07：超基性岩类

第七章超基性岩类第一节橄榄岩一苦橄岩类第二节金伯利岩类第一节橄榄岩一苦橄岩类一、基本特征属硅酸不饱和的钙碱性系列的岩石。化学成分总的特征是贫硅、贫碱、富镁铁。矿物几乎完全由铁镁矿物组成，主要有橄榄石、辉石，无长石或长石很少。由于镁铁质矿物在本类岩石中含量很高(＞90％)，所以又称为超镁铁岩。岩石新鲜者不多，总是不同程度地遭受蛇纹石化等蚀变。岩石分布极少，约占岩浆岩分布面积的0.4％，喷出岩更为罕见。1．矿物成分主要矿物：橄榄石和辉石(常变为蛇纹石、绿泥石、滑石等)。次要矿构：角闪石、黑云母、偶见斜长石。副矿物：尖晶石类、铬铁矿、铁铁矿、磷灰石及磁铁矿。二、侵入岩1．矿物成分橄榄石为镁橄榄石和贵橄榄石。自形晶者是结晶较早的产物，多数被熔蚀呈浑圆状。易蛇纹石化。辉石为富镁斜方辉石(顽火辉石、古铜辉石及紫苏辉石)和富钙单斜辉石(透辉石、普通挥石、异副石)。通常在橄榄石之后晶出，有时包围橄榄石颗粒呈反应边。有的辉石可见出溶，形成外观上颇似细而密的聚片双晶。原生角闪石为棕色普通角闪石。黑云母为富镁黑云母或金云母。二、侵入岩1）结构：主要结构有半自形粒状结构、柱状镶嵌结构、海绵陨铁结构、网状结构、包含结构及反应边结构等。2）构造：主要为块状构造，也有流动构造、层状构造。2．结构构造粒状镶嵌结构：粒状矿物近等轴形，彼此呈直线镶嵌接触。包含结构：颗粒粗大的辉石或角闪石包裹了许多较小的圆粒状橄橄石，也称为包橄结构。海绵陨铁结构：明显它形的金属矿物胶结了自形较高的橄榄石和辉石颗粒。网状结构：这是橄榄石遭受蛇纹石化的次生结构。其特征是蛇纹石构成网状，保留着残余的橄榄石。一）种属划分划分依据是根据橄榄石(Ol)、辉石(Py)、角闪石(Hb)的含量，采用三端元法划分，在三角图上得到的是岩石基本名称，有的还根据辉石种属、含量的不同或次要矿物等进一步定名。3．种属划分及主要种属描述二）主要种属1)纯橄榄岩：全部或几乎全部由橄榄石(＞90％)组成，可含辉石及其它矿物，但后者＜10％。向基性岩过渡者，可合少量基性斜长石。纯橄榄岩常含金属矿物，含量较多时称磁铁矿纯橄榄岩、或铬铁矿纯橄榄岩等。纯橄榄岩在岩体中呈相带或透镜体产出，新鲜未蛇纹石化者少见。二）主要种属2)橄揽岩：橄榄石含量40—90％，橄榄石和辉石大致上等量所组成的岩石。有两种产状：一是超基性岩体中的常见岩相，另一种呈碱性玄武岩中的包体；前者普遍蛇纹石化，后者常为新鲜岩石。根据不同矿物的含量，还可进一步细分，常见的变种有：方辉橄榄岩：由橄榄石和斜方辉石组成，单斜辉石甚少。单辉橄榄岩：由橄揽石和单斜辉石组成，斜方辉石5％，单斜辉石常为异剥石，因此也称异剥橄榄岩。二辉橄榄岩：由橄榄石，斜方辉石和单斜辉石组成，两种辉石含量大体相近，每种辉石含量不得5％。3)辉石岩：几乎或全部由辉石(90％)组成。可含有橄榄石，角闪石，金属矿物。根据辉石种属可细分为：方辉辉石岩：斜方辉石含量90-100％，根据斜方辉石种类的不同分别命名为顽火辉岩、古铜辉岩及紫苏辉岩等。透辉岩：岩石几乎全由透辉石组成。二辉辉石岩：主要由两种辉石组成，橄榄石含量一般5。5)角闪橄榄岩：是介于角闪石岩和橄榄岩之间的过渡种属，其特征是在粗大角闪石晶体中包含着橄榄石的圆形晶粒，具典型包含结构。4)橄榄辉石岩:是介于辉岩与橄榄岩之间的岩石。辉石含量60-95%，橄榄石含量小于40％。根据辉石类型，可细分为橄榄单辉岩，橄榄二辉岩和橄榄方辉岩。4．岩石化学特征5.次生变化及原岩恢复1）次生变化：以蛇纹石化为主，橄榄石、辉石的变化式为：蛇纹石化作用普遍被认为是一种热胶水化作用。如果岩体内部蛇纹石化强烈，可能热液来自岩体本身称为自变质；如果岩体边缘蛇纹石化强烈，向岩体内部减弱，说明热液主要来自围岩为它变质。橄榄石、辉石除蛇纹石化外，也常常发生滑石化、透闪石化、绿泥石化。蚀变为滑石的反应式为：绿泥石化主要发生在蚀变的后期，常常交代橄榄石、辉石残晶，也交代蛇纹石、透闪石。2）原岩恢复：一般从三方面着手：1)根据残存的原生矿物：蛇纹石化较弱时，不同程度地保存有原生矿物残余，根据残存矿物的轮廓所占的体积百分含量，可恢复原岩。2)根据原生矿物假象：橄榄石在蛇纹石化过程中，往往析出尘点状的磁铁矿分布在橄榄石晶体周围，这些析出的磁铁矿就残存下及构成了原来橄榄石的晶体形态。而辉石的蛇纹石化亦有类似的特点。根据橄榄石及辉石假象保存的特此可以进行定量统计，作为恢复原岩的依据。3)根据残存的结构：超基性浸入岩在蚀变过程中，其原生的结构也可以残存下来作为恢复原岩的依据。一、岩体组合类型根据超基性岩产出的构造环镜，产状和岩石的共生组合，可把超基性岩体划分为四种类型。1）阿尔卑斯型阿尔卑斯型指的是产于岛弧相大陆褶皱造山带内，以纯橄榄岩和方辉橄榄岩为主的超基性岩体。它通常产于与构造走向平行的深大断裂中，常呈长条状、透镜状产出，倾角较陡，沿构造线方向断断续续延伸数百公里至千公里，一般均遭受强烈的蛇纹石化，多数不见明显的高温接触变质现象。含有透镜状铬铁矿矿体，共生的辉长岩很少。在我国西藏，内蒙、陕西、甘肃、宁夏、青梅等地有着广泛的分布。6.岩体组合类型及蛇绿岩2）层状侵入体层状侵人体产于较稳定的构造环境中，多呈岩盆状，岩床状，规模大小不等，由几平方公里到数万平方公里都有。除超基性岩外，常与辉长岩及少数中酸性岩共生。岩体成层性明显，具清楚的垂直分带：一般底部为超镁铁质岩(橄榄岩，纯橄榄岩，辉石岩等)，中部为辉长岩类(苏长岩，辉长岩)，上部为浅色辉长岩，斜长岩，闪长岩及花岗岩等。这种类似沉积岩的层理是本类型岩体的最特征构造，层理是以矿物种类、含量，大小的不同而显示出来的。我国西南“康滇地轴’一带广泛分布着这类岩体。有关的矿产为钒钛磁铁矿床。3）环带状超镁铁质杂岩体(阿拉斯加型)本类型杂岩体在世界许多地区都有发现，它的主要特点是：产于造山带，沿构造方向成群分布；岩体近圆柱形，各岩类围绕岩体中心呈环带状分布；中心为超基性岩，外围被辉长岩类所包围。岩体具有热变质带。有关的矿产为钒钛磁铁矿和铂矿床。岩体成因一般认为是基性岩浆深部分异多次侵入的结果。4）碱性玄武岩和金伯利岩中的超基性岩包体主要是二辉橄榄岩(以尖晶石二辉橄榄岩常见，石榴石二辉橄榄岩较少)包体。包体可呈棱角状成浑圃状，一般数厘米到几十厘米大小。岩石的结构可以是原生粒状、碎斑状及等粒、板状变晶结构，并常见辉石出熔‘页片’及橄榄石扭折带。由于这类包休在世界范围内分布普遍及其成分的一致性，因此，多数人认为它是上地幔的碎块，在玄武岩喷发时携带到地表的产物。二、蛇绿岩蛇绿岩也叫蛇绿岩套或奥菲奥岩套，这一术语是一个特殊的岩石组合。蛇绿岩套由下往上：由橄榄岩(蛇纹岩)，层状堆积岩，席状岩墙群和枕状熔岩以及之上的一套海相沉积的台放射虫硅质岩组成。1927年斯坦曼提出“三位一体”的概念，即蛇纹岩——细碧岩——硅质岩三者构成一个统一组合。现在许多板块构造研究者把蛇绿岩这套组合，视为古老洋壳和下伏地慢岩的代表，认为蛇绿岩的出现位置，就是板块相互碰撞的位置。所以，蛇绿岩的存在和找寻，不仅有找矿意义，也有重要的地质意义。近几年来在西藏已发现数条蛇绿岩带，形成时代为中生代至早新生代。中国科学院青藏综合科考队认为：它们中、新生代以来印度板块和欧亚板块的缝合线带。一、化学成分三、喷出岩二、常见种属喷出相的超基性岩少见。主要由橄榄石、辉石和基性玻璃组成，不含长石，其种属有：(1)玻基纯橄岩岩石为玻基斑状结构，橄榄石是唯一的斑晶，其它为黑色火山玻璃，有时在玻璃基质中有少量含钍普通辉石微晶，SiO2含量约20--38％。(2)玻基橄辉岩常与碱性橄榄玄武岩共生，斑晶为橄榄石与含钛辉石，基质为橙黄色-褐色的玻璃，其中可含辉石的微晶，也可出现少量斜长石微晶。SiO245％的玻基橄辉岩为偏硅性的超基性喷出熔岩。如斑晶全部为辉石可称为玻基辉石岩。在我国南海的西沙群岛，山东莱芜均有这种岩石。3)苦橄岩呈喷出产状的苦橄岩往往产于玄武岩系的底部，它常和苦橄玄武岩共生。苦橄岩的矿物成分以橄榄石和辉石为主，可含少量斜长石、角闪石，金属矿物等。橄榄石含量高达50~70％。岩石具斑状结构，橄榄石和辉石为斑晶，橄榄石斑晶较多。相当于橄榄岩的喷出岩。(4)科马提岩它常与Ni，Cu，Au矿伴生，而且对研究地球早期的演化历史有重要的理论意义。科马提岩由高镁质的橄榄石、辉石及少量金属矿物和基性玻璃组成。常见枕状构造，它具有独特的鬣刺结构和化学成分。在化学成分上，科马提岩以高MgO(含量9％)，高CaO/Al2O3比值（1)，低碱（K2O0.9％）为特征。根据SiO2和MgO的含量，科马提岩可分为两类：橄榄质科马提岩：SiO244%，MgO=20~40%玄武质科马提岩：SiO2=44—56％，MgO=9~20％．鬣刺结构的特征是：橄榄石(或辉石)呈细长的锯齿状晶体(或骸晶)，近于平行丛生部分，状如鬣刺草。金伯利岩是含金刚石的重要母岩。虽然目前在其它类型岩石中也曾发现金刚石，但构成金刚石原生工业矿床的母岩仅有金伯利岩。金刚石原生矿床的母岩首先于1870年在甫非(阿扎尼亚)的金伯利城附近发现，因而取名为金伯利岩。第二节金伯利岩类主要原生矿物有橄揽石、镁铝榴石、金云母、铬铁矿，钙钛矿、钛铁矿等，前三种矿物常构成斑晶，其中橄榄石和金云母具多世代特点。橄榄石：有几个世代，和金云母，镁铝榴石同为岩石中的斑晶。橄榄石残晶多被熔成椭圆形并被蛇纹石交代形成假像，似蚕豆，有时可见末蚀变的镁橄榄石残晶。基质中的橄榄石常具完好的假六边形，但由于受蛇纹石化和碳酸盐化后而成假像，常与钛铁矿磁铁矿及细小磷灰石等共生。1、矿物成分镁铝榴石：常呈斑晶出现，是金刚石伴生矿物之一。多因受熔蚀而成圆形，当遭受热液蚀变及表生作用时有次变边。次变边自外向内呈同心圆形，可达3-4层。次变边为褐色，最外层为黑色“皮壳”，壳内由鲜绿色铬高岭石，绿泥石及水云母等组成，成绿色豆状，一般称为“绿豆”。新鲜的镁铝榴石具不同的颜色，以紫色-紫青色为主。若镁铝榴石含量多、个体大、晶体的颇色深(深紫，紫、青等色)，则含矿性一般较好。金云母：斑晶和基质中均有，也具多世代特征。呈斑晶的金云母较大，可达数厘米，常见熔蚀和暗化现象。金云母含量变化大，也容易水云母化、绿泥石化、碳酸盐化。金伯利岩中金云母含量高者，含矿性差。铬铁矿：斑晶和基质中均有广泛分布。1）结构：常见细粒结构、斑状结构和环边假象结构。斑状结构：斑晶矿物呈椭圆状为其显著的特征，有人称卵斑结构。斑晶为橄榄石，镁铝榴石或金云母，含量变化大(10～60％)，其中以蛇纹石化橄榄石斑晶最多。2．结构构造环边假象结构：被蛇纹石交代的橄榄石假象，边缘围绕着细粒铁质矿物。1）构造：构造为块状、角砾状，可见岩球状构造．角砾状构造：角砾成分复杂，有同源岩屑(如细粒金伯利岩，二辉橄榄岩等)，也有异源岩屑(如页岩、片麻岩等)，胶结角砾的多为斑状金伯利岩。岩球构造：球体为圆形-椭圆形，球心多为蛇纹石化橄榄石，少数球心为灰岩、片麻岩等，球体外壳由细粒金伯利岩组成，矿物呈同心环状分布。1）分类依据：①按结构划分为斑状金伯利岩、金伯利角砾岩及凝灰状金伯利岩三类。②斑状镁铝榴石金伯利岩(镁铝榴石肉眼可见)。根据主要矿物的不同划分两种基本类型，即橄榄石型(金云母50％)，和金云母型(金云母50%)。2）命名方法：以含量较多的矿物名称冠于基本名称之前。如斑状金云母金伯利岩(金云母含量50％)。3．种属划分及主要种属描述主要种属1）斑状金伯利岩：常形成岩管及岩脉的主体，也是含矿的主要岩石。新鲜岩石呈绿，兰黑等色，风化后呈黄绿，棕褐色等。具斑状结构，斑晶主要由蛇纹石化橄榄石组成。其次有金云母和镁铝榴石。橄榄石和金云母具有多世代特征。基质为隐晶质，主要由橄榄石，磷灰石、金云母、铬铁矿、钛铁矿、磁铁矿和钙钛矿等组成，末见玻璃质。2）细粒余伯利岩：多分布在岩脉边缘。新鲜时呈暗绿、灰绿、紫、黑灰色；具细粒结构和显微斑状结构；有块状构造及岩球构造；偶见少量蛇纹石化橄榄石及金云母斑晶。遭受强烈碳酸盐化后，外貌似灰岩，强烈硅化后及褐铁矿化