1樓：中地數媒
一、基本特徵
1.化學成分與礦物成分
超基性岩在化學成分上，貧sio2、k2o、na2o，富mgo、feo。在礦物成分上，以鐵鎂礦物為主(＞90%)，主要為富鎂橄欖石、斜方輝石、單斜輝石，其次為褐色角閃石、黑雲母、金雲母，一般不含或很少含長石。副礦物常見有尖晶石、磷灰石、磁鐵礦、鉻鐵礦、鎂鋁榴石等。
2.結構構造
超基**入巖的基本結構有自形－半自形粒狀結構、包含結構、海綿隕鐵結構、網狀結構、反應邊結構、堆晶結構。地幔巖的特徵結構包括原生粒狀結構、殘碎斑結構、粒狀鑲嵌結構、交代結構。常見結構型別描述如下:
◎包含結構:常見輝石、角閃石、斜長石甚至原生碳酸鹽礦物包裹渾圓狀橄欖石構成包橄結構，亦見角閃石等大晶體包裹輝石等包含結構。
◎填隙結構和海綿隕鐵結構:在橄欖石、輝石等早期結晶的礦物顆粒間，充填了稍後形成的金屬礦物或其他礦物，形成類似沉積岩的基底膠結。當晚結晶的礦物較少時，形成填隙結構;當晚結晶的礦物較多時，形成海綿隕鐵結構。
◎原生粒狀結構:地幔巖中最常見的是原生粗粒粒狀結構，主要礦物橄欖石、輝石顆粒間呈齒狀或曲線接觸。區域性由於重結晶作用，橄欖石可見多邊形輪廓，橄欖石中常發育肯克帶(也稱扭折帶)(圖3－1a)。
◎殘碎斑結構:岩石由強變形的殘碎斑晶和較小的碎基組成。殘碎斑主要為橄欖石和斜方輝石，粒徑較大，橄欖石常見肯克帶。
碎基常環繞於碎斑周圍並與碎斑的成分基本相同，且二者的光性方位基本保持一致，表明碎基是由碎斑破碎重結晶而成。該結構表明岩石形成於高壓塑性流動條件(圖3－1b)。
◎粒狀鑲嵌結構:在強塑性流動情況下，殘碎斑不復存在，完全重結晶，便構成了粒狀鑲嵌結構。其特點是主要礦物粒度細小並相近，礦物之間直線狀接觸，常見3個顆粒接觸面以120o角平直接觸。
◎地幔交代結構:主要表現為金雲母、角閃石、斜方輝石或單斜輝石沿早結晶的橄欖石、輝石等顆粒之間充填交代或呈脈狀穿插交代。
超基**入巖和地幔巖最常見的構造是塊狀構造，有時見流動構造、帶狀構造、葉理構造等。
圖3－1 地幔橄欖岩的原生粒狀結構(a)和殘碎斑結構(b)(路鳳香等，2002)
超基性火山岩的主要結構為斑狀結構、玻基斑狀結構、半自形細粒－隱晶質結構和玻璃質結構等。常見構造為塊狀、氣孔、杏仁構造和枕狀構造等。斑狀結構中，斑晶主要為橄欖石、紫蘇輝石或普通輝石，且常被熔蝕呈港灣狀。
基質為隱晶質或玻璃質，有時基質中分佈微晶狀橄欖石和輝石，偶見角閃石、黑雲母和斜長石微晶。
3.產狀與礦產
超基性岩常見的產出方式有:①呈層狀產於鎂鐵質－超鎂鐵質層狀雜巖體中，如南非的布什維爾德(bushveld)侵入體，層狀基**入體的底部層位主要由輝石巖、橄欖岩、純橄欖岩組成;②分佈於環狀的超鎂鐵質－鎂鐵質雜巖體中心，如阿拉斯加環狀雜巖體，此類雜巖體產於造山帶，巖體呈同心圓柱狀，沿一定構造線成群分佈，各岩石型別圍繞巖體中心呈環帶狀分佈，典型模式是:從中心向外依次為純橄欖岩→橄欖岩→橄欖輝石巖→磁鐵輝石巖→角閃輝石巖和各種輝長岩，多數巖體沒有這樣完整的分帶，往往缺失其中一個或幾個帶;③作為基性鹼性雜巖體的一部分產出;④產於造山帶的蛇綠岩套中，其岩石組合與現今大洋的岩石圈組成相同，由下到上依次為橄欖岩→輝長岩→輝綠岩→玄武岩和沉積岩，蛇綠岩是古老洋殼及其下伏地幔的代表，是判定古板塊縫合線的標誌，如我國**的雅魯藏布江蛇綠岩帶;⑤可在玄武質火山岩和金伯利岩中呈捕虜體(包體)形式產出，如我國東部新生代玄武岩中常見的橄欖岩捕虜體。
超鎂鐵質岩石多數遭受蝕變，常見的有蛇紋石化、滑石化、碳酸鹽化、絹雲母化和綠泥石化。當蝕變強時，可形成一些非金屬礦床，如菱鎂礦、石棉、滑石等。與超基性岩有關的金屬礦產為鉻、鎳、鈷、鉑族元素等。
我國河北遵化一帶、新疆天山以及吉林磐石等地可見以鉻、鎳為主蝕變的超鎂鐵質巖。
二、主要岩石型別
1.侵入岩與地幔巖
在iugs(國際地科聯)分類中超鎂鐵質侵入岩是指暗色礦物含量m＞90%的侵入岩，根據橄欖石(ol)、斜方輝石(opx)、單斜輝石(cpx)或橄欖石(ol)、輝石(px)、角閃石(hb)的相對含量，並分別利用的ol－opx－cpx(圖2－35a)和ol－px－hb(圖2－35b)三角**進行分類命名。在兩個圖中均可見到幾條水平線(90、40、10)，它們分別代表橄欖石含量在三角圖3個端元礦物總含量中所佔含量為90%、40%、10%，以此在兩個圖中分別劃分出不同的型別。主要岩石型別及特徵如下:
◎純橄欖岩:黃綠、橄欖綠色。幾乎完全由富鎂橄欖石組成，含量＞90%;少量(＜10%)輝石(斜方和單斜輝石)和斜長石(向橄長巖過渡時)。
多為自形或半自形粒狀結構，富鐵者可見海綿隕鐵結構，還可見地幔巖、堆晶巖的各種結構。一般為塊狀構造。多數純橄欖岩遭受蛇紋石化、滑石化、碳酸鹽化等。
可見於超基性雜巖體的底部層位或地幔包體中。
◎橄欖岩:深綠或者淺黃綠色。由橄欖石、輝石(斜方、單斜)組成，橄欖石多為富鎂橄欖石，其含量一般為40%～90%，有時含少量(＜10%)褐色角閃石、黑雲母、斜長石等。
具等粒結構、包含(包橄)結構、網狀結構、填隙結構、海綿隕鐵結構和反應邊結構等。iugs按輝石種類不同和是否含角閃石，又將橄欖岩分為以下4種型別(圖2－35)。
①斜方輝石橄欖岩:也稱為方輝橄欖岩，主要由橄欖石和斜方輝石(頑火輝石、紫蘇輝石、古銅輝石)組成，且斜方輝石含量佔輝石總量的95%以上(含95%)，次要礦物有透輝石、普通輝石、褐色角閃石等。
②單斜輝石橄欖岩:主要為橄欖石、單斜輝石(常為透輝石、斜頑輝石、普通輝石、異剝輝石等)，且單斜輝石含量佔輝石總和的95%以上(含95%)，其次可見少量褐色角閃石、黑雲母。在iugs的opx－cpx－ol三角**中「異剝橄欖岩」作為「單斜輝石橄欖岩」種屬的代表岩石。
③二輝橄欖岩:由橄欖石(40%～90%)、單斜輝石和斜方輝石組成，後兩者每種輝石含量都需≥5%，且近相等。在鹼性橄欖玄武岩中常見來自地幔的尖晶石二輝橄欖岩(如吉林的伊通、江蘇的六合山)和**更深的鎂鋁榴石二輝橄欖岩(如福建明溪、河北漢諾壩等地)。
④角閃橄欖岩:主要由橄欖石和褐色角閃石組成，其中角閃石含量佔輝石和角閃石總量的95%以上。可見少量輝石、金雲母、黑雲母等。
常見包橄結構。當岩石中輝石增加，角閃石含量佔輝石和角閃石總量的5%～95%時，稱輝石角閃橄欖岩(圖2－35b)。
◎輝石巖:褐黑色或深褐色，輝石含量90%～100%，可含少量橄欖石、褐色角閃石、黑雲母、斜長石以及鉻鐵礦、磁鐵礦、鈦鐵礦等。當橄欖石含量為橄欖石+輝石+角閃石總量的10%～40%時稱橄欖輝石巖，是介於橄欖岩和輝石巖之間的變種。
多為自形－半自形短柱狀或等軸粒狀結構、似斑狀結構、不等粒結構、海綿隕鐵結構、堆晶結構。塊狀構造。根據輝石變種分為斜方輝石巖和單斜輝石巖。
◎角閃石巖:岩石為暗綠色、褐黑色。主要由褐色、褐綠色普通角閃石組成，含量＞90%，含少量輝石、橄欖石或斜長石。
具中－粗粒半自形粒狀結構，並常見鉻鐵礦、磁鐵礦等沿角閃石解理分佈構成席列結構。當角閃石含量佔輝石和角閃石總量的1/2以上時，若橄欖石在三者中的含量＜5%，則稱輝石角閃石巖;若橄欖石在三者中的含量為5%～40%之間時，則稱橄欖輝石角閃石巖(圖2－35b)。
2.火山岩
超基性火山岩的sio2＜45%，以苦橄巖為其代表，故又稱為苦橄巖類。苦橄巖類按其化學成分可進一步劃分為:苦橄巖，mgo＞18%，na2o+k2o＞1%(一般＜2%);麥美奇巖，mgo＞18%，na2o+k2o＜1%，tio2＞1%;科馬提巖，mgo＞18%，na2o+k2o＜1%，tio2＜1%。
◎苦橄巖:成分相當於侵入岩的輝橄巖，呈黑綠－黑色，隱晶質結構、斑狀結構、玻基斑狀結構，斑晶常見熔蝕或熔蝕麻點結構，基質為微晶結構。主要礦物為貴橄欖石(50%～75%)和輝石(普通輝石、易變輝石、紫蘇輝石)。
有時見少量褐色普通角閃石和基性斜長石。當岩石具典型的斑狀結構時，barker(1979)稱之為斑狀苦橄巖或苦橄玢岩。當基質為玻璃質時，稱玻基斑狀苦橄巖。
苦橄巖常與亞鹼性玄武岩和輝綠岩共生。
◎玻基輝橄巖:灰黑－黑色富玻璃質岩石，玻基斑狀結構，塊狀構造、杏仁狀構造。斑晶為普通輝石和橄欖石，輝石斑晶呈自形，多具環帶結構(中心常為透輝石質普通輝石，邊部為紅紫色鈦輝石)。
橄欖石斑晶較輝石少，多為自形的貴橄欖石。基質為褐－暗褐色玻璃質，其中零星散佈著鈦鐵礦、磁鐵礦、針狀輝石和斜長石微晶。富鈉的玻基輝橄巖也稱為鹼性苦橄巖，多與鹼性玄武岩和鹼性輝綠岩共生。
◎麥美奇巖:化學成分相當於純橄欖岩的熔岩。玻基斑狀結構，斑晶為橄欖石，偶見含鈦的普通輝石;基質主要為黑色火山玻璃，其中含少量微晶狀橄欖石、單斜輝石和磁鐵礦等。
氣孔－杏仁狀構造。典型的麥美奇巖產於遠東堪察加半島。而最早發現地為俄羅斯西伯利亞北部麥美奇河，故得此名。
◎科馬提巖:是一種富鎂(mgo＞18%)的超基性熔岩。玻基斑狀結構。
常見枕狀構造，具冷凝的流動頂蓋，通常顯示發育良好的鬣刺結構———岩石中的橄欖石和輝石常呈細長的中空骸晶，其邊部呈鋸齒狀彼此交生，狀似叢生的鬣刺草因而得名。這種特徵結構雖經強烈的變質作用而仍能儲存下來。主要礦物為富鎂橄欖石(fo85～94)和富鋁單斜輝石(al2o36%～8%)，其次為鉻尖晶石、鈦鐵礦和磁鐵礦等;基質多已脫玻化和綠泥石化。
據其化學成分，將科馬提巖進一步劃分為橄欖岩質(sio2＜44%，mgo＞20%～40%)和玄武岩質(sio244%～56%，mgo9%～20%)科馬提巖。此類岩石取名於南非特蘭斯瓦巴伯頓馬提河，後又在加拿大、澳大利亞和印度以及我國河北遵化、山東蒙陰、內蒙古吉峰等地先後發現，它們都發育於太古宙綠巖帶變質岩系中。
◎苦橄玄武岩:是一種向基性巖過渡的超基性熔岩，依其化學成分特徵，歸屬於超基性岩石。
三、超基性岩的成因
1.岩漿成因
具明顯岩漿成因的超基性岩石常與基性－中性或鹼性的岩石緊密共生，成為層狀或環狀雜巖體的組成部分，它們與共生的岩石在化學成分上表現出有規律的變化。一般來說，它們是鎂鐵質基性原生岩漿分異派生的產物，如岩漿成因的橄欖岩往往構成層狀雜巖體的底部或環狀雜巖體的核心。從侵入岩的資料來看，還不能證實自然界存在超鎂鐵質岩漿。
但是，橄欖岩質的科馬提巖和麥美奇巖的存在，證實有過直接由地幔部分熔融形成的原生超鎂鐵質岩漿。
2.非岩漿成因
這類超基性岩是直接來自上地幔的殘片或碎塊，具體可分為兩種型別:一是因為構造侵位形成;二是由玄武岩漿和金伯利岩漿從上地幔直接攜帶上來。構造侵位的超基性岩石，以蝕變橄欖岩(蛇紋岩)為主，分佈於匯聚板塊的邊界，沿板塊縫合線形成巖帶，是造山帶的重要組成部分，也是識別古板塊縫合線的重要標誌。
一般認為它們是大洋岩石圈向大陸消減時，洋殼下的上地幔隨洋殼物質一起仰衝、拼貼到大陸邊緣的構造巖片，因此常與洋殼物質共生，總稱為蛇綠岩或蛇綠岩套。由玄武質漿和金伯利岩漿從上地幔直接攜帶上來的地幔巖碎塊，巖性主要為二輝橄欖岩和方輝橄欖岩，在玄武岩中呈捕虜體產出。攜帶捕虜體的寄主岩漿需以較快的速度上升，才能克服捕虜體在岩漿中的重力沉降，將其帶到地表。
它們主要產於張性或裂谷環境中。
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