超基性岩

超基性岩

超基性岩(ultrabasicrock),火成岩的一類。二氧化矽含量低(小于45%),鐵、鎂質含量高,以不含石英為特征。深灰黑色,比重較大。主要由橄欖石、輝石,以及它們的蝕變產物,如蛇紋石滑石綠泥石等組成。代表性岩石有橄欖岩、輝石岩和金伯利岩、苦橄岩等。自然界以鎂質超基性岩居多。它們常與鹼性岩基性岩共生,形成雜岩體。超基性岩常沿深大斷裂帶分布,受其控製,形成岩帶。岩體的規模大小不一,常呈透鏡狀、脈狀或不規則狀。與超基性岩有關的礦產有鉻、鎳、鈷、鉑族金屬、金剛石、石棉等。

  • 中文名稱
    超基性岩
  • 外文名稱
    ultrabasicrock
  • 二氧化矽含量
    小于45%
  • 類    型
    火成岩的一個大類

定義

超基性岩ultrabasic rock

火成岩的一類。二氧化矽含量低(小于45%),鐵、鎂質含量高,以不含石英為特征。深灰黑色,比重較大。主要由橄欖石輝石,以及它們的蝕變產物,如蛇紋石滑石綠泥石等組成。代表性岩石有橄欖岩、輝石岩和金伯利岩、苦橄岩等。自然界以鎂質超基性岩居多。它們常與鹼性岩、基性岩共生,形成雜岩體。超基性岩常沿深大斷裂帶分布,受其控製,形成岩帶。岩體的規模大小不一,常呈透鏡狀、脈狀或不規則狀。與超基性岩有關的礦產有鉻、鎳、鈷、鉑族金屬、金剛石石棉等。

組成結構

主要造岩礦物是橄欖石、斜方輝石、單斜輝石和角閃石。次要礦物為石榴子石、雲母和斜長石等。副礦物有鉻鐵礦、 尖晶石、 鈦鐵礦、金屬硫化物、鉑族礦物和磷灰石等。蝕變礦物為各種蛇紋石、綠泥石、次生角閃石、滑石、水鎂石、伊丁石、皂石、 碳酸鹽礦物、玉髓和次生石英等。

超基性岩

超基性岩常見的、較典型的結構有粒狀結構、鑲嵌結構、包含(橄)結構、格線結構、海綿隕鐵結構,有時可出現變形、出溶和扭折結構等。

代表性岩類

侵入岩:深成相橄欖岩、淺成相金伯利岩;

噴出岩:麥美奇岩、科馬提岩、蛇綠岩套。

類型

可分為深成岩和噴出岩,通常包括橄欖岩、苦橄岩、科馬提岩、麥美奇岩、金伯利岩、玻基橄欖岩、玻基輝石岩等。其中橄欖岩是超基性岩中最常見的岩石。含有一定數量鹼性鎂鐵礦物的超基性岩為鹼性超基性岩,此類岩石一般與鹼性岩共生,故劃入鹼性岩系列。根據橄欖石、輝石和角閃石的相對含量以及國際通用分類方案,將超基性深成岩劃分為若幹岩石類型:

超基性岩

純橄岩

橄欖綠色,橄欖石含量佔90%以上。副礦物為鉻尖晶石等,其量不超過10%。橄欖石為鎂橄欖石和貴橄欖石,粒度由數毫米至數釐米,晶粒粗大的可形成巨晶純橄岩。純橄岩在超基性岩中以獨立岩相、透鏡體、脈體、鉻鐵礦體的岩石外殼等形式產出。當岩石中出現大量斜長石時,過渡為橄長岩,一般被劃為基性岩類。

橄欖岩

主要由橄欖石和輝石組成,是超基性岩中最常見的岩石類型。

輝石岩

主要由輝石和橄欖石組成。根據輝石的種類、含量又可分為不同的岩石類型。具鑲嵌結構、粒狀結構、包含(橄)結構等。輝石岩在超基性岩和基性-超基性雜岩中呈單獨岩相和岩脈產出。

角閃石岩

主要由角閃石組成,可含少量橄欖石、輝石、斜長石和金屬礦物。角閃石一般為褐色普通角閃石。在大顆粒角閃石中常包含橄欖石,從而形成包含(橄)結構。

玻基橄欖岩

是一種超基性暗色熔岩,常與鹼性玄武岩伴生。岩石具斑狀和似斑狀結構,斑晶為橄欖石和含鈦普通輝石,基質為黃褐色玻璃或由含鈦輝石、金屬礦物和少量斜長石組成的微晶集合體。當岩石中輝石含量超過橄欖石時可過渡為玻基輝石岩。苦橄岩是橄欖岩的淺成-噴出相。主要產狀是岩床、岩牆等小侵入體,其次是玄武質熔岩下部堆晶相。主要由橄欖石(含量為50~70%)和輝石組成。輝石多為普通輝石、含鈦普通輝石,有時也出現鉻透輝石、斜方輝石、基性斜長石、棕色角閃石、雲母和金屬礦物,偶爾見磷灰石。岩石為暗綠色,具微晶結構、粒狀結構、嵌晶結構、填間結構等,常與玄武岩和輝綠岩伴生。當苦橄岩具斑狀結構時則過渡為苦橄玢岩。

金伯利岩

一般被認為是一種鹼性或偏鹼性的超基性岩。是具斑狀結構和(或)角礫狀構造的雲母橄欖岩。1887年發現于南非的金伯利(Kimberley),故名,舊稱角礫雲母橄欖岩。是產金剛石的最主要火成岩之一。金伯利岩常呈岩筒、岩牆產出。有經濟價值的原生金剛石礦床產于岩筒中。岩筒的面積一般不足1萬平方米,常成群出現,著名的南非金伯利岩就是由十多個著名的岩筒組成的岩筒群。其中以具斑狀結構且富含顆粒粗大橄欖石的金伯利岩含金剛石較富,而呈顯微斑狀結構,富含金雲母的金伯利岩,含金剛石貧。顏色多呈黑、暗綠、綠、灰等,而以綠色常見。常見斑狀結構和角礫狀構造。在斑狀結構中斑晶成分主要是橄欖石、金雲母。在角礫狀構造中,角礫成分十分復雜,有早期形成的金件利岩、橄欖岩、輝岩破碎而成的岩塊,也有來自圍岩的岩塊,角礫之間的膠結物為金伯利岩漿物質。

含有鑽石的金伯利岩含有鑽石的金伯利岩

化學成分

超基性岩在化學成分上屬矽酸不飽和系列。除輝石岩外,SiO2的含量均小于45%,Al2O3、Na2O、K2O含量低,而氧化鎂(MgO)、FeO含量很高。超基性岩多經蝕變作用,其中H2O、CO2含量往往較高,致使岩石的化學成分變化很大。

超基性岩的鎂鐵比值MgO/(原子比)或含鎂系數MgO/+MgO是具有重要意義的特征數值。根據這些數值可分為鎂質超基性岩、鐵質超基性岩和富鐵質超基性岩。

次生蝕變

超基性岩經常發生蛇紋石化、綠泥石化、透閃石化、次閃石化、滑石化、碳酸鹽化、水鎂石化和矽化等次生蝕變。其中以蛇紋石化最為常見。蛇紋石化超基性岩在地表或斷層帶內,經長期風化淋濾作用常形成由玉髓、蛋白石、菱鎂礦、褐鐵礦、高嶺石等組成的風化殼。

玉髓玉髓

1、蛇紋石化:超基性岩中的橄欖石輝石被蛇紋石交代的作用叫蛇紋石化作用。若變化不徹底而尚殘留有橄欖石和輝石,則蛇紋石沿花紋狀的網形裂隙分布而成蛇紋石超基性岩;若交代強烈,全部變化,則形成蛇紋岩。

2、碳酸鹽化:當富含二氧化碳(CO2)的熱液作用于超基性岩時,橄欖石常變成滑石和菱鎂礦,有時也伴生有蛇紋石。

蛋白石蛋白石

3、綠泥石化:橄欖石和輝石以及先期形成的蛇紋石均可被綠泥石交代。

產狀與分布

根據超基性岩產出的地質環境和形態可分為:

超基性岩超基性岩

1.獨立的超基性岩體,其中又分層狀和似層狀基性-超基性侵入體,產于相對穩定的地質構造環境中、出露面積為幾平方公裏至數萬平方公裏不等。岩體的岩性具有明顯的垂直分帶和層狀韻律構造。南非布希維爾德雜岩體是典型的層狀岩體,中國康滇地區、秦巴地區有層狀岩體出現。非層狀基性-超基性侵入體,出露于不同構造單元。分布于造山帶的岩體呈陡傾斜的單斜或岩牆狀,分布于穩定區的岩體多具同心環狀構造。岩體一般以純橄岩、橄欖岩和輝石岩為主,但往往伴生輝長岩。在具環狀構造的岩體的中央部分多為偏基性岩相。中國燕山、龍首山等地均有分布。

沿雅魯藏布江北岸大竹卡-謝通門一帶,即岡底斯弧岩漿岩帶南緣出露了一條超基性-基性岩帶,岩帶的分布與雅魯藏布江北岸的強航磁異常帶相吻合。岩帶主要由零星孤立出露的規模較小的近圓形輝長岩岩體、岩瘤或岩滴組成,在日喀則縣曲尼出露了超鎂鐵堆晶岩、輝長岩和玄武岩連續剖面。它們呈一系列自北而南逆沖推覆的構造岩片,經歷了明顯不同于弧花崗岩基的形成過程。通過野外地質考察和系統的岩石學研究,認為曲尼基性-超基性岩帶是在島弧-弧後系統形成的蛇綠混雜岩,是新特提斯大洋岩石圈在俯沖消亡過程中的殘片。

2.蛇綠岩套中的超基性岩,此類岩石出露于蛇綠岩套的最底部和堆積岩相的下部,前者是板塊俯沖和縫合線上的上地幔岩局部熔融後的殘餘物,後者多為岩漿結晶的輝石岩、橄欖岩和橄長岩。

3.鹼性玄武岩和金伯利岩中超基性岩岩石包體,在中國和世界許多鹼性玄武岩和金伯利岩中出現尖晶石二輝橄欖岩和石榴子石二輝橄欖岩的包體。它們是玄武岩和金伯利岩噴發時所攜帶的上地幔岩石碎塊,有時也稱之為幔源包體。

4.現代洋底超基性岩,在現代洋殼中存在超基性岩。它的成因與大洋中脊殘留地幔有關。

5.隕石超基性岩,已隕落的石隕石絕大多數由超基性岩組成。 與超基性岩有關的礦產主要是鉻鐵礦、銅鎳礦、釩鈦磁鐵礦、鉑礦、金剛石等。

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