地幔岩，一種對原始地幔物質假想的岩石名稱。代表地幔物質的一種模式。表示原始地幔的物質成分是相當於一份玄武岩和三份純橄欖岩的混合物。礦物成分大致是45%～75%橄欖石、25%～50%輝石和約5%石榴子石，比較接近二輝橄欖岩。地幔岩可沿深大斷裂帶進入地殼，如洋中脊的二輝橄欖岩和裂谷帶的金伯利岩。高溫高壓實驗研究證明：地幔岩層不同的深度分熔出來的玄武岩漿成分不同：①拉斑玄武岩漿是在深度15km分熔產生的;②高鋁玄武岩漿產生的深度在15～35km之間;③鹼性玄武岩漿產生的深度在35～70km之間。
基本介紹
- 中文名：地幔岩
- 外文名：Pyrolite
- 類型：原始地幔物質假想的岩石名稱
- 提出者：D.H.格林和A.E.林伍德
- 成分：SiO2為45.16%,TiO2為0.71%等
- 學科：地質學
介紹,成分,地幔岩結構,
介紹
地幔岩是原始上地幔物質在地幔中結晶的岩石的統稱。在地表，起源於上地幔的鹼性玄武岩、金伯利岩和某些煌斑岩中的上地幔岩包體，阿爾卑斯型超鎂鐵岩及蛇綠岩套下部層位的變質瞰攬岩，都是上地幔岩的樣品。地幔岩的類型主要是二輝橄欖岩，其次是純橄欖岩和榴輝岩。
組成地幔岩的礦物主要是橄欖石、斜方輝石和單斜輝石，其次是尖晶石和石榴石。橄欖石一般為Fo 90一92的鎂橄欖石，斜方輝石是富鎂的頑火輝石，單斜輝石是高鋁透輝石，石榴石絕大多數是鎂鋁榴石，這些都是高溫、高壓相的礦物。
上地幔岩石處於高溫、高壓環境下，由於不同的地質歷史時期發生過部分熔融、高壓結晶、分異、交代、混合等地質事件，且上地幔還廣泛存在地幔對流，伴隨著各種塑性流變及變質變形作用，這就造成上地幔岩石既有岩漿岩的火成結構，又有變質變形結構。據路鳳香等(1989)對我國東部20多千地區1000餘塊地幔岩標本的統計，岩漿岩結構占20%，變質變形結構占75%，二者的過渡類型占；%，這一比例也與世界各地的統計結果相類似。
對地幔岩的研究，可以獲取上地幔的物質組成、結構、熱狀態、塑性流變、交代作用等許多深部過程的重要信息。研究地幔岩，既要研究其成分(化學成分和礦物成分)，也要研究其結構。通過對地幔岩結構的研究，可以在其演化歷史，遭受的熔融、交代、底辟上升等地質事件，以及變形特徵和變形條件等方面，取得許多寶貴的信息。
成分
D.H.格林和A.E.林伍德認為上地幔物質經部分熔融能產生少量玄武岩漿和大量剩下造山帶阿爾卑斯型橄欖岩，構想橄欖岩和玄武岩按3：1～4：1的比例混合，即可得到原來地幔的化學組成，並計算其礦物組成為輝石、橄欖石和鎂鋁榴石。地幔岩的代表性模型是由3份阿爾卑斯型橄欖岩（橄欖石79%、斜方輝石20%和尖晶石1%）和1份夏威夷拉斑玄武岩組成的。得出的模型成分：SiO2為45.16%，TiO2為0.71%，AI2O3為3.54%，Fe2O3為0.46%，FeO為8.04%，MnO為 0.14%，MgO為 37.47%，CaO為3.08%，Na2O為0.51%，K2O為0.13%，P2O5為0.06%，Cr2O3為0.43%，NiO2為 0.20%，Fe/Mg+ Fe為0.10。地幔岩的成分隨計算所用的橄欖岩和玄武岩的化學組成的不同及其混合的比值大小有所不同。還有，地球上現在見到的玄武岩能否代表原生岩漿仍有疑問，例如夏威夷拉斑玄武岩富含TiO2，據此計算的模型成分將有誤差。
地幔岩結構
地幔岩常見的典型結構有以下幾種。
1．原生粒狀結構
這是一種變質變形結構，是地幔岩中形成時間相對最早的一種結構。這種結構特徵通常為粗粒，多數橄欖石和頑火輝石粒徑大於4mm，顆粒之間呈曲線或折線接觸。局部重結晶可使大顆粒橄欖石成為多邊形，小顆粒橄欖石常具有相近的方位，礦物顆粒間變成直線相接，呈鑲嵌狀。照片I—30示河北張家口漢諾壩鹼性玄武岩中尖晶石二輝澉欖岩包體的原生粒狀結構，主要由橄欖石、斜方輝石、單斜輝石和少量尖晶石組成。粗粒橄欖石多發育肯克帶結構。肯克帶亦稱扭折帶，其特徵是一個橄欖石晶體在正交偏光鏡間出現階梯狀消光，階梯界線平直分明，幾個階梯消光位的差異可達20°左右。
2．殘碎斑結構
這也是一種變質變形結構，常見於二輝橄欖岩(包體)和阿爾卑斯型橄欖岩中。岩石由強烈變形的大顆粒它形殘碎斑晶和重結晶顆粒化的小顆粒基質組成。殘碎斑晶通常是橄欖石和頑火輝石，粒徑5—10mm，橄欖石殘斑常發育肯克帶。基質中小顆粒新生變晶多於50%，這些新生變晶的結晶方位與緊鄰的殘碎斑晶的結晶方位往往相差甚小，顯示出基質礦物是由斑晶碎裂而來，雖然經過重結晶作用，但仍大體上保持著原有礦物的方位。透輝石和尖晶石則呈它形小顆粒分散於岩石中，尖晶石還可呈冬青葉狀平行於岩石的葉理方向分布。
這種殘碎斑結構是原生粒狀結構在塑性流動條件下進一步演變而成的。殘碎斑晶的拉長、彎曲和基質的明顯顆粒化，表明岩石經歷過強烈的變形和重結晶作用。
3．等粒結構
這種結構顆粒較細，約為Imm左右，且粒度大小相近。礦物顆粒間的邊界為直線接觸，常在三聯點會聚成120°交角。透輝石與尖晶石常呈分散狀，尖晶石小顆粒(0.05一0.2mm)可被包裹於橄欖石或輝石中，或位於三聯點處。
等粒結構是強烈重結晶作用的產物，可能是由於強烈的塑性流動，由殘碎斑結構完全重結晶作用而形成的。礦物顆粒間大致成120°交角的三聯點是等粒結構的普遍特徵，甚至在鹼性玄武岩、金伯利岩等幔源岩石中見到的已解體的地幔岩小碎塊也常具這種三聯點結構。
4．深源嵌晶結構
這種結構見於古林汪清的一塊標本中。該標本是鹼性傲欖玄武岩中的尖品石二輝橄欖岩包體，眾多的渾圓形的橄欖石被包嵌在巨大的斜方輝石晶體中，構成了類似火成堆積岩的嵌晶結構(包橄結構)。它和玄武岩接觸處，還可見列橄欖石顆粒落入玄武岩中的現象。這種現象說明玄武岩中存在著地幔岩解體礦物。
