第05讲玄武岩及其相关岩类.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 玄武岩及其相关岩类,火山岩的一般特点及分类,玄武岩类的基本特征及主要种属,玄武岩类的成因概述,1,、火山岩的野外产状和火山岩相,2,、,火山岩类型,第一节 火山岩的一般特点及分类,侵入岩相：深成相、中深成、浅成相,火山岩相：陆相（可再分）、海相,岩浆岩相（,facies,),特定环境（产状）中形成的具有特定矿物成分、结构构造及其生物特征的岩浆岩岩石和岩石组合，可分侵入岩相和火山岩相,侵入岩的产状和侵入岩相示意图,3_17,出露的岩基,岩基,岩墙,岩盆,岩盖,岩床,捕虏体,整合侵入体,不整合侵入体,岩株,深成侵入岩相,浅成相,深成相,中成相,1,、火山岩的野外产状和火山岩相,制作火山模型,Megan(7,岁,)and John Mark(6,岁,),第一节 火山岩的一般特点及分类,火山灰流,喷气孔,火山泥流,岩屑崩落,盛行风,火山通道相,次火山相,火山岩相示意图,（据 邱家骧，,1985,）,侵出相,溢流相,爆发相,火山沉积相,岩钟、针、穹,火山颈,.,岩管,/,岩筒,台地、被、盾,锥,侵入体,（,1,）据火山岩产状划分的火山岩相,海相火山岩,陆相火山岩,（,2,）据产状划分,（,A,）,溢流相,熔岩流,（,lave flow,),：,较平静的溢流（,effusion),方式喷出地表，粘度低的镁铁质或中性岩浆为主，镁铁质者呈熔岩被或台地，中性者呈岩盾。,（,B,）,爆发相,火山锥,(volcanic cone),：,爆发式喷发,(explosion),为主，高粘度和富挥发份的酸性岩浆，由熔岩和火山碎屑岩组成,中心为火山口或破火山口。也有爆发,-,宁静相间。,（,C,）,侵出相,产状岩钟、岩针、岩穹：,侵出,(extrusion),方式喷出，高粘度低挥发份酸性岩浆，产在火山通道上部。,（,D,）,火山通相,产状为火山颈,(volcanic neck),、岩管、岩筒：,充填在火山管道中的充填物，喇叭状，下宽下窄。同源、异源、深源均有。,（,E,）,次火山岩相,次,(,潜,),火山岩：产状以岩脉为主，与火山岩同源但为侵入产状的侵入体，,深度一般小于,0.5km,特点：同时代但时间稍晚；,同外貌但结晶稍好；,同空间但范围较大；,同成分但变化范围大。,（,F,）,火山沉积相,火山沉积岩：层状，,是火山作用叠加沉积作用的产物，一般远离火山口，由沉积火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩、沉积岩系组成。,（,1,）据形成环境可分为陆相和海相火山岩,陆相火山岩,：,与下伏地层不整合，,风化壳发育，,与陆相动植物化石和陆相沉积岩共生,成分变化大，红顶绿底，,柱状节理,发育,海相火山岩,：,与下伏地层整合，,风化壳不发育，,与海相生物化石和沉积岩,成分变化小，枕状构造（陆相水体中也有）,“红顶绿底”,火山岩的氧化作用,2,、火山岩类型,主量元素划分,火成岩,TAS,分类图（,IUGS,1989),似长石岩,碧玄岩,-,碱玄岩,-,响岩；,粗面玄武岩,-,玄武粗面安山岩,-,粗面安山岩,-,粗面英安岩,-,粗面岩,苦橄（玄武岩）,-,玄武岩,-,安山岩,-,英安岩,-,流纹岩,2,火山岩类型,矿物成分划分,after J.Johnson,适用于钙碱性系列,基本特征,系列划分,种属定名,主要种属的岩相学特征,相关的超镁铁质火山岩,第二节 玄武岩的基本特征及主要种属,1,基本特征,第二节 玄武岩的基本特征及主要种属,玄武岩类：基性火山熔岩,SiO,2:,45%52%,富,Fe,、,Mg,、,Ca,、,Al,结构组分：斑晶、基质（微晶,+,玻璃质）,矿物成分：斜长石、辉石、橄榄石（常伊丁石化）,结构构造：火山岩结构和构造（,见后,）,常见产状：粘度小，形成熔岩流、熔岩被、岩熔台地,分布特点：时间：从古至今；空间：从洋底到大陆，月球？,Basalt lava,by USGS,火成岩,TAS,分类图（,IUGS,1989),玄武岩的典型结构,玄武岩一般为,斑状结构,，少量为无斑,隐晶,或,玻璃质结构,。对于斑状结构岩石，要注意观察和描述其,基质的结构,类型，主要有：,间隐结构,：杂乱排列的斜长石微晶之间，全部被隐晶质或玻璃质充填,间粒结构,(,粗玄结构,),：,在不规则排列的长条状斜长石微晶形成的间隙中，充填有若干个粒状辉石与磁铁矿颗粒,(,冷却较缓慢条件下结晶,),间粒间隐结构,(,拉斑玄武结构,),：介于前两者之间，充填物有辉石、磁铁矿、隐晶玻璃质,玻基斑状结构,：没有微晶，基质完全由火山玻璃组成。,间隐结构,间粒结构,玻基斑状结构,块状,气孔,杏仁,绳状,柱状节理,枕状,玄武岩的,典型构造,碱性玄武岩*,过渡玄武岩,拉斑玄武岩*,钙碱性玄武岩*,钾玄岩,2,、系列划分,a,矿物成分（,理解：表,6-1,，,p72,！,）,2,、系列划分,a,化学成分参数,碱性系列,亚碱性系列,钙碱性系列,拉斑玄武岩系列,钙碱性系列,拉斑玄武岩系列,碱性系列,亚碱性系列,钾玄岩系列？（图,6-1,）,亚碱性系列（细分为钙碱性系列和拉斑玄武岩系列）,：拉斑玄武岩，高铝玄武岩，粗玄岩，,玻基玄武岩，细碧岩,碱性系列,：碱性橄榄玄武岩，碱玄岩，,碧玄岩，石龙岩,钾玄岩系列,：钾玄岩,3,、主要岩石种属,化学成分投图,斑晶成分,橄榄玄武岩、,伊丁玄武岩,构造类型,气孔玄武岩、杏仁玄武岩、枕状玄武岩,结构类型,玻基玄武岩、粗玄岩；,拉斑玄武岩,3,、主要岩石种属,岩相学（野外）,拉斑玄武岩,（,tholeiitic,basalt,）,拉斑玄武结构,主要矿物：,斜长石（浅色）,辉石（暗色，贫钙,+,富钙）,赤铁矿,橄榄石,肉眼或,CIPW,计算有橄榄石，称,橄榄拉斑玄武岩,CIPW,计算橄榄石,牌号,(,Fo,),达,25-40%,，称,苦橄玄武岩,石英,石英拉斑玄武岩,4,、主要岩石种属特征 亚碱性系列,Beartooth,Mountains,by Kurt,Hollocher,2003,粗玄岩（,dolerite,）,全晶质,粗玄结构,喷出岩产状与,辉绿岩区别,长,6 mm,4,、主要种属特征 亚碱性系列,细碧岩（,spilite,）,4,、主要种属特征：亚碱性系列,杏仁状构造,高,Na,2,O,，低,K,2,O,钠长石绿泥石,交代辉石或钙质斜长石残余；,间粒,/,间片结构；,杏仁,/,枕状构造；,？海底玄武岩受到富,Na,海水的作用,4,、主要种属特征 碱性系列,碱性橄榄玄武岩,（,alkali olivine basalt,）,橄榄粗安岩（碱性橄榄玄武岩的变种）,（,mugearite,）,（,无紫苏辉石,，含,钛,较高的普通辉石和透辉石，斜长石和,钾长石,）,（斑晶为更长石常见透长石反应边、橄榄石、,钛,辉石）；基质具,钾长石,4,、主要种属特征 碱性系列,碱玄岩（,tephrite,）,from Banne dordanche,Monts Dore,France,角闪石,似长石,基质斜长石,w(Ne,，霞石,)5%,w(Ol,)5%,w(Ol,)5%,SiO,2,明显不饱和，碱含量高，以,富橄榄石,区别于碱玄岩,5,。,相关的超镁铁质,火山岩,A.,常见类型,苦橄岩：化学成分与橄榄岩相当,玻基纯橄岩,(,麦美奇岩,),：玻基斑状结构,科马提岩：常见枕状构造,具独特的鬣刺结构和化学成分,B.,常见组成,斑晶：橄榄石为主,辉石少量,基质：橄榄石微晶,辉石微晶,基性玻璃,1,）玄武岩的熔融关系,液相线,(,liquidus,),固相线,(solidus),玄武岩,晶体,熔体,熔体,第三节 玄武岩类的成因概述,1,、岩浆起源,部分熔融：岩石所处的物理状态位于固相线与液相线之间,2,）玄武岩岩浆源区：,岩石圈地幔、软流圈,（二辉橄榄岩）,Note:,地幔岩石在,“,正常,”,的大洋地温梯度下不能熔融,after Wyllie,P.J.(1981).Geol.,Rundsch,.70,128-153.,固相线,液相线,3,）熔融机制,(1),：升温,“,正常,”,的大洋岩石圈地温梯度,固相线,液相线,升温后，地温梯度向固相线平移,3,）熔融机制,(2),：减压,“,正常,”,的大洋岩石圈地温梯度,固相线,液相线,减压后的地温梯度,3,）熔融机制,(3),：增加挥发份（尤其是,H,2,O,）,H,2,O,饱和的固相线,地温梯度,干体系的固相线,2,、玄武岩的原生岩浆问题：,原生岩浆,(,p,rimary magmas),：,直接由地幔熔融产生的岩浆。,从地幔源区产生后，没有经过成分的改变，而直接上升到地表，即在上升过程中，既无分异，也无混合或同化混染。,。,演化岩浆（,e,volved magmas),：,由原生岩浆演化而形成的岩浆,母岩浆（,p,arental magmas,）,：,能够通过各种作用,(,分异、同化、混染,),产生派生岩浆的独立的液态岩浆。,它既可以是原生岩浆，也可以是演化岩浆。,派生岩浆,(,d,erivative magmas),：,由母岩浆派生出来的岩浆。,(,地幔,),原生岩浆的性质,在地幔深部形成后没有受到过分离结晶和同化混染影响,识别标志（,Criteria for primary magmas,）,有最高的,Mg#(100Mg/(Mg+Fe),，为真正的母岩浆,二辉橄榄岩实验表明：,Mg#=66-75,Cr 1000 ppm,Ni 400-500 ppm,3,、玄武岩成分变异的原因,a,地幔源区,成分的差异,性（举例，源区,Al,与,Mg,含量不同）,源区富,Al,，岩浆先结晶钙长石（,An,），后与透辉石（,Di,）共同结晶，总体,An Di,源区富,Mg,，岩浆先结晶透辉石（,Di,），后与钙长石（,An,）共同结晶，总体,Di An,相同成分的地幔源区在,不同的熔融条件,(,温度、压力、挥发份,),下，可以产生不同成分的玄武岩,3,、玄武岩成分变异的原因,b,举例：压力的效应,Kushiro(1968),J.,Geophys,.Res.,73,619-634.,硅过饱和,硅不饱和,硅高度不饱和,拉斑质,拉斑质,碱性,霞石,镁橄榄石,石英,Figure,After Green and Ringwood(1967).,Earth Planet.,Sci,.,Lett,.,2,151-160.,Liquids and residuum of melted pyrolite,实验岩石学资料表明：,较浅部熔融有利于形成拉斑玄武岩,25%melting at 30 km,tholeiite,25%melting at 60 km,olivine basalt,较高度部分熔融有利于形成拉斑玄武岩,20%melting at 60 km,alkaline basalt,30%melting at 60 km,tholeiite,4,、玄武岩形成的构造环境,(,图示,),洋中脊,大陆裂谷,洋岛,弧后,By European Space Agency,4,、玄武岩的构造环境（四大类）,洋中脊玄武岩,部分熔融程度高,(20-30%),不相容元素亏损,一般出现拉斑玄武岩,大陆溢流玄武岩,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，常形成大火成岩省（,LIPs,）,大陆边缘玄武岩,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,源区浅,源区深,富含挥发份,mid-ocean ridge basalt,MORB,continental flood basalt,CFB,continental margin basalt,CMB,洋岛玄武岩,ocean island basalt,OIB,源区深,部分熔融程度高,来自软流圈,可以出现拉斑玄武岩和碱性玄武岩,思考题（教材）,