常用玄武岩构造环境判别图解-最新版67页PPT

玄武岩类形成的大地构造环境的Th/Hf-Ta/Hf图解判别汪云亮　张成江　修淑芝WA N G YunL iang,ZHA NG Cheng Jiang and XIU ShuZhi成都理工学院三系,成都　6100593th Depar tment of Che ngd u Univ er sity of T echnology,Cheng du610059,C hina2000-07-14收稿,2001-03-28改回.Wang YL,Zhang CJ and Xiu SZ.2001.Th/Hf-Ta/Hf identification of tectonic setting of basalts.Acta Petrologica Sinica, 17(3):413-421Abstract T h,T a a nd Hf are r efr act or y str ong m agmat ophile elements.Because that the geo chem ical behav ior o f T h,T a and Hf is simila r during m agmat ic actio n,the r atio s of T h,T a and Hf co uld r estor e pro cesses o f mantle par tial,mag matic fr act ional cr ystalliza tio n,mantle fractionatio n and so o n.T he T h/Hf and T a/Hf ratios of ba salts,especially primary o ne, reflect the differ ent iation of T h,T a and Hf o f its sour ce r eg ion.In gener al,there is a clo se relationship bet ween these character istics and t ect onic setting.Based o n t he r atios amo ng T h,T a and Hf o f basalts fo rmed fro m typical tectonic setting of t he w o rld,w e pr opose a new tectonic identificat ion scheme of basalts on the T h/Hf and T a/Hf double lo gar ithmic plot. Key words Basalt,T ecto nic setting,T h/Hf-T a/Hf ident ification diagr am.摘　要 T h,T a,Hf是一组耐熔强亲岩浆元素,由于地球化学性质的相似性,其相互之间的比值关系能将深部作用的地球化学过程较好地恢复出来。

简介：玄武岩（Basalt）是一种基性喷出岩, 由火山喷发出的岩浆在地表冷却后凝固而成的一种致密状或泡沫状结构的岩石，属于岩浆岩。

其岩石结构常具气孔状、杏仁状构造和斑状结构，有时带有大的矿物晶体，未风化的玄武岩主要呈黑色和灰色，也有黑褐色、暗紫色和灰绿色的。

玄武岩体积密度为2.8～3.3g/cm3，结构致密的其压缩强度很大，可达到300MPa，甚至更高，但是如果带有晶体杂质及气孔时则强度会有所降低。

玄武岩耐久性甚高，节理多，且节理面多成六边形（在玄武岩熔岩流中，岩石垂直冷凝面常发育成规则的六方柱状节理）。

且具脆性，因而不易采得大块石料，由于气孔和杏仁构造常见，虽玄武岩地表上分布广泛，但可作饰面石材不多。

组成：玄武岩的化学成分与辉长岩相似，主要是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁（还有少量的氧化钾、氧化钠），其中SiO2含量最高，一般含量在45%～52%之间，其中K2O+Na2O含量较侵入岩略高，CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量较侵入岩略低。

玄武岩的矿物成份主要由基性长石和辉石组成，次要矿物有橄榄石，角闪石及黑云母等。

分类：玄武岩根据组成矿物、结构、形成环境等不同分为许多品种：1、按次要矿物的不同，可划分为橄榄玄武岩、紫苏辉石玄武岩等；2、按结构构造，可分为气孔状玄武岩、杏仁状玄武岩等；3、按化学成分和矿物成分，可分为高铝玄武岩、碱性玄武岩和拉斑玄武岩等；4、按碱度划分，可分为碱性玄武岩、过渡玄武岩、拉斑玄武岩、钙碱性玄武岩和钾玄岩；5、按形成环境分，包括形成于陆地拉张环境的大陆溢流玄武岩和形成于海底扩张带的洋底玄武岩。

特点及用途：玄武岩也是一种优质的交通建筑用石，特别是建筑修筑公路、铁路、港口码头、机场跑道等工程中最好的建筑材料之一，其具有抗压强度大、压碎值低、耐磨、吸水率低、导电性弱、抗腐蚀性强、沥青粘附性强等特点，国际认可，是发展铁路运输及公路运输最好的基石。

玄武岩，是由火山喷发出的岩浆冷却后凝固而成的一种致密状或泡沫状结构的岩石。

它在地质学的岩石分类中，属于岩浆岩（也叫火成岩）。

火山爆发流出的岩浆温度高达摄氏一千二百度，因有一定的粘度，在地势平缓时，岩浆流动很慢，每分钟只流动几米远；遇到陡坡时，速度便大大加快。

它在流动过程中，携带着大量水蒸汽和气泡，冷却后，便形成了各种变异的形状。

玄武岩的颜色，常见的多为黑色、黑褐或暗绿色。

因其质地致密，它的比重比一般花岗岩、石灰岩、沙岩、页岩都重。

但也有的玄武岩由于气孔特别多，重量便减轻，甚至在水中可以浮起来。

因此，把这种多孔体轻的玄武岩，叫做浮石。

一些艺术家，根据浮石多孔和皱、漏的特点。

用来建造园林中的假山，或雕成小巧玲珑的盆景。

根据地质科学家分析鉴定，玄武岩的主要成份是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁（还有少量的氧化钾、氧化钠），其中二氧化硅含量最多，约占百分之四十五至五十左右。

玄武岩，是生产铸石的好原料。

铸石是将玄武岩经过熔化铸造、结晶处理，退火而成的材料。

它比合金钢坚硬而耐磨，比铅和橡胶抗腐蚀。

玄武岩还在一种铸钢先进工艺中，起到润滑剂的作用，可以处长铸膜寿命。

同时，玄武岩还可以抽成玻璃丝，比一般玻璃丝布抗碱性强，耐高温性能好。

多气孔状的玄武岩（浮石），因为它气孔多，又相当坚硬，因此，将它搀在混凝土里，可以使混凝土重量减轻，但仍很坚固，同时有隔音、隔热等特点，是高层建筑轻质混凝土的良好骨料。

浮石还是很好的研磨材料，可用来磨金属、磨石料；在工业上还可做过滤器、干燥器、催化剂等。

岩浆作用与板块构造 地球内部的温压条件与岩浆的形成有着明显的关系。

岩浆是一种炽热的，具有极强活动力的熔融体。

通常在地下深处高温高压下岩浆形成时，与周围环境处于平衡状态。

但一旦岩石圈发生破裂或产生压力差，平衡被打破，岩浆就会上升。

由于受到上覆地壳的挤压，一部分岩浆在地壳深处缓慢冷却结晶，一部分可以达到离地表较近的浅处较快冷却结晶，或者冲破地壳以火山的方式喷溢出来迅速冷却。

玄武岩分类与构造玄武岩（Basalt）是一种基性喷出岩, 由火山喷发出的岩浆在地表冷却后凝固而成的一种致密状或泡沫状结构的岩石，属于岩浆岩。

其岩石结构常具气孔状、杏仁状构造和斑状结构，有时带有大的矿物晶体，未风化的玄武岩主要呈黑色和灰色，也有黑褐色、暗紫色和灰绿色的。

玄武岩体积密度为2.8～3.3g/cm3，结构致密的其压缩强度很大，可达到300MPa，甚至更高，但是如果带有晶体杂质及气孔时则强度会有所降低。

玄武岩耐久性甚高，节理多，且节理面多成六边形（在玄武岩熔岩流中，岩石垂直冷凝面常发育成规则的六方柱状节理）。

且具脆性，因而不易采得大块石料，由于气孔和杏仁构造常见，虽玄武岩地表上分布广泛，但可作饰面石材不多。

(不过在日常人们的认知上都还是吧玄武岩归到花岗岩一类的.)玄武岩的结构：玄武岩结晶程度和晶粒的大小，主要取决于岩浆冷却速度。

如果是冷却较慢，比如一天降几度，则形成的是几毫米大小、等大的晶体；如果是快速冷却，比如一分钟降上百度,则形成的是细小的针状、板状晶体或非晶质玻璃。

因此在通常的地表条件下，玄武岩主要是呈细粒至隐晶质或玻璃质结构，少数为中粒结构。

常含橄榄石、辉石和斜长石斑晶，构成斑状结构。

斑晶在流动的岩浆中可以聚集，称聚斑结构。

这些斑晶可以在、在玄武岩浆通过地壳上升的过程中形成，也有可能于喷发前巨大的岩浆储源中形成。

基质结构变化大，随岩流的厚薄、降温的快慢和挥发组分的多寡，在全晶质至玻璃质之间存在各种过渡类型，但主要是间粒结构、填间结构、间隐结构，较少次辉绿结构和辉绿结构。

玄武岩构造与其固结环境有关。

陆上形成的玄武岩，常呈绳状构造、块状构造和柱状节理；水下形成的玄武岩，常具枕状构造。

而气孔构造、杏仁构造可能出现在各种玄武岩中。

玄武岩的组成：玄武岩的化学成分与辉长岩相似，主要是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁（还有少量的氧化钾、氧化钠），其中SiO2含量最高，一般含量在45%～52%之间，其中K2O+Na2O含量较侵入岩略高，CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量较侵入岩略低。

玄武岩分类、特征及形成构造背景玄武岩，洋壳主要组成，属基性火山岩。

是地球洋壳和月球月海的最主要组成物质，也是地球陆壳和月球月陆的重要组成物质。

1546年，G.阿格里科拉首次在地质文献中，用basalt这个词描述德国萨克森的黑色岩石。

汉语玄武岩一词，引自日文。

日本在兵库县玄武洞发现黑色橄榄玄武岩，故得名。

玄武岩是一种基性喷出岩，其化学成分与辉长岩或辉绿岩相似，SiO2含量变化于45%～52%之间，K2O+Na2O含量较侵入岩略高，CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量较侵入岩略低。

矿物成份主要由基性长石和辉石组成，次要矿物有橄榄石，角闪石及黑云母等，岩石均为暗色，一般为黑色，有时呈灰绿以及暗紫色等。

呈斑状结构。

气孔构造和杏仁构造普遍。

玄武岩体积密度为2.8～3.3g/cm3，致密者压缩强度很大，可高达300MPa，有时更高，存在玻璃质及气孔时则强度有所降低。

玄武岩耐久性甚高，节理多，且节理面多成五边形或六边形，构成柱状节理。

性脆，因而不易采得大块石料，由于气孔和杏仁构造常见，虽玄武岩地表上分布广泛，但可作饰面石材不多。

主要成份玄武岩的主要成份是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁(还有少量的氧化钾、氧化钠)，其中二氧化硅含量最多，约占百分之四十五至五十左右。

玄武岩的颜色，常见的多为黑色、黑褐或暗绿色；在腾冲火山群附近的玄武岩多为青灰色，也有暗红色、橙色、黄色的。

因其质地致密，它的比重比一般花岗岩、石灰岩、沙岩、页岩都重。

但也有的玄武岩由于气孔特别多，重量便减轻，甚至在水中可以浮起来。

因此，把这种多孔体轻的玄武岩，叫做"浮石"，在云南腾冲马站火山群脚下附近的村寨里，人们把这些多孔体轻的玄武岩叫做“泡石”。

成分玄武岩根据其成分不同可以分为拉斑玄武岩、碱性玄武岩、高铝玄武岩。

结构按其结构不同可分为气孔状玄武岩、杏仁状玄武岩、玄武玻璃。

充填矿物按其充填矿物不同可分为橄榄玄武岩、紫苏辉石玄武岩等。

一、什么是玄武岩？玄武岩是一种基性喷出岩，由火山喷发出的岩浆在地表冷却后凝固而成的一种致密状或泡沫状结构的岩石，属于岩浆岩。

同时也是地球洋壳和月球月海（注：月海是指月面上的低洼平原，月球观测的暗色矿物）的主要组成物质。

1.特点（可进行野外辨别）（1）颜色：暗色，多为黑色、黑褐色、暗绿色（2）化学成分：二氧化硅SiO2、三氧化二铝Al2O3、氧化铁Fe2O3、氧化钙CaO2.矿物成分：基性长石、辉石（隐晶质结构）;橄榄石、角闪石、黑云母等3.构造（1）气孔构造：当岩浆达到地表时，压力突然减小，气体泡膨胀并迅速释放。

这导致岩浆中的气体迅速逸出，形成大量气孔。

岩浆在地表冷却并逐渐固化成岩石，其中的气孔被保留下来。

这些气孔通常呈现圆形或椭圆形，大小不一。

（2）杏仁构造：指玄武岩中较大的晶体包围着较小的晶体形成的特殊结构。

它得名于杏仁的形状，因为这种结构在岩石切面上呈现出类似杏仁的形状。

（重点：气孔被其他物质填充）4.柱状节理：岩浆冷却形成的。

随着温度的下降，熔岩的体积开始收缩、开裂，由于外界温度低，岩浆内部温度高，因此开裂是从外向内贯穿岩体，形成六方柱状节理。

柱状节理都是沿着冷却面的垂直方向生长，常见的柱状节理都是垂直于地面。

5.产地区域：主要分布在福建省福鼎市、河南省洛阳市蔡店乡、安徽省明光市、云南腾冲火山等洛阳市蔡店乡、安徽省明光市、云南腾冲火山等地区。

6.主要用途：生产铸石的主要原料；化工、建材、冶金、轻工等工业领域；铁路、公路运输石料中的材料。

二、玄武岩地貌玄武岩地貌，作为大自然鬼斧神工的杰作，以其独特的外形特征和丰富的形态类型吸引着人们的目光。

它是由火山喷发出的岩浆冷却后凝固而成的一种岩石，广泛分布于全球各地，特别是在火山活动频繁的地区。

1.玄武岩地貌类型玄武岩地貌的形态丰富多样，常见的有桌状山（或称方山）、玄武岩（熔岩）高原和玄武岩（熔岩）台地等。

桌状山，顾名思义，山顶平坦如桌，四周则是陡峭的边坡，形成了一种独特的地貌景观。

玄武岩百科名片玄武岩(basalt)属基性火山岩。

是地球洋壳和月球月海的最主要组成物质，也是地球陆壳和月球月陆的重要组成物质。

1546年，G.阿格里科拉首次在地质文献中，用basalt这个词描述德国萨克森的黑色岩石。

汉语玄武岩一词，引自日文。

日本在兵库县玄武洞发现黑色橄榄玄武岩，故得名。

简介英文写法为BASALT。

玄武岩玄武岩是一种基性喷出岩[1]，其化学成分与辉长岩相似，SiO2含量变化于45%～52%之间，K2O+Na2O含量较侵入岩略高，CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量较侵入岩略低。

矿物成份主要由基性长石和辉石组成，次要矿物有橄榄石，角闪石及黑云母等，岩石均为暗色，一般为黑色，有时呈灰绿以及暗紫色等。

呈斑状结构。

气孔构造和杏仁构造普遍。

玄武岩是地球洋壳和月球月海的最主要组成物质，也是地球陆壳和月球月陆的重要组成物质。

1546年，G.阿格里科拉首次在地质文献中，用basalt这个词描述德国萨克森的黑色岩石。

汉语玄武岩一词，引自日文。

日本在兵库县玄武洞发现黑色橄榄玄武岩，故得名。

玄武岩体积密度为2.8～3.3g/cm3，致密者压缩强度很大，可高达300MPa，有时更高，存在玻璃质及气孔时则强度有所降低。

玄武岩耐久性甚高，节理多，且节理面多成六边形。

且具脆性，因而不易采得大块石料，由于气孔和杏仁构造常见，虽玄武岩地表上分布广泛，但可作饰面石材不多。

主要成份玄武岩化学成分表玄武岩的主要成份是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁（还有少量的氧化钾、氧化钠），其中二氧化硅含量最多，约占百分之四十五至五十左右玄武岩的颜色，常见的多为黑色、黑褐或暗绿色。

因其质地致密，它的比重比一般花岗岩、石灰岩、沙岩、页岩都重。

但也有的玄武岩由于气孔特别多，重量便减轻，甚至在水中可以浮起来。

因此，把这种多孔体轻的玄武岩，叫做"浮石"。

分类成分玄武岩根据其成分不同可以分为拉斑玄武岩、碱性玄武岩、高铝玄武岩；结构按其结构不同可分为气孔状玄武岩、杏仁状玄武岩、玄武玻璃；充填矿物按其充填矿物不同可分为橄榄玄武岩、紫苏辉石玄武岩等。

玄武岩的成因、构造环境分类研究意义：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。

1、玄武质岩浆的形成地幔橄榄岩部分熔融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。

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。

2）部分熔融程度—如拉斑玄武岩是地幔橄榄岩20-30%部分熔融的产物；碱性玄武岩是地幔橄榄岩<15%部分熔融的产物。

3）源区流体的成分—如CO2使岩浆中的碱度增加。

4）源区的部分熔融条件—P的影响最大，如低压下形成拉斑玄武岩，高压下形成碱性玄武岩。

3、玄武岩的成因与构造环境1）大洋中脊玄武岩（MORB)形成环境：拉张环境形成条件：低压高温，高度部分熔融（20- 30%）源区：亏损的二辉橄榄岩、方辉橄榄岩主要是拉斑玄武岩。

化学成分特征是低LILE，同位素亏损。

MORB分为两种：正常MORB (N-type): 起源于亏损的软流圈上地幔；地幔柱型MORB (P-type)：起源于比较富集的地幔柱或热点。

P-type MORB= N-type MORB + OIB sourceMORB的原始岩浆可能是苦橄岩经过Ol的结晶分异而成拉斑玄武岩。

2）大陆裂谷玄武岩——碱性玄武岩、碧玄岩、拉斑玄武岩形成环境：大陆内部拉张环境形成条件：减压为主，温度增加较小，部分熔融程度一般低于洋中脊源区：饱满型和交代富集型的地幔橄榄岩大陆裂谷岩浆作用：代表稳定的大陆开始发生裂解，是新的洋盆形成的前奏。

大陆裂谷岩浆作用的起因：有两种模式，主动模式和被动模式。

主动模式：地幔柱或热点。

玄武岩的成因、构造环境分类研究意义：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。

1、玄武质岩浆的形成地幔橄榄岩部分熔融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。

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。

2）部分熔融程度—如拉斑玄武岩是地幔橄榄岩20-30%部分熔融的产物；碱性玄武岩是地幔橄榄岩<15%部分熔融的产物。

3）源区流体的成分—如CO2使岩浆中的碱度增加。

4）源区的部分熔融条件—P的影响最大，如低压下形成拉斑玄武岩，高压下形成碱性玄武岩。

3、玄武岩的成因与构造环境1）大洋中脊玄武岩（MORB)形成环境：拉张环境形成条件：低压高温，高度部分熔融（20- 30%）源区：亏损的二辉橄榄岩、方辉橄榄岩主要是拉斑玄武岩。

化学成分特征是低LILE，同位素亏损。

MORB分为两种：正常MORB (N-type): 起源于亏损的软流圈上地幔；地幔柱型MORB (P-type)：起源于比较富集的地幔柱或热点。

P-type MORB= N-type MORB + OIB sourceMORB的原始岩浆可能是苦橄岩经过Ol的结晶分异而成拉斑玄武岩。

2）大陆裂谷玄武岩——碱性玄武岩、碧玄岩、拉斑玄武岩形成环境：大陆内部拉张环境形成条件：减压为主，温度增加较小，部分熔融程度一般低于洋中脊源区：饱满型和交代富集型的地幔橄榄岩大陆裂谷岩浆作用：代表稳定的大陆开始发生裂解，是新的洋盆形成的前奏。

大陆裂谷岩浆作用的起因：有两种模式，主动模式和被动模式。

主动模式：地幔柱或热点。

玄武岩百科名片玄武岩(basalt)属基性火山岩。

是地球洋壳和月球月海的最主要组成物质，也是地球陆壳和月球月陆的重要组成物质。

1546年，G.阿格里科拉首次在地质文献中，用basalt这个词描述德国萨克森的黑色岩石。

汉语玄武岩一词，引自日文。

日本在兵库县玄武洞发现黑色橄榄玄武岩，故得名。

简介英文写法为BASALT。

玄武岩玄武岩是一种基性喷出岩[1]，其化学成分与辉长岩相似，SiO2含量变化于45%～52%之间，K2O+Na2O含量较侵入岩略高，CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量较侵入岩略低。

矿物成份主要由基性长石和辉石组成，次要矿物有橄榄石，角闪石及黑云母等，岩石均为暗色，一般为黑色，有时呈灰绿以及暗紫色等。

呈斑状结构。

气孔构造和杏仁构造普遍。

玄武岩是地球洋壳和月球月海的最主要组成物质，也是地球陆壳和月球月陆的重要组成物质。

1546年，G.阿格里科拉首次在地质文献中，用basalt这个词描述德国萨克森的黑色岩石。

汉语玄武岩一词，引自日文。

日本在兵库县玄武洞发现黑色橄榄玄武岩，故得名。

玄武岩体积密度为2.8～3.3g/cm3，致密者压缩强度很大，可高达300MPa，有时更高，存在玻璃质及气孔时则强度有所降低。

玄武岩耐久性甚高，节理多，且节理面多成六边形。

且具脆性，因而不易采得大块石料，由于气孔和杏仁构造常见，虽玄武岩地表上分布广泛，但可作饰面石材不多。

主要成份玄武岩化学成分表玄武岩的主要成份是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁（还有少量的氧化钾、氧化钠），其中二氧化硅含量最多，约占百分之四十五至五十左右玄武岩的颜色，常见的多为黑色、黑褐或暗绿色。

因其质地致密，它的比重比一般花岗岩、石灰岩、沙岩、页岩都重。

但也有的玄武岩由于气孔特别多，重量便减轻，甚至在水中可以浮起来。

因此，把这种多孔体轻的玄武岩，叫做"浮石"。

分类成分玄武岩根据其成分不同可以分为拉斑玄武岩、碱性玄武岩、高铝玄武岩；结构按其结构不同可分为气孔状玄武岩、杏仁状玄武岩、玄武玻璃；充填矿物按其充填矿物不同可分为橄榄玄武岩、紫苏辉石玄武岩等。