礦物組成
橄欖岩是超基性侵入岩的一種。主要由
橄欖石和
輝石組成。橄欖石含量可占40%~90%,輝石為斜方輝石或單斜輝石。有時含少量角閃石、黑雲母或鉻鐵礦。顏色呈深綠色,具
粒狀結構、
反應邊結構、
包含結構、海綿隕鐵結構。按輝石種類和含量,可進一步劃分為斜方輝石(主要由橄欖石和斜方輝石組成)、單斜輝純石(主要由橄欖石和單斜輝石組成)、二輝(單斜輝石和斜方輝石兩者含量近於相等)。在一定溫度、壓力下,受熱液影響,發生蝕變,如經
水化作用後橄欖石變成蛇紋石和
水鎂石;矽化作用後橄欖石變成蛇紋石;
碳酸鹽化作用下鎂橄欖石變成蛇紋石和
菱鎂礦等。與之有關的礦產有鉻、鎳、鈷、鉑、石棉、
滑石等。純淨、透明、無裂紋、具橄欖綠色的
橄欖石可作為寶石。橄欖石寶石礦床具有很高的經濟價值。
橄欖岩是一種呈橄欖綠色、富含鎂的
矽酸鹽岩石,主要由橄欖石族礦物組成,其次為
輝石,有時含少量鉻鐵礦、
磁鐵礦、
鈦鐵礦或
磁黃鐵礦。橄欖石屬
斜方晶系,晶體呈厚板狀;通常呈粒狀
集合體。橄欖綠至黃綠色。玻璃光澤。硬度6.5至7,密度3.2至3.5克每立方厘米。主要產於超基性和基性火成岩中,易蝕變為蛇紋石。橄欖岩為全晶質自形或
他形粒狀結構,緻密塊狀構造,質純的橄欖岩MgO含量可達49%,熔點高達1910攝氏度。橄欖岩新鮮者較少,容易蝕變成蛇紋岩。密度2.94至3.37克每立方厘米。抗拉強度很高,並抗鹼。橄欖岩常與純橄欖岩、
輝石岩等超基性岩及基性岩形成
雜岩體,並主要產於
造山帶中。
它是超基性深成侵入岩的一種。主要由橄欖岩和輝石組成,兩者含量大致相等,多為中、
粗粒結構,部分輝石呈巨大板狀斑晶出現。新鮮岩石為黑綠色或近於黑色。在地表極易風化而形成蛇紋岩。中國西藏、
祁連山、內蒙古、寧夏、山東等省均有發現。
結構特徵
橄欖石和
輝石組成的超基性
深成岩。橄欖石一般為鎂橄欖石和貴橄欖石;輝石為斜方輝石和單斜輝石;少量礦物有
石榴子石、雲母、
斜長石等;副礦物為鉻尖晶石、
鈦鐵礦以及其他金屬礦物。在中國西藏的一些超基性岩中還發現了金剛石、石墨、碳矽石、鋯石等礦物。在化學成分上橄欖岩以SiO2<45%、貧鹼、富鎂鐵為特徵。新鮮岩石為橄欖綠色,具
粒狀結構、
鑲嵌結構、包含(橄)結構、網路結構、填間結構、海綿隕鐵結構、
變晶結構、
出溶結構、扭折結構。橄欖岩的蝕變作用有
蛇紋石化、
滑石碳酸鹽化、綠泥石化、
透閃石化、次閃石化、
水鎂石化、伊丁石化、皂石化、矽化等,其中以蛇紋石化最為常見。在蛇紋石化過程中
橄欖石多變為利蛇紋石,斜方
輝石多變為絹石。
根據橄欖岩中輝石的種類和相對含量又可分為方輝橄欖岩、單輝橄欖岩和二輝橄欖岩。當岩石中出現原生角閃石時則過渡為角閃橄欖岩類或角閃石岩。橄欖岩可形成單獨
岩體或獨立的岩相、
玄武岩和金伯利岩的岩石包體、
蛇綠岩套底部的殘餘
上地幔岩石碎塊。與橄欖岩有關的礦產有
鉻鐵礦、銅
鎳礦、釩鈦
磁鐵礦和鉑礦等。
本類岩石,習慣上稱超基性侵入岩。多為黑色,暗綠色或黃綠色;半自形粒狀結構,粒狀
鑲嵌結構,塊狀構造。主要礦物成分是
橄欖石和
輝石,
次要礦物有角閃石、黑雲母等,偶見
斜長石。不含石英,無長石或長石含量甚少(<10%)。
橄欖石是劃分岩石種屬的主要依據,根據橄欖石的含量分,主要的岩石種屬有純橄欖岩、橄欖岩和輝石岩等。根據輝石的性質,橄欖岩和輝石岩可細分到種,如單輝橄欖岩,
二輝橄欖岩,方輝橄欖岩和橄欖單輝輝石岩,橄欖
二輝輝石岩,橄欖方輝輝石岩,單輝輝石岩,二輝輝石岩,方輝輝石岩。有時角閃石參與岩石的命名,角閃石的主要礦物成分是角閃石。
陝西商南松樹溝的墨玉,演示名稱
蛇紋石化純橄欖岩。顏色呈墨綠色,主要礦物成分
橄欖石,次為蛇紋石。1986年即開發,生產加工板材或做工藝雕刻石料,古色古香。
橄欖岩,石材品種有四川米倉山的米倉黑。米倉黑(1號)含有如下的實際礦物成分:橄欖石30%~95%,
輝石0%~55%,基性
斜長石0%~30%。
輝(石)岩,石材品種如安徽岳西黑豹,雲南華坪黑,河北易縣的G1136等。G1136岩石名稱為
紫蘇輝石岩。河北易縣的G1137,岩石名稱為橄欖二輝角閃岩,礦物成分主要為角閃石,次為輝石,橄欖石。輝石岩石中國黑
花崗岩石重要的岩石類型之一。
所謂的
鈦鐵霞輝岩,是霓霞石—霞石岩類的一個種屬。石材品種如四川的飛花墨子玉,在黑綠色基底中,半自形的淡紫色鈦
輝石宛若紛飛的紫色花絮,裝飾效果極佳。岩石學中,超基性岩一般分四類:橄欖岩~苦橄岩類,金伯利岩,
碳酸岩和霓霞石—霞石岩類。其中,苦橄岩為橄欖岩類相應噴出的岩石。
礦心的選擇性磨損,會使其內在物質成分發生變化,造成礦物人為貧化和富集,歪曲原品位和品級。
顏色
深色一般成晤穩包或黑色。
化學性質
SiO2含量低,一般很少超過45%。是矽酸不飽和的岩石,A12O3低,Na20和K2O含量極少,Mg和FeO則很高。
實驗研究分析
製作測量
為了標準化可以和其它岩石具有可比性,在橄欖岩樣本上刨出一個平整的表面,使之能放置在二向光度計中央的樣品台上,調整好水平位置和高度,然後打開光源,將光源前的
偏振片旋轉到所需的角度,對每個樣本都按A(690~760nm)和B(760~1100nm)兩個波段分別測量其無偏振片,0偏振,90偏振的2п空間的反射光譜值,同時改變入射光源的高度角,測定不同高度角時的反射光譜值。這樣以
入射角、
波段、
偏振光等4個因子為變數因子,研究它們對橄欖岩在2п空間內的反射光譜的影響規律。
波譜分析
(一) 橄欖岩的反射光譜在2п空間的一般特徵
橄欖岩在B(760~1100nm)波段,不加
偏振片,光線在方位角為0°、入射
高度角為50°(以
天頂角為0°計算,令光線入射的方位角恆0°)入射,得到橄欖岩在2п空間的光譜曲線圖,其中橫坐標表示水平方位角,從0°~360°變化,探測角高度角從0°~60°變化(以天頂角為0°計算),縱坐標為反射光譜的反射能量強度值(為了簡化圖形,捨去了0°,20°的曲線)。圖2是該
反射波譜曲線對應的立體圖(以原點作為極點,以反射能量強度作為極徑,建立極
坐標系,這樣在2п空間上的每一個方向都對應著一個反射能量強度值)。
橄欖岩的反射光譜在2п空間存在著明顯差異,表現出強烈的非
朗伯體特性。共值與探測角有很大的關係,對於探測角為0°,10°,20°,其光譜特徵基本不隨方位角的變化而變化,基本上都是一條直線(捨去0°,20°曲線也是這個原因,從理論上講,0°波譜曲線是一條毫無波動的直線)。圖3是圖1中探測角10°波譜曲線與方位角的平面關係圉,圖中的點為觀測值,實線是用其
均值0.551mA作的圓,可以看出
擬合效果非常好。
但當探測角為30°~60°變化時,光譜曲線在160°~200°之間起峰,起伏程度隨探測角的不同而變化,30°、40°曲線出現弱小的峰值,50°、60°的光譜曲線出現強烈的峰值。圖4是圖1中探測角60°波譜曲線與方位角的平面關係圖,不難發現Y軸右半部分為一個半圓,而左半部分被位伸。這表明當探測角較大時,地物的
鏡面反射作用增強,破壞了地物原有的
朗伯體特性。
從光譜數據上分析,探測角為0°、10°、20°獲得的能量沒有顯著差異,其中20°獲得的能量強度最大,其均值為0.621mA;0°次之,為0.612mA;10°為0.551mA。因此在圖2中,它們的能量曲面在探測角為10°時,出現了褶皺。而對於探測角為50°、60°時,在未起峰的區域中,其獲得的能量顯著減少,只相當於前者的一半多,因此俯視圖2,其50°的能量曲面被探測角為40°的能量曲面完全遮蓋,而只有60°的能量曲面在出現波峰的區域中,其能量曲面從遮蓋中尖銳地伸出。橄欖岩
當光源入射角為10°時,各探測角曲線都比較平直,不存在明顯的起峰現象,具有
朗伯體的一定特性,且探測角為30°和40°的波譜曲線幾乎重合。當光線入射角為20°時,其光譜圖形與圖5表現的也一樣。但當光線入射角為30°、40°、50°、60°時,光譜表現出強烈的非朗伯體特性,如圖6、圖7和圖1所示。而且,當探測角與入射角相等時,其起峰(極化)現象最明顯。且入射角的變化,對探測角為60°波譜曲線影響最為強烈。
上述結果表明:光源以小角度入射(0°~20°)入射時,對波譜曲線的空間特徵影響不大,在相同探測
高度角上,表現出一定的
朗伯體特性;當光源以大角度(30°~60°)入射時,對波譜曲線影響較大,表現出對方位角的極化現象。
(三)橄欖岩的反射光譜與波段的關係
在相同條件下,A波段且光線入射角為60°的波譜曲線圖。此時波譜曲線同樣發生了起峰(極化)現象。對於其它大角度入射,也是如此。這個現象表明,橄欖岩在2п空間的反射光譜在光線大角度入射時隨
空間角度變化出現的起峰(極化)現象是橄欖岩(
地物)固有的空間光譜規律,與光線的波長沒有顯著關係。雖然波形曲線類似,但反射能量強度在數值上有所不同。這表明在相同探測角下,橄欖岩對不同波長的
光的反射能力不一樣,顯示出橄欖岩在2п空間上的反射光譜能量強度受光線波長的影響。
太陽光是
橫波,因此光具有偏振性。自然界存在各種各樣的反射起偏器,如湖、水面、冰雪、沙漠、雲等,經反射後的光具有一定的偏振性。它的特性主要表現:垂直於
反射光的那個平面上,光在各個方向上能量分布不均勻,發生極化現象,且大多呈橢圓分布;僅當以
布儒斯特角入射時,反射光是線性
偏振光。光線經橄欖岩發生反射後,是否具有偏振性?其次,如果能產生偏振光,那么在不同的
空間位置,橄欖岩的反射光譜中的偏振態有何規律?作者測定了不加
偏振片,和加上偏振片,且在相互垂直的兩個角度(0°和90°)測定橄欖岩的
反射光譜特性。
比較這3種狀態的反射光譜,可以看出它們的波形特徵沒有顯著的差異,而在光譜反射能量強度上有差異。舉空間同一點為例(平面方位角170°,豎直探測角60°),在不加偏振片時,其值為1.908mA,而在90°偏振下,其值為1.653mA,在0°偏振下,只有1.027mA,同樣其它空間點測得的三態值都不一樣。這充分證實了經過橄欖岩反射後的光具有偏振性,但在垂直於
反射光(波動方向)的那個平面,光的電矢量分布形態(橢圓形)還不能確定,因為此時的0°和90°的偏振並不真正對應到這個橢圓的
長軸和短軸。