张栓宏_4.13不同大地构造背景下的火成岩组合
火成岩概述及基本性质和分类
全球各地都有火成岩分布，特别是环 太平洋火山带、地中海-喜马拉雅火山 带和东非大裂谷等地区。
火成岩的组成
01
02
03
主要矿物
火成岩主要由矿物组成， 常见的矿物包括橄榄石、 辉石、长石、角闪石等。
岩石结构
火成岩具有不同的岩石结 构，如斑状结构、块状结 构、流纹状结构等。
岩石类型
根据矿物组成和岩石结构 的不同，火成岩可以分为 多种类型，如花岗岩、玄 武岩、安山岩等。
按岩石化学成分分类
基性岩类
火成岩的化学成分以基性元素 （如铁、镁）为主，含量较高。
中性岩类
火成岩的化学成分以中性元素 （如硅、铝）为主，含量适中。
酸性岩类
火成岩的化学成分以酸性元素 （如硅、钠）为主，含量较高。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
块状构造是指岩石ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ矿物颗粒呈无定向排列，不显示任何特定方向；气孔状构造是指在岩石中存在许 多圆形或椭圆形的空洞，这些空洞可以是气孔、原生晶洞或次生洞穴；杏仁状构造是指岩石中存在许 多不规则的圆形或椭圆形空洞，这些空洞被矿物所充填，形成杏仁状外观。
物理性质
• 火成岩的物理性质主要包括硬度、比重、颜色、透明度等。这 些性质取决于其矿物组成和结构。例如，花岗岩由于主要由石 英和长石组成，比重较轻，硬度较高；而橄榄岩则由于含有大 量橄榄石和辉石，比重较大，硬度较高。
火成岩概述及基本性质和分类
目录
• 火成岩概述 • 火成岩的基本性质 • 火成岩的分类
01 火成岩概述
定义与形成
定义
火成岩是由岩浆冷却和结晶形成 的岩石，是构成地球的主要岩石 之一。
形成
火成岩的形成与地球内部的岩浆 活动密切相关，当岩浆冷却后， 其中的矿物结晶形成火成岩。
火成岩共生组合
第六章 火成岩共生组合与成因一、镁铁质－超镁铁质岩的共生组合与成因1. 超镁铁质岩研究意义常见的共生组合成因2.玄武岩研究意义玄武质岩浆的形成玄武岩的成因与构造环境The form of a typical LMI 加拿大北部地区的Muskox侵入体层状侵入体—岩浆房中岩浆分异与矿物分离结晶过程1.纯橄榄岩；2.二辉橄榄岩；3.角闪辉石岩；4.辉长岩；5.围岩－接触变质岩（3）碱性玄武岩和金伯利岩中的超镁铁质岩捕虏体类型：二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、纯橄岩、辉石岩类意义：研究地幔组成及动力学的天然实验室如：原始地幔岩-饱满地幔岩：亏损地幔岩：交代富集型地幔岩：实例：辽西中生代玄武岩、伊通新生代玄武岩及鲁西中生代闪长岩中的地幔捕虏体伊通玄武岩中的地幔橄榄岩包体伊通玄武岩中的地幔橄榄岩包体辉橄榄岩等粒结构、三边平衡粒结构—亏损地幔岩纯橄岩中填隙型交代金云母——富集型地幔岩岩包体纯橄岩中的富硅质熔体交代－Opx的形成；Chr－铬尖晶石洋中脊地壳结构与蛇绿岩套剖面对比过渡带The Mid-Ocean Ridge System2、超镁铁岩的成因（1）岩浆成因证据：层状、环状杂岩体－超镁铁质和镁铁质岩共生，说明了岩浆结晶分异的产物实验研究证实：地幔可以熔出高镁的超镁铁质岩浆（2）非岩浆成因它们是直接来自于上地幔的岩石碎块或碎片。
成因：因构造侵位形成的——蛇绿岩套岩浆携带上来的——地幔捕虏体（二）玄武岩的成因•研究意义因为玄武质岩浆直接来源于上地幔，并可产于多种构造环境中，所以研究玄武岩对于反演地幔物质成分、分析构造环境和地球的深部动力学均具有重大意义。
•玄武质岩浆的形成•玄武岩的成因与构造环境1、玄武质岩浆的形成•地幔橄榄岩部分熔融的证据：1）高温高压实验2）地幔捕虏体、地幔橄榄岩中的囊状熔体、某些亏损地幔岩的化学成分与寄主岩之间存在互补关系等•导致地幔橄榄岩部分熔融的因素：温度的升高压力的降低挥发组分的加入温度的升高压力的降低挥发组分的加入1、玄武质岩浆的形成•不同构造部位诱发源岩熔融因素的差异洋中脊和大陆裂谷——减压熔融俯冲带——下插板块升温，引起熔融俯冲带——下插板块脱水，引起上部地幔楔部分熔融—挥发组分的加入Continental Alkaline Magmatism—减压熔融.东非裂谷的发展阶段：倒转褶皱a.裂谷前阶段-减压熔融b.裂谷阶段-减压熔融c.裂谷后阶段Island Arc Petrogenesis—升温和挥发组分的加入2、玄武岩成分差异的影响因素1）源区的物质成分—地幔成分的不均一性，如饱满型地幔、交代富集型地幔、亏损型地幔。
第03讲 火成岩的结构构造
(6)包含(poikilitic)结构 (6)包含(poikilitic)结构:较大矿物颗粒包含有较小矿物颗粒 包含(poikilitic)结构:
早生成的矿物或捕掳晶发生溶解并与熔浆发生反应， 早生成的矿物或捕掳晶发生溶解并与熔浆发生反应，形成 新的矿物边环绕在早生成矿物边缘上。 新的矿物边环绕在早生成矿物边缘上。
橄 榄 石 的 辉 石 反 应 边
(5)环带(zoned)结构： (5)环带(zoned)结构：同种矿物从中心到边缘成分的规律变 环带(zoned)结构
(3)蠕虫(Myrmekitic)结构 (3)蠕虫(Myrmekitic)结构 蠕虫(Myrmekitic)
许多细小的形似蠕虫状或指状 的石英穿插生长在长石中， 的石英穿插生长在长石中，其中 石英的消光位一致 成因： 成因：交代
(4)反应边 (4)反应边(Reaction rim)结构 反应边(Reaction rim)结构
总 体
自形粒状结构/半自形粒状结构/ 自形粒状结构/半自形粒状结构/它形粒状结 总体 构 条纹结构/文象结构/蠕虫结构/ 条纹结构/文象结构/蠕虫结构/ 反应边结构/环带结构/ 反应边结构/环带结构/包含结构
局部
二、火成岩的构造
1、侵入岩构造
块状构造(massive) ：岩石各部分矿物与结构分布均匀，无明显 岩石各部分矿物与结构分布均匀， 块状构造 定向性，反映静止稳定的结晶环境： 定向性，反映静止稳定的结晶环境： 带状/层理构造 不同颜色、粒度矿物成带状/ 带状/层理构造(striped) ：不同颜色、粒度矿物成带状/层状相 间排列。 间排列。 斑杂构造(taxtic) ：岩石不同部位，其颜色、结构的矿物分别集 岩石不同部位，其颜色、 斑杂构造 中呈深浅不一的斑块，杂乱无章分布。 中呈深浅不一的斑块，杂乱无章分布。 流动(fluxion)流动构造： 反映岩浆流动状况。 流动构造： 反映岩浆流动状况。 流动 流动构造 流面：片状、 流面：片状、板状矿物及扁平状捕掳体平行排列 流线： 流线：柱、针状矿物与长条状捕掳体定向排列而形成。 针状矿物与长条状捕掳体定向排列而形成。 原生(primary) 面理 (foliation) /线理 (lineation) /片麻理构造。 片麻理构造。 原生 线理 片麻理构造 球状(orbicular)构造： 球状(orbicular)构造：矿物集合体绕某一晶体呈同心层或入射状 (orbicular)构造 分布 晶洞(druse)构造： (druse)构造 晶洞(druse)构造：岩石发育有矿物集合体生长的空洞
精编岩石大地构造组合分析资料
2）蛇绿岩不应作为一种岩石名称或填图单元；
3）发育完整的蛇绿岩层序由下而上包括超镁铁质杂岩、辉 长岩类杂岩、镁铁质席状岩墙群和镁铁质火山杂岩；
4）伴生的岩石类型包括上覆沉积层序中的条带状硅质岩、 页岩夹层和少量灰岩，通常与纯橄榄岩伴生的豆荚状铬铁岩， 以及富Na的长英质侵入和喷发岩；可填图的岩石单元之间通 常为断层接触，完整剖面可能缺失。因此，蛇绿岩可以是不 完全的，肢解的或变质的。
岩石大地构造组合分析
岩石大地构造学
现代板块及其边界，在地震、热流、地貌等方面 都有明显的标志。对于已经消减、变动的古板块，则 只能通过地史中保存的地质记录（岩石）来识别边界 并再造其构造史。20世纪70年代迪金森（Dickinson） 提出了岩石构造组合（Petrotectonic assemblages） 的概念，强调在一定的板块边界和大地构造环境中发 育了特有的岩石组合。
（1）大洋中脊和大洋盆地：均形成于海底扩张中心-大 洋中脊环境，枕状熔岩为洋脊。
（2）弧后的边缘海盆地：形成于弧后扩张中心的洋壳残 片，其沉积层可能较厚，且含有较多安山岩类火成碎屑组分。
（3）未成熟岛弧：构筑于大洋壳上，发育时间短，尚未 出现大陆型地壳，其下垫的初始大洋壳，也形成于大洋中脊， 其岩浆活动也是TH，如汤加、马里亚纳，这些未成熟岛弧水 下采样所证实。
六十年代晚期，随着板块学说的兴起，通过大洋 地球物理工作和对深海打捞的岩石样品的研究，揭 示了蛇绿岩组合与洋壳之间的惊人相似性，到70年 代，地质学家普遍接受了蛇绿岩是大洋残片的观点， 因而将其作为古板块边界的证据。
斯
观坦
点 的 漫
曼 三 位
年9月，在美国召开的彭罗斯（Penrose）蛇绿岩会议 上，赋予蛇绿岩一词如下含义：
火成岩的结构与构造讲课文档
岩体边部的流面和流线构造
同构造侵 入体—与 围岩具有 同产状的 面理或线 理
第四十五页，共55页。
三、火成岩的构造
2、喷出岩的构造：
在快速减压-挥发分析出-上升汇集、膨胀条件下形成。
（1）气孔构造：挥发分所致 （2）杏仁构造：岩浆后期矿物充填气孔-方解石、沸石、石英、 绿泥石
（3） 流动构造：粘度较大的熔浆在半固结状态下继续流动 所致。
（3）半晶质结构：岩石中既有结晶矿物又有玻璃，浅成岩和火山岩 (4) 隐晶质结构：颗粒小于0.02mm，肉眼不能辨认，包
括微晶结构、霏细结构和球粒结构等.
第三页，共55页。
第四页，共55页。
全晶质结构
第五页，共55页。
半晶质结构（玻基纯橄岩）
半晶质结构（玻基玄武岩）
第六页，共55页。
1、岩石的结晶程度
隐晶质-玻璃质
填隙结构：
斜长石搭成格架，辉 石或其他矿物充填斜 长石粒间
第二十七页，共55页。
包含结构（嵌晶结构）：可以此判定岩浆结晶顺序
斜长石—早；
单斜辉石—晚
第二十八页，共55页。
5、矿物的排列方式
交织结构：喷出岩的基质中斜长石微晶呈交
织状或半平行排列，称为交织结构；若其
中玻璃质含量明显，称玻晶交织结构。因
B. 隐晶质结构：肉眼不能够分辨矿物颗粒(d <0.02mm)
（2）矿物颗粒的相对大小
等粒结构 不等粒结构
斑状结构
似斑状结构
第十一页，共55页。
隐晶质结构
第十二页，共55页。
等粒结构
不等粒结构
第十三页，共55页。
斑状结构：斑晶和基质 为两个世代
（注：目前欧美国家将
火成岩的结构类型
火成岩的结构类型
answer: 火成岩的结构类型包括玄武岩、花岗岩、安山岩等。
这些火成岩的结构类型都是由钙镁铝硅熔融而成的，具有多种成份，形态及结构复杂，经过地壳运动等作用而形成的复合结构。
火成岩的形态也非常丰富，有片状、碎屑状、粉状、柱状、晶状等。
火成岩的矿物组成主要有硅质、石英、长石、角闪石、辉长石、云母等，在一定条件下各矿物组成都有所不同。
根据以上结构特点,火成岩的表面可能具有很多视觉效果,包括布纹、鳞蚀、洼陷、珠光等。
它们也会具有不同的物理和化学性质,如比重、折射率等。
这些火成岩还
会受到环境因素的影响,经过风化、冰河作用等影响而形成多种形态和结构的景观。
火成岩的不同组分的比例和结构特点也会影响它们的岩性特征，如硬度、质地等。
火成岩组合与构造环境_讨论
高 校 地 质 学 报Geological Journal of China Universities2007 年 9 月，第 13 卷，第 3 期，392-402页September 2007，Vol. 13， No.3， p. 392-402邓晋福1,2，肖庆辉1,2，苏尚国1,2，刘 翠1，赵国春1，吴宗絮1，刘 勇1,2（1. 中国地质大学 地质过程与矿产资源国家重点实验室，岩石圈构造、深部过程及探测技术教育部重点实验室，北京 100083；2. 中国地质调查局发展研究中心，北京 100083）火成岩组合与构造环境：讨论收稿日期：2007-05-11；修回日期：2007-07-12基金项目：国土资源部计划项目（1212010633902，1212010633903，1212010711814）；国家自然科学基金重点项目（40234048）作者简介：邓晋福，1935年生，男，教授，博士生导师，岩石学专业。
摘要：讨论了不同构造环境下的火成岩组合：（1）洋中脊扩张，（2）洋岛，（3）岛弧，（4）MORS型和SSZ 型蛇绿岩，（5）活动大陆边缘弧，（6）与俯冲作用有关的火成岩弧的组成极性，（7）大陆碰撞，（8）大陆裂谷，（9）稳定的克拉通或地台等环境的火成岩组合。
强调不同作者采用不同的参数坐标定义的拉斑玄武岩系列（TH），钙碱性系列（CA）和碱性系列（A）等学术含义的差别，指出不要因为在语言书写上的相同混淆了它们在学术含义上的差别，而造成有关构造环境识别的误解。
探讨了识别洋中脊扩张型（MORS）和洋俯冲带上面（SSZ）蛇绿岩（套）在火成岩组合上的差别。
基于高温高压实验成果，提出定义高镁安山岩（HMA）时，对应于w (SiO 2)的w (MgO )的最低值（表2）。
讨论了镁安山岩—英安岩（MAD）和埃达克岩（adakite）的术语，建议采用Kay（1978）的镁安山岩—英安岩来定义（而不是用adakite来定义）俯冲洋壳板片局部熔融产生的岩浆，认为具高Sr/Y，低FeO/MgO，高MgO ，高Ni，Cr的镁安山岩—英安岩才能满足板片熔浆（slab -melt）特征的要求，而不是只强调高Sr/Y这个指标。
9、板块构造与火成岩组合
1. 大洋中脊的火成岩组合
• 火成岩组合与蛇绿岩套
大洋地壳和 上地幔结构
典型蛇绿岩 Typical Ophiolite
Lithology and thickness of a typical ophiolite sequence, based on the Samial Ophiolite in Oman.
4. 板块内部的火成岩ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ合
• • • • • 洋岛火山岩 大陆溢流型玄武岩 大陆裂谷区的火成岩组合 斜长岩岩体 其他的大陆火成岩组合
金伯利岩和钾镁煌斑岩 超镁铁质-镁铁质层状杂岩体 碱性杂岩体 A型花岗岩
洋岛火山岩
Ocean Intraplate Volcanism
• 洋岛和海山 • 通常与热点有关
洋中脊岩浆房
成 因 模 式 • 半持久性 • 分离结晶 形成 MORB 岩浆 • 来自下部新的、原始 MORB岩浆的周期性注 入 • 岩浆注入到顶部张性断 层形成岩墙
• 岩浆在岩浆房的顶部和边部 结晶 形成连续的辉长岩 层 (layer 3) • 密度较大的橄榄石和辉石晶 体下沉 形成超镁铁质岩 堆积体 (layer 4)
CFB的构造位置 Tectonic Setting of CFBs
• 大陆热点 • 大陆裂谷可能与热点构造有关
Columbia River Basalt 的成因模式
大陆溢流玄武岩的成因模式
岩浆形成模式 活动大陆边缘 剖面示意图 1-俯冲板片的 脱水 2-不均匀地幔 楔的水化和熔 融 3-幔源岩浆的 地壳底侵和结 晶 4-底侵物质的 再次熔融形成 英云闪长质的 熔体
3. 陆-陆碰撞带的火成岩组合
• 碰撞前的钙碱性弧火山及侵入岩组合： 它们是由陆间洋盆闭合前发生俯冲所诱发的岩浆活动； 岩浆源区为受到俯冲洋壳改造的楔型地幔 • 同碰撞阶段的过铝质（浅色）花岗岩组合： 陆-陆碰撞叠加，造成底部岩石部分熔融。二云母花岗 岩和白云母花岗岩组合 • 碰撞后或碰撞晚期的钙碱性花岗岩： 与碰撞前的钙碱性火成岩组合相似 • 碰撞后的碱性侵入杂岩： 一般为地幔来源，特征与板内的岩浆活动类似；此外， 部分A型花岗岩也出现于碰撞后的环境
华北地块北缘晚古生代_早中生代岩浆活动期次_特征及构造背景_张拴宏
第29卷第6期2010年11月岩石矿物学杂志ACTA PETROLOGICA ET M INERALOGICAVol.29,No.6:824~842Nov.,2010华北地块北缘晚古生代)早中生代岩浆活动期次、特征及构造背景张拴宏1,赵越1,刘建民1,胡健民1,宋彪2,刘健1,吴海3(1.中国地质科学院地质力学研究所,北京100081; 2.北京离子探针中心,中国地质科学院地质研究所,北京100037; 3.国土资源部实物地质资料中心,河北燕郊065201)摘要:通过对华北陆块北缘近年来获得的晚古生代)早中生代岩浆岩锆石U-Pb及部分39Ar-40Ar测年结果的分析,认为该区晚古生代)早中生代期间至少经历了泥盆纪、早石炭世晚期)中二叠世及二叠纪末)三叠纪等3期明显的岩浆作用过程。
泥盆纪岩浆活动时限在400~360M a左右,岩性主要为碱性岩(正长岩及二长岩),其次为基性-超基性岩、二长闪长岩、碱性花岗岩及流纹岩,出露面积较少。
早石炭世晚期)中二叠世岩浆活动时限在330~265 M a左右,岩性主要为闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩及花岗岩,其次为辉长岩及英云闪长岩。
二叠纪末)三叠纪岩浆活动(250~200M a),岩性主要为钾长花岗岩、二长花岗岩及碱性杂岩,其次为基性-超基性岩及少量中酸性火山岩。
华北地块北缘晚古生代)早中生代岩浆岩呈近东西走向的带状分布,其中泥盆纪及早石炭世晚期)中二叠世岩浆岩主要分布在内蒙古隆起上,而二叠纪末)三叠纪岩浆岩分布范围更大,其南界可以到达燕山构造带最南端的蓟县盘山及太行山北段的河北涿鹿矾山地区。
这些广泛分布的多期次岩浆活动表明华北地块北缘在晚古生代)早中生代期间经历了复杂的岩浆及构造作用过程。
泥盆纪岩浆活动可能与白乃庙岛弧岩带与华北克拉通弧-陆碰撞后的伸展作用有关。
早石炭世晚期)中二叠世岩浆活动的形成与古亚洲洋向华北地块的俯冲作用有关。
而二叠纪末)三叠纪岩浆活动的形成与华北地块与西伯利亚南缘蒙古增生褶皱带拼合后的伸展及岩石圈拆沉作用有关。
火成岩岩石学与构造因素关系研究
火成岩岩石学与构造因素关系研究火成岩是地球表层最常见的岩石之一，在地球的漫长历史中，通过地壳的运动，火成岩被挤压、抬升、形成不同的岩浆蔺。
而火成岩岩石学和构造因素之间的关系一直是研究者关注的焦点。
首先，火成岩岩石学研究的一个重要方面是火山活动与构造因素的关联。
火山活动是地球表层构造运动的直接表现，它与板块运动、地壳变形、构造断裂等因素紧密相关。
火山活动产生的火山岩，如玄武岩、安山岩等，具有特殊的化学成分和结构特征。
通过对火山岩的成分分析，可以判断火山活动的类型、深度和岩浆起源。
同时，火山岩的组合和分布模式也可以揭示构造断裂带和地壳运动过程。
因此，火成岩岩石学的研究为理解火山活动与构造因素之间的相互作用提供了重要的线索。
其次，火成岩的成因与构造环境的关系也是岩石学研究的重要内容。
构造环境是指形成岩浆的物理和化学条件，包括温度、压力、岩石组成等因素。
不同的构造环境会导致不同类型的岩浆产生，从而形成不同类型的火成岩。
例如，地壳的拉伸和扩张造成了俯冲带和裂谷带的形成，这种构造环境有利于玄武岩和流纹岩等基性岩浆的形成。
而地壳的挤压和折叠则使大量的花岗岩和片麻岩等酸性岩浆浸染到地壳中。
因此，对火成岩岩石学进行深入研究，可以了解并推断出不同构造环境下火成岩形成的过程和规律。
此外，火成岩岩石学还可以与构造演化进行综合研究，揭示地壳历史演化过程中构造和岩浆作用的相互影响。
通过对广泛资源的采集、测试与分析，可以确定火成岩的时代、地域和受影响的构造过程。
例如，在某个时期，某段地壳活动猛烈，巨量的岩浆向地表涌出形成火成岩的现象，通过对这些火成岩的研究，我们可以追溯和分析地壳运动的演化过程。
因此，火成岩岩石学在理解构造演化和地质历史中具有重要的作用。
综上所述，火成岩岩石学与构造因素之间存在着密切的关系。
通过火山活动与构造因素的关联、火成岩成因与构造环境的关系，以及火成岩与构造演化的综合研究，我们可以揭示地球漫长历史中地壳的运动、演化与变化过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Convergent
island arcs
Divergent
mid-oceanic ridges,
Intra-oceanic
oceanic islands
Intracontinental
continental rift zones
active continental margins
Characteri tholeiitic stic magma calc-alkaline series alkaline SiO2 range basalts and differentiates
back-arc spreading centers
tholeiitic tholeiitic
continental flood basalt provinces
tholeiitic
alkaline basalts
alkaline
basalts and basalts and differentiates differentiates
1. 显著的地壳混染（厚的硅铝壳）； 2. 岩浆分异更强，岩浆岩成分更复杂 （岩浆上升慢）； 3. 显著的地壳熔融，产生大量地壳重熔 型岩浆岩组合。
北美西海岸中生代－古 新世弧型侵入岩基
• mostly granodiorite, but diorite to granite present • distinctive chemical and isotope signatures reflect different crust composition and thickness
OIB Chemistry
Depletion in HREE indicating relatively deep melting depths (>80 km)
• Strong enrichment in highly incompatible trace elements (REE, LILE, HFSE) indicating undepleted (primitive) and/or “enriched” mantle sources
1、不同大地构造背景的火成岩组合
Characteristic magma series associated with specific tectonic settings (Wilson, 1989)
Tectonic setting Volcanic feature Plate margin Within plate
Oceanic Island Arcs
Continental Arcs
basaltic andesite
less crustal influence
more silicic rocks, intrusive suites
more crustal influence
活动大陆边缘岩浆活动与岛弧岩浆岩 的主要差别：
Classic continental arc volcanics
• Northern volcanic zone (NVZ) • Central volcanic zone (CVZ) • Southern volcanic zone (SVZ)
Ocean islands and seamounts Commonly associated with hot spots
Figure 14-1. After Crough (1983) Ann. Rev. Earth Planet. Sci., 11, 165-193.
OIB Chemistry
洋中脊(Mid-ocean ridges )火成岩组合
• 洋中脊玄武岩（MORB）＋辉绿岩岩墙＋ 辉长岩及其堆晶岩＋斜长花岗岩＋变质橄 榄岩等组成；
• K2O很低；
• (La/Yb)Nb比低, REE曲线为平坦型；
• 亏损不相容元素（LREE及K、Rb、Cs、 Sr、Ba、Pb、U、Th等）。
• 亏损型同位素特征: 很低87Sr/86Sr初始值(0.7035)；
A = andesite, D = dacite,
B 9 0 17 17 14
B-A 23 78 22 42 85
A 55 4 49
D 9 18 12 39 2
R 4 0 0 2 0
Hale Waihona Puke After Gill (1981, Table 4.4) B = basalt B-A = basaltic andesite R = rhyolite
区域地质与大地构造学
大地构造研究中的地球化学方法 （不同大地构造背景下的火成岩组合） 张拴宏 中国地质科学院地质力学研究所 2010年4月13日 (E-mail: tozhangshuanhong@)
主要内容
1、不同大地构造背景的火成岩组合
2、构造环境的地球化学判别及应注意的 问题
3、花岗岩与大地构造环境 4、实例：华北地块北缘晚古生代－早中 生代侵入岩研究
• Strong depletions in highly incompatible trace elements (REE, LILE) indicating “depleted” mantle source
Typical Ophiolite
Lithology and thickness of a typical ophiolite sequence, based on the Samial Ophiolite in Oman. After Boudier and Nicolas (1985) Earth Planet. Sci. Lett., 76, 84-92.
• OIB’s are range from olivine tholeiites to highly alkaline basalts with relatively high TiO2, Na2O, K2O, and P2O5. • All incompatible trace elements (LREE, K, Rb, Cs, Ba, Pb, Sr, Th, U, Ce, Zr, Hf, Nb, Ta, and Ti) are enriched in OIB magmas with respect to MORBs. • HREE elements are depleted indicating deep melting within the garnet stability field (>70-80 depth).
洋岛(Oceanic islands)火成岩组合
• 拉斑玄武岩(为主)+碱性玄武岩＋粗面岩类 ＋碱性流纹岩＋响岩。侵入岩可以出现辉 长岩，碱性辉长岩，二长辉长岩，二长闪 长岩，二长岩，正长岩，碱性花岗岩及霞 石正长岩等。
• 来源于富集型地幔，与地幔柱(热点)或超级 地幔柱活动有关。 • 随板块的不断运动，火山岩时代常出现有 规律地变化。
Hawaiian islands
• Both tholeiitic and alkaline • Classic explanation: different depth of melting
汇聚型大陆边缘火成岩组合
Global Distribution of Subduction Zones
Tectonic Setting from distinctive trace element patterns
活动大陆边缘弧(Active continental margins)火成岩组合
• 火成岩平行于俯冲带呈带状分布，距海沟 150~600 km。与岛弧火成岩相比，岩石组合 更复杂，地壳组分参与比例增多； • 火山岩组合安山岩、英安岩及流纹岩（包括 酸性火山碎屑岩）为主，少量玄武岩； • 侵入岩组合闪长岩、英云闪长岩、花岗闪长 岩、花岗岩、石英二长岩及少量辉长岩。 • 岩石地球化学特征受大陆边缘基底性质影响 非常明显。
• West: East:
low 87Sr/86Sr (<0.706) high 87Sr/86Sr (>0.706)
• West: East:
no HREE depletion HREE depletion
南美西海岸侵入岩基
Major plutons of the South American Cordillera, a principal segment of a continuous Mesozoic-Tertiary belt from the Aleutians to Antarctica. After USGS.
岛弧(Island arcs)火成岩组合
• 平行于俯冲带的链状（或带状分布）； • 火山岩组合以玄武岩及安山岩为主，其次 为英安岩及流纹岩； • 侵入岩组合主要为闪长岩及英云闪长岩， 其次为花岗岩及辉长岩。花岗岩以I型为主； • 火山岩系列包括拉斑系列、钙碱性（中钾 钙碱性及高钾钙碱性）系列及少量碱性系 列（钾玄岩系列）。
Two principal magma series • Tholeiitic series (dominant type) – Similar to MORB, but some distinct chemical and mineralogical differences – Galapagos(加拉帕哥斯) • Alkaline series (small volumes) – Tahiti(塔希提岛) • Both series – Hawaii(夏威夷)
• Sr and Nd isotope ratios are relatively enriched with respect to MORBs indicating undepleted (primitive) and/or enriched mantle source components.