实习七 河北汉诺坝玄武岩的成分和结构成因分析

实习目的与要求

1 、鉴定不同类型岩石的矿物组成及其含量，结构和构造特征，认识地幔来源的二辉橄榄岩包体和捕掳晶的特征，作出必要的素描图。

2 、结合对河北汉诺坝玄武岩的标本、薄片观察，分析其地球化学特征，学会如何利用岩石化学资料进行岩石定名和岩石系列划分。

3 、编写研究报告。

1. 汉诺坝玄武岩的时空分布

广义的汉诺坝玄武岩系泛指分布在内蒙古高原东南缘的晚第三纪火山岩，面积约 18000 Km2 。主要分布于大同 - 张家口和围场 - 赤峰以北的广大地区。它们受控于东西走向的深断裂。

本次实习所涉及的汉诺坝玄武岩指分布在河北省张家口以北的崇礼和尚义之间的晚第三纪火山岩。

TLFZ: 郯庐断裂带；

DTGL: 大兴安岭－太行山重力梯度带

汉诺坝玄武岩的分布及区域构造格架

秦岭－大别造山带

扬子克拉通

华北克拉通T

LFZ

DTG

L

北京

汉诺坝

汉诺坝玄武岩的分布及区域构造格架

2. 玄武岩的常见岩石种类

2.1 玄武岩系列划分 依据： SiO2- （ Na2O+K2O ）或碱度（ σ ）

类型： 碱性系列玄武岩：碱度大于 3.3

亚碱性系列玄武岩：碱度小于 3.3

2.2 常见类型A. 亚碱性系列 进一步划分依据： AFM 图 或（ FeOt ） / （ MgO ） -SiO2 图解• 拉斑玄武岩系列：富铁趋势• 钙碱性系列：富碱趋势• 类型：一般以化学成分为准，较重要的种类有： 拉斑玄武岩： 高铝玄武岩： Al2O3 大于 16-17%

粗玄岩：基质具粗玄结构（间粒结构） 细碧岩： Ab 、 Chl 组合为特征，富含 Na2

O －－海底火山喷发的产物

B. 碱性系列 化学成分：（ Na2O+K2O ）大于 5% ； 富 TiO2 大于 2%

种类：根据 CIPW 标准矿物霞石（ Ne ）和橄榄石（ Ol ）含量

碱性橄榄玄武岩： 碱玄岩： 碧玄岩：

Ne － Hy － Ol － Q 命名法

玄武岩类型划分

5

3. 地幔橄榄岩的常见种类与结构

3.1 常见种类： 纯橄岩 方辉橄榄岩 尖晶石二辉橄榄岩

斜方辉石岩 二辉石岩 单斜辉石岩

斜方辉石岩斜方辉石岩

橄榄斜方辉石岩

橄榄石橄榄石

单斜辉石单斜辉石斜方辉石斜方辉石

二辉橄榄岩二辉橄榄岩

方辉

橄榄

岩e

异剥

橄榄

岩

二辉石岩

单斜辉石岩单斜辉石岩

橄榄二辉石岩

橄榄岩橄榄岩

辉石岩辉石岩

90

40

10

10

纯橄岩纯橄岩

橄榄单斜辉石岩

  超镁铁质岩的分类

3.2 典型结构A. 变质变形结构 原生粒状结构： 碎斑结构： 等粒结构：镶嵌等粒

B. 火成结构及部分熔融结构 粗粒镶嵌结构、包含结构 橄榄岩中出现熔融囊状体、 Cpx 出现海绵边、

Cpx 表面出现麻点

地幔橄榄岩的野外产状

地幔尖晶石二辉橄榄岩（单偏光）

地幔尖晶石二辉橄榄岩（正交偏光）

辽西的二辉橄榄岩 -等粒结构、三边平衡

橄榄石的扭折带结构

捕虏晶： Ol 环状裂纹、扭折带和基质的关系

捕虏晶： Ol 环状裂纹、扭折带和基质的关系

4. 汉诺坝玄武岩中的捕虏晶和斑晶

捕虏晶： Opx反应边和基质的关系

捕虏晶： Opx反应边和基质的关系

斑晶的特征：晶型、环带

汉诺坝玄武岩的常量元素含量表

A-01 A-02 A-03 B-01 B-02 B-03

SiO2 45.24 45.26 45.45 51.01 50.30 50.82

TiO2 2.75 2.83 2.70 1.77 1.90 1.85

Al2O3 14.29 14.29 14.68 15.10 14.99 15.19

Fe2O3 13.23 13.45 13.23 11.30 11.90 11.13

MnO 0.16 0.17 0.17 0.14 0.12 0.15

MgO 8.12 7.94 7.27 6.87 6.65 6.86

CaO 8.46 8.31 7.85 9.04 9.61 8.83

Na2O 3.76 4.06 4.51 3.10 3.06 3.27

K2O 2.79 2.52 2.35 0.99 0.98 1.13

P2O5 1.01 1.06 1.13 0.28 0.31 0.36

H2O 2.63 2.47 2.95 1.05 0.98 0.89

CO2 0.26 0.28 0.00 0.20 0.80 0.27

Total 99.81 99.89 99.34 99.60 99.82 100.09

Mg ＃ 60 59 58 60 58 60

K 23151 20911 19500 8215 8132 9377

P 4410 4628 4934 1223 1354 1572

Ti 16500 16980 16200 10620 11400 11100

A-01 A-02 A-03 B-01 B-02 B-03

Rb 45.7 21.1 22.3 7 13.2 12.8

Sr 1285 1172 1346 419 428 481

Ba 702 661 695 196 224 265

V 150 157 134 144 152 156

Cr 177 175 138 172 156 174

Co 54 55 48 47 50 48

Ni 153 157 139 121 129 435

Ga 25 25 27 20 21 21

Y 20 20 20 17 18 16

Zr 326 331 366 115 120 126

Hf 7.4 7.5 7.8 2.9 3 3.1

Nb 82 82 90 15 18 23

Ta 5.2 4.9 5.6 0.98 1 1.3

Th 6.2 7.3 7 1.1 1.2 1.4

La 58 60 65 11.7 13.1 15.2

Ce 113 122 128 26 30 34

Nd 51 55 58 14.9 17.1 18.2

Sm 10.5 10.9 11.4 4.2 4.5 4.6

Eu 3.4 3.57 3.72 1.52 1.61 1.62

Tb 1.18 1.2 1.15 0.66 0.69 0.73

Yb 0.94 0.96 0.88 1.47 1.39 1.29

Lu 0.14 0.14 0.11 0.21 0.2 0.18

汉诺坝玄武岩的微量元素和系统元素含量

表

汉诺坝玄武岩和地幔橄榄岩包体的矿物化学成分

岩 性 二辉橄榄岩包体 玄武岩矿物 Ol Ol Ol Opx Opx Cpx Ol Cpx Opx Ol

SiO2 39.65 40.96 39.27 53.95 56.56 51.67 40.22 52.56 53.37 42.5

TiO2 0.00 0.02 0.00 0.18 0.00 0.23 0.00 0.47 0.16 0.01

Cr2O3 0.28 0.03 0.00 0.17 0.40 0.41 0.19 8.01 0.05 0.35

Al2O3 0.06 0.04 0.04 4.73 1.46 5.02 0.16 0.47 1.34 0.00

FeO 10.15 7.82 10.40 7.74 4.73 4.68 10.07 2.88 20.09 14.91

MnO 0.27 0.15 0.05 0.09 0.09 0.00 0.34 0.05 0.50 0.08

MgO 49.06 50.86 50.17 31.84 35.83 18.42 48.18 15.36 23.87 41.79

CaO 0.11 0.05 0.03 1.12 0.82 18.59 0.14 18.51 0.41 0.17

Na2O 0.02 0.06 0.04 0.13 0.05 0.93 0.02 1.65 0.14 0.08

K2O 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.03 0.00 0.00 0.06

Total 99.60 99.99 100.00 99.95 99.93 99.95 99.35 99.96 99.94 99.95

Wo 2.10 1.50 38.80 43.90 0.90

En 86.00 91.60 53.60 50.68 66.80

Fs 11.90 6.90 7.60 5.43 32.30

Fo 90 92 90 90 83

35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 850

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Alkaline

Subalkaline

SiO2

Na2

O+K

2O

汉诺坝玄武岩的 SiO2-(Na2O+K2O)(Wt%) 图解

5. 汉诺坝玄武岩的岩石化学和微量元素地球化学特征

1

10

100

500

La

Ce

Pr

Nd Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

ÑÒ

ʯ/

ÇòÁ

£ÔÉ

ʯ

汉诺坝玄武岩稀土元素配分模式图

1

10

100

400

Rb

Ba

Th

Nb

Ta

K

La

Ce

Sr

P

Nd

Zr

Hf

Sm

Eu

Ti

Y

Yb

ÑÒ

ʯ/

Ô Ê

¼µ

Øá£

汉诺坝玄武岩微量元素原始地幔标准化蛛网图

6. 主 要 内 容 1. 系统鉴定玄武岩和橄榄岩包体的基本结构、构造和矿物组成、含量，准确定出岩石名称。 （ 1 ）尖晶石鉴定特征。 （ 2 ）橄榄岩中两种辉石的区别标志：多色性、消光角，斜方辉石具有弱多色性和平行消光。 （ 3 ）特征结构：部分熔融结构 - Cpx 出现海绵边。 原生粒状结构： 间粒结构 2. 岩石化学成分的应用——定名和系列划分 3. 岩石成因分析：岩浆来源

实验报告编写提纲

• 题目：汉诺坝玄武岩的成分和结构成因分析1. 地质概况（分布图）2. 玄武岩的岩相学特征 2.1 玄武岩的成分与结构（镜下素描图） 2.2 捕虏晶与斑晶的区别：形态、结构和变形3. 玄武岩的岩石化学特征与岩石系列（定名和系

列划分图－－ SiO2- （ Na2O+K2O ））4. 地幔橄榄岩包体的岩相学特征（镜下素描图）5. 汉诺坝玄武岩的岩浆来源（橄榄岩包体证据）

主 要 参 考 文 献

1. 邱家骧，李昌年，汉诺坝玄武岩板块构造环境及岩浆成因机理的分析 . 岩石学报， 1986 ，（ 2 ）： 1 － 11

2. 李天福，马鸿文，白志民 . 汉诺坝玄武岩的地球化学特征及成因模式 . 岩石矿物学杂志， 1999 ， 18 （ 3 ）：217-228

3. 邓晋福，鄂莫岚，路凤香 . 汉诺坝玄武岩化学及其演化趋势 . 岩石学报， 1988 ，（ 1 ）： 22-32

4. 支霞臣，冯家麟 . 汉诺坝玄武岩的地球化学 . 刘若新主编，中国新生代火山岩年代学与地球化学，地震出版社， 1992 ， 114 － 148