火成岩共生组合与成因3板块与火成岩分解.pptx

第六章第六章 火成岩共生组合与成因火成岩共生组合与成因1.大洋中脊的火成岩组合大洋中脊的火成岩组合2.会聚板块边界的火成岩组合会聚板块边界的火成岩组合l岛弧岛弧l大陆边缘弧大陆边缘弧3.陆陆-陆碰撞带的火成岩组合陆碰撞带的火成岩组合4.板块内部的火成岩组合板块内部的火成岩组合四、板块构造与火成岩组合四、板块构造与火成岩组合 地球中火成岩的分布地球中火成岩的分布1.洋中脊洋中脊（Mid-ocean Ridges）2.陆内裂谷陆内裂谷（Intracontinental Rifts）3.岛弧岛弧（Island Arcs）4.4.活动大陆边缘活动大陆边缘（Active Continental Margins）5 5 5 5.弧后盆地弧后盆地弧后盆地弧后盆地（Back-arc basinsBack-arc basins）6.6.6.6.洋岛玄武岩洋岛玄武岩洋岛玄武岩洋岛玄武岩（Ocean Island basaltsOcean Island basalts）7.7.7.7.各种各样的陆内火成岩各种各样的陆内火成岩各种各样的陆内火成岩各种各样的陆内火成岩（Miscellaneous Intra-Continental ActivityMiscellaneous Intra-Continental Activity）uu金伯利岩金伯利岩金伯利岩金伯利岩（kimberliteskimberlites），uu超镁铁超镁铁超镁铁超镁铁-镁铁质层状杂岩体镁铁质层状杂岩体镁铁质层状杂岩体镁铁质层状杂岩体，uu碳酸岩碳酸岩碳酸岩碳酸岩（carbonatitescarbonatites），uu斜长岩斜长岩斜长岩斜长岩（anorthositesanorthosites）.全球火成岩的分布全球火成岩的分布（一）大洋中脊（一）大洋中脊的火成岩组合的火成岩组合火成岩组合与蛇绿岩套火成岩组合与蛇绿岩套洋中脊玄武岩洋中脊玄武岩席状岩墙群席状岩墙群具具火火成成堆堆积积结结构构的的镁镁铁铁-超镁铁质岩超镁铁质岩具具变变质质变变形形结结构构的的地地幔橄榄岩幔橄榄岩第四层第四层第五层第五层成成因因：大大洋洋中中脊脊岩岩浆浆活活动动模模型型海平面海平面（二）会聚板块边界的火成岩组合（二）会聚板块边界的火成岩组合岛弧岛弧大陆边缘弧大陆边缘弧Ocean-ocean 岛弧岛弧Island Arc (IA)Ocean-continent 大陆弧大陆弧Continental Arc or活动大陆边缘活动大陆边缘Active Continental Margin(ACM)与造山火山作用和深成作用相关的俯冲带与造山火山作用和深成作用相关的俯冲带 Structure of an Island Arc典型岛弧的剖面示意图典型岛弧的剖面示意图 HFU=heat flow unit(4.2 x 10-6 joules/cm2/sec)Structure of an Island Arc典型岛弧的剖面示意图典型岛弧的剖面示意图 HFU=heat flow unit(4.2 x 10-6 joules/cm2/sec)地幔楔地幔楔地幔楔地幔楔1、岛弧火成岩组合、岛弧火成岩组合（1）拉拉斑斑系系列列火火山山岩岩：以以拉拉斑斑玄玄武武岩岩为为主主（70），因因分分异异作作用用 安安山山岩岩（25）和和英英安安岩岩（5），低低钾钾为为主主。时时间间上上在在岛岛弧弧形形成成早早期期，空间分布上靠近海沟。空间分布上靠近海沟。（2）钙钙碱碱性性系系列列火火山山岩岩：玄玄武武岩岩（25）安安山山岩岩（70）英英安安岩岩流流纹纹岩岩（后后两两者者5），以以中中钾为主，部分低钾，少量高钾。形成时间略晚。钾为主，部分低钾，少量高钾。形成时间略晚。（3）侵侵入入岩岩组组合合：花花岗岗岩岩为为I型型，与与钙钙碱碱性性系系列列火火山山岩岩的的化化学学成成分分十十分分相相似似。出出露露范范围围明明显显少少于于火火山岩。山岩。钙碱性系列的进一步划分钙碱性系列的进一步划分Sub-series of Calc-AlkalineK2O 是一个重要的划分标志是一个重要的划分标志 3 个亚系列个亚系列高钾系列高钾系列中钾系列中钾系列低钾系列低钾系列岛弧火成岩成因岛弧火成岩成因Island Arc Petrogenesis 楔形地幔橄榄岩熔融；楔形地幔橄榄岩熔融；洋壳熔融；洋壳熔融；洋洋壳壳熔熔融融的的熔熔体体与与楔楔形形地地幔幔反反应应形形成成的的辉辉石石岩岩熔熔融；融；地地幔幔对对流流导导致致地地幔幔底底辟辟体体减减压压熔熔融融，岩岩浆浆在在地地壳壳中中发发生生分分离离结结晶晶和和同同化化混混染，形成岛弧岩浆。染，形成岛弧岩浆。2、大陆边缘弧火成岩、大陆边缘弧火成岩活活动动陆陆缘缘火火山山岩岩以以中中钾钾和和高高钾钾钙钙碱碱性性系系列列为为主主，低低钾钾系系列列岩岩石石很很少少。安安山山岩岩和和玄玄武武安安山山岩岩最最多多。与与岛岛弧弧火火山山岩岩相相比比，酸酸性性火火山山岩岩数数量量显显著著增增多多，反反应应有有较较多多陆陆壳壳物物质质的的参参与与。K2O含含量量随随着着远远离离海海沟沟向向大大陆陆一一侧侧增增加加，显显示示出出“成成分分极极性性”；侵侵入入岩岩的的数数量量远远多多于于岛岛弧弧地地区区，从从基基性性酸酸性性都都有有，以以中中性性酸酸性性岩岩为为主主，同同火火山山岩岩一一样样，以以中中钾钾和和高高钾钾钙钙碱碱性性系系列为主。列为主。较较厚厚的的硅硅铝铝质质地地壳壳对对岩岩浆浆起起源源影影响响更更大大 混混染染作作用用的的效效应更明显；应更明显；低低密密度度地地壳壳的的存存在在可可以以延延缓缓岩岩浆浆的的上上升升 岩岩浆浆的的不不流流动动可以使其分异作用更充分；可以使其分异作用更充分；地地壳壳物物质质的的低低熔熔点点可可以以使使其其发发生生部部分分熔熔融融，并并且且形形成成壳壳源源的熔体，形成流纹岩和大量花岗岩。的熔体，形成流纹岩和大量花岗岩。大陆弧岩浆作用大陆弧岩浆作用Continental Arc MagmatismAFM and K2O vs.SiO2 diagrams(including Hi-K,Med.-K and Low-K types of Gill,1981;（a）northern,（b）central and（c）southern volcanic zones of the Andes.Open circles in the NVZ and SVZ are alkaline rocks.Continental Arc Magmatism岩浆形成模式岩浆形成模式活动大陆边缘活动大陆边缘剖面示意图剖面示意图1-俯冲板片的俯冲板片的脱水脱水2-不均匀地幔不均匀地幔楔的水化和熔楔的水化和熔融融3-幔源岩浆的幔源岩浆的地壳底侵和结地壳底侵和结晶晶4-底侵物质的底侵物质的再次熔融形成再次熔融形成英云闪长质的英云闪长质的熔体熔体示意图表明：示意图表明：(a)大陆弧的部位形成辉长岩质大陆弧的部位形成辉长岩质 地壳下垫物质地壳下垫物质(b)地壳下垫物质的再熔融形成地壳下垫物质的再熔融形成 英云闪长质深成体英云闪长质深成体（三）（三）陆陆-陆碰撞带陆碰撞带的火成岩组合的火成岩组合1、碰碰撞撞前前的的钙钙碱碱性性弧弧火山及侵入岩组合：火山及侵入岩组合：它它们们是是由由陆陆间间洋洋盆盆闭闭合合前前发发生生俯俯冲冲所所诱诱发发的的岩岩浆浆活活动动；岩岩浆浆源源区区为为受受到到俯俯冲冲洋洋壳壳改造的楔型地幔。改造的楔型地幔。2、同碰撞阶段的、同碰撞阶段的过铝质（浅色）过铝质（浅色）花岗岩组合：花岗岩组合：陆陆-陆碰撞叠陆碰撞叠加，造成底部岩加，造成底部岩石部分熔融。二石部分熔融。二云母花岗岩和白云母花岗岩和白云母花岗岩组合云母花岗岩组合（三）（三）陆陆-陆碰撞陆碰撞带的火成岩组合带的火成岩组合（三）（三）陆陆-陆碰撞陆碰撞带的火成岩组合带的火成岩组合 3、碰撞后或碰撞晚、碰撞后或碰撞晚期的钙碱性花岗岩：期的钙碱性花岗岩：与碰撞前的钙碱与碰撞前的钙碱性火成岩组合相似，性火成岩组合相似，由于碰撞后的热释由于碰撞后的热释放致使温度升高，放致使温度升高，地壳熔融；地幔也地壳熔融；地幔也可因区域性上隆减可因区域性上隆减压底辟熔融。压底辟熔融。（四）板块内部的火成岩组合（四）板块内部的火成岩组合洋岛火山岩洋岛火山岩大陆溢流型玄武岩大陆溢流型玄武岩大陆裂谷区的火成岩组合大陆裂谷区的火成岩组合斜长岩岩体斜长岩岩体其他的大陆火成岩组合其他的大陆火成岩组合 金伯利岩和钾镁煌斑岩金伯利岩和钾镁煌斑岩 超镁铁质超镁铁质-镁铁质层状杂岩体镁铁质层状杂岩体 碱性杂岩体碱性杂岩体 A型花岗岩型花岗岩洋岛和海山洋岛和海山通常与热点有关通常与热点有关 1、洋岛火山岩、洋岛火山岩(Ocean Intraplate Volcanism)洋岛玄武岩浆的类型（洋岛玄武岩浆的类型（OIB）两种主要岩浆系列两种主要岩浆系列 拉斑玄武岩系列拉斑玄武岩系列 洋岛拉斑玄武岩洋岛拉斑玄武岩（OIT）碱性玄武岩系列碱性玄武岩系列 洋岛碱性玄武岩洋岛碱性玄武岩（OIA）演化：演化：Evolution in the SeriesTholeiitic,alkaline,and highly alkaline大洋岩浆作用的模式大洋岩浆作用的模式A Model for Oceanic MagmatismEM and HIMU from crustal sources(subducted OC+CC seds)EM and HIMU from crustal sources(subducted OC+CC seds)3、大陆溢流玄武岩（、大陆溢流玄武岩（CFB）Continental Flood Basalts大火成岩省 Large Igneous Provinces (LIPs)某些裂谷区 Some rifts大陆溢流玄武岩 Continental flood basalts (CFBs)CFB的构造位置的构造位置Tectonic Setting of CFBs大陆热点大陆热点大陆裂谷可能与热点构造有关大陆裂谷可能与热点构造有关Columbia River Basalt 的成因模式的成因模式大陆溢流玄武岩的成因模式大陆溢流玄武岩的成因模式