Beartooth Mountains, by Kurt Hollocher, 2003
4、 岩相学与主要种属 亚碱性系列
粗玄岩（dolerite） 全晶质 粗玄结构
长 6 mm
4、 岩相学与主要种属 亚碱性系列
细碧岩（spilite）
高Na2O， 钠长石＋绿泥石 ？海底玄武岩受到 富Na海水的作用
3、 系列划分 b
(一)Hy>3，亚碱性系列玄武岩
1 Al2O3>16%,高铝玄武岩 2 Al2O3<16%,拉斑玄武岩系列
(1)有Q 石英拉斑玄武岩 (2)Ol<5%，橄榄拉斑玄武岩 (3)Ol＝25－40％，苦橄拉斑玄武岩
(二)Hy<3%,有Ol，无Ne, 过渡玄武岩
1 Ol<25% 橄榄玄武岩 2 Ol=25－40％,苦橄玄武岩
固相线(solidus)
熔体
玄武岩的熔融关系
岩浆源区： 岩石圈地幔、软流圈
（二辉橄榄岩）
部分熔融：岩石所处的物理 状态位于固相线与液相线之间
Note: 地幔岩石在“正常” 的大洋地温梯度下不能熔融
after Wyllie, P. J. (1981). Geol. Rundsch. 70, 128-153.
4、 岩相学与主要种属
主要结构：玄武岩一般为斑状结构，少量为无斑隐晶或玻璃质结构， 基质的结构类型较多，主要有： ① 粗玄结构(间粒结构)：在不规则排列的长条状斜长石微晶形成的间 隙中，充填有若干个粒状辉石与磁铁矿颗粒(冷却较缓慢条件下结晶) ② 间隐结构：杂乱排列的斜长石之间，全部被隐晶质或玻璃质充填
大陆溢流玄武岩 源区深
continental flood basalt, CFB
(E)次(潜)火山岩：与火山岩同源但为侵入产状的侵入体， 深度一般小于0.5km
特点： ①同时代但时间稍晚； ②同外貌但结晶稍好； ③同空间但范围较大； ④同成分但变化范围大。
(F)火山－沉积岩：是火山作用叠加沉积作用的产物，一 般远离火山口，由喷出岩、沉积火山碎屑火山碎屑沉积 岩、沉积岩系组成。在水盆地、破火山口凹地中沉积， 也可以与泥石流、冰川等堆积物伴生
相关的超镁铁质火山岩
A. 常见组成 斑晶：橄榄石, 辉石 基质：橄榄石微晶, 辉石微晶, 基性玻璃
B. 常见类型 苦橄岩：化学成分与橄榄岩相当 玻基纯橄岩(麦美奇岩)：玻基斑状结构 科马提岩：常见枕状构造, 具独特的鬣刺结构和化学成分
第三节 玄武岩类的成因概述
1、岩浆起源
玄武岩
晶体 ＋
熔体
液相线(liquidus)
杏仁状构造
4、 岩相学与主要种属 碱性系列
碱性橄榄玄武岩 （alkali olivine basalt）
橄榄安粗岩（碱性橄榄玄武 岩的变种）
（mugearite）
（无紫苏辉石，含钛较高的 普通辉石和透辉石，斜长石 和碱性长石）
（斜长石为更长石）
4、 岩相学与主要种属 碱性系列
碱玄岩（tephrite）
火山岩根据形成环境可分为陆相和海相火山岩 陆相火山岩：
与下伏地层不整合， 风化壳发育， 与陆相动植物化石和陆相沉积岩共生 成分变化大，红顶绿底，柱状节理发育 海相火山岩： 与下伏地层整合， 风化壳不发育， 与海相生物化石和沉积岩 成分变化小，枕状构造（陆相水用
大陆地盾区地温梯度
after Wyllie (1979). In H. S. Yoder (ed.), The Evolution of the Igneous Rocks. Fiftieth Anniversary Perspectives. Princeton University Press, Princeton, N. J, pp. 483-520.
碱性系列 亚碱性系列
钙碱性系列 拉斑玄武岩系列
碱性系列
亚碱性系列
磁铁矿分异 拉斑玄武岩系列
橄榄石分异
钙碱性系列
镁铁质岩浆系列
Alkaline rocks
Subalkaline Rocks
tholeiitic
calc-alkaline
Fe-enichment on AFM diagram trend across AFM diagram
Figure After Green and Ringwood (1967). Earth Planet. Sci. Lett. 2, 151-160.
实验岩石学资料表明：
• 较浅部熔融有利于形成拉斑玄武岩
－25% melting at <30 km tholeiite – 25% melting at 60 km olivine basalt
③ 拉斑玄武结构(间粒间隐 结构)：介于前两者之间， 充填物有辉石、磁铁矿、隐 晶－玻璃质 ④ 玻基斑状结构：基质完 全由火山玻璃组成。
间隐结构 间粒结构 玻基斑状结构
4、 岩相学与主要种属 亚碱性系列
拉斑玄武岩（tholeiitic basalt） 主要矿物： 斜长石（浅色） 辉石（暗色） 赤铁矿
碱性玄武岩
粒度较粗，为间粒－辉绿结构 常见橄榄石 钛辉石 (红色) 无斜方辉石 可出现填隙的碱性长石或似长石 无填隙玻璃, 缺少石英 常见环带状橄榄石
缺少斜方辉石 斜长石不常见，若有也是晚期的 单斜辉石为钛辉石，具红色边缘
构造环境
洋脊为主，可出现在洋岛、俯冲带
洋岛为主，可出现在俯冲带
after Hughes (1982) and McBirney (1993).补充
3 主量元素与火山岩类
after J. Johnson
流纹岩 英安岩 安山岩 玄武岩
(图例)
火成岩TAS分类图（IUGS, 1989)
4 流动特点与火山岩类
after J. Johnson
岩石名称 SiO2含量 喷发温度
熔岩流 活动性
5 矿物成分与火山岩类
after J. Johnson
第二节 玄武岩的基本特征及主要种属
大洋地温梯度
金云母分解曲线
2、玄武岩的原生岩浆问题： 原生岩浆(primary magmas)：直接由地幔熔融产生的岩浆。
从地幔源区产生后，没有经过成分的改变，而直接上升到 地表，即在上升过程中，既无分异，也无混合或同化混染。。
演化岩浆（evolved magmas)：由原生岩浆演化而形成的岩浆 母岩浆（ parental magmas ）：能够通过各种作用(分异、同化、 混染)产生派生岩浆的独立的液态岩浆。
1 基本特征
玄武岩类：基性火山熔岩, w(SiO2)含量在45% ~ 53% 之间 常见矿物：斜长石、辉石、橄榄石 常见产状：粘度小，形成熔岩流、熔岩被、枕状熔岩 分布特点：从古至今，从洋底到大陆
火成岩 TAS 分类图（IUGS, 1989)
Basalt lava, by USGS
2、 系列划分 a
基质－斜长石
角闪石
w(Ne) > 5%, w(Ol) < 5%, SiO2明显不饱和， 似碱长含石量高 含似长石、基性 斜长石和含钛辉 石
from Banne d'ordanche, Monts Dore, France
4、 岩相学与主要种属 碱性系列
碧玄岩（basanite）
w(Ne) > 5%, w(Ol) > 5%, SiO2明显不饱和， 碱含量高 富橄榄石区别于 碱玄岩
熔融机制(1)：升温
升温后，地温梯度向固相线平移
“正常”的大洋岩石圈地温梯度
熔融机制(2)：减压
减压后的地温梯度
“正常”的大洋岩石圈地温梯度
熔融机制(3)：增加挥发份（尤其是H2O）
H2O饱和的固相线 地温梯度
干体系的固相线
大陆和大洋玄武岩形成机制的差异（含角闪石橄榄岩的部分熔融）

3、 玄武岩成分变异的原因 b
相同成分的地幔源区在不同的熔融条件(温度、压力、挥发份) 下，可以产生不同成分的玄武岩
霞石
举例：压力的效应
硅高度不饱和
碱性
硅过饱和
镁橄榄石
拉斑质
Kushiro (1968), J. Geophys. Res., 73, 619-634.
石英
Liquids and residuum of melted pyrolite
(三)有Ne，碱性玄武岩系列
1 Ne<5%, Ol<25% 碱性橄榄玄武岩 2 Ne>5%, Ol<5%, 碱玄岩 3 Ne>5%, Ol＝5－25％， 碧玄岩 4 有Ne，Ol＝25－40％，碱性苦橄玄武岩
3、大洋盆地中两类主要的玄武岩
Tholeiitic Basalt and Alkaline Basalt
AFM diagram: can further subdivide the subalkaline magma series into a tholeiitic and a calc-alkaline series
. AFM diagram showing the distinction between selected tholeiitic rocks from Iceland, the Mid-Atlantic Ridge, the Columbia River Basalts, and Hawaii (solid circles) plus the calc-alkaline rocks of the Cascade volcanics (open circles). From Irving and Baragar (1971). After Irvine and Baragar (1971). Can. J. Earth Sci., 8, 523-548.
• 较高度部分熔融有利于形成拉斑玄武岩