出露于洋底或為洋底鬆散沉積物所覆蓋的岩石。大洋地殼從結構上可分為3層，層1為沉積層，層2以玄武岩為主，層3包括輝長岩和超基性岩等。洋底的岩石大多屬於層2的範疇，是深部岩漿溢出，在洋底冷凝而成的岩石。
基本介紹
- 中文名：洋底岩石
- 外文名：ocean floor rocks
- 特徵：被海洋沉積覆蓋
- 分類：玄武岩等
- 類型：高鐵鎂、低矽鹼的基性火山岩為主
- 學科：海洋地質學
介紹,類型和分布,玄武岩,超基性岩,輝長岩,大洋安山岩,花崗質岩石,鹼性岩石,變質岩,成因,
介紹
洋底火山活動是洋殼演化過程中最重要的事件。大洋中脊軸部玄武岩漿的上涌和溢出引起洋殼增生，成為新的洋殼。洋底火山活動帶來的有用元素，是深海錳結核、塊狀硫化物熱液礦床和多金屬泥的物質來源。因此，洋底岩石的類型、分布和成因，一直是地質學家所關注的重大課題。
1872～1876年，英國"挑戰者"號環球航海考察中，J.默里和A.F.勒納爾就採集並研究過海底玄武岩樣。但真正有計畫地取樣研究洋底岩石，則是從深海鑽探計畫（DSDP），特別是這一計畫進入國際大洋鑽探階段（IPOD）才開始的。通過海底鑽探、拖網取樣及深潛器取樣，已在洋底岩石的類型和分布方面，積累了一批有用的資料，但海底鑽探深度一般不超過 600米，因此，人們對洋底岩石的認識還是很膚淺的。
洋底岩石與陸上岩石有很大區別。首先，在類型上，洋底岩石以高鐵鎂、低矽鹼的基性火山岩為主，不及陸上岩石多樣化。陸地上分布很廣的花崗質侵入岩和中、酸性火山岩，在洋底很少見。其次，洋底岩石的年齡小，迄今尚未發現有超過 1.7億年者。對海底磁異常條帶的測年工作證明，洋底仍在擴張，洋殼還在增生。而老的洋殼則向兩側漂移，到板塊的匯聚邊緣俯衝消亡。因此，洋底岩石不同於陸上岩石，它始終處於不斷更新的運動之中。
類型和分布
已發現的洋底岩石主要有下列幾種：
玄武岩
是洋底最主要的岩石，可分兩大類。
① 大洋中脊玄武岩（MORB）。主要是拉斑玄武岩。形成於大洋中脊軸部，故名。隨著洋殼不斷增生和擴張，大洋中脊玄武岩廣布於諸大洋底，是組成第 2層洋殼的主要岩石。大洋中脊玄武岩往往具有枕狀或角礫狀構造。主要由拉長石、輝石和氧化鐵礦物的斑晶與玻璃質或細粒基質組成。其化學成分具有低鹼，特別是低鉀的特點。K、Rb、Cs、Sr、Ba、Pb、U、Th等大離子親石元素貧化，重稀土元素分餾現象不顯著，輕稀土元素相對較貧。根據大西洋和太平洋的岩石資料，其成分在空間上也有變化，但無明顯的規律可循。有人認為這種變化是地幔橄欖岩部分差異熔融、岩漿分異作用及混合作用的結果，岩漿還是來自一個比較均勻的地幔源。但是在北大西洋的某些鑽孔中，也發現了一些化學成分顯著不同的大洋中脊玄武岩，因此許多人趨向於認為，地幔並不是很均一的。大洋中脊玄武岩的化學成分可能與海底擴張速率有關，隨著擴張速率的增加，玄武岩玻璃中FeO/MgO比值和TiO2的含量有升高的趨勢說明岩漿的分異作用更趨完全。
② 板內玄武岩（WPB）。分布在大洋板塊內部，見於無震海嶺、海山及大洋島，為鹼性玄武岩或拉斑玄武岩，二者也可同時出現。印度洋東經九十度海嶺和夏威夷一皇帝海嶺的玄武岩可為代表。鹼性玄武岩化學成分的特點是，SiO2不飽和，鹼的含量很高，富含大離子親石元素和輕稀土元素。常含數量不等的斜長石、單斜輝石和橄欖石斑晶。基質為微晶結構或玻璃質結構。板內的拉斑玄武岩也稱大洋島拉斑玄武岩。
J.T.威爾遜和W.J.摩根曾用熱點說解釋板內火山活動的機制和海底山鏈的線性分布。有人認為板內火山活動形成的玄武岩不同於大洋中脊玄武岩，可能來自地幔更深的部位，但也有可能反映了地幔組成的不均一性。
超基性岩
按礦物成分可分純橄欖岩、方輝橄欖岩、二輝橄欖岩等。在拖網採得的岩樣中，超基性岩一般數量較少，常與輝長岩、玄武岩及少量斜長岩共生。主要產於裂谷邊壁、裂谷山脊和斷裂帶崖壁處，也散見於大洋島和海山上。大多有不同程度的蛇紋石化，結構變化很大，一般為塊狀構造。橄欖石等礦物多因強烈蛇紋石化而僅存假象。常因動力變質作用而出現晶體破碎、扭曲或雙晶化現象。
在一些產于海山和大洋島的鹼性玄武岩中，常發現二輝橄欖岩岩石包體，應屬火山活動時從上地幔中挾帶上來的固態物質。大西洋中脊取得的蛇紋石化橄欖岩，其化學成分與橄欖岩包體極為相似。但洋底超基性岩的產狀頗為複雜。因此其成因可能是多樣的，既可以是深部物質沿斷裂構造侵位或蛇紋岩底辟侵位的產物，也可以是玄武岩漿結晶分異的結果。
輝長岩
在大西洋中脊和印度洋中脊均有發現，其基本礦物組合為基性斜長石和單斜輝石，有時含紫蘇輝石和橄欖石。副礦物有榍石、 角閃石、 磷灰石及鈦磁鐵礦等。主要礦物的結晶程度相近。化學成分的特點是FeO/MgO比值變化大，說明岩漿有明顯的分異趨勢。洋底輝長岩為深部岩漿侵入作用的產物，是與大洋中脊玄武岩相對應的深成岩。輝長岩主要采自洋底斷裂帶的崖壁處。在赤道大西洋的羅曼什斷裂帶中，發現有含霓石的鹼性輝長岩。在大西洋中脊還發現閃長岩與輝長岩、蛇紋岩組成的斷層角礫岩相伴生。熱液蝕變在大洋中脊的輝長岩中極為常見。主要的蝕變作用有角閃石化、蛇紋石化和葡萄石化等。
大洋安山岩
指鈉質斜長石和單斜輝石組成的一種中性火山岩，也稱冰島岩，缺少紫蘇輝石和角閃石。見於某些無震海嶺，但數量甚少。它與島弧或陸緣的安山岩相比，含鉀量（1%左右）較低，Na2O/K2O比值及含鐵量甚高。這些特徵表明，大洋安山岩與拉斑玄武岩有成因上的聯繫。
花崗質岩石
為SiO2過飽和的岩石，SiO2含量一般高於60%。在洋底花崗質岩石不多見，在大西洋和太平洋的海底岩樣中偶有發現。主要礦物為石英（20～45%）、鉀長石（5～10%）和斜長石，亦可見少量角閃石、黑雲母和輝石。
在大西洋中脊曾發現閃長岩與蛇紋岩、輝長岩組成的斷層角礫岩相伴生。
鹼性岩石
除前述板內的鹼性玄武岩外，尚有橄欖粗安岩、粗面玄武岩、粗面岩和響岩等，主要見於無震海嶺、海山和大洋島。這些富含鹼質的岩石可出現鈦輝石、霞石和其他似長石，可能是鹼性玄武岩漿分異的產物。
變質岩
沿大洋中脊軸部，還發現有變質岩類，如變玄武岩、變輝長岩、綠片岩、細碧岩、角閃岩和蛇紋岩等，主要為基性岩、超基性岩變質而成。常見的蝕變類型有沸石化、鈉長石化、綠泥石化及蛇紋石化等。這種蝕變作用往往只改變岩石的成分，而不改變岩石的原生結構。海底熱液礦床的形成便與這類熱液活動有關。
成因
一般認為在深約數十至一百公里的洋底岩石圈以下為高溫的軟流圈，它具有緩慢的流動性，其成分大致相當於二輝橄欖岩。在大洋中脊下方形成地幔對流的上升流，軟流圈地幔物質在上涌的過程中，由於負荷壓力的減小，部分熔融產生拉斑玄武岩漿，溢出海底就形成廣布的玄武岩被。板塊內部玄武岩漿的形成，可能與熱點或地幔柱有關。拉斑玄武岩漿和鹼性玄武岩漿，可出現程度不同的分異作用，生成一些中、酸性和鹼性岩石。加之在深部物質上涌過程中，帶上一些超基性物質，或者在某些部位，由於構造作用和侵入作用而導致超基性岩或基性岩的侵位，就造成了洋底岩石在類型和分布上的複雜圖景。
