中科院地质与地球物理研究所博士入学考试岩石学往年试题总结

2005-2011年博士入学考试岩石学考点汇总

一、名词解释部分（教材为桑隆康、马昌前主编的岩石学第二版）

-Alk-CaO质量百分含量图上，1、钙碱指数：Peacock于1931年提出，指在SiO

2

含量。该指数将火成岩系列的Alk含量曲线和CaO含量曲线相交处所对应的SiO

2

二分法扩展为四分法，即碱性（<51）、碱钙性（51-56）、钙碱性（56-61）和钙性（>61）。（见教材第四章，第87页）

2、D〞层：位于下地幔底部的一个圈层，深度一般在2700-2900Km，厚度一般200-300Km，为核幔间的热和化学反应带，由金属合金和硅酸盐矿物组成。该层地震波速极不均一，速度梯度降低，之下即为核幔边界。（见教材绪论，第4页）

3、S型花岗岩：上地壳沉积岩部分熔融、结晶产生的过铝质花岗岩类，代表岩石有堇青石花岗岩和二云母花岗岩。（见百度百科词条）

4、埃达克岩：一套由安山质、流纹质和英安质等系列火山和（或）侵入岩组合形成的特殊岛弧岩石，以缺少玄武岩与典型的岛弧岩浆岩相区别。因首次发现于阿留申群岛的埃达克岛而得名。（见教材第八章，第171页）

5.苦橄岩：一种稀有的、富含橄榄石的超镁铁质火山岩。斑状结构，斑晶多为橄榄石，少量为辉石，另外含少量斜长石、角闪石和金属矿物等。常产于玄武岩系底部，与苦橄质玄武岩共生。（见教材第六章，第141页）

6、紫苏花岗岩：一种以含有紫苏辉石为特征的花岗岩，最早发现于印度南部，最常见于早前寒武纪陆核区。花岗结构，片麻状构造，与麻粒岩相变质岩共生。最常见的矿物组合为石英+碱性长石+斜长石+紫苏辉石。（见教材第九章，第183页）

7、固相线：岩石刚刚开始熔融或者结晶完全结束时对应的p-T-X（压力-温度-组分）条件。在二元系中，固相线为一条曲线，而在三元系中，固相线为一个曲面。（见教材第五章，第107页+百度词条）

液相线：岩石完全熔融或者结晶刚刚开始时对应的p-T-X（压力-温度-组分）条件。在二元系中，液相线为一条曲线，而在三元系中，液相线为一个曲面。

8、固溶体：

9.滑动反应：在给定压力和流体成分条件下，反应在一个温度范围内连续发生，反应物和生成物之间呈渐变关系，这种反应称为连续反应或滑动反应。（见教材第二十二章，第455页）

10.变质相系：某个具有特定P/T比的地区所包含的变质相的系列。（见教材第二十三章，第479页）

11.后成合晶结构：变质岩中的一种结构。先成矿物被后成矿物反应边包裹，当反应边由两种以上矿物组成并呈细小蠕虫状时，称其为后成合晶。（见教材第二十一章，第431页）

12.铂族元素：属元素周期表第Ⅷ族元素，是一类珍稀元素，包括钌、铑、钯、锇、铱、铂六种元素。（见百度词条）

13.次火山岩相：即次火山岩的产出面貌。次火山岩是分布于火山岩区，与火山活动同期形成的一种超浅成侵入岩，侵入深度一般小于0.5Km。与火山岩外貌相似，但结晶较好，多呈小岩株、岩瘤、岩脉及其它小型侵入体产出。（见教材第二章，第29页+百度词条“次火山岩”）

14.磁铁矿系列花岗岩：日本学者石原舜三1977年根据不透明矿物的含量将花岗岩划分为磁铁矿系列和钛铁矿系列。其中磁铁矿系列花岗岩被认为形成于高氧逸

度条件，氧化矿物含量高，其中90%以上为磁铁矿。（见教材第九章，第186页+论文-马乐天）

15.细碧角斑岩：由细碧岩、角斑岩和石英角斑岩等喷出岩组成的一个岩系，富钠、致密，斑状结构，斑晶以钠长石为主，基质为隐晶质结构。常见绿泥石化、绿帘石化等蚀变作用，一般认为是洋底低级蚀变的产物。（见教材第七章，第157页+第八章，174页+第九章，186页）

16.金伯利岩：一种浅成-超浅成、碱性或偏碱性的超镁铁质侵入岩，粗晶斑状结构，斑晶矿物主要为橄榄石，常发生蛇纹石化等蚀变，块状或角砾状构造，呈岩筒或岩脉等小型侵入体产出。金伯利岩在自然界出露很少，是金刚石最主要的母岩，同时由于其起源于地幔，是研究地幔物质构成的重要窗口。（见教材第十一章，第220页）

17.鲍文反应序列：在玄武质岩浆结晶过程中，先析出的矿物因物化条件的改变与剩余岩浆发生反应，使成分发生变化并产生新的矿物，随着温度的降低，有规律地产生一系列矿物，这个矿物系列即鲍文反应系列。（见教材第三章，第68页）可加图说明。

18.熔离作用：指原来成分均一的岩浆，演化到一定温压条件后不再稳定，分离成两种或两种以上成分不同、互不相溶的岩浆的作用，又称液态不混溶。（见教材第十二章，第252页）

19.变质流体：变质过程的主要动力学因素之一，与温度、压力具有同等重要的意义，以包裹体形式存在于变质矿物之中，是变质过程环境信息的客观记录。（见相应文献，徐学纯）

20.地幔柱：起源于核幔边界，演化于地幔，在近地表发生壳幔相互作用的圆柱状地质体。（见相应文献，王登红）

地幔柱：是一种热物质流，从核幔边界上升，在上地幔深度发生减压熔融，热点是地幔柱在地表的表现。（见教材第十二章，第238页）

21.安山岩线：以蛇绿岩套为代表的拉斑玄武岩系列与以安山质火山岩、石英闪长岩和花岗闪长岩为主的钙碱性系列岩浆岩之间的岩相地理分界线，又称马歇尔线。（见互助百科词条）

22.辉绿岩：一种浅成镁铁质侵入岩，暗绿或黑绿色，中细粒灰绿结构，主要矿物成分为基性斜长石和辉石，呈岩墙或岩床产出。（见教材第七章，第151页）23.糜棱岩：一种动力变质岩，黑色或暗灰色，具糜棱结构，定向构造。碎斑呈卵圆状、眼球状、透镜状，发育波状消光、变形纹、变形带、扭折带等晶内和晶界塑性变形结构。基质由细小的粉碎或重结晶颗粒组成，具明显面理，呈条带状绕过碎斑。根据基质含量，分为初糜棱岩、糜棱岩和超糜棱岩三类。

24.变余结构：岩石保留了原岩结构特点，但成分由变质矿物组成，常见于低级变质岩中的结构。（见教材第二十一章，第424页）

25.榴辉岩：主要由石榴子石和绿辉石组成的高压基性变质岩，深色，粗粒不等粒变晶结构，块状构造，常呈层状或透镜状产出。（见教材第二十六章，第545页+百度词条）

26.麻粒岩：形成于麻粒岩相条件下，具有高温变质矿物组合的各类变质岩石。（见相关文献，翟明国+教材第二十六章，第537页）

27.高压变质带：由高压变质岩组成的变质带。（见百度词条）

28.蛇绿岩：一套由蛇纹石化超镁铁质岩、基性侵入杂岩、基性熔岩和海相沉积物构成的岩石组合，是大洋岩石圈的残片，是确定古板块边界的重要证据。（见

中科院课程PPT）

29.浅成岩：侵入深度小于5Km的侵入岩。岩体一般较小，具细粒结构，隐晶质结构和斑状结构，可见晶洞构造，边部具冷凝边，与围岩不协调接触，产状多为岩墙，岩床，岩盖，小岩株，引爆角砾岩体等。（见教材第二章，第26页）30.脉岩：浅成岩中呈岩墙、岩床、岩脉产出者，统称为脉岩。其中与深成岩矿物组合相似者谓之未分脉岩，与深成岩成分差别较大者谓之二分脉岩。（见教材第四章，第98页）

31.苏长岩：辉长岩类中的一种，中粗粒结构，主要由斜长石和斜方辉石组成。（见教材第七章，第151页）

32.次生石英岩：中酸性火山岩或次火山岩在火山喷出的含硫热气或热液的作用下形成的富石英的交代岩石。（见教材第二十五章，第518页）

33.浊积岩：深水沉积环境中各种重力流沉积物所形成的的沉积岩的总称。（见沉积岩石学，第377页）

34.结晶分异作用：指结晶相和熔体相之间分离的过程，包括重力分异、流动分异、对流分异等多种分异机制。（见教材第九章，第202页）

35.反应边：早生成的矿物或者捕虏晶与熔浆反应，在其外围生成的另一种成分完全不同的新矿物边。（见教材第三章，第58页）

36.粒状变晶结构：变晶主要为等轴状、近等轴状颗粒的变晶结构，又称花岗变晶结构。（见教材第二十一章，第428页）

37.拉斑系列：

38.钾玄岩系列：又称橄榄玄粗岩系列，处于典型的碱性玄武岩系列和典型的钙碱性系列的过渡位置，富钾低钛，是岛弧、造山带与伸展构造有关的典型岩石。（见教材第四章，第89页，第七章，158页）

39.挥发分：岩浆中所含的H

2O,CO

2

,SO

2

,HCl,HF等易于挥发的组分,它们具有降低

岩浆粘度和熔点，携带富集有用元素，形成气成-热液矿床的能力。（见百度词条）40.镁指数：Mg#=Mg2+/(Mg2++Fe2+)的摩尔数比值，常作为玄武岩浆结晶分异和判断幔源岩浆的指标。（见教材第四章，第74页）

41.固结指数：固结指数SI=100MgO/(MgO+FeO+Fe

2O

3

+Na

2

O+K

2

O) （见教材第十二

章，第245页）

42.混合岩：混合岩化作用形成的，介于变质岩和岩浆岩之间的一类岩石，由暗色的基体和浅色的脉体组成。基体是角闪岩相或麻粒岩相变质岩，代表原岩，但受到一定改造；脉体是长英质或花岗质物质，代表新生的部分。（见教材第二十七章，第566页）

43.蓝片岩：典型高压低温变质岩，主要矿物为蓝闪石，变余结构构造发育，由洋壳和海沟沉积物俯冲变质形成，是识别古海沟带的标志。（见教材第二十六章，第543页）

44.相律：岩石的矿物组合（相）、化学成分（组分）和物化条件（自由度）之间的数量关系，即p+f=c+2.其中p为相数，f为自由度数，c为组分数

45.岩石圈：地壳和上地幔组成的圈层，具有刚性特征，内部结构不均一。大陆岩石圈一般厚70-200Km，大洋岩石圈一般厚30-90Km，洋中脊中央地带，岩石圈厚度几乎为零。（见教材第一章，第4页）

46.莫霍面：地壳与地幔之间的不连续面，由克罗地亚学者莫霍洛维奇于1909年发现，故名之。

47.A型花岗岩：非造山碱性花岗岩，主要形成于大陆裂谷和克拉通环境。（见教

材第九章，第187页）

48.科马提岩：一种超镁铁质火山岩，由高镁橄榄石、辉石、少量金属矿物及基性玻璃组成，具独特的鬣刺结构，常见枕状构造，呈岩流或浅成岩体产出。（见教材第六章，第142页）

49.煌斑岩：富含自形镁铁质矿物斑晶（主要是黑云母和角闪石）的浅成岩，煌斑结构，多呈岩墙、岩床和岩脉产出，规模不大，但分布广泛。（见教材第十一章，第226页）

50.配位多面体：就是把包围在外的质点（配位体）中心联结起来所形成的多面体，既说明了配位数，又说明了配位体的相对位置。（见矿物学概论，第63页）51.类质同象：晶体中某种质点被类似的质点所代替，而能保持原有晶格，只是晶格常数略有改变的现象。（见矿物学概论，第65页）

52.REE元素：稀土元素的简称（Rare Earth Element），包括La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Y等16种。

53.配位数：晶体中某质点周围与该质点有直接联系的质点数。

54.单变线：

55.矿物干涉色：

56.不溶体：

57.高场强元素：

58.交织结构：微晶杂乱分布，无定向性或只有弱的定向性的结构，常见于安山岩。（见教材第三章，第56页）

59.平行层理：平面状纹层平行层面叠置而成的层理，较之水平层理纹层厚度较大，粒度较粗，多见于砂岩。（见教材第十三章，第278页）

60.风暴岩：由风暴流沉积物固结形成的沉积岩，具有丘状交错层理，多见于陆棚环境。

61.软流圈：岩石圈以下直到300Km深处为低速带，称为软流圈。软流圈具有高温韧性变形特征，既有固态地幔岩，又有部分熔体。（见教材第二章，第4页）62.I型花岗岩：壳源岩浆和幔源岩浆混合作用的产物，以含大量花岗闪长岩-闪长岩为特征。（见大地构造45页）

63.变晶结构：变晶的形状、大小及相互关系，是变质岩最普遍的结构类型。（见教材第二十一章，第424页）

64.球粒结构：主要由球粒状微晶组成的岩石结构.（见教材第三章，第52页）

二、简答和论述

1.根据酸度可以将岩浆岩分为四大类十二个岩类，请顺序列出这十二个岩类共生组合名称。

答：根据酸度将岩浆岩分为超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩等四大类。

十二个岩类分别为：（1）橄榄岩-苦橄岩类；（2）金伯利岩类；（3）霓霞岩-霞石岩类；（4）碳酸岩类；（5）辉长岩-玄武岩类；（6）碱性辉长岩-碱性玄武岩类；（7）闪长岩-安山岩类；（8）正长岩-粗面岩类；（9）霞石正长岩-响岩类：（10）花岗岩-流纹岩类；（11）脉岩类；（12）火山碎屑岩类。其中（1）、（2）、（3）、（4）属超基性岩；（5）和（6）属基性岩；（7）、（8）、（9）属中性岩；（10）属酸性岩。

2.按照岩石化学特征，火山岩可以划分为几个系列？每个系列有什么成因特点？

答：火山岩按照碱含量首先可以划分为碱性和亚碱性两大系列，亚碱性系列又可

进一步划分为拉斑玄武岩系列和钙碱性系列。因此，火山岩按照岩石化学特征可以划分为拉斑玄武岩系列、钙碱性系列和碱性系列等三大系列。每一系列的火山岩均具有其构造专属性，因此可成为古构造环境反演的依据。

拉斑玄武岩系列的代表性岩石为拉斑玄武岩，它是全球出露最广泛的一类岩石，沿洋中脊溢出成为新生洋壳并随着海底扩展而铺满整个洋底。拉斑玄武岩系列产出环境除开阔大洋和边缘海外，还可见于活动大陆边缘。此外，大陆溢流玄武岩也多属拉斑玄武岩系列。

钙碱性系列的代表岩石为安山岩，可能是岩浆混合作用的产物，主要产于岛弧、大陆弧、碰撞造山带等构造环境，常有大量火山碎屑岩伴生；

碱性系列的两个主要特点是成分过碱性和硅酸不饱和，化学标志是A

3.简述花岗岩类过Al、准Al、过碱的化学和矿物学标志。

答：过铝质花岗岩A/CNK>1，特征矿物有白云母、堇青石、石榴子石、尖晶石、电气石、黄玉等；

准铝质花岗岩A/CNK<1，特征矿物有斜方辉石、单斜辉石、普通角闪石、绿帘石、镁铁闪石等；

过碱质花岗岩A

4.试述岛弧玄武岩的主、微量元素特征及其形成机制。

答：岛弧玄武岩在海沟一侧以拉斑玄武岩为主，向陆一侧以钙碱性玄武岩为主。从大洋一侧向大陆一侧表现出来的俯冲极性是：岩石由拉斑玄武岩经高铝玄武岩

向碱性橄榄玄武岩变化，岩石中K

2O含量不断升高。根据SiO

2

- K

2

O图及岩石发

育的构造部位，可以将岛弧玄武岩划分为低钾或岛弧拉斑玄武岩，中钾弧玄武岩和高钾弧玄武岩。

拉斑玄武岩和钙碱性玄武岩化学上富CaO、MgO、Al

2O

3

、FeO、Fe

2

O

3

，贫碱

（K

2O+N

2

O约4%）。岛弧拉斑玄武岩亏损高场强元素P和Nb，富集容易活动的大

离子亲石元素。中钾弧玄武岩微量元素总体特征与岛弧拉斑玄武岩类似，都明显亏损Nb等高场强元素，但中钾弧玄武岩中所有的不相容元素浓度都高于岛弧拉斑玄武岩。高钾弧玄武岩的活动性大离子亲石元素比中钾玄武岩高富集一些，Nb、Ti负异常明显。

5.说明在有含水矿物相存在的条件下源区岩石的熔融过程。

6.简述大陆岩石圈地幔的岩石学特征和主要相变。

答：大陆岩石圈地幔是地幔的组成部分，它以莫霍面为界，下伏于地壳，上覆于软流圈，是上地幔的顶部。大陆岩石圈地幔的主体岩石是各种橄榄岩，另外还含有少量的辉石岩和榴辉岩。这些岩石的主要矿物组成是橄榄石、辉石、石榴子石、尖晶石和斜长石等。这些大陆岩石圈地幔岩一般来源于两大部分，一是形成构造侵位，产于造山带的造山带超镁铁质岩，又称阿尔卑斯型超镁铁质岩；另一种来源于幔源火山岩中的捕掳体和捕虏晶，主要赋存在金伯利岩、钾镁煌斑岩和碱性玄武岩中。

岩石圈地幔的相变主要有斜长石橄榄岩相、尖晶石橄榄岩相、石榴子石橄榄岩相和金刚石橄榄岩相等。它们稳定存在的深度分别为0-30～40Km、30～40Km-45～82Km，45～82Km以上，金刚石稳定存在的深度则在150Km以上。

7.简述变质作用PTt轨迹的概念、主要类型及其可能指示的构造过程。

答：PTt轨迹是指在变质作用过程中，岩石所处环境的温度、压力随时间的连续变化过程。PTt轨迹总的可分为顺时针和逆时针两种形式。顺时针型反映了大陆碰撞造山带变质作用的演化，地壳先挤压增厚而温度、压力递增，后期抬升剥蚀，恢复均衡。逆时针型指示大陆先拉张裂陷，压力急剧下降，然后才汇聚挤压，反映了经由被动陆缘阶段大陆边缘造山带变质作用的演化。

8.简述榴辉岩相和麻粒岩相的主要岩石学差异。

答：榴辉岩相是一个温度大于500℃，压力大于1GPa的高压变质相,代表性岩石为榴辉岩。榴辉岩是主要由红-红棕色石榴子石和草绿色绿辉石组成的高压基性变质岩。榴辉岩相变质岩可以柯石英的出现划分为高压变质岩和超高压变质岩两类，或以温度划分为低温（450-550℃）、中温（550-900℃）和高温（>900℃）三类。榴辉岩相岩石多种多样，包括泥质、长英质、钙质、镁质和基性五大化学类型。榴辉岩相基性变质岩典型矿物组合为石榴子石+绿辉石+蓝晶石+石英，根据地质产状可分为A、B、C三类，分别与超基性-基性火成岩、片麻岩和蓝片岩有关。

麻粒岩相是高级区域变质相，通常T>700℃,P>0.3Gpa，主要见于早前寒武纪结晶地盾，也见于显生宙造山带，构成造山带内部最热的部分，通常认为代表古老下地壳和浅层地幔。该相以基性变质岩矿物组合出现钙质单斜辉石+斜方辉石为标志，在低温阶段，基性变质岩矿物组合为Pl+Hb+Di+Hy+Gt+Q，温度进一步升高，Hb分解，矿物组合变为Pl+Di+Hy+Gt+Q,广泛分布的是低温亚相。该相岩石变余结构构造不发育，岩石中片状、纤维状矿物减少或消失，岩石典型结构为花岗变晶结构，反应结构常见，典型构造为片麻状至块状构造。

9.什么是接触变质作用？简述接触变质作用和接触变质带特征。

答：接触变质作用是分布在侵入体和围岩的接触带，主要由岩浆热引起的变质作用。接触变质作用的主要控制因素为温度，主要变质机制为重结晶，P/T比很低。接触变质带宽度变化很大，从毫米级到千米级，自侵入体向外变质程度逐渐降低，形成围绕侵入体呈同心圈状分布的变质分带。发育完整的接触变质带，可归纳为钠长-緑帘角岩相（AEH）、普通角闪石角岩相（HH）和辉石角岩相（PH）三个变质相，再加上高热变质独特的透长岩相（S），它们一起构成接触变质相系系列。接触变质带出现典型的低压高温矿物，如红柱石、堇青石，硅灰石等，典型岩石类型包括角岩、接触片岩、接触片麻岩。岩石以变晶结构、角岩结构、无定向或定向构造为特征。在接触变质带的外带，变余结构构造发育。由于岩浆流体的作用，接触变质带常伴生矽卡岩等交代岩石。

10.影响变质作用进程的主要因素有哪些？它们是如何影响变质作用的？

答：影响变质作用进程的主要因素有温度（T）、压力（P）、流体成分（x）和时间（t）等。

（1）温度：温度升高可大大加快变质反应速率和晶体生长，是重结晶的决定性因素；温度升高还可改变岩石的变形行为，使岩石从脆性变形向塑性变形转化；温度升高还可通过脱水反应、脱碳酸反应形成变质热液，这些变质热液可作为催化剂、搬运剂和热媒介对变质作用施加影响；温度升高还会导致部分熔融而发生混合岩化。

（2）压力：包括静压力和动压力两种，静压力又称围压，是由上覆岩石的重量引起的压力，具有均向性，随深度增加而增大。静压力可使岩石或矿物的体积变小，密度加大，形成密度更大的新矿物。也可增加岩石的可塑性，使岩石易于塑

性变形；动压力又称应力，是由构造运动产生的定向压力。它可引起矿物的压溶和重结晶，导致矿物在垂直与动压力的平面上定向排列。也可以使岩石发生脆性破裂变形，从而使岩石的结构、构造发生变化，形成一系列动力变质岩。

（3）流体：流体中的成分可以成为矿物晶格的一部分，直接构成岩石的一部分；流体可以作为运载工具带入带出元素，从而改变岩石化学成分，促进交代作用和成矿作用的进行，并可形成矿床；流体可作为催化剂提高变质反应速率；流体可大大降低岩石熔点，促进混合岩化作用。

（4）时间：任何变质作用都必须经过一段时间才能完成，不同地质时代的变质作用具有不同的特点。

过饱和、饱和、不饱和的标志。

11.岩浆/岩浆岩中SiO

2

过饱和的标志是岩石中出现石英；

答：岩浆岩中SiO

2

SiO

不饱和的标志是岩石中出现不与石英共生的矿物，如富镁橄榄石、似长石等；

2

如果岩石中既没有石英，也没有不与石英共生的矿物，而仅含有能与石英共生的

处于饱和状矿物，如辉石、角闪石、长石、云母类矿物等，则说明岩石中SiO

2

态。

12.简述I型、S型花岗岩的概念和区别标志。

答：I型花岗岩最初被认为是未经风化的火成岩部分熔融形成的花岗岩类，现在一般认为它是壳源岩浆和幔源岩浆混合作用的产物。S型花岗岩是沉积岩部分熔融的产物，一般为壳源物质。

I型花岗岩一般A/CNK<1，特征矿物为角闪石、磁铁矿，常见岩类为花岗闪长岩和闪长岩。

S型花岗岩A/CNK>1，特征矿物为黑云母，堇青石，石榴子石，铝硅酸盐矿物，钛铁矿等，常见岩类为白云母花岗岩，二云母花岗岩，二长花岗岩。

13.叙述陆相火山岩和海相火山岩的鉴别标志。

答：（1）陆相火山岩与下伏地层常呈喷发不整合接触，风化壳发育，而海相火山岩与下伏地层为整合接触，风化壳不发育；

（2）陆相火山岩与陆相动植物化石及陆相沉积岩共生，而海相火山岩则与海相动植物化石及海相沉积岩共生；

（3）陆相熔岩成分变化大，从基性到酸性都有，常见红色氧化顶，柱状节理发育，海相熔岩成分变化小，主要为基性熔岩，常见枕状构造及熔岩遇水淬碎形成的玻屑、岩屑等；

（4）陆相火山碎屑物在水平方向上粒度变化显著，而在垂向上粒度变化很小，不发育粒序层理，海相火山碎屑物在垂向上粒度分选明显，粒序层理发育；（5）陆相环境中酸性岩多见紫、红、浅黄、黑、灰等颜色，熔岩常发育红顶绿底，气孔杏仁构造发育；海相环境罕见中酸性岩，且其多为银灰、灰白等色，熔岩不发育红顶绿底，气孔或杏仁的含量变化较大，水深较大的海相火山岩中不发育气孔杏仁构造。海相环境多见基性火山岩，且多为蓝、绿等色。

14.任选三个区域变质相系，论述其特征矿物组合（见47）。

15.简述与主要玉石相伴的变质作用。

16.以典型剖面图示意简述蛇绿岩套的概念与组成，那些构造环境可以形成蛇绿岩套？

答：蛇绿岩套是自上而下由深海沉积物、枕状熔岩、灰绿岩墙群、辉长岩及超镁铁质堆晶岩、变形橄榄岩等岩石单元构成的一套岩石组合。它是古大洋盆地和造山带重建的关键标志。

枕状熔岩：多为拉斑玄武岩，因喷发于海底，多具枕状构造，也可呈层状、块状、透镜状等。常遭海水蚀变形成细碧岩，还可见由玄武岩浆分异形成的中酸性岩蚀变形成的角斑岩及石英角斑岩；

辉绿岩墙群：直立在海底扩张脊下，是上部熔岩的通道。

辉长岩及超镁铁质堆晶岩：通常是蛇绿岩中厚度最大的组成单元，上部为辉长岩和闪长岩组成的咋岩体，无火成层理构造；下部为超镁铁质堆晶岩，具火成堆晶结构，发育火成层理构造，岩石类型有纯橄岩、二辉橄榄岩和辉石岩。

变形橄榄岩：具变形变质结构的橄榄岩，常见蛇纹岩或蛇纹石片岩，岩体中间包含未变质的纯橄岩、方辉橄榄岩及辉石岩的层、块、透镜体。

在自然界很难看到蛇绿岩套的完整构成单元，往往只能看到其中的一部分或几部分。

蛇绿岩可分为MOR型和SSZ型。前者形成于洋中脊，而后者形成于俯冲带上。最近，Dilek和Furnes（2011）划分出与俯冲有关的蛇绿岩和与俯冲无关的蛇绿岩两大类。前者包括俯冲带上和火山弧两个亚类，发育于洋盆关闭过程中。后者包括大陆边缘、洋中脊和地幔柱等几个亚类，发育于裂谷漂移和洋底扩张过程中。

17.说明在岩浆结晶过程中残余岩浆组分为什么会发生改变，如何改变？

答：岩浆结晶过程中残余岩浆组分发生改变主要是因为在结晶过程中发生了结晶分异作用。结晶分异作用是指结晶相和熔体相分离的过程，主要包括重力分异、流动分异、压滤作用和熔体对流分异等多种分异机制。重力分异机制：镁铁质矿物熔点高，结晶早，由于其密度大，结晶后下沉于熔体的底部，而中性-长英质矿物熔点低，结晶晚，由于其密度小，结晶后堆积在熔体的上部，这样就形成了具有明显垂直分带特点的火成堆晶岩。其下部为超镁铁质岩，向上依次变为辉长岩、闪长岩、斜长岩甚至花斑岩等，具韵律层理构造，常形成铬铁矿、钒钛磁铁矿等重要矿床；压滤作用：岩浆结晶之后，在晶体格架之间残存未结晶的熔体，在构造挤压作用下，残存熔体与熔体分离，向压力较小的方向迁移，在张裂隙或褶皱轴部形成小侵入体。流动分异作用：岩浆中早结晶的晶体，受流体流动控制，由通道壁向通道中心流动，而晚结晶的矿物富集在岩体边缘。

18.利用钾长石-斜长石相图，说明岩浆平衡结晶的过程。

19.简述具有“中等87Sr/86Sr比值”花岗岩类的三种可能形成途径。

20.简述地壳演化早期太古代高级地质体的岩石组合。

答：太古代高级地质体岩石组合主要为高级变质岩和花岗-绿岩。

高级变质岩主要由长英质片麻岩组成，经受过一次或多次麻粒岩相或角闪岩相变质作用，以含紫苏辉石为特征，变余结构构造不存在。

绿岩带是变质的基性火山岩和沉积岩带，位于占优势的花岗质岩石中，因变质作用生成的绿泥石、绿帘石、阳起石等矿物而使岩石普遍具有暗绿色。由于通常不伴随透入性的形变作用，所以原生的结构构造还能保留下来。发育完整的绿岩带层序由下部超镁铁质、中部钙碱性火山岩和上部沉积岩等三部分构成，普遍表现出旋回性。

与绿岩共生的花岗质岩石在两者接触处的片麻理往往一致，原始关系不易确定。张秋生（1984）认为太古宇至少可以划分出三套不同类型的花岗质杂岩：（1）以含大量超基性-基性岩包体为特征的紫苏花岗片麻岩，化学成分富钠，是已知最最古老的花岗岩体；（2）英云闪长-花岗闪长岩系列；（3）钾质或红色花岗岩。

21.简述地质流体对变质反应的影响。（见10）

22.什么是超高压变质作用？简述其岩石学特征及研究意义。

答：超高压变质作用是变质压力≥2.5Gpa的超深变质作用，以出现柯石英、金刚石等超高压变质矿物为标志。

超高压变质实际上等同于柯石英稳定曲线以上的榴辉岩相变质。超高压变质岩是指那些具有榴辉岩相特征矿物组合的岩石，或者矿物学上具有其他超高压特征信息的变质岩类。超高压变质岩在岩性与原岩上具有多样性，是经过超高压变质的混杂岩。超高压变质作用记录主要保存在榴辉岩和石榴橄榄岩透镜体中，它们中少数的石榴子石和绿辉石中含有柯石英显微包体，石榴子石、蓝晶石和锆石中含有微粒金刚石。

超高压变质岩的发现，证明了陆壳岩石可以俯冲到100-200Km深处，在压力达2.5Gpa的环境中重结晶形成超高压变质岩，而后迅速折返到地表，这在地质学上具有里程牌意义。超高压变质岩的发现和研究，敲开了大陆板块构造体制的大门，为重塑大陆板块的汇聚、俯冲和折返提供了科学依据。

23.试解释岩石构造的内涵，并简要说明岩浆岩、沉积岩、变质岩类岩石的主要构造特征。

答：岩石的构造指构成岩石的矿物集合体之间或矿物集合体与其它组分之间的分布和排列方式特征。

岩浆岩是岩浆侵入地下深处或喷出地表冷凝形成的岩石，因此岩浆岩的构造可分为侵入岩构造和喷出岩构造两大类。侵入岩的构造包括块状构造、斑杂构造、原生节理构造、面理和线理、火成层理构造、球状构造、晶簇构造、晶洞构造等，喷出岩的构造包括枕状构造、绳状构造、流纹构造、柱状节理构造、气孔和杏仁构造等。这些构造反映了岩浆流动、侵入、冷凝过程中的结晶分异、定向流动、冷凝收缩、气体逃逸、遇水反应、岩浆混熔等多方面的特征。

沉积岩的构造主要反映了沉积物在风、水、生物等外动力作用下沉积、成岩等过程中的各种特征。常见的沉积构造有块状构造、各种层理构造，各种生痕构造，各种层面构造等等。

变质岩是三大类岩石在温压、流体、时间等因素作用下，经变质结晶和变形等变质作用形成的岩石。在变质程度低的岩石中可见大量的变余构造，即原岩中经变质作用后仍保留下来的原岩构造。在变质程度高的岩石中则主要发育变质构造，包括定向构造和无定向构造两大类。定向构造包括面理和线理。面理包括板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造、层状构造、眼球状构造和S-C面理等。线状构造包括拉伸线理、交面线理和皱纹线理等。无定向构造包括块状构造、瘤状构造、斑点构造等。

24.简述磁铁矿系列花岗岩、钛铁矿系列花岗岩的概念和成因意义。

答：日本学者石原舜三（1977）在研究了东亚W-Mo-Sn矿床和日本中新生代花岗岩后，将磁铁矿含量在0.2%-1.5%的花岗岩定义为磁铁矿系列花岗岩，将磁铁矿含量小于0.2%的花岗岩定义为钛铁矿系列花岗岩。前者在高氧逸度条件下形成，具有氧化性，后者在低氧逸度条件下形成，具有还原性。石原将此与岩浆的源区联系起来，认为磁铁矿系列花岗岩浆来源于深部无碳的氧化环境，钛铁矿系列花岗岩浆来源于较浅部位有含碳围岩的还原环境。

25.简述造山前、造山期、造山后三大构造演化阶段代表性的火成岩组合。

26.简述金伯利岩和煌斑岩概念的差别和联系。

答：金伯利岩是一种蛇纹石化的斑状金云母橄榄岩，具粗晶斑状结构、显微斑状结构和自交代结构，常见构造包括块状构造，角砾状构造和岩球构造。金伯利岩的矿物成分非常复杂，包括（1）岩浆直接结晶的矿物，如橄榄石，金云母，尖

晶石，富钛矿物等；（2）岩浆自源区及上升途中携带的捕虏晶，如粗晶橄榄石、镁铝榴石，金刚石等；（3）流体交代形成的蚀变矿物，如蛇纹石、绿泥石、碳酸盐等。

金伯利岩是一种浅成-超浅成岩，在自然界分布很少，几乎全部分布在稳定克拉通内部，常以岩筒、岩管、岩脉产出，但规模都很小。金伯利岩是自然界起源最深的火成岩之一，来自150Km-200Km的地幔岩石圈下部，是研究地球内部物质结构的重要窗口，具有重要的学术价值。同时，金伯利岩还是金刚石的母岩，具有重要的经济价值。

煌斑岩是富含自形的镁铁质矿物斑晶的浅成岩，斑晶和基质中均含有大量的自形暗色矿物，包括角闪石、黑云母、辉石和橄榄石等，斑晶中无长石、斜方辉石。浅色矿物主要在基质中产出，自形程度差，主要为碱性长石和斜长石。常见煌斑结构、块状构造。煌斑岩大多数成岩脉、岩墙和岩床产出，规模不大，但分布广泛。煌斑岩对于理解地球动力学过程具有极其重要的意义，在造山带，煌斑岩一般代表造山后伸展作用的开始。同时，钙碱性煌斑岩还与热液金矿床有密切关系。

27.辨析下列名词：绿片岩、绿片岩相、绿岩带、蛇绿岩和蛇绿岩套。

答：绿片岩：绿片岩相基性变质岩的典型岩石，绿色，矿物组合为Chl+Act+Ep+Ab+Q，可见变余结构。Ab和Ep由原岩中的Pl变来，Chl和Act由原岩中的暗色矿物变来。

绿片岩相：一种低级区域变质相，以其低温矿物组合和明显的变余结构构造为特征，以基性变质岩中出现Chl+Act+Ep+Ab+Q为标志。

绿岩带：变质的基性火山岩和沉积岩带，因变质作用生成的绿泥石、绿帘石、阳起石等矿物而使岩石普遍具有暗绿色，见于前寒武纪地盾。完整的绿岩带层序由下部超镁铁质、中部钙碱性火山岩和上部沉积岩等三部分组成。

蛇绿岩：自上而下由深海沉积物、枕状熔岩、灰绿岩墙群、辉长岩及超镁铁质堆晶岩、变形橄榄岩等岩石单元组成的一套岩石组合，因此又称为蛇绿岩套。28.简述月球玄武岩与地球上主要玄武质岩石类型的差异，有何启示？

答：月球玄武岩与地球玄武岩相比，具有以下特征：

（1）FeO含量明显高于地球玄武岩，相应地，月球玄武岩中的橄榄石和辉石为富铁的种属；

（2）K

2O和Na

2

O的含量明显低于地球玄武岩，K的丰度与地球上的低钾拉斑玄武

岩相近，Na仅相当于地球玄武岩的1/5.相应地，月球玄武岩中的斜长石均属于高钙斜长石，基本不出现钾长石；

（3）月球玄武岩形成于还原环境，自然Fe及FeS普遍出现，缺乏Fe3+；

（4）月球玄武岩Ti含量变化很大，常常成为其进一步分类的依据；

（5）月球的火山作用产物除了玄武岩之外还有火山玻璃球，它们广泛分布在月壤中；

（6）月球表面没有水和氧气，因而岩石为遭受风化和蚀变，岩石新鲜，没有含水矿物出现；

（7）月球玄武岩形成年龄很早，已有的月球玄武岩形成年龄最早者为 4.2Ga，最晚者约为2.0Ga。

月球玄武岩与地球玄武岩的差异对理解地球早期岩石构成，地壳演化具有一定的借鉴意义。

29.以泥质岩为例简述接触变质带的主要相变和矿物组合特征。

答：从围岩到侵入体，从低级到高级依次经历钠长-绿帘角岩相（AEH）、普通角闪石角岩相（HH）和辉石角岩相（PH）（该相多数情况下缺失）。

AEH相位于接触变质晕的最外圈，与围岩渐变接触。该相泥质变质岩重结晶程度差，变余泥质结构、变余层理构造发育。富铝泥质变质岩以出现红柱石、硬绿泥石、无钾长石为特点，典型矿物组合为Q+Ab+And+Cld+Ms+Chl,Q+Ab+Bi+Ms+Chl。富钾泥质变质岩以无红柱石、硬绿泥石，而有钾长石为特点，典型矿物组合为Q+Ab+Mic+Ms+Bi。

HH相为中级接触变质相，分布广泛，该相岩石具低压中温矿物组合特征，变余结构构造通常已不发育。该相泥质变质岩中红柱石、堇青石常发育很好的变斑晶，红柱石与黑云母共生。富铝泥质变质岩典型矿物组合为Q+And+Crd+Bi+Ms。富钾泥质变质岩典型矿物组合为Q+Mic+Bi+Ms，有钾长石，无富铝贫钾矿物。

PH相泥质变质岩中，变余结构构造几乎完全消失，钾长石与富铝贫钾矿物共生，单从矿物组合已区分不出富铝泥质变质岩和富钾泥质变质岩，它们的典型矿物组合为Q+Sil+Crd+Or或Q+Crd+Bi+Or，Fe/Mg高时出现铁铝榴石。这两类泥质变质岩的区别仅在矿物含量上，前者矽线石、堇青石含量高，后者正长石、黑云母含量高。

30.简述细晶岩脉、伟晶岩脉、煌斑岩脉和辉绿岩脉的矿物学组成和产状的异同。答：细晶岩脉和伟晶岩脉都属于浅色岩脉，与各大深成岩均有成因联系。但通常所谓细晶岩即花岗细晶岩，岩石主要由石英、微斜长石和钠长石组成，又称长英岩，具细粒他形结构而得名，颜色较浅，不含或很少含暗色矿物。

通常所谓伟晶岩即花岗伟晶岩，晶体都特别粗大，个别可达米级，由粗大的石英、碱性长石和斜长石组成，具文象结构，多见晶洞构造和晶簇构造。附属矿物可达300多种，化学成分十分复杂，富含稀有稀土元素及放射性元素。

煌斑岩脉和辉绿岩脉都属于暗色岩脉。煌斑岩是富含暗色矿物的脉岩，具特有的煌斑结构，即暗色矿物无论在斑晶还是基质中都是较完美的自形晶，而浅色矿物自形程度差，一般出现在基质中。常见暗色矿物为黑云母，角闪石，辉石和橄榄石。

辉绿岩是一种中细粒的浅成侵入岩，主要由普通辉石和高钙长石组成，暗绿或黑绿色，具典型的辉绿结构。

这些岩脉产状的共同点是，都呈规模较小的岩墙、岩脉产出。但细晶岩和伟晶岩既可产于侵入体内部的开放性裂隙中，也可产于侵入体临近的围岩中。煌斑岩脉和辉绿岩脉常呈岩脉、岩墙、岩床等产于侵入体顶部或边部。

31.简述埃达克岩定义、岩石地球化学特征及其成因机制。

答：埃达克岩，由Defant和Drummond于1990年发现于阿留申群岛中的Adak 岛而得名。它由安山质、英安质和流纹质系列火山和（或）侵入岩组成，含大量斜长石、角闪石和云母斑晶，有时含斜方辉石斑晶，不含单斜辉石。埃达克岩很少和玄武岩或玄武安山岩共生。

岩石地球化学特征：SiO

2≥56%，富Al

2

O

3

(≥15%),富Na

2

O（≥3.5%），低镁（MgO<3%）,

与正常岛弧安山岩-英安岩-流纹岩的区别是：埃达克岩高Sr，相对富Eu，贫Y，Yb和重稀土，Sr/Y高，La/Yb＞20,87Sr/86Sr<0,704。

埃达克岩的成因机制比较复杂，目前认识很不统一，主要有年轻俯冲大洋板片熔融，增厚地壳中下地壳的部分熔融，玄武岩浆分离结晶等成因模式。

32.简要论述超镁铁质深成岩和超镁铁质火山岩的分类方案，说明纯橄榄岩、方辉橄榄岩、二辉橄榄岩、苦橄岩、科马提岩和麦美奇岩在以上分类体系中的位

置和差别。（Ol-Opx-Cpx三角图解）

33.以玄武岩或花岗岩为例，简要讨论不同构造背景下岩石组合的特征及形成原因。

答：以玄武岩为例，玄武岩形成的构造环境多种多样，通常有大洋中脊、洋岛和海山、大洋高原与大陆溢流玄武岩（大火成岩省）、俯冲带、大陆裂谷等。

大洋中脊玄武岩（MORB）形成于幔源岩浆，由于上覆地壳无花岗质岩石，原生岩浆不会因同化混染而发生成分变化，因此洋中脊喷发的玄武岩以橄榄拉斑玄武岩为代表。

洋岛和海山的形成与地幔热点有关，岩浆来源深度大，通常最先有大量岩浆喷发形成盾形火山。随后岩浆活动进入间断期，盾形火山被剥蚀。后期幕式喷发的玄武岩浆更富碱，主要形成碱性玄武岩，而盾形火山阶段形成的玄武岩主要为拉斑玄武岩。

洋底高原玄武岩为板内火山在极短时间内大规模爆发形成，主要形成拉斑玄武岩；而大陆溢流玄武岩（CFB），多出现于被动大陆边缘，同大陆裂解有密切关系，主要为成分复杂的亚碱性玄武岩。

大陆裂谷主要出现碱性玄武岩和拉斑玄武岩。大陆裂谷发育的初期，隆升幅度不大的软流圈低度部分熔融形成碱性玄武岩及其他富碱岩石，如碧玄岩、霞石岩等。随着裂谷进一步发展，软流圈进一步上隆，可形成大量的拉斑玄武岩。

洋壳在俯冲时携带了大量的水及其他挥发分，当洋壳俯冲到俯冲带后，板片脱水导致上覆的地幔楔的固相线温度下降，有利于岩浆的生成。随着俯冲作用的进行及俯冲深度的变化，可形成一系列成分不同的岩浆：在海沟一侧以拉斑玄武岩为主，向大陆一侧以钙碱性玄武岩和碱性玄武岩为主

34.简要讨论变质岩和岩浆岩岩石学研究在反演造山带演化过程中的应用。

答：岩石学研究在反演造山带的演化过程中具有重要作用。岩浆岩岩石学中，蛇绿岩套通常被认为是古大洋岩石圈的残片，造山带中的蛇绿岩套被看成是碰撞的大陆板块之间的缝合线，是造山带重建的关键标志。例如，以青藏高原雅鲁藏布江蛇绿岩为标志，将青藏高原划分为南北两部分，北侧属于欧亚板块的拉萨地体和冈底斯弧岩浆带，南侧属于印度板块的喜马拉雅造山带。

俯冲带岛弧火山岩的极性分布也是造山带反演的重要证据。岛弧火山岩从大洋一侧横穿岛弧到大陆一侧总是表现出拉斑玄武岩系列-钙碱性系列-碱性系列的极性分布，利用此极性规律可以反演古洋壳的俯冲方向，进而可以重建造山带的形成过程。

变质岩岩石学研究中，双变质带广泛作为地质历史中沟弧系统的证据。双变质带是发育中沟弧带的变质作用，由大体同时代的一个高P/T变质带和一个较低P/T变质带组成，前者位于大洋一侧，代表一个古海沟带，后者位于大陆一侧，代表了一个古岛弧带。它们互相平行沿大陆边缘延伸，中间通常有一个巨大断裂将二者隔开。

以含有柯石英、金刚石等超高压变质矿物微粒为特征的超高压变质岩是造山带深部过程的见证，它证明了陆壳岩石可以在大陆碰撞过程中俯冲到地幔深度经历超高压变质作用，然后迅速折返到地表，为重塑大陆板块的汇聚、俯冲和折返提供了科学依据。

35.简要讨论岩浆作用与能源和矿产资源的关系。

答：岩浆作用与能源和矿产资源有着密切的关系。超基性-基性层状侵入体是许多重要经济价值矿床的母岩，比如钒钛磁铁矿、铬铁矿、铂族和铜镍矿、磷灰石

矿等；地幔岩浆携带的地幔包体中常含有金刚石，碱性玄武岩中所携带的幔源包体和捕虏巨晶中所含的蓝色刚玉、锆石、石榴子石等巨晶矿物是重要的宝石原料；闪长岩同石灰岩接触带上常形成矽卡岩型铜、铁、铅-锌、钨、锡、金、钼等矿床，如大冶铁矿、铜官山铜矿、水口山铅锌矿等，另外，闪长岩还是良好的建材；花岗质岩浆活动在成矿过程中起着重要作用，岩浆不仅可以提高成矿物质，还能提高成矿流体，矿化剂和热能，驱使流体循环。特别是，岩浆的性质与组成对矿床类型具有重要影响，即所谓的成矿专属性。如准铝质-弱铝质I型花岗岩常与铜、钼、铅、锌等矿有密切关系，强过铝质花岗岩常与钨、锡矿有关，而过碱性花岗岩常伴有Sn、W、Zn、Nb、Ta、Zr、REE、U、Th等矿产。

近年来的研究表明，火成岩与油气资源具有密切关系。岩浆的烘烤作用可以提高盆地烃源岩的成熟度，生成更多的油气资源；岩浆上拱形成的底辟构造常可形成有利于油气聚集的圈闭；各类熔岩和火山碎屑岩在孔隙和裂缝发育的情况下均可形成良好的油气储层，在合适的圈闭中即可形成各类火山岩油气藏。这一类油气藏已在我国及世界其他地区有所发现，如准噶尔盆地的克拉美丽火山岩大气田等，火山岩油气藏已经成为油气勘探的一个新领域。当然，当岩浆侵入已经形成的油气藏时，它可以使油气燃耗殆尽，这是它对油气藏起破坏作用。

36.简述不同构造背景下花岗岩组合特征（可按I、S、M、A型分类）。

答：洋中脊和洋岛产出斜长花岗岩，为M型花岗岩，准铝质，主要由石英、斜长石和少量暗色矿物组成。该类花岗岩常作为蛇绿岩套的次要组分产出，呈脉状或小岩株穿插于蛇绿岩套，特别是辉长岩内，或夹于辉长岩与席状岩墙之间，是大洋环境中长英质岩石的代表。大陆裂谷主要发育A型花岗岩，过碱质，常见岩石类型为花岗岩、正长岩、闪长岩等

大洋岛弧环境主要可发育I型、S型和M型花岗岩，准铝质。大陆弧环境发育I型和S型花岗岩，常见岩石有云英闪长岩、花岗闪长岩、花岗岩等。大陆碰撞造山带主要发育S型花岗岩，过铝质，常见混合岩和浅色花岗岩。

造山后抬升/垮塌主要发育I型和S型花岗岩，常见岩石类型为双峰式花岗岩+闪长岩-辉长岩。

37.叙述大洋中脊玄武岩（MORB）的形成机理。

答：大洋中脊玄武岩是指形成于离散板块边缘的玄武岩，可分为正常洋中脊玄武

O及不相岩（N-MORB）和富集洋中脊玄武岩（E-MORB）两种。前者远离热点，K

2

O和强不相容元素。

容元素含量低；后者距离热点较近，相对富集K

2

玄武岩浆的源岩为上地幔橄榄岩，洋脊扩张产生的减压作用是地幔橄榄岩产生部分熔融的主要影响因素，但不是唯一因素，温度升高，挥发分的加入也是重要的因素。

大洋中脊可分为较快和较慢扩张两种类型，较慢扩张的洋中脊如大西洋中脊，扩张速率一般<3cm/a。这里的岩浆房在时空上是不连续的，岩浆呈幕式喷发。较快扩张的洋中脊以东太平洋洋中脊为代表，扩张速率一般>4cm/a，其下存在连续的岩浆房。相较于慢速扩张的洋中脊，快速扩张的洋中脊热地幔上升速度快，温度变化不明显，地幔物质在浅部熔融程度高。因此，岩浆分异在快速扩张中心产生低MgO和低结晶度岩浆，而在慢扩张中心则产色高MgO和高结晶度岩浆。

38.简述递增变质带和PTt轨迹概念的差别。

答：递增变质作用是指在一个变质地区沿地表一定方向热峰温度连续有规律地增加的变质作用。递增变质带就是在这种作用下在该地区形成的一系列变质带，这是一个静态的概念。带与带之间的界线称为等变线，每个变质带中包含着在基本

相同的P-T-x 范围内形成的具有特定矿物组合（指示矿物）的变质岩。沿着热峰温度递增的方向，指示矿物变质程度逐渐升高。英国地质学家乔治·巴罗于1893年在苏格兰高地测定了第一个递增变质带，他以变质泥岩中随变质程度增高而依次出现的新矿物（指示矿物）为标志划分变质带，在苏格兰高地共绘出Bi 、Gt 、St 、Ky 、Sil 五条等变线，划分出Chl 带、Bi 带、Gt 带、St 带、Ky 带、Sil 带共6个变质带，称为巴罗式区域变质带。

P-T-t 轨迹指岩石在变质作用过程中温压条件随时间的变化而变化的历程。它使人们从动态的观点来审视变质作用，实现了认识上的一个飞跃。

39.不同条件下岩浆的结晶分异和鲍文反应序列。（见49）

40.矿物温度计、矿物压力计的基本原理。

答：矿物温压计的基础是平衡热力学、矿物晶体化学、高温高压实验岩石学和计算技术，四者缺一不可。平衡热力学和矿物晶体化学指出：（1）平衡共生的两矿物或多个矿物之间存在稳定同位素的平衡；（2）共生矿物间同一化学组分的化学势相带；（3）特定元素在共生矿物对待定晶格上分配达到平衡；（4）矿物晶格参数及晶体节点上离子配置达到平衡。矿物化学平衡状态与矿物形成时的温度、压力有单调的函数对应关系，这就是矿物温压计得以“标度”的基础。

41.岛弧火山岩的成分极性及成因。（J ）

答：岛弧火山岩的成分极性是：自大洋一侧到大陆一侧横穿岛弧岩石系列依次为拉斑玄武岩系列、钙碱性系列、碱性系列和钾玄岩系列。岩石中K 2O 含量依次升

高，形成时间从早依次到晚。冷的较高密度的洋壳俯冲到热的较低密度的岩石圈，随着俯冲的进行和温度的升高，洋壳板片脱水导致上覆地幔楔固相线温度下降进而发生部分熔融。熔融产生的岩浆喷发后冷凝即形成了火山岛弧。

42.在以下矿物中任选三种，分布写出三种以上常见端元组分的结构式。

长石、辉石、角闪石、石榴子石、尖晶石、云母。

长石：K[AlSi 3O 8],Na[AlSi 3O 8],Ca[Al 2Si 2O 8]

辉石：结构通式XY[Si 2O 6],X 为Li +、Na +、Ca 2+、Mg 2+、Mn 2+、Fe 2+，Y 为Mg 2+、Mn 2+、

Fe 2+、Fe 3+、Al 3+、Ti 3+

斜方辉石亚族：玩火辉石Mg 2[Si 2O 6]，紫苏辉石（Mg ，Fe ）2[Si 2O 6]

斜方辉石亚族：透辉石CaMg[Si 2O 6]，钙铁辉石CaFe[Si 2O 6]，霓石NaFe 3+[Si 2O 6]，硬玉NaAl[Si 2O 6]，锂辉石LiAl[Si 2O 6]，普通辉石Ca （Mg ，Fe ，Al ）[（Si ，Al ）

2O 6]

角闪石：化学通式A 0-1B 2C 5[Si 4O 11]2(OH)2,A 为Na +、Ka +、H 3O +；B 为Li +、Na +、Ca 2+、

Mg 2+、Fe 2+；C 为Mg 2+、Mn 2+、Fe 2+、Fe 3+、Al 3+

透闪石Ca 2Mg 5[Si 4O 11]2(OH)2——阳起石Ca 2（Mg ，Fe ）5[Si 4O 11]2(OH)2——铁阳起石

Ca 2Fe 5[Si 4O 11]2(OH)2，蓝闪石Na 2Mg 3Al 2[Si 4O 11]2(OH)2——钠闪石

Na 2Fe 2+3Fe 3+2[Si 4O 11]2(OH)2

石榴子石：化学通式A 3B 2[SiO 4]3，A 为Ca 2+、Mg 2+、Mn 2+、Fe 2+，B 为Fe 3+、Al 3+、Cr 3+。

铝榴石系列：Mg 3Al 2[SiO 4]3、Fe 3Al 2[SiO 4]3、Mn 3Al 2[SiO 4]3

钙榴石系列：Ca 3Al 2[SiO 4]3、Ca 3Fe 2[SiO 4]3、Ca 3Cr 2[SiO 4]3

尖晶石：

云母：白云母K 2Al 4[Al 2Si 6O 20](OH)4,金云母K 2Mg 6[Al 2Si 6O 20](OH ，F)4，黑云母K 2（Mg ，Fe ）6[Al 2Si 6O 20](OH ，F)4，锂云母K 2Li 3Al 3[Al 2Si 6O 20](OH,F)4,

43.简述你了解的微量元素和同位素的测定方法。

44.岩浆部分熔融形成的各种岩石及残余岩石地化特征。

45.交代成因的地幔岩石类型、地球化学特征和成因。

答：地幔交代作用最早由Bailey明确提出，是指在不发生部分熔融的情况下，通过流体与地幔中的岩石或矿物相互作用而发生的物质的带入、带出现象。Hart 认为地幔交代作用是指外来新物质（包括熔体和流体）的加入造成地幔岩石成分富集变化的过程。并将地幔交代作用分成两种方式：一种是富H2O或CO2流体引起的地幔交代作用，化学成分富钾，常见于金伯利岩浆携带的地幔包体中，称金伯利型；另一种是与碧玄岩岩浆类似的熔浆引起的地幔交代作用，化学成分富铁钛，常见于碱性玄武岩携带的地幔包体中，称碧玄岩型。另外Hart还根据幔源捕掳体的化学成分和岩相学特点将地幔交代作用分为显式交代和隐式交代，两者都表现为主量元素、微量元素和同位素的富集，不同的是，显式交代有含挥发分的矿物，如角闪石、金云母、磷灰石等。

46.玄武岩浆的地幔端元及地球化学特征。

答：地幔岩除在垂向上存在矿物相变的差别外，横向上还存在化学成分上的差异。根据易溶组分和不相容元素的含量，可将地幔岩划分为亏损型、饱满型和交代富集型等。洋中脊下的地幔，一般经历了早期的部分熔融作用，属于亏损型地幔，

这种地幔再次熔融形成的岩浆多具有低K

2O、Ti

2

O及不相容元素等特征，多形成

低钾拉班玄武岩。板内裂谷下的地幔，多为饱满型或富集型地幔，部分熔融产生的玄武岩为碱性玄武岩和大陆拉班玄武岩；大陆和大洋板块内部，多为交代富集型地幔，部分熔融产生的玄武岩多为大陆碱性玄武岩或洋岛碱性玄武岩、洋岛拉斑玄武岩。消减洋壳与仰冲地幔楔之间的相互作用，使得在俯冲带环境往往形成高铝的钙碱性玄武岩。总体看，较高程度部分熔融有利于形成拉斑玄武岩。47.基性岩的变质相系划分和各变质相系的矿物组合形式。

答：变质相系是指一个递增变质地区所观察到的变质相的系列。变质相系反映的是变质作用或变质地区的P/T比，根据P/T比类型，在基性变质岩中划分出4个变质相系。

（1）高P/T型：以含蓝闪石（Gl）为特征，又称蓝闪石型。典型的相系列为：Z-LA-BS-E。构造背景为俯冲带和碰撞带。

（2）中P/T型：以低温出现蓝晶石，高温出现矽线石为特征，又称蓝晶石-矽线石型。典型的相系列为：Z——P-P——GS——EA——A——G。

（3）低P/T型：以低温出现红柱石、高温出现矽线石为特征，又称红柱石-矽线石型。典型的相系列为：Z——P-P——GS——A——G。

（4）很低P/T型：出现在接触变质带，称接触型，典型的相系列为AEH-HH-PH,洋底变质也是很低P/T型，其相系列与低P/T型相同。

48.简述不同构造背景下玄武岩的地球化学特征。

答：（1）洋中脊在扩张减压作用下发生亏损地幔的部分熔融，形成贫碱，尤其低钾，低不相容元素，高FeO/MgO的拉班玄武岩；

（2）大陆裂谷地区在扩张减压作用下发生富集地幔的部分熔融，早期低程度的

部分熔融形成碱性玄武岩，富K

2O、Na

2

O及不相容元素；随着裂谷进一步扩张，

部分熔融程度升高，可形成大量的拉斑玄武岩，成分与洋脊玄武岩相似。

（3）在俯冲带，由于俯冲板片脱水带来大量流体成分，引起上覆地幔楔的部分熔融。随着俯冲的进行，形成一系列成分不同的玄武岩。在海沟一侧以拉斑玄武岩为主，在大陆一侧以钙碱性玄武岩为主。与拉斑玄武岩相比，钙碱性玄武岩相对富碱、Al2O3和不相容元素。

（4）洋岛玄武岩（OIB）与地幔柱有关，这种岩浆来源深度大，部分熔融程度高，

早期形成拉斑玄武岩。晚期岩浆间歇活动，部分熔融程度低，形成碱性玄武岩。OIB强烈富集强不相容元素，相对亏损重稀土元素。

（5）大火成岩省：大陆溢流玄武岩和洋底高原玄武岩，为板内火山在极短的时间内大规模喷发形成，主要形成拉斑玄武岩。

49.简述玄武岩浆的结晶分离作用和鲍文反应序列。

答：结晶分离作用是指岩浆因温度、压力降低时，熔点较高的组分首先晶出形成固相，与熔点较低的易熔组分分离开来的过程。先晶出的晶体与体系分离后，不再与液相发生反应，因而可以形成多种成分的岩石。玄武岩浆随着温度的降低有规律地析出一系列矿物，称为鲍文反应系列。鲍文反应系列包括连续系列和不连续系列。前者是斜长石系列的生成顺序：钙长石-培长石-拉长石-中长石-拉长石-钠长石，成分上连续渐变，但矿物格架不发生大的改变；后者是镁铁质矿物的结晶顺序：橄榄石-辉石-角闪石-黑云母，相邻矿物之间晶体格架发生显著变化，最后析出石英。随着岩浆的冷却，同时从岩浆中析出一种斜长石和镁铁质矿物，两者相互独立地进行。两个系列位于同一水平的矿物可以共结构成一种岩石主要矿物成分。各阶段产生的岩石序列是：橄榄岩-辉长岩-玄武岩-闪长岩-安山岩-花岗闪长岩-花岗岩-流纹岩。

50.浊积岩的序列和可能的成因机制。

答：广义的浊积岩是指形成于深水沉积环境的各类重力流沉积物固结形成的岩石。经典的浊积岩具有不同层段的鲍马序列，一个完整的鲍马序列是一次浊流事件的记录，自下而上由ABCDE5个段组成：

A段——底部递变层：主要由具有正递变层理的砂岩组成，底部可含砾石，底面常见冲刷——充填构造和印模构造；

B段——下平行纹层：与A段渐变接触，沉积物比A段细，多为中细砂，含泥质，具平行层理；

C段——流水波纹层：以粉砂为主，见泥质和细砂，常见细小流水波纹层理和上攀波状层理，包卷层理和滑塌变形层理。

D段——上平行纹层：由泥质粉砂和粉砂质泥组成，具断续的水平纹层，一般仅数厘米；

E段——泥岩段：深水沉积的页岩、泥灰岩等，具微细水平层理和块状层理。

完整的鲍马序列在自然界并不多见，一般浊积岩的序列由上述五段中的一段或几段构成。

浊积岩形成于一次沉积物重力流事件之后，而重力流的触发需要满足四个条件，即足够的水深，一定的坡度，充沛的物源和触发机制。正常的情况下，当前两个个条件满足时，沉积物积累到一定程度后，在重力作用下会自动发生滑塌，从而形成重力流。除此之外，深水沉积物还可以在地震、海啸、洪水、风暴、火山喷发等事件干扰下发生重力流沉积，形成浊积岩。

51.简述古老克拉通下岩石圈的特征和矿物组合。

答：克拉通岩石圈厚度大、低温低、刚性强，相比软流圈而言密度低，因而漂浮其上，是地球演化过程中的稳定构造单元。古老岩石圈地幔的组成是不均一的，普遍认为除橄榄岩系列（纯橄榄岩、方辉橄榄岩、二辉橄榄岩）外，还有榴辉岩、辉石岩和各种交代成因的岩石系列。这些岩石所包含的主要矿物有橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、石榴子石等。

52.你所了解的与岩石学、矿物学有关的国际地学期刊（不少于8个）

答：德国:Contributions to Mineralogy and Petrology，美国:Science,American

Mineralogist,Geology,Jouranal of Geology, Journal of Metamorphic Geology,英国: Nature,Journal of Geological Society,Sedimentology ,Journal of Petrology, Mineralogical Magazine,Clay Minearals.

53.与地幔柱有关的岩石组合。

答：地幔柱是起源于核幔边界，缓慢上升的细长柱状热物质流，它相对静止，在地表表现为热点。与地幔柱有关的常见地质体包括大火成岩省（LIP）和洋岛。大火成岩省是指规模巨大，岩性主要为镁铁质的喷出岩和侵入岩，包括大陆溢流玄武岩（CFB）及其相伴的侵入岩，大洋盆地溢流玄武岩。

CFB具有较大的厚度（通常数千米），主要由亚碱性玄武岩组成，但仍可出现演化程度更高的中酸性岩浆岩。大多数CFB出现于被动大陆边缘，与大陆裂解等密切相关，位置上可同海底山链及无震海岭相连。CFB往往在极短时间内喷发巨量岩浆，这可能是地质历史时期LIP往往伴随生物大灭绝事件的原因。

除溢流玄武岩外，LIP还包括超镁铁质-镁铁质层状岩体、灰绿岩墙群、碱性杂岩体、碳酸岩等形式多样的岩浆系列组成，主要通过地幔柱头的减压熔融，产出岩浆的结晶分异，热传递引发地壳熔融等方式形成。

大洋盆地溢流玄武岩是洋底板内火山在极短时间内大规模喷发形成，主要由含橄榄石-斜长石斑晶的低钾拉斑玄武岩。洋岛一般在大洋板内呈链状排列，由相对运动的板块在移过相对静止的地幔热点时所形成，既有拉斑玄武岩，又有碱性玄武岩。

54.论述超高压榴辉岩的矿物学特征和形成机制。

答：超高压榴辉岩除了包含榴辉岩的典型矿物组合Gt+Omp+Ky+Q外，还包含有各种超高压变质指示矿物（组合），常见的有柯石英、金刚石。它们呈微粒包裹体包裹在石榴子石、绿辉石、锆石等寄住矿物内。除了柯石英和金刚石之外，超高压变质的矿物学标志还有：高钾单斜辉石、高镁镁铝榴石、高硅榍石、高铝金红石，高硅多硅白云母，蓝晶石+滑石，柯石英+白云石，菱镁矿+透辉石等等。

这些超高压变质矿物（组合）的出现表明，原先的陆壳岩石可以因俯冲作用被拖带到地幔深处150-200Km处，在P≥2.5Gpa的压力下重结晶形成超高压岩石，然后迅速折返到地表。折返地表的超高压榴辉岩由于减压退变质，其中所包含的原生柯石英退变为单颗粒的石英，由于体积增大，在柯石英的寄住矿物中形成一种特征性的反射性裂纹。金刚石在石墨化过程中因体积膨胀也能在寄主矿物中产生反射性裂纹。这些裂纹成为在超高压岩石中发现柯石英和金刚石的重要显微标志。

55.大洋玄武岩及地幔端元的Sr-Nd同位素特征和分区。

56.论述A型花岗岩矿物学、岩石学、地球化学特征及可能的成因机制。

答：A型花岗岩最初被定义为碱性（alkalic），无水（anhydrous），非造山（anorogenic）的花岗岩（Loiselle & Wones,1979）,后又被Bonin将首字母A 扩展为碱性（alkalic），无水（anhydrous），非造山（anorogenic）,铝质（aluminous）和模棱两可（ambiguous）。

化学成分上，A型花岗岩富Si，Na和K，贫Mg，Ca和Al，Fe/Mg，Ga/Al值高，高REE，F，Cl等。

矿物成分上A型花岗岩主要矿物组成为石英+富Fe的镁铁质暗色矿物+碱性长石±斜长石，一部分碱性花岗岩还含有霓石，霓辉石，钠闪石，钠铁闪石等矿物。岩石类型上，A型花岗岩主要有碱性花岗岩、碱长花岗岩，石英正长岩，钠闪花岗岩，更长环斑花岗岩等碱性系列岩石。

A型花岗岩的成因模式繁多，目前尚无统一认识，大致可归纳出幔源碱性岩浆分异、地壳岩石熔融和幔源、壳源岩浆的混合作用等几大类成因机制。从构造环境上看，A型花岗岩主要形成于伸展的构造环境和稳定克拉通，是构造环境识别的重要岩石学标志之一。

57.试述洋岛玄武岩的主、微量元素及形成机制。

答：洋岛玄武岩来源深度大，部分熔融程度高，既有拉斑玄武岩，又有碱性玄武岩。洋岛的形成，通常最先有大量的岩浆喷发形成盾形火山，后期岩浆幕式喷发

形成的玄武岩更加富碱性。拉斑玄武岩化学上富CaO、MgO、Al

2O

3

、FeO、Fe

2

O

3

，

贫碱，尤其贫钾。碱性玄武岩的突出特征是富碱，K+N>5%,最高可达9%。微量元素方面，岛弧玄武岩强烈富集强不相容元素，而相对亏损重稀土元素。