常见的碱性岩岩石类型

来源:hongbaoshi.wang   作者:红人   2024-05-03
火成岩的岩石种类

浆岩主要由硅酸盐矿物组成,此外,还常含微量磁铁矿等副矿物。根据岩石SiO2含量,岩浆岩可分为四大类:超基性岩:SiO265%。岩石的碱度即指岩石中碱的饱和程度,岩石的碱度与碱含量多少有一定关系。通常把Na2O+K2O的重量百分比之和,称为全碱含量。Na2O+K2O含量越高,岩石的碱度越大。A.Rittmann1957年考虑SiO2和Na2O+K2O之间的关系,提出了确定岩石碱度比较常用的组合指数(σ)。σ值越大,岩石的碱性程度越强。每一大类岩石都可以根据碱度大小划分出钙碱性、碱性和过碱性岩三种类型。σ9时,为过碱性岩。除了岩石化学成分之外,矿物成分也是岩浆岩分类的依据之一。在岩浆岩中常见的一些矿物,它们的成分和含量由于岩石类型不同而随之发生有规律的变化。如石英、长石呈白色或肉色,被称为浅色矿物;橄榄石、辉石、角闪石和云母呈暗绿色、暗褐色,被称为暗色矿物。通常,超基性岩中没有石英,长石也很少,主要由暗色矿物组成;而酸性岩中暗色矿物很少,主要由浅色矿物组成;基性岩和中性岩的矿物组成位于两者之间,浅色矿物和暗色矿物各占有一定的比例。根据产状,也就是根据岩石侵入到地下还是喷出到地表,岩浆岩又可以分为侵入岩和喷出岩。侵入岩根据形成深度的不同,又细分为深成岩和浅成岩。每个大类的侵入岩和喷出岩在化学成分上是一致的,也就是说岩浆成分是相似的,但是由于形成环境不同,造成它们的结构和构造有明显的差别。深成岩位于地下深处,岩浆冷凝速度慢,岩石多为全晶质、矿物结晶颗粒也比较大,常常形成大的斑晶;浅成岩靠近地表,常具细粒结构和斑状结构;而喷出岩由于冷凝速度快,矿物来不及结晶,常形成隐晶质和玻璃质的岩石。根据上述原则,首先把岩浆岩按酸度分成四大类,然后再按碱度把每大类岩石分出几个岩类,它们就是构成岩浆岩大家族的主要成员。比如超基性岩大类:钙碱性系列的岩石是橄榄岩-苦橄岩类;偏碱性的岩石是含金刚石的金伯利岩;过碱性岩石为霓霞岩-霞石岩类和碳酸岩类。基性岩大类:钙碱性系列的岩石是辉长岩-玄武岩类;相应的碱性岩类是碱性辉长岩和碱性玄武岩。中性岩大类:钙碱性系列为闪长岩-安山岩类;碱性系列为正长岩-粗面岩类;过碱性岩石为霞石正长岩-响岩类。酸性岩类:主要为钙碱性系列的花岗岩-流纹岩类。

(一)火山岩岩石系列
在Winchester等(1977)提出的基于高场强元素对岩石分类的图解上,营城组火山岩基本落在碱性或偏碱性岩石范围内,如碱性玄武岩、粗安岩、粗面岩和碱流岩等,而火石岭组火山岩多位于靠近碱性或偏碱性岩石的投影区(图2-51)。Floyd& Winchester(1975)和Winchester & Floyd(1976)基于高场强元素的不活动特征,提出了一系列区分碱性和拉斑玄武岩系的图解,如P2O5—Zr、Nb/Y—Zr/(P2O5×104)、TiO2—Zr/(P2O5×104)、TiO2N/b关系图等,这些图解对于判别蚀变火山岩的岩系归属特别有效。长岭断陷及邻区营城组玄武质火山岩在上述图解上均投影在碱性玄武岩区,而火石岭组部分样品则落在拉斑玄武岩区,火石岭组玄武质岩石较之营城组玄武质岩石总体具有偏低的高场强元素含量。综合地球化学组成对长岭断陷及邻区深层火山岩岩系归属判别表明,营城组火山岩属碱性系列,而火石岭组火山岩的岩系归属介于碱性与钙碱性岩系之间。
(二)火山岩形成的大地构造环境及其地球动力学意义
对本区火山岩的大地构造背景分析采用在地质作用过程中相对稳定的高场强元素,对火石岭和营城两组地层中的玄武质岩石进行了构造环境综合判别。在有关构造判别图解上(图2-52),两组地层中玄武质岩石的投影点均落在板内环境,说明自晚侏罗世开始,松辽盆地应处于大陆裂谷的伸展引张环境。

图2-51 松南长岭凹陷及邻区火山岩Nb/Y—Zr/riO2岩石分类图

(底图据Winchester等,1977)

图2-52 长岭凹陷及邻区深层玄武岩Zr—Ti构造环境判别图

(底图据Pearce & Cann,1973)
对营城组流纹质火山岩的判别也得出类似结论,如在Pearce等(1984)提出的花岗质岩石构造判别图解上,样品点均落在板内区;在Maniar&Piccoli基于主量元素提出的构造环境判别图解上,样品点均落在后碰撞(POG)、或与裂谷有关(RRG)及与大陆造陆抬升有关花岗岩(CEUG)的伸展引张环境,而明显偏离各类与俯冲作用有关的花岗岩投影区,指示其形成与俯冲作用缺乏明显联系。
综合火山岩的岩石地球化学特征、中生代板块构造演化历史分析,松辽盆地是一有弧后背景(受古板块俯冲影响)的大陆裂陷盆地,火山岩是大陆裂陷作用的产物。

1.碱性超基性岩类(霓霞岩-霞石岩类)

岩石中SiO2含量小于45%,K2O+Na2O含量5%~10%,为过碱性超基性岩,矿物成分以霞石等似长石类和碱性暗色矿物为主,不含长石。

霓霞岩是侵入的碱性超基性岩。主要由霞石、霓石或霓辉石组成,霞石含量达50%~70%,霓石或霓辉石含量达70%~30%(图7-28)。

图7-28 霓霞岩(umanitoba.ca)

霞石岩是与霓霞岩成分相当的喷出岩。主要矿物是霞石,辉石次之,可含少量似长石矿物及透长石(图7-29a)。

白榴岩也是与霓霞岩成分相当的喷出岩。深灰至灰黑色,主要矿物为白榴石和辉石,不含长石或含量<10%,白榴石见于斑晶和基质中,辉石主要是含钛普通辉石、霓辉石和霓石(图7-29b)。

图7-29 霞石岩和白榴岩(umanitoba.ca)

2.碱性基性岩类(碱性辉长岩-碱性玄武岩类)

岩石中SiO2含量为45%~52%,FeO、MgO、CaO含量较高,K2O+Na2O>4%。矿物成分含碱性长石、碱性暗色矿物、富钛辉石、富铁云母。若岩石碱性较强时,可出现似长石。

碱性辉长岩一种含正长石、似长石的辉长岩。基本组分是基性斜长石、正长石、单斜辉石和似长石。如美国麻省的碱性辉长岩由斜长石(28%)、正长石(20%)、霞石(20%)及暗色铁镁矿物(30%)、副矿物(2%)组成。

碱玄岩为含似长石的碱性玄武岩。矿物成分有基性斜长石、单斜辉石和霞石、白榴石等(图7-30),可含少量橄榄石(<5%);斑状结构,气孔构造。

图7-30 碱性玄武岩

3.碱性中性岩类(碱性正长岩-碱性粗面岩类)

碱性正长岩主要由碱性长石(80%~85%)、碱性暗色矿物(10%~20%)组成,不含斜长石,有时可见少量似长石。若主要由碱性长石和霓辉石组成,称为霓辉正长岩。若主要由

钾长石和碱性角闪石组成,称为碱性正长岩(图7-31a)。碱性粗面岩主要由碱性长石组成,含碱性辉石、碱性角闪石,有时有似长石,不含斜长石,斑状结构,斑晶为碱性长石、钠铁闪石、霓石、霓辉石等,基质为粗面结构。

4.碱性酸性岩类(碱性花岗岩-碱性流纹岩类)

碱性花岗岩富含钠质。主要矿物成分为石英、碱性长石和碱性暗色矿物。碱性长石是钾钠长石(微纹长石、歪长石、正长石、微斜长石)和钠长石(图7-31b);碱性暗色矿物为碱性角闪石、碱性辉石(霓辉石、霓石)、含钛黑云母及铁锂云母等。副矿物主要有磷灰石、磁铁矿、锆石等。根据碱性暗色矿物种类,可细分为霓辉石花岗岩、霓石花岗岩、钠铁闪石花岗岩、铁云母花岗岩等。

图7-31 碱性正长岩和碱性花岗岩

碱性流纹岩又称钠质流纹岩。斑状结构。斑晶主要为钠质长石、钠透长石、歪长石(或钠长石)和双锥状石英,以及钠闪石、钠铁闪石、霓石、霓辉石等碱性暗色矿物;基质为隐晶质或半晶质。

5.典型碱性岩类(霞石正长岩-响岩类)

岩石中K2O+Na2O含量很高(>10%),K2O+Na2O>Al2O3,属SiO2不饱和的过碱性中性岩。其矿物成分的主要特点是铁镁矿物都是碱性辉石、碱性角闪石、富镁黑云母,含量一般为15%~20%,硅铝矿物主要是碱性长石和似长石,不含石英。

霞石正长岩常呈浅灰、绿、红、黄等色,中—粗粒,似粗面结构和似花岗结构(图7-32a)。浅色矿物有长石65%~70%,霞石20%;深色矿物10%~15%。长石主要为正长石、歪长石、微斜长石和钠长石,霞石常与长石交生(图7-32b)。暗色矿物为辉石类矿物,辉石斑晶发育环带构造,自中心向外为透辉石、霓辉石、霓石。基质中的霓石常呈针状。钛辉石为紫色,常构成霓辉石或透辉石的环边。

图7-32 霞石正长岩

响岩是成分与霞石正长岩相当的喷出岩。用锤击打这种岩石,叮当作响,故名。响岩呈浅绿或浅褐灰色,油脂光泽。致密块状,常具斑状结构,有时为无斑隐晶结构。主要矿物成分是碱性长石、似长石和碱性暗色矿物。碱性长石以透长石为主,而斜长石少见。似长石中常见的有霞石、白榴石、方沸石、方钠石、黝方石、蓝方石等。暗色矿物以斑晶形式出现,主要为富钠质辉石和角闪石,如霓辉石、霓石、棕闪石、红钠闪石、钠铁闪石、钠闪石等。副矿物有磁铁矿、磷灰石、锆石、榍石、黑榴石等(图7-33)。

图7-33 响岩



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