岩石学与岩石成因图件汇总

一般特点：
两种可能构造环境：消减带远侧/裂谷 <52 ～53 53 ～57 57 ～63 >63 玄 武 质 玄武安山质 安 山 质 英 安 质 常见 近于饱和 很少n.Ne
SiO2
Na2O+K2O>5% TiO2<1.3%,低 Fe2O3/FeO>0.5 富U Th 贫Y Zr
0.6 (SiO2 50 ) K2O/Na2O > 1 (SiO 55 ) 2 Al2O3 14 ～19%,高 P Rb Sr Ba Pb LREE富集(与富K 习性一致，比玄武岩高2倍， 比岛弧TH高10倍)
——Huppert, H.E. & Sparks, R.S.J., 1988, JP, 29, 599~624 ——Guffanti, M., 1996, JGR, 101, B2, 3003~3013
糜 棱 岩 Mylonite
碎裂岩 深度、新生矿物、T/Tm >0.5(Myl) 糜棱岩 选择性糜棱岩 矿物变形(由易至难): Q Mica Pl Hb、Pyr 三阶段变形 动态 韧性变形－恢复－重结晶 静态 变质相 原岩恢复 残留矿物 地震岩与假玻状岩 (Pseudotachylite)
Ignimbrite
熔岩 熔结凝灰岩 泡沫熔岩 塌陷火口 岩墙群
（一个冷却单元） 灰流剖面 Tuff
熔岩流 三种喷发流 火山灰流 泡沫流 两种方式 变形玻屑与浆屑 中心式喷发 裂隙式喷发
玻屑
Ig
浆屑
Tuff
强熔接 (距底1/3)
埃 达 克 岩 Adakite ( 1978, Kay R W )
——分离作用等岩浆作用无法解释其TE规律 是钠质中酸性岩套(suite) 它向钙碱性岩系演化，是地球冷却的标志
A-Amp+Aeg+Mag Aeg
Bi+Mag Bi Aeg
+Al2O3
Ne+Mag+SiO2+O2
增温 富SiO2 ALK FeO* Al2O3
降PH2O Q Gt F
亚固相反应: 次变边 (Symplectite)
火山岩中斑晶和基质的矿物组合
过冷结晶作用：对斜长石骸晶结构的解释
岛弧/活动陆缘辉长岩
Hart (Nature, 1984,309, 753~7):
DMM 亏损地幔，是MORB的源区 EMI 富集I型地幔，是受软流圈流体作用的 交代地幔或是智利型俯冲带下 插的大 洋遭构造剥蚀作用形成
EMII 富集II型地幔，是俯冲和再循环的大 陆物质与地幔岩发生混合作用产物 HIMU 异常高238U/204Pb型地幔，代表古老变 质洋壳
A型花岗岩
从岩性和形成环境对花岗岩命名 有两种基本类型
A1型 A2型 形成于板内 形成于板内 非造山裂谷/地幔柱环境 后造山陆缘/岛弧环境
可分两亚类 以正长岩、碱性正长岩为主 过铝质Gr 含Gt/Mus, 填隙状 面积大 可含钙质/碱性Pyr/Hb和Bi 结晶早，非填隙状 碱 性Gr 含碱性MF矿物, 填隙状 面积小 高Nb, (La/Yb)N>10 低Yb/Ta、Y/Yb 低Nb,(La/Yb)N<10 高Yb/Ta、Y/Yb
S-型花岗岩
S-Granite
细岗岩
Haplogranite
model Q≈Kf≈Na-Pl norm q≈or≈ab
低温含水Gr熔体，即具M组分高FS的Gr熔体
ACNK≈1, 一般1.0 ~1.1, 可以是 S -Gr I 在LFB 中， SiO2 73~77% I: 1025Gr, ACNK 0.774 ~1.154 S: 764Gr, ACNK 1.001 ~1.997
基础地质共享资料
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据火成岩矿物组合确定岩石名称与主量元素
火成岩TAS分类图（据Middlemost,1994,ESR,37,215～
224）Ba=碱性玄武岩/碱性辉长岩 Bs=亚碱性玄武岩/亚碱性辉长岩
火山岩TAS分类图（据Middlemost,1994,ESR,37,215～
Al2O3 <13% (除强分异S-Gr外) 低Mg Ca Fe Mn过渡元素 高Na K (相对稳定)
细岗岩
成因
Haplogranite
低共熔、最初熔体结形成,常见 无堆晶MF的Gr,大体积 分异最后的残余熔体结晶形成 少见有堆晶MF的Gr,小体积
微量元素变化大，随分异作用的进行: RbCsGa(在F中)增加,NbU也增加 SrBa(在F中)减少, Zr除过碱Gr外也减少 P Y REE Th随副矿物而变化
A型花岗岩 鉴别图（据J G, 1989, 97, 261~80; Geol, 1992, 20, 641~4）
主要花岗岩类型的矿物组合、岩相学、主要元素和同位素特征
据Barbarin B, 1999, 花岗岩类型、起源及其地质动力学环境之间的关系评述. Lithos, 46: 605~626
玄武岩浆的底侵诱发了长英质岩浆
衍生膜
出溶膜
熔蚀膜
聚晶膜
花岗岩岩类的ACNK分类、分布频率与成因类型 (据北美365个花岗岩资料, Chayes, 1985)
(据Clarke, 1992)
据 铝 饱 和 度 对 花 岗 岩 分 类
花岗岩成因类型比较
S-型花岗岩
S-Granite
定义: 沉积岩在风化过程中丢失 Na (随水迁出), Ca 经部分熔融后产生的ANCK>1.1的花岗岩 含高铝矿物 Mus、 Gt 、Cd、Tour、( Sil ) And 色率< 5 高SiO2, Sri >0.706, εNd(t)负, δ18O >+9.5‰ 大体积 S-Gr往往是 泥质岩/杂砂岩/正片麻岩/玄武岩深熔形成 成因 小体积 S-Gr往往是 准Al(CA)大Gr经Hb F Cpx分离结晶形成， 或同化Al质围岩形成
SHO 橄榄安粗岩系 HK-CA 高钾钙碱性岩系 CA 钙碱性岩系 LK-TH 低钾拉斑质岩系
造山带火山岩系的划分
(Peccerillo,et al., 1976, CMP, 58, 63-81)
橄榄安粗岩系(Shoshonite)
又名钾玄岩系，含正长石的玄武岩 1895年，Iddings命名于黄石公园
四重效应强弱程度（TE1,3）量化
TE1,3=(t1×t3)0.5 t1=(Ce/Cet×Pr/Prt)0.5 t3=(Tb/Tbt×Dy/Dyt)0.
Ce/Cet=CeCN/(La2/3CN×Nd1/3CN Pr/Prt=PrCN/(La1/3CN×Nd2/3CN) Tb/Tbt=TbCN/(Gd2/3CN×Ho1/3CN Dy/Dyt=DyCN/(Gd1/3CN×Ho2/3CN
侵入岩TAS分类图（据Middlemost,1994,ESR,37,215～
火成岩TAS分类图（据Cox et al., 1979)
火成岩TAS分类图（据Le Maitre et al., 1989)
火成岩的矿物分类
(据IUGS)
等化学的岩石
喷出 浅成 岩浆成分 结晶条件 例如： 等化学的三种岩石 A 流纹岩 Q+Af (Kf~Ab) B 碱长花岗岩 Q+Per (Kf+Ab) C 花岗岩 Q+Kf+Ab Q SiO2 Kf KAlSi3O8 Ab NaAlSi3O8 SiO2 100% 65% 68% 决定 矿物成分 反映 矿物组合
变质反应、变质相和变质相系
① 方沸石+石英=钠长石+H2O ② 硬柱石+2石英+2H2O=浊沸石 ③ 霰石=方解石 ④ 硬玉+石英=钠长石 ⑤ 蓝晶石=红柱石 ⑥ 蓝晶石=硅线石 ⑦ 红柱石=硅线石 ⑧ 白云母+石英= 钾长石+Al2SiO5+H2O(F) ⑨ 花岗岩开始熔融
变质核杂岩 Metamorphic Core Complex
矿物学上，与CA岩系或碱性玄武岩系有亲缘关系
K2O
ati enti er Diff
FeO/MgO
ith nw o
es ser i a
enti differ
at i o n
Tholeiitic
High-K
n Variatio ry in prima magmas Medium-K
FeO*
Calc-alkaline Tholeiitic SiO2
Mg-Ol CaMg-Pyr Mt Pl CaMg-Pyr Amp Bi NaCA 高SiO2残余 F
TH CA
(高PO2 、开放、玄武岩系统) A=Na2O+K2O F=FeO+0.9Fe2O3 M=MgO
A
M
碱性岩系的反应结构
Bi Bi A-Amp Aeg
形成条件：
（火山-浅成-晶洞，残余岩浆）
是一些由强烈变形变质岩和侵入岩组成 的孤立平缓穹形隆起，其上覆盖构造上被 拆离及伸展的未变质沉积盖层
（又称四分组效应，Tetrad Effect REE四重效应 REE配分曲线不遵守Masuda-Coryell规则(对数直线关系 而呈现每四个元素成一组，各组同时上凸或下凹的形态 称四重效应 M-型：高演化浅色花岗岩（低度 低共熔）和伟晶岩，是岩 浆与富F、Cl 流体相互作 用所致；其强弱与整体花 岗岩演化同步，与矿物分 馏无关。 W-型：海水(生物、灰岩)、浅位地 下水，也是液-液反应所致。
奥长环斑花岗岩与膜状长石
环斑结构 结晶世代 反映 岩浆混合 反环斑结构
Rapakivi & Mantled Feldspar
浅位 (或喷出) 岩体标志
环斑花岗岩
膜状长石
多世代结晶标志 岩浆受混染、混合或结晶时 PH2O增大和温度波动标志
核为Or: Or66,Ab30,An4 长石环斑结构 膜为Pl: An30 基质是Gr成分,不是Gd/Q-Di Pl: An25~40 Bi: 褐色 Q: 两个世代 含Hb、Hyp、Fe-Ol 中元古代产出
Low-K SiO2 Tonga-Kermadec Guatamala Papus New Guinea Na2O+K2O
Calc-alkaline MgO
汤加-克马德克群岛(西太平洋)、危地马拉 (中美洲)和巴布亚新几内亚(东南亚)火山岩 套成分变化 (据J. D. Winter, 2001)
熔结凝灰岩
岩石类型和地球化学
MgO 橄榄岩质 >20% 辉石岩质 20~12 玄 武 质 <12
TiO2<0.9% CaO/Al2O3>0.7 K2O<0.9% FeO*/(FeO*+MgO)高 NiO、Cr2O3高
CA
TH TH
>1/2 厚度
UM
MF
<1/5 Kom 厚度
Sri低 0.7028~35 ΣREE很低 1450~1500℃
科马提岩与绿岩带 Komatiite & Greenstone Belt
绿岩带剖面
Sed
磨拉石 几千米 复理石 ~4万米 Rhy (+And)
科马提岩
鬣刺结构(由Ol组成)出现于剖面中上部 是太古代原始的未分异UM火山岩
仅占绿岩 －花岗岩 地体面积 的1/5， 其余4/5为 花岗岩 时代： > 19 亿年 矿产丰富 Cu、Ni、 Au、U、 Fe、Pt
中深成
岩 浆 的 发 生 与 分 异
辉石的出溶作用
Fra Baidu bibliotek
鲍温(N.L.Bowen)亚碱性岩浆反应原理
限定: 晶-液反应;简单硅酸盐实验(非天然岩浆); 常压下;强调结晶顺序和平衡同结(非共结)
Mg-Ol CaMgFe-Pyr Pl CaMgFe-Pyr Fe-Wo NaTH 高Fe残余 Fe-Ol
(低PO2 、封闭、玄武岩系统)
埃达克岩
SiO2≥56%(56~72), CA: Pl+Hb±Bi±Pyr±FeTi Oxide 基本上不与Bas、Gab共生 Al2O3 ≥15% MgO 常<3%, 很少>6% Na2O/K2O >1 低Y≤18ppm, 低HREE(Yb<1~1.5, ≤1.9) 贫HFSE(Nb、Ta、Zr、Hf、P、Ti) 高Sr, ≥300，400ppm 高La/Yb, >20, Sr/Y>40 +Eu异常，+Sr异常 高εNd(t), 0.5123~6 大洋沉积物参与熔融 低Sri, 常<0.704 / 0.704~8 上升时受幔、壳混染 Pl熔融 榴辉岩榴 闪岩熔融 残留Gt、 Pyr、±Hb