玄武岩的考题(北大考题)重点大地构造环境.doc

关于北京大学硕士研究生岩石学考题中的玄武岩的成因与大地构造环境的内容第一节:玄武岩的基本概念及常用分类:玄武岩(Basalt:是一种基性喷出岩,由火山喷发出的岩浆在地表冷却后凝固而成的一种致密状或泡沫状结构的岩石,属于岩浆岩。其岩石结构常具气孔状、杏仁状构造和斑状结构,有时带有大的矿物晶体,未风化的玄武岩主要呈黑色和灰色,也有黑褐色、暗紫色和灰绿色的。玄武岩的结构:玄武岩结晶程度和晶粒的大小,主要取决于岩浆冷却速度。如果是冷却较慢,比如一天降几度,则形成的是几毫米大小、等大的晶体;如果是快速冷却,比如一分钟降上百度,则形成的是细小的针状、板状晶体或非晶质玻璃。因此在通常的地表条件下,玄武岩主要是呈细粒至隐晶质或玻璃质结构,少数为中粒结构。常含橄榄石、辉石和斜长石斑晶,构成斑状结构。斑晶在流动的岩浆中可以聚集,称聚斑结构。这些斑晶可以在、在玄武岩浆通过地壳上升的过程中形成,也有可能于喷发前巨大的岩浆储源中形成。基质结构变化大,随岩流的厚薄、降温的快慢和挥发组分的多寡,在全晶质至玻璃质之间存在各种过渡类型,但主要是间粒结构、填间结构、间隐结构,较少次辉绿结构和辉绿结构。玄武岩构造与其固结环境有关。陆上形成的玄武岩,常呈绳状构造、块状构造和柱状节理;水下形成的玄武岩,常具枕状构造。而气孔构造、杏仁构造可能出现在各种玄武岩中。玄武岩的组成:玄武岩的化学成分与辉长岩相似,主要是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁(还有少量的氧化钾、氧化钠,其中SiO2含量最高,一般含量在45%~52%之间,其中K2O+Na2O含量较侵入岩略高,CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量较侵入岩略低。玄武岩的矿物成份主要由基性长石和辉石组成,次要矿物有橄榄石,角闪石及黑云母等。玄武岩的分类:玄武岩根据组成矿物、结构、形成环境等不同分为许多品种:(1按次要矿物的不同,可划分为橄榄玄武岩、紫苏辉石玄武岩等;(2按结构构造,可分为气孔状玄武岩、杏仁状玄武岩等;(3按化学成分和矿物成分,可分为高铝玄武岩、碱性玄武岩和拉斑玄武岩等;(4按碱度划分,可分为碱性玄武岩、过渡玄武岩、拉斑玄武岩、钙碱性玄武岩和钾玄岩;(5按形成环境分,包括形成于陆地拉张环境的大陆溢流玄武岩和形成于海底扩张带的洋底玄武岩。玄武岩按照碱度可以划分为:碱性玄武岩、过渡玄武岩、拉斑玄武岩、钙碱性玄武岩和钾玄岩等类型。(1大洋中脊玄武岩(midoceanridgebasalt:低钾拉斑玄武岩的变种,含钛量也较低,在大洋中脊喷出,由镁橄榄石、富钙单斜辉石、斜长石、钛磁铁矿和数量不等的浅棕色玻璃组成。岩石中斜方辉石和钛铁矿罕见。大洋中脊玄武岩(mid—oceanridgebasalts;MORBS,指形成于大洋中脊环境的玄武岩。大洋中脊为拉张环境,拉张速度很大,通常>3cm/a,可达5cm/a或更高。大洋地壳较大陆地壳薄,一般<10km,成分均为镁铁质岩石,上覆很薄的沉积物,不像大陆地壳含有厚的花岗质组成。大洋中脊玄武岩一般是在较低压力和高温的条件下经高度部分熔融形成的。在洋中脊发生快速拉张时,热的软流圈地幔上涌,温度一般在1330——1400℃左右,由于上涌速度快,在软流圈地幔快速到达浅部时,温度变化并不显著,又称为绝热上升(adiabaticuplift,加上洋壳薄,经过快速降压的高温软流圈地幔物质在浅部发生部分熔融,因此部分熔融程度大,通常ωB可达20%——30%左右。大洋中脊地区是地球上岩浆频繁发生的地带,因而玄武岩的源区地幔常常亏损玄武质组分,源区以亏损的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩为主。由这种源区熔出的岩浆亦亏损不相容组分,加之上覆地壳没有富含不相容组分的花岗质岩石,原生岩浆不会因同化混染作用有大的成分变化,在这种背景下形成的玄武岩一般低K2O、TiO2及不相容元素,以洋脊拉斑玄武岩为典型代表。由于MORBS同化混染不显著,因而能较好地用来反演源区的化学组成。如果拉张速度较慢(<1cm/a,缓慢的软流圈上涌所引起的温度梯度变化也小,熔融部位较深,熔融程度<15%,形成的玄武岩较快速拉张的情况可含较多的K2O及不相容元素。(2钙碱系列玄武岩:钾玄岩系列(shoshoniteseries又称橄榄玄粗岩系列(mugeariteseries。碱性玄武岩系列和钙碱性系列之间的一个过渡型系列,为造山带特有的富K系列。在SiO2(Na2O+K2O图上位于碱性玄武岩系列与钙碱性玄武岩系列的过渡地带,但是在AFM图上,有一个类于钙碱性系列的直线演化趋势,即没有富铁演化趋势。典型的岩石是橄榄粗面玄武岩、钾玄岩、安粗岩。钙碱性系列(calcalkalicseries其岩石组合是玄武岩安山岩英安岩、流纹岩。可用Ol’Ne’Q’三角图解和AMF三角图解,划分出钙碱性系列。也可以根据火成岩中里特曼指数,将岩石划分为亚碱