第六章 火成岩共生组合与成因

一、镁铁质－超镁铁质岩的共生组合与成因

1. 超镁铁质岩 研究意义 常见的共生组合 成因2. 玄武岩 研究意义 玄武质岩浆的形成 玄武岩的成因与构造环境

（一） 超镁铁质岩研究意义•研究地幔物质组成的最直接证据——来源及包体•确定古板块边界位置的重要依据之一——蛇绿岩的分布

1 、常见的共生组合（ 1 ）镁铁质 - 超镁铁质层状侵入体

产状 构造 结构 成矿

多为岩盆、岩床，少为岩墙

岩 体 呈 层状 、 条 带状

堆晶结构 -重力分离结晶作用

Cu-Ni 、V-Ti-Mt矿床

The form of a typical LMI

加拿大北部地区的 Muskox 侵入体

层状侵入体—岩浆房中岩浆分异与矿物分离结晶过程

（ 2 ）环状超镁铁 - 镁铁质杂岩体 —Alaska-type 环状杂岩体

产状 形态 成因 矿产

产于造山带中，沿构造线方向成群分布

剖面：圆柱形

平面：圆形环状

深部分异和多次侵入

V-Ti-Mt 矿床、 Pt矿床

1. 纯橄榄岩； 2. 二辉橄榄岩； 3. 角闪辉石岩； 4. 辉长岩； 5. 围岩－接触变质岩

类型：二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、纯橄岩、 辉石岩类

意义：研究地幔组成及动力学的天然实验室 如：原始地幔岩 - 饱满地幔岩： 亏损地幔岩： 交代富集型地幔岩：

实例：辽西中生代玄武岩、伊通新生代玄武岩及鲁西中生代闪长岩中的地幔捕虏体

（ 3 ）碱性玄武岩和金伯利岩中的超镁铁质岩捕虏体

伊通玄武岩中的地幔橄榄岩包体

伊通玄武岩中的地幔橄榄岩包体

辽西的尖晶石二辉橄榄岩

辽西的二辉橄榄岩 -等粒结构、三边平衡

纯橄岩中的等粒结构—亏损地幔岩

纯橄岩中填隙型交代金云母——富集型地幔岩

鲁西的二辉石岩包体

纯 橄 岩 中 的 富 硅 质熔体交代－ Opx 的形成； Chr －铬尖晶石

岩石组合 产状 意义

沉积物 - 硅质岩等枕状熔岩 / 细碧岩辉绿岩 / 辉长岩橄榄岩 / 蛇纹岩

大洋中脊

古板块缝合线的标

志

（ 4 ）蛇绿岩中的超镁铁质 - 镁铁质岩组合

上

下

洋中脊地壳结构与蛇绿岩套剖面对比

过渡带

The Mid-Ocean Ridge System

（ 1 ）岩浆成因 证据：层状、环状杂岩体－超镁铁质和镁铁

质岩共生，说明了岩浆结晶分异的产物 实验研究证实：地幔可以熔出高镁的超镁铁

质岩浆（ 2 ）非岩浆成因 它们是直接来自于上地幔的岩石碎块或碎片。 成因： 因构造侵位形成的——蛇绿岩套 岩浆携带上来的——地幔捕虏体

2 、超镁铁岩的成因

（二） 玄武岩的成因

• 研究意义 因为玄武质岩浆直接来源于上地幔 ，并可产于

多种构造环境中，所以研究玄武岩对于反演地幔物质成分、分析构造环境和地球的深部动力学均具有重大意义。

• 玄武质岩浆的形成

• 玄武岩的成因与构造环境

1 、玄武质岩浆的形成• 地幔橄榄岩部分熔融的证据： 1 ）高温高压实验 2 ）地幔捕虏体、地幔橄榄岩中的囊状熔体、 某些亏损地幔岩的化学成分与寄主岩之间 存在互补关系等• 导致地幔橄榄岩部分熔融的因素： 温度的升高 压力的降低 挥发组分的加入

温度的升高

压力的降低挥发组分的加入

1 、玄武质岩浆的形成• 不同构造部位诱发源岩熔融因素的差异

洋中脊和大陆裂谷——减压熔融

俯冲带——下插板块升温，引起熔融

俯冲带——下插板块脱水，引起上部地幔 楔 部分熔融—挥发组分的加入

Continental Alkaline Magmatism—Continental Alkaline Magmatism— 减压熔融减压熔融 ..

东非裂谷的发展阶段：

a.裂谷前阶段 -减压熔融

b.裂谷阶段 -减压熔融

c.裂谷后阶段

倒转褶皱

Island Arc Petrogenesis— 升温和挥发组分的加入

2 、玄武岩成分差异的影响因素

1 ）源区的物质成分—地幔成分的不均一性，如饱满

型地幔、交代富集型地幔、亏损型地幔。

2 ）部分熔融程度—如拉斑玄武岩是地幔橄榄岩 20-

30% 部分熔融的产物；碱性玄武岩是地幔橄

榄岩 <15% 部分熔融的产物。

3 ）源区流体的成分—如 CO2使岩浆中的碱度增加。

4 ）源区的部分熔融条件— P 的影响最大，如低压下形

成拉斑玄武岩，高压下形成碱性玄武岩。

3 、玄武岩的成因与构造环境• 关系：不同类型的玄武岩往往形成于不同的构造环境，分布在 不同的构造部位

• 常见的与构造环境关系密切的成因类型

（ 1 ）大洋中脊玄武岩（ mid-ocean ridge basalt-MORB)

形成环境：拉张环境

形成条件：低压高温，高度部分熔融（ 20- 30% ） 源区：亏损的二辉橄榄岩、方辉橄榄岩

（ 2 ）大陆裂谷玄武岩——碱性玄武岩、碧玄岩、拉斑玄武岩

形成环境：大陆内部拉张环境

形成条件：减压为主，温度增加较小，部分熔融程 度一般低于洋中脊 源区：饱满型和交代富集型的地幔橄榄岩

Continental Alkaline

Magmatism.The East African

Rift

（ 3 ）大陆边缘玄武岩岩浆源区的复杂性：大陆地壳与地幔和大洋地壳与地幔的混杂带

形成环境的特殊性：不同性质板块的会聚部位

形成条件：挥发组分— H2O 的作用

A 降低部分熔融的温度 B 改变了矿物的熔融行为—形成的岩浆相对富含 SiO2

C H2O 的存在使体系处于高的 fo2 的条件，磁铁矿先结晶，导

致岩浆不发生富铁趋势的演化—钙碱性系列与拉斑系列的 区别 D 岩浆上升， H2O逸出减少，岩浆快速结晶，并发生结晶

分异作用，形成玄武岩 -安山岩 -英安岩组合

F

A M

Calc-alkaline

Tholeiitic

大陆边缘玄武岩——

钙碱性岩浆演化趋势