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实验三 超基性岩类

一、实习目的

1)掌握超基性岩的分类。

2)掌握常见超基性岩的岩石类型。

3)分析岩石的结构与岩浆结晶的关系。

二、实习内容及方式

1.实验方式及内容

课堂实验

侵入岩:纯橄榄岩、橄榄岩。

喷出岩:苦橄岩。

开放实验

侵入岩:二辉橄榄岩、辉石岩。

浅成岩:苦橄玢岩。

喷出岩:玻基纯橄岩。

2.常见超基性岩类标本

纯橄榄岩、橄榄岩、二辉橄榄岩、辉石岩、苦橄玢岩、玻基纯橄岩、苦橄岩。

三、使用仪器设备

偏光显微镜、放大镜、小刀、三角板。

四、超基性岩的分类

超基性岩主要岩石类型为橄榄岩—苦橄岩类。采用化学成分分类法可进一步划分超基性岩,国际地科联1972 年在国际地质年会上通过超镁铁质岩(深成岩)定量矿物分类(图3-1),将超镁铁质岩划分为两大类型:橄榄岩类和辉石岩类或角闪石岩类(图3-1右)。应指出,三角图上得到的是岩石的基本名称,此外,还要根据辉石种属含量的不同或次要矿物等进行进一步定名。

各种超基性岩与基性岩的过渡类型见表3-1。橄榄岩类的浅成岩为苦橄玢岩,因分布较少未进一步划分。

图3-1 超基性岩侵入岩分类

左图:1—纯橄榄岩;2—斜方橄榄岩;3—二辉橄榄岩;4—异剥橄榄岩;5—橄榄斜方辉石岩;6—橄榄二辉辉石岩;7—橄榄单斜辉石岩;8—斜方辉石岩;9—二辉辉石岩;10—单斜辉石岩。右图:1—纯橄榄岩;2—辉石橄榄岩;3—角闪辉石橄榄岩;4—角闪橄榄岩;5—橄榄辉石岩;6—橄榄角闪辉石岩;7—橄榄辉石角闪石岩;8—橄榄角闪石岩;9—辉石岩;10—角闪辉石岩;11—辉石角闪石岩;12—角闪石岩

表3-1 超基性岩与基性岩的主要(过渡)类型

五、岩石类型观察要点

1.深成侵入岩

(1)纯橄榄岩

主要矿物为橄榄石,含量>90%,次要矿物为辉石(图3-2,图3-3),含量<10%,副矿物为尖晶石、磁铁矿、铬铁矿等。向基性岩过渡者,可含少量基性斜长石。

全自形粒状结构、填隙结构、堆晶结构。

块状构造、带状构造。

常具有蛇纹石化、透闪石化、次闪石化(图3-4)。

(2)二辉橄榄岩

主要矿物为橄榄石,含量>90%,次要矿物为斜方辉石和单斜辉石(图3-5,图3-6)。两种辉石含量大体相近,每种辉石含量不得<5%。副矿物为尖晶石、磁铁矿、铬铁矿等。

自形粒状结构、包含结构、反应边结构、填隙结构、堆晶结构。

块状构造、带状构造。

常具有蛇纹石化、透闪石化、次闪石化。

图3-2 纯橄榄岩(手标本)

绿色矿物为橄榄石;黑色矿物为辉石;全晶质结构

图3-3 纯橄榄岩(正交偏光)(引自赖绍聪,2006)

Ol—橄榄石;En—顽火辉石;Tr—透闪石

图3-4 橄榄岩类的蚀变(引自赖绍聪,2006)

左—橄榄石的闪石化;右—橄榄石及辉石的蛇纹石化

图3-5 辉石橄榄岩(手标本)

绿色为橄榄石;灰黑色、灰绿色为辉石

图3-6 二辉橄榄岩(薄片)

Ol—橄榄石;En—顽火辉石;Srp—蛇纹石

(3)橄榄岩

主要矿物为橄榄石,含量60%,次要矿物为辉石(图3-7,图3-8),含量<40%,副矿物为尖晶石、磁铁矿、铬铁矿等。向基性岩过渡者,可含少量基性斜长石。

全自形粒状结构、填隙结构、堆晶结构。

块状构造、带状构造。

常具有蛇纹石化、伊丁石化(图3-9)、透闪石化、次闪石化。

图3-7 橄榄岩(手标本)

绿色、黄绿色为橄榄石;灰褐色、灰绿色为辉石

图3-8 橄榄岩(正交偏光)(引自赖绍聪,2006)

Ol—橄榄石;En—顽火辉石;Di—透辉石;Tr—透闪石;黑色为金属矿物

图3-9 橄榄石的伊丁石化(引自赖绍聪,2006)

Ol—橄榄石;Pl—斜长石;Idn—伊丁石

图3-10 绢石化辉石斑晶辉石橄榄岩(引自赖绍聪,2006)

Ol—橄榄石;Hy—辉石;En—顽火辉石

(4)辉石岩

主要矿物为辉石,含量>90%,次要矿物为橄榄石、角闪石,尖晶石、石榴子石、金属矿物。

自形粒状结构、包含结构、反应边结构、填隙结构、堆晶结构。

块状构造、带状构造。

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,岩石几乎全部由透辉石组成。

常见有蛇纹石化、绢石化(图3-10)、次闪石化。

2.浅成侵入岩

(1)苦橄玢岩

斑状结构,斑晶为橄榄石及单斜辉石,基质为细小的辉石及金属矿物和隐晶质。类似于玄武岩,区别是含较多的斑晶(20%~30%),基质中几乎没有长石。

(2)苦橄岩

斑状结构,斑晶为橄榄石及单斜辉石,橄榄石含量高达50%~70%,基质为橄榄石及单斜辉石,可含少量斜长石、角闪石及金属矿物和隐晶质。块状构造。

六、报告编写实例

辉石橄榄岩(标本号:Ia11.1;产地:张家口)

(1)手标本观察

呈暗灰绿色—墨绿色,多具不等粒自形—半自形粒状结构,块状构造。主要矿物为橄榄石、辉石,次要矿物为角闪石,副矿物为磁铁矿。

橄榄石:橄榄绿色,自形粒状,粒度1~4mm,含量55%。

辉石:灰绿色、翠绿色,短柱状,自形—半自形结构,粒度2~3mm,含量39%。

角闪石:灰绿色,长柱状,自形结构,粒度3~3.5mm,含量5%。

磁铁矿:黑色,呈立方体。

岩石局部具有蛇纹石化,成不均匀斑块状。

手标本定名:辉石橄榄岩。

(2)薄片描述

岩石具不等粒自形—半自形粒状结构,主要矿物为橄榄石和辉石,次要矿物为角闪石,副矿物为尖晶石、磁铁矿。

橄榄石:无色,正高突起,最高干涉色Ⅲ级绿,平行消光,自形粒状,粒度1~3.5mm,裂理发育,二轴晶2V(Ng)=88°。沿裂理有蛇纹石化现象,蛇纹石中散乱分布的粉尘状磁铁矿,为橄榄石在蛇纹石化过程中析离的产物,橄榄石属镁橄榄石,含量55%~65%。橄榄石间呈线状接触,紧密嵌布,少数橄榄石具辉石反应边结构。

辉石包括斜方辉石和单斜辉石,两者含量的比例在不同薄片中相差较大。

斜方辉石:无色、微粉色,具弱多色性,正高突起,具{110}完全解理,夹角近90°,最高干涉色Ⅰ级黄,平行消光,自形粒状,呈短柱状—柱粒状,粒度2~2.5mm。含量21%±。二轴晶2V(Ng)=84°,En=89,为古铜辉石。

单斜辉石:无色,正高突起,完全解理,最高干涉色Ⅱ级蓝,斜消光,消光角45°左右,自形粒状,呈短柱状—柱粒状,粒度2~2.5mm。含量20% ±。主要为普通辉石。

角闪石:绿色,具明显的多色性,呈柱状—长柱状,粒度3~3.5mm。正中突起,最高干涉色Ⅱ级蓝,含量3%左右。

铬尖晶石:蓝绿色,呈自形—半自形,菱形,均质体。

磁铁矿:不透明,呈自形立方体或不规则他形。

次生矿物为蛇纹石,少量,分布在橄榄石颗粒间及裂隙中,无色,低突起,Ⅰ级灰白干涉色。

岩石具粒状镶嵌结构。少量辉石包含橄榄石,具反应边结构。自形尖晶石、粒状磁铁矿被前两者包裹。因此,其结晶顺序为:尖晶石→磁铁矿→橄榄石→顽火辉石→普通辉石→角闪石。

岩石经受透闪石化及轻微蛇纹石化。透闪石化发育,说明岩浆演化晚期交代溶液富含Si和Ca。

统计薄片中的橄榄石、斜方辉石和单斜辉石,换算成100%,按相对含量投影。

定名:弱蛇纹石化中粒二辉橄榄岩。

七、思考题

1)解释纯橄榄岩、二辉橄榄岩、苦橄玢岩、辉石岩、苦橄岩,填隙结构、堆晶结构、包含结构、反应边结构、鬣刺结构,带状构造,蛇纹石化的含义。

2)简述超基性岩中常见矿物类型及特征。

3)简述蛇绿岩带的特征。

4)简述超基性岩的分类及代表性岩石类型。