6第6讲-基性岩火山岩

基性火山岩1、一般特征和岩石类型玄武岩的分布1.洋中脊2.大陆裂谷3.岛弧4.活动大陆边缘5.弧后盆地6.洋岛7.陆内活动带????600km400200kmContinentalCrustOceanicCrustLithosphericMantleSub-lithosphericMantleSourceofMelts1534672MantleplumeMantleplume1.1.2玄武岩—玻璃质或隐晶质基性火山岩，通常含有斜长石、辉石、Fe-Ti氧化物，含或不含橄榄石。SiO2:45-52wt.%Na2O+K2O5wt.%（1）颜色：黑色,绿色－灰绿色,暗紫色,深灰色.紫色：强烈氧化“玄”—black;（2）矿物:主要—Pl+Py次要—Ol,Am,Bi化学成分与辉长岩相同（3）结构岩石:斑状玄武岩、无斑玄武岩、玄武玻璃斑状结构—斑晶:pl,py,ol;基质:玻璃质,间隐结构（镜下）指示冷却速率不同区分冷却速率显晶质结构1斑晶:ol，基质:间粒结构—fine-grainedpyandmtfilledinspacesamongplatyPlcrystals（+）Ol斑晶:OlandPy;基质:fine-grainedPyandglassfilledinspacesamongplatyPl（+）PyOlPy显晶质结构－1辉石辉绿结构斜长石辉绿结构（4）构造:气孔构造、杏仁构造枕状构造—海相喷发柱状节理—4，5，6，7边，江苏六合福建牛头山四川峨眉山浮岩Verylightduetoabundantoffumaroles,canfloatabovewaterInnertexture:blackround-fumaroles;whitecryst-Ol;finelightgrayarePl.（+）浮岩-2fumarolesOlPlQChQChQ杏仁构造枕状构造J.McPhie,M.Doyle,R.Allen,1993枕状构造－断面柱状节理柱状节理柱状节理（5）岩石类型划分，根据：（a）斑晶：橄榄玄武岩，伊丁石玄武岩、辉石玄武岩、斜斑玄武岩（b）结构和构造：斑状玄武岩，玻璃玄武岩，气孔－杏仁玄武岩、浮岩（c）化学成分:拉斑玄武岩;钙碱性玄武岩;碱性玄武岩2化学分类SiO2=45-53%:基性岩(1)亚碱性系列：3.3(2)碱性系列：3.3(3)碱玄岩系列：3.3SiO2-（K2O+Na2O）图（Irvine，1977）碱性系列亚碱性系列亚碱性系列的再分Na2O+K2OMgOTotalFeasFeOShoshonite类型碱性玄武岩过渡玄武岩拉斑玄武岩钙碱性玄武岩钾玄岩晚期分异产物响岩或粗面岩粗面岩少量流纹岩大量英安岩和流纹岩粗面岩、富钾流纹岩斑晶有有具辉石反应边具辉石反应边有橄榄石基质有有无无无普通辉石含钛的含钛的不含钛的不含钛的贫钛斑晶中无无紫苏辉石或易变辉石紫苏辉石无贫钙辉石基质中无无易变辉石±紫苏辉石紫苏辉石无斜长石±斑晶±斑晶±斑晶斑晶常见，±富钙反应边斑晶常见，常具透长石边磁铁矿无无早期无有有在AFM图中的结晶趋势富铁富铁富铁不富铁不富铁其质中的钾长石或石英钾长石？可有石英，但钾长石罕见可有石英，但钾长石罕见钾长石常见，一般无石英标准矿物橄榄石，霞石无石英橄榄石、紫苏辉石、无石英、霞石±橄榄石、紫苏辉石、±石英（无霞石）±橄榄石、紫苏辉石±石英（无霞石）橄榄石、±霞石玄武岩类的一般特征主要岩石类型:亚碱性系列：拉斑玄武岩—含Pl(高An)和Py(Opx和cpx);大洋和大陆上广泛分布,e.x.峨眉山玄武岩高铝玄武岩—Al2O3高（16%），SiO2小于拉斑玄武岩，成分与拉斑玄武岩相似，但Pl更多，Kf/Ab可呈斑晶出现;洋岛、活动大陆边缘和造山带粗玄岩：结晶较好的半晶质岩石，辉绿结构;是喷出岩玻基玄武岩：玻基斑状结构，斑晶:Py,Pl和Ol;基质为橙色玻璃细碧岩：主要含有钠长石和绿泥石的一种特殊喷出岩，含Na2O高。通常被认为是大洋玄武岩蚀变的产物。碱性系列：碱性橄榄玄武岩：Ne=0—5%，无或少Hy，Ol常见普通辉石（高Ti)、少透辉石)。斜长石与碱性长石-歪长石,透长石共生。Ne(霞石)少或无，但在标准矿物中有Ne（5%）;产出:洋岛;中国东部(海南,五大莲池)碱玄岩：Ne5%,Ol5%,无Hy。SiO2不饱和、ALK很高。由Pl(基性斜长石)、Cpx(钛辉石)和FS(似长石-霞石、白榴石)组成，可有少量Ol。再次划分为霞石碱玄武、或白榴碱玄岩,等。碧玄岩：Ne5%,Ol5%,Pl+Ol+Cpx+Fs、较碱玄岩更多Ol（5%,可达25%)。基质:Ol和Cpx，FS存在于基质中;包括霞石碧玄岩和白榴碧玄岩石龙岩：无Pl，但有AF。Ol+Di+Af+白榴石3其它相关岩石喷出相的基性和超基性岩:苦橄岩玻基纯橄岩,麦美奇岩科马提岩1.苦橄岩一种富含橄榄石的玄武岩MgO18wt.%和(Na2O+K2O)=1-3wt.%.（1）颜色：深绿－黑色（2）结构:细粒结构,或斑状结构斑晶:Ol,Py.Ol更常见.（3）矿物组成：主要—Ol(50-70%)+Py,少或无Pl和Hb副矿物—Mt，ilm，Ap含玻璃质2.科马提岩玻璃质超基性岩，形成于熔岩或浅成侵入体，含18wt.%MgO和1wt.%(Na2O+K2O);主要含橄榄石和辉石;化学成分与橄榄岩相似。（1）化学成分：高MgO（9%）,CaO/Al2O31，K2O0.9%（2）矿物成分:Ol（高MgO,Fo=90-95）Cpx(高Al)Cr-尖晶石+玻璃ilm,mt（3）结构：鬣刺结构橄榄石和辉石的针状骸晶平行排列成簇，分布在玻璃基质中，似鬣刺草（澳大利亚的一种草名），鬣是马颈上的长毛。鬣刺结构成因是熔浆快速冷却，长出了骸晶。鬣刺结构Parallelandradiatearrangementsofelongateolivinesandpyroxenes（引自UniversityofBritishColumbia）科马提岩:spinifextexture（4）构造：枕状构造（5）产出:南非,加拿大和澳大利亚太古代变质岩中.4玄武岩成因地幔岩石熔融的产物TemperaturePressureAB-DPDTDPH2OMechanismsofmeltgeneration:(1)Decompression(-DP,e.g.,MOR,hotspots/plumes)(2)Heating(DT,e.g.,crustalmeltingforgranite/granitoidduetobasalticmagmaheatingorpossiblyinternalheatingduetoK-U-Thheataccumulation)(3)AdditionofH2O(andalkalis)(DPH2O,e.g.,Arcs/subductionzones)部分熔融4.1压力(深度)影响低压P（0-5×108Pa）,熔融顺序：Cpx-Opx-Sp-Ol,当Cpx全部熔融时，Opx（En顽火辉石）开始熔融：En=OL(固相)+SiO2(液相)SiO2升高,形成石英拉斑玄武岩.P(5×108Pa-20×108Pa),熔融顺序:Cpx(1350℃)→Sp(1500℃)→Opx(1750℃)→OL,Cpx首先熔融，钠Na存在于二辉橄榄岩的Cpx中，因此熔体Na2O,形成碱性玄武质岩浆.高压下:P=40×108Pa，熔点T=1570℃，Cpx先熔，然后Ga，形成橄榄拉斑玄武岩浆温度压力0%100%亚固相(100%solid)A固相+液相BSuperliquidus(100%melt)C4.2.部分熔融程度源岩(二辉橄榄岩)部分熔融（PM）形成的岩浆的过程PM残留相–难熔物:高Mg/Fe,低SiO2(方辉橄榄岩)熔体–易熔组分:低Mg/Fe,高SiO2(苦橄岩或苦橄质玄武岩)部分熔融将使一种岩石转化成两种成分和物理性质不同的岩石4.3.挥发分的作用降低熔融温度T,可以在更深处熔融形成石英拉斑玄武岩.4.4.成分不均一性取决于源区成分和构造背景dependingonsourcecomposition/tectonicsettings5玄武岩形成的构造环境(1)MORBS形成于大洋中脊（MOR）环境，由于快速伸展，3cm/a(达5cm/a或更高)。很薄的洋壳导致了低压和高温熔融，熔融程度高，形成大洋拉斑玄武岩。玄武岩的成因与构造环境????600km400200kmContinentalCrustOceanicCrustLithosphericMantleSub-lithosphericMantleSourceofMelts1534672洋中脊玄武岩低压部分熔融程度高(20-30%),不相容元素亏损大陆裂谷玄武岩高压部分熔融程度低,不相容元素富集,易出现碱性熔浆;随熔融程度的增高,不相容元素的比例降低,转而出现拉斑玄武岩质熔浆大陆边缘玄武岩富含挥发份熔融温度降低，熔融程度高，形成富含挥发份的熔浆.结晶速度快，且伴随明显的结晶分异作用，形成玄武岩-安山岩-英安岩组合洋中脊玄武岩Mid-OceanRidgeBasalt(2)．大陆裂谷与热点火山可能是与地幔柱有关的软流圈上涌引起的岩石圈减薄、裂谷形成和新大洋的形成。思考题•形成玄武岩的源区为何是地幔而不是地壳？•哪些因素影响地幔的熔融程度？•玄武岩主要产生于哪些构造环境？•玄武岩的成分类型与形成背景的关系