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1、火成岩PPT复习橄长岩（troctolite）：常压无水苏长岩（norite）高压富水批式熔融分离结晶论述：1. 蛇绿岩：蛇绿岩是出露在缝合帶中的一套由蛇纹石化超镁铁岩基性侵入杂岩和基性熔岩以及海相沉积物构成的岩石组合，是大洋岩石圈的残留，是确定古板块边界的重要证据（百度百科）。 蛇绿岩指一套特殊的基性、超基性岩石组合，野外填图时不应将它当成某个岩石的名称或某个岩石单元。在一个发育完整的蛇绿岩，应该从下到上发育以下这些岩石类型： 超基性杂岩体，由不同比例的方辉橄榄岩、二辉橄榄岩和纯橄岩组成，它们通常出现变质构造形迹（不同程度的蛇纹石化）； 辉长质杂岩体，普遍发育堆晶结构并通常含有堆晶成因的橄榄
2、岩和辉石岩，其变形程度通常比超基性杂岩体弱； 基性席状岩墙； 基性火山岩，通常具有枕状结构； 伴生岩系包括：1）上覆的沉积岩，如条带状硅质岩，薄层页岩以及少量的灰岩；2）与纯橄岩相伴生的豆荚状铬铁矿；3）酸性的侵入岩与喷出岩。随着1967-68年板块构造学说的兴起，国际学术界对蛇绿岩取得以下四个方面的共识：（1）辉绿岩脉是大洋扩张时形成的；（2）蛇绿岩是大洋岩石圈的殘片，包括洋壳和大洋地幔的上部分；侵入到橄榄岩中的辉长岩和辉石岩是地幔部分熔融形成岩浆的分异体；（3）蛇绿岩中的深成岩代表了固化的岩浆房；（4）蛇绿岩通过推覆或仰冲就位在消减板块的大陆边缘；2. 造山过程中能产生的岩浆作用（前 中
3、后）简答：1. 岩浆混合：岩浆混合作用既是再造新生岩浆又是开放体系下岩浆演化的重要岩浆作用，因而它已成为岩浆多元性和火成岩多样性的重要因素。混合岩浆的端元岩浆多为镁铁质和长英质成份，其中镁铁质岩浆多来自地幔，而长英质岩浆的源区则是地壳，而且它有时还是热的镁铁质岩浆作用于地壳部分熔融形成。2. （三个条件）发生熔融：升高温度（板内热点）、降低压力（洋中脊）、流体特别是H2O的加入（俯冲带位置）3. MORB：洋中脊下地幔熔融，形成MORB, 构成洋壳的主要组成部分，地幔减压熔融形成玄武质熔体，玄武岩的结晶形成新的洋壳（MORB+gabbro）。残留地幔为深海橄榄岩（ Abyssal Perido
4、tite）。 当部分熔融程度低时，低熔点的再循环物质发生熔融，形成 E-MORB当部分熔融程度高时，低熔点的再循环物质和亏损地幔组分同时发生熔融，形成N-MORB。4.OIB：显性交代和隐形交代：地幔交代作用由Lloyd & Bailey于1973年明确提出，指后期熔体通过渗透(infiltration)或扩散(diffusion)等方式改变地幔橄榄岩成分的过程。显性交代作用 (modal metasomatism)： Ben Harte于1983年首次引入这一概念，指橄榄岩中有除了常见矿物(如Ol, Opx, Cpx, Grt和Sp)之外的交代矿物的加入。这些矿物包括：角闪石、云母、碳酸岩、
5、磷灰石、榍石、锆石和钛铁矿等。 隐性交代作用 (cryptic metasomatism)： Berry Dawson于1984年提出，指虽然没有新矿物的加入，但后期熔体导致了橄榄石中原有矿物的成分（尤其是微量元素）发生变化。熔体-橄榄岩反应Si不饱和熔体： 消耗橄榄岩中的辉石，结晶橄榄岩，形成纯橄岩；Si饱和熔体： 消耗橄榄岩中的橄榄石，结晶辉石，形成方辉橄榄岩或二辉橄榄岩岩石地幔的形成时代：岩石圈地幔是指早先地幔发生熔体迁出形成地壳而后的残留。从这一定义出发，地壳的形成时代就是岩石圈地幔的时代。岩石圈地幔定年的方法：（ 1）根据地幔亏损程度确定岩石圈地幔的形成时代；（ 2）传统放射性同位素
6、方法对岩石圈地幔时代的测定；（ 3） Re-Os同位素方法对岩石圈地幔时代的测定；造山带橄榄岩的定义最初指构造就位在造山带中的橄榄岩，以区别于岩浆结晶分异形成的超基性岩 (Benson, 1926; Thayer, 1960, 1967)。现在通常指造山带以二辉橄榄岩为主的橄榄岩体(Menzies and Dupuy, 1991)。与蛇绿岩不同的是，造山带橄榄岩通常不与大洋岩石相伴生，代表构造就位的大陆岩石圈地幔残片。影响深海橄榄岩成分的因素：1. 部分熔融：分离熔融（）导致橄榄岩中Al2O3和 Na2O等玄武质组分以及其它不相容元素的亏损速率加快。2. 熔融作用：二辉橄榄岩方辉橄榄岩纯橄岩
7、熔体再富化作用：纯橄岩方辉橄榄岩二辉橄榄岩/辉石岩3. 海水蚀变作用：包括蛇纹岩化和洋底风化(Seafloor weathering)两个过程，通常导致：全岩MgO和SiO2降低；全岩CaO和Na2O升高；全岩Al2O3含量基本保持不变。弧前橄榄岩通常具有非常亏损的重稀土元素，但相对富集的轻稀土元素特征。与大洋深海橄榄岩相比，部分弧前橄榄岩具有更高的氧逸度。与大洋深海橄榄岩相比，弧前橄榄岩具有更低的平衡温度。弧前橄榄岩氧逸度的升高可能与俯冲流体或熔体反应有关。蛇绿岩年龄：保存在造山带或大陆上的蛇绿岩是古大洋的某个片断(snapshot)。即蛇绿岩的年龄不完全等同于大洋的时代： 蛇绿岩的年龄原则
8、上可以通过不同的岩性单元来限定，如深海沉积、玄武岩、辉长岩及橄榄岩。（1）硅质岩放射虫化石定年-接触关系与年龄解释（2）洋壳岩石定年-岩石性质与含义（3）地幔橄榄岩定年(Sr-Nd-Pb-Hf-Os)-熔体抽取与交代作用（4）接触带变质变形作用定年-蛇绿岩侵位斜长花岗岩：斜长花岗岩的成因：（1）玄武质岩浆的结晶分异、（2）蚀变的基性岩石重熔蛇绿岩的就位环境：根据是否出现大陆底板、火山弧建造和增生混杂岩，Moores (1982)把蛇绿岩划分为特提斯型和科迪勒拉型两类：Tethyan型：通常就位于被动大陆边缘，其形成多位于大洋中脊；Cordilleran型：在时间和空间上通常与岛弧岩石、岛弧建造
9、、火山碎屑岩以及增生混杂岩相伴生，其形成于活动大陆边缘（如弧前、弧后和弧间）；蛇绿岩：（1）洋中脊型：贫水熔融；地幔熔融程度较低；拉斑质的贫水岩浆； （2）俯冲型（SSZ）：富水熔融；地幔熔融程度较高；钙碱性的含水岩浆； 全球90%以上的蛇绿岩为SSZ型蛇绿岩洋中脊 (MOR)：亏损LILE和LREE，无明显HFSE的亏损；俯冲带 (SSZ)：富集LILE和LREE，亏损HFSE 碱性岩：（1）Na质的：通常伴生霞石，不含石英，产于大陆裂谷，不出现于活动陆缘（俯冲带）或被动大陆边缘（2）K质的：通常伴生白榴石（SiO2不饱和），活动陆缘与大陆裂谷均发现，洋壳内和被动陆缘不产出。岛弧岩浆：单斜辉
10、石早于斜长石；无水岩浆：斜长石结晶早于单斜辉石；不同源区的产生的岩浆类型地幔：玄武岩浆、碧玄岩浆、霞石岩浆、苦橄岩浆、科马提岩浆、金伯利岩浆、碳酸岩岩浆；地壳：花岗岩类；俯冲带（地幔、洋壳、陆壳）： a.俯冲洋壳：由于脱水，产生含Si高的流体，以产生“ 安山岩浆 ”, 埃达克岩b.地幔楔性区：从靠近大洋的岛弧拉斑玄武岩(TH)，向大陆K增高，变成碱性玄武岩浆橄长岩不会出现在岛弧环境为什么高铝玄武岩只出现在岛弧带？底侵作用的地质地球化学标志：地壳加厚：意大利Ivrea 地区地壳加厚7km ,澳大利亚昆士兰地区加厚8km；地壳物质呈双峰式分布，特别是基性麻粒岩70%以上，被视为幔源岩浆底侵于壳-幔
11、边界SiO2 :47-52% -底侵岩浆产物62-67%-古老地壳地球化学：Nd 值高；明显的Eu正异常；下地壳LIL和生热元素不同程度的亏损底侵作用的地球物理标志：在下地壳和上地幔之间形成纵波（VP），速度递变层（6.8-7.2km/s）同化混染作用(AFC)(1)玄武岩浆同化酸性岩：可以使岩浆成分变得更酸性，并能促进玄武岩浆的分离结晶作用(降低了岩浆温度，并且结晶加速)(2)同化泥质岩(含Al高)：以Al2O3和SiO2为主的岩石 透辉石Al2O3SiO2=AnPy 这样就可以形成苏长岩，因此有人认为苏长岩是同化混染作用形成的。弧的分类：弧岩浆Nb-Ta-Ti亏损洋内弧（硅镁质）：马里亚纳
12、岛弧1）岛弧陆缘岛弧（硅铝质）：日本弧2） 大陆弧（活动大陆边缘）：南美安第斯弧岛弧火山岩：高比例的玄武安山岩和安山岩，绝大多数安山岩出现在俯冲背景中。主量元素和岩浆系列：拉斑玄武质系列、碱性系列（包括橄榄玄粗系列）、钙碱性系列（主要出现在俯冲带）大陆弧火山岩：高比例玄武安山岩和安山岩 岩石系列：中钾-高钾钙碱性，少量为橄榄玄粗至系列弧岩浆的地球化学特征：富集大离子亲石元素：Rb、Ba、Sr、Cs、La等亏损高场强元素：Nb、Ta、Ti、Zr、Hf等（金红石）埃达克岩：含斜长石和角闪石斑晶的中酸性岩浆岩（SiO256wt%），具有高Sr（=400ppm）,低Y（=18ppm）和亏损重稀土元素（
13、如Yb=1.9ppm）的特征，且MgO通常3wt%，无Eu、Sr异常，贫高场强元素，具有低的Sr同位素比值。埃达克型高镁安山岩原始岩浆的特征，但不含橄榄石：板片熔体与地幔橄榄岩不平衡反应的结果。赞崎岩成因：含水流体交代地幔-地幔来源的原始安山质岩浆，俯冲沉积物+洋壳熔体与地幔橄榄岩相互作用，并与橄榄岩达到平衡。（SiO256-62wt%，HighMgO5.83-8.88wt%、Mg#64-72）巴哈岩：（SiO2=48.2-56.5wt%;MgO=4.1-8.3wt.%;Cr,Ni含量挺高，K2O范围很宽；轻重稀土极度分馏，富集Sr，亏损Rb）斑晶为单斜辉石和少量橄榄石，基质为斜长石微晶、辉石
14、和富铁的充填物。巴哈岩系：以高镁安山岩为主，同时包括少量的玄武岩质安山岩的一套新生代火山岩，斑状结构，斑晶较少，斑晶主要是橄榄岩，单斜辉石、斜方辉石、斜长石及角闪石。巴哈岩成因：交代含角闪石地幔的熔融，板片熔体（埃达克岩）与地幔橄榄岩反应生成角闪石，交代的含角闪石地幔熔融形成巴哈岩，其与地幔橄榄岩平衡（地幔包体内的角闪石具有较高的K,Sr,Ba,LREE,HFSE含量和较低的Rb和Th含量）玻安岩：前弧环境，高镁（镍、铬、钴）、高的铝钛比、富水和SiO2饱和为特征，斑晶出现斜顽辉石，缺失斜长石，U型稀土元素分配，高场强元素亏损，中稀土Zr、Hf富集。斑晶为橄榄石各种辉石（顽斜、古铜、易变、普通
15、）基质主要为斜方辉石、易变辉石、普通辉石和火山玻璃，而不含斜长石。玻安岩成因：软流圈地幔（没有受到板片组分的影响）减压熔融形成MORB，俯冲沉积物流体交代亏损地幔熔融形成玻安岩。板片窗形态依赖于三个主要因素：板片的相对运动和速率、俯冲前的洋脊-转换断层组合样式、俯冲角度。洋中脊俯冲：俯冲洋壳埃达克岩；岛弧地壳A型花岗岩；地幔源区MORB,OIB型的玄武岩（）洋脊俯冲的特征：1）伸展的背景：板片窗打开，软流圈的上涌，形成大量的岩脉，A型花岗岩；2）高热的产生：通过板片窗上涌的软流圈带来大量的热；3）物质的贡献：软流地幔、弧下岩石圈地幔和俯冲洋壳、弧中下地壳；岛弧基本岩石系列和组合：1)碱性系列：钾质碱性、钠质碱性、橄榄玄粗岩（shoshonitic）；2）亚碱性：拉斑质、钙碱性 橄榄玄粗岩系列：钾质粗面玄武岩-橄榄玄粗岩-粗安岩（硅饱和、低铁、富碱、高的钾钠比）岛弧与大陆弧岩浆岩组合（B-BA-A-Da-Rh）对比：岛弧更加的富集玄武岩和玄武安山岩；传统观点认为该岩石组合是板片流体交代
