地幔、幔源岩讲义 联系客服

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地幔岩和幔源岩的组构及成因分析

? 地幔岩:指在上地幔(莫霍面到400km之间)条件下结晶形成的岩石。

一、 地幔岩概述:

(1)地幔岩的研究意义:

·板块构造、岩浆起源、深部成矿作用、地质自然灾害等的研究急需地幔岩资料。 ·唯一能直接获得的地幔证据,是其它方法和手段所不能代替的。

·获取上地幔的组成、热状态、流变学及动力学特征、地幔演化等信息的重要手段。 (2)幔岩的研究方法

·实验岩石学方法:模拟上地幔条件,进行矿物相转变、熔融实验等。 ·地球物理方法:了解地幔物理性质,限定地幔的岩石学模型。

·地外星球对比法:通过对月岩、陨石研究,了解地幔的组成及演化。 ·地质学方法:岩相学特征和地球化学特征及相关的成因解释。 (3)地幔岩的研究内容

·地幔岩的岩相学研究:产状、组成、组构、分类、岩石分带等

·地幔岩的地球化学研究:主要元素、微量元素、地幔分层模式、地幔不均一性等。 ·幔源岩浆起源的研究:源岩、条件、熔融程度、动力学过程等

·共生矿物相间的元素分配、矿物相转变与温度压力关系的实验研究。 ·上地幔物理性质的研究:热状态、应力状态、流变学特征等。 (4)地幔岩的组成及类型

·组成:相当于三分阿尔卑斯纯橄榄岩和一分夏威夷拉斑玄武岩(Ringwood,1975)。 ·岩石类型:尖晶石二辉橄榄岩、石榴二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、纯橄榄岩、榴辉岩等。 ·化学类型:原始地幔岩、亏损地幔岩、交代地幔岩。 ·相变类型:(斜长石)二辉橄榄岩、尖晶石二辉橄榄岩、石榴石二辉橄榄岩。 (5)地幔岩的产状:

·玄武岩、金伯利岩中的包体及蛇绿岩中的超镁铁质岩石。

二、 地幔岩的特征组构及成因分析

地幔岩石形成与高温高压以及地幔对流的环境中,伴随岩浆熔融、高压结晶、分异作用、交代作用、变质变形作用等,使地幔岩的组构既具有岩浆岩特点又具有变质变形结构,对其深入研究,可以获得地幔演化的重要信息。

(1)变质变形结构

·晶体内部的变形结构:肯克带(Kink bands)结构。表现为橄榄石等晶体的带状消光。 ·原生粒状结构:粗粒橄榄石、辉石等呈曲线接触,可见肯克带结构,是最早形成的结构。 但由于局部发生重结晶,大颗粒发生多角化,小颗粒重结晶具有接近相同的方位。 ·碎斑结构:粗大碎斑为细小动态重结晶新颗粒(粒径<1mm,含量>50%)所环绕,两者 结晶方位及光性方位近一致。粗大的碎斑或大的基质内可见有肯克带结构。 ·等粒结构:颗粒较细(<1mm),边界线平直,可出现三结点结构,为重结晶作用的产物。

·形成顺序:原生粒状结构、肯克带结构→碎斑结构→等粒结构。

(2)火成结构及相关结构 ·火成结构:类似于堆积结构,以辉石岩中常见。野外可见辉石脉呈穿插状橄榄岩的现象。 ·部分熔融结构:上地幔岩石遭受部分熔融时所产生的结构类型。例如, 1)橄榄岩中囊状体(玻璃、显微晶体、透辉石、尖晶石、橄榄石等),熔体未分离的结果。2)单斜辉石的海绵边(细小的辉石、橄榄石、空腔),小颗粒辉石与母体辉石特征相似, 而小颗粒橄榄石为辉石不一致熔融的产物,空腔(发现玻璃)为熔体移走后的残留。 ·反应结构:包体被熔浆捕虏后,与熔浆反应形成的结构,一般只限于表面。常见有 1)橄榄石周围形成的均质的不透明的边缘(氧化物)或橄榄石再生边(富Fa)。 2)顽火辉石、透辉石、角闪石等与熔浆接触处发育有不一致熔融的反应边。 3)尖晶石与熔浆反应形成的暗色边缘(可能为磁铁矿小颗粒集合体)。 (3)地幔交代结构

·地幔交代作用:解释大陆地幔富集型地幔岩的成因。引起交代作用的介质—交代流体。 ·交代结构:金云母、角闪石、碳酸盐等矿物充填于橄榄石等裂隙、解理、颗粒周围。

? 幔源岩---金伯利岩

一、幔源岩

(1)幔源岩:指导源于地幔的所有岩石,包括金伯利岩、玄武岩、部分超基性岩和花岗岩、

碳酸盐等许多岩石类型。研究较深入的主要有金伯利岩、玄武岩。

(2)幔源岩的特征组构:深源包体构造、深源捕虏晶构造、反应边结构等。

二、金伯利岩

(1)名称来源:金刚石开采—殖民地大臣---南非金伯利城----含有金刚石的母岩。 (2)化学成分:贫SiO2(平均30%±)、富MgO(平均30%±)、K和Na含量高。偏碱性。 (3)矿物组成:镁橄榄石、金云母、镁铝榴石、铬透辉石、钙钛矿、铬尖晶石等。 (4)地质产状:岩筒、岩墙(岩脉)状产出,多分布于大陆克拉通区。 (5)特征结构:卵斑结构、同矿物多世代结构、次变边结构(石榴石)、交代结构等。