地幔、幔源岩讲义

地幔岩和幔源岩的组构及成因分析
地幔岩：指在上地幔（莫霍面到400km之间）条件下结晶形成的岩石。

一、地幔岩概述：
（1）地幔岩的研究意义：
·板块构造、岩浆起源、深部成矿作用、地质自然灾害等的研究急需地幔岩资料。

·唯一能直接获得的地幔证据，是其它方法和手段所不能代替的。

·获取上地幔的组成、热状态、流变学及动力学特征、地幔演化等信息的重要手段。

（2）幔岩的研究方法
·实验岩石学方法：模拟上地幔条件，进行矿物相转变、熔融实验等。

·地球物理方法：了解地幔物理性质，限定地幔的岩石学模型。

·地外星球对比法：通过对月岩、陨石研究，了解地幔的组成及演化。

·地质学方法：岩相学特征和地球化学特征及相关的成因解释。

（3）地幔岩的研究内容
·地幔岩的岩相学研究：产状、组成、组构、分类、岩石分带等
·地幔岩的地球化学研究：主要元素、微量元素、地幔分层模式、地幔不均一性等。

·幔源岩浆起源的研究：源岩、条件、熔融程度、动力学过程等
·共生矿物相间的元素分配、矿物相转变与温度压力关系的实验研究。

·上地幔物理性质的研究：热状态、应力状态、流变学特征等。

（4）地幔岩的组成及类型
·组成：相当于三分阿尔卑斯纯橄榄岩和一分夏威夷拉斑玄武岩（Ringwood，1975）。

·岩石类型：尖晶石二辉橄榄岩、石榴二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、纯橄榄岩、榴辉岩等。

·化学类型：原始地幔岩、亏损地幔岩、交代地幔岩。

·相变类型：（斜长石）二辉橄榄岩、尖晶石二辉橄榄岩、石榴石二辉橄榄岩。

（5）地幔岩的产状：
·玄武岩、金伯利岩中的包体及蛇绿岩中的超镁铁质岩石。

二、地幔岩的特征组构及成因分析
地幔岩石形成与高温高压以及地幔对流的环境中，伴随岩浆熔融、高压结晶、分异作用、交代作用、变质变形作用等，使地幔岩的组构既具有岩浆岩特点又具有变质变形结构，对其深入研究，可以获得地幔演化的重要信息。

（1）变质变形结构
·晶体内部的变形结构：肯克带（Kink bands）结构。

表现为橄榄石等晶体的带状消光。

·原生粒状结构：粗粒橄榄石、辉石等呈曲线接触，可见肯克带结构，是最早形成的结构。

但由于局部发生重结晶，大颗粒发生多角化，小颗粒重结晶具有接近相同的方位。

·碎斑结构：粗大碎斑为细小动态重结晶新颗粒（粒径<1mm，含量>50%）所环绕，两者结晶方位及光性方位近一致。

粗大的碎斑或大的基质内可见有肯克带结构。

·等粒结构：颗粒较细（<1mm），边界线平直，可出现三结点结构，为重结晶作用的产物。

·形成顺序：原生粒状结构、肯克带结构→碎斑结构→等粒结构。

（2）火成结构及相关结构
·火成结构：类似于堆积结构，以辉石岩中常见。

野外可见辉石脉呈穿插状橄榄岩的现象。

·部分熔融结构：上地幔岩石遭受部分熔融时所产生的结构类型。

例如，
1）橄榄岩中囊状体（玻璃、显微晶体、透辉石、尖晶石、橄榄石等），熔体未分离的结果。

2）单斜辉石的海绵边（细小的辉石、橄榄石、空腔），小颗粒辉石与母体辉石特征相似，而小颗粒橄榄石为辉石不一致熔融的产物，空腔（发现玻璃）为熔体移走后的残留。

·反应结构：包体被熔浆捕虏后，与熔浆反应形成的结构，一般只限于表面。

常见有
1）橄榄石周围形成的均质的不透明的边缘（氧化物）或橄榄石再生边（富Fa）。

2）顽火辉石、透辉石、角闪石等与熔浆接触处发育有不一致熔融的反应边。

3）尖晶石与熔浆反应形成的暗色边缘（可能为磁铁矿小颗粒集合体）。

（3）地幔交代结构
·地幔交代作用：解释大陆地幔富集型地幔岩的成因。

引起交代作用的介质—交代流体。

·交代结构：金云母、角闪石、碳酸盐等矿物充填于橄榄石等裂隙、解理、颗粒周围。

幔源岩---金伯利岩
一、幔源岩
（1）幔源岩：指导源于地幔的所有岩石，包括金伯利岩、玄武岩、部分超基性岩和花岗岩、碳酸盐等许多岩石类型。

研究较深入的主要有金伯利岩、玄武岩。

（2）幔源岩的特征组构：深源包体构造、深源捕虏晶构造、反应边结构等。

二、金伯利岩
（1）名称来源：金刚石开采—殖民地大臣---南非金伯利城----含有金刚石的母岩。

（2）化学成分：贫SiO2（平均30%±）、富MgO（平均30%±）、K和Na含量高。

偏碱性。

（3）矿物组成：镁橄榄石、金云母、镁铝榴石、铬透辉石、钙钛矿、铬尖晶石等。

（4）地质产状：岩筒、岩墙（岩脉）状产出，多分布于大陆克拉通区。

（5）特征结构：卵斑结构、同矿物多世代结构、次变边结构（石榴石）、交代结构等。