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1、基性火山岩 1、 一般特征和岩石类型,1,基性岩火山岩,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,Mantle plume,Mantle plume,2,基性岩火山岩,1.1.2 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: 45-52 wt.% Na2O+K2O 5 wt.% （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,基性岩
2、火山岩,（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,4,基性岩火山岩,区分冷却速率,5,基性岩火山岩,显晶质结构1,斑晶: ol， 基质: 间粒结构fine-grained py and mt filled in spaces among platy Pl crystals（+）,Ol,6,基性岩火山岩,斑晶: Ol and Py; 基质: fine-grained Py and glass filled in spaces among platy Pl（+）,Py,Ol,Py,显晶质结
3、构1,7,基性岩火山岩,8,基性岩火山岩,辉绿结构,9,基性岩火山岩,（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,10,基性岩火山岩,浮岩,Very light due to abundant of fumaroles , can float above water,11,基性岩火山岩,Inner texture: black round-fumaroles; white cryst-Ol; fine light gray are Pl. （+）,浮岩-2,fumaroles,Ol,Pl,12,基性岩火山岩,Q,Ch,
4、Q,Ch,Q,杏仁构造,13,基性岩火山岩,枕状构造,J.McPhie, M.Doyle, R.Allen,1993,14,基性岩火山岩,枕状构造断面,15,基性岩火山岩,柱状节理,16,基性岩火山岩,柱状节理,17,基性岩火山岩,柱状节理,18,基性岩火山岩,（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,19,基性岩火山岩,2 化学分类 SiO2 = 45-53%: 基性岩 亚碱性系列： 3.3 碱玄岩系列： 3
5、.3,20,基性岩火山岩,SiO2 - （K2O+Na2O） 图 （Irvine，1977）,碱性系列,亚碱性系列,21,基性岩火山岩,亚碱性系列的再分,Na2O+K2O,MgO,Total Fe as FeO,22,基性岩火山岩,Shoshonite,23,基性岩火山岩,玄武岩类的一般特征,24,基性岩火山岩,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
6、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。,25,基性岩火山岩,碱性系列： 碱性橄榄玄武岩： Ne=05%，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%, Ol5%, 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
7、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,26,基性岩火山岩,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,27,基性岩火山岩,1. 苦橄岩 一种富含橄榄石的玄武岩 MgO 18 wt.% 和 (Na2O + K2O) = 1-3 wt.%. （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,28,基性岩火山岩,2. 科马提岩 玻璃质超基性岩，形成于
8、熔岩或浅成侵入体，含 18 wt.% MgO 和 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。,29,基性岩火山岩,鬣刺结构,Parallel and radiate arrangements of elongate olivines and pyroxenes （引自University of Brit
9、ish Columbia）,30,基性岩火山岩,科马提岩: spinifex texture,31,基性岩火山岩,（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.,32,基性岩火山岩,4 玄武岩成因,地幔岩石熔融的产物,33,基性岩火山岩,34,基性岩火山岩,Dry Solidus,A,B,Mechanisms of melt generation: (1) Decompression (-DP, e.g., MOR, hotspots/plumes) (2) Heating (DT, e.g., crustal melting for granite/grani
10、toid due to basaltic magma heating or possibly internal heating due to K-U-Th heat accumulation) (3) Addition of H2O (and alkalis) (DPH2O, e.g., Arcs/subduction zones),部分熔融,35,基性岩火山岩,4.1 压力 (深度)影响 低压 P（0-5108Pa）, 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.
11、,36,基性岩火山岩,P (5108Pa-20108Pa), 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.,37,基性岩火山岩,高压下: P=40108Pa，熔点 T=1570，Cpx 先熔，然后 Ga，形成橄榄拉斑玄武岩浆,38,基性岩火山岩,固相线,液相线,4.2. 部分熔融程度,39,基性岩火山岩,源岩 (二辉橄榄岩),部分熔融（PM）形成的岩浆的过程,PM,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,40,基性岩火山岩,4.3. 挥发分的作用 降低
12、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depending on source composition/ tectonic settings,41,基性岩火山岩,5 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。,42,基性岩火山岩,玄武岩的成因与构造环境,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
13、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,43,基性岩火山岩,洋中脊玄武岩,Mid-Ocean Ridge Basalt,44,基性岩火山岩,(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。,45,基性岩火山岩,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,46,基性岩火山岩,
