带也是弧岩浆岩的发生的地方。

MORB虽然岩石类型单一，但化学成分复杂。

影响成分的因素包括源区成分变化、地幔熔融方式和上升到地表过程中的结晶作用。

07级期末普岩（岩浆岩）考试题

1术语解释（20’）

1想不起来了2安山岩与粗面岩3亏损地幔与富集地幔4蛇绿岩套

2描述岩浆岩的分类原则和分类（描述岩浆岩几个大类,并说明矿物组成和结构构造）（20’）

3地幔柱玄武岩（OIB）与大洋岛弧岩浆岩（arclavas）的差异及原因（20’）

4壳源花岗岩和壳幔花岗岩的差异及原因（20’）

5以大陆岛弧玄武岩为例，说说为什么岩浆岩呈多样性（20’）

新换的老师，开始也不知道他要怎么考，只好自己捉摸了，考试的风格大大的变了。

希望师弟师妹们明年的这个时候加油，考得比我好！

祝大家寒假愉快，新年快乐！

Wyg

2009/1/16