尖晶石原石有什么特征？

尖晶石原石有什么特征？

尖晶石原石的主要成分是镁铝氧化物，因为含有镁、铁、锌、锰等等元素，它们可分为很多种。它呈坚硬的玻璃状八面体或颗粒和块体。它们出现在火成岩、花岗伟晶岩和变质石灰岩中。尖晶石原石内部大都有包裹体，常见的有三种：固态包体、液态包体、还有一些生长带和双晶体。

超基性(超镁铁质) 岩类

一、基本特征

1.化学成分与矿物成分

超基性岩在化学成分上，贫SiO2、K2O、Na2O，富MgO、FeO。在矿物成分上，以铁镁矿物为主(＞90%)，主要为富镁橄榄石、斜方辉石、单斜辉石，其次为褐色角闪石、黑云母、金云母，一般不含或很少含长石。副矿物常见有尖晶石、磷灰石、磁铁矿、铬铁矿、镁铝榴石等。

2.结构构造

超基性侵入岩的基本结构有自形－半自形粒状结构、包含结构、海绵陨铁结构、网状结构、反应边结构、堆晶结构。地幔岩的特征结构包括原生粒状结构、残碎斑结构、粒状镶嵌结构、交代结构。常见结构类型描述如下:

◎包含结构:常见辉石、角闪石、斜长石甚至原生碳酸盐矿物包裹浑圆状橄榄石构成包橄结构，亦见角闪石等大晶体包裹辉石等包含结构。

◎填隙结构和海绵陨铁结构:在橄榄石、辉石等早期结晶的矿物颗粒间，充填了稍后形成的金属矿物或其他矿物，形成类似沉积岩的基底胶结。当晚结晶的矿物较少时，形成填隙结构;当晚结晶的矿物较多时，形成海绵陨铁结构。

◎原生粒状结构:地幔岩中最常见的是原生粗粒粒状结构，主要矿物橄榄石、辉石颗粒间呈齿状或曲线接触。局部由于重结晶作用，橄榄石可见多边形轮廓，橄榄石中常发育肯克带(也称扭折带)(图3－1a)。

◎残碎斑结构:岩石由强变形的残碎斑晶和较小的碎基组成。残碎斑主要为橄榄石和斜方辉石，粒径较大，橄榄石常见肯克带。碎基常环绕于碎斑周围并与碎斑的成分基本相同，且二者的光性方位基本保持一致，表明碎基是由碎斑破碎重结晶而成。该结构表明岩石形成于高压塑性流动条件(图3－1b)。

◎粒状镶嵌结构:在强塑性流动情况下，残碎斑不复存在，完全重结晶，便构成了粒状镶嵌结构。其特点是主要矿物粒度细小并相近，矿物之间直线状接触，常见3个颗粒接触面以120o角平直接触。

◎地幔交代结构:主要表现为金云母、角闪石、斜方辉石或单斜辉石沿早结晶的橄榄石、辉石等颗粒之间充填交代或呈脉状穿插交代。

超基性侵入岩和地幔岩最常见的构造是块状构造，有时见流动构造、带状构造、叶理构造等。

图3－1 地幔橄榄岩的原生粒状结构(a)和残碎斑结构(b)(路凤香等，2002)

超基性火山岩的主要结构为斑状结构、玻基斑状结构、半自形细粒－隐晶质结构和玻璃质结构等。常见构造为块状、气孔、杏仁构造和枕状构造等。斑状结构中，斑晶主要为橄榄石、紫苏辉石或普通辉石，且常被熔蚀呈港湾状。基质为隐晶质或玻璃质，有时基质中分布微晶状橄榄石和辉石，偶见角闪石、黑云母和斜长石微晶。

3.产状与矿产

超基性岩常见的产出方式有:①呈层状产于镁铁质－超镁铁质层状杂岩体中，如南非的布什维尔德(Bushveld)侵入体，层状基性侵入体的底部层位主要由辉石岩、橄榄岩、纯橄榄岩组成;②分布于环状的超镁铁质－镁铁质杂岩体中心，如阿拉斯加环状杂岩体，此类杂岩体产于造山带，岩体呈同心圆柱状，沿一定构造线成群分布，各岩石类型围绕岩体中心呈环带状分布，典型模式是:从中心向外依次为纯橄榄岩→橄榄岩→橄榄辉石岩→磁铁辉石岩→角闪辉石岩和各种辉长岩，多数岩体没有这样完整的分带，往往缺失其中一个或几个带;③作为基性碱性杂岩体的一部分产出;④产于造山带的蛇绿岩套中，其岩石组合与现今大洋的岩石圈组成相同，由下到上依次为橄榄岩→辉长岩→辉绿岩→玄武岩和沉积岩，蛇绿岩是古老洋壳及其下伏地幔的代表，是判定古板块缝合线的标志，如我国西藏的雅鲁藏布江蛇绿岩带;⑤可在玄武质火山岩和金伯利岩中呈捕虏体(包体)形式产出，如我国东部新生代玄武岩中常见的橄榄岩捕虏体。

超镁铁质岩石多数遭受蚀变，常见的有蛇纹石化、滑石化、碳酸盐化、绢云母化和绿泥石化。当蚀变强时，可形成一些非金属矿床，如菱镁矿、石棉、滑石等。与超基性岩有关的金属矿产为铬、镍、钴、铂族元素等。我国河北遵化一带、新疆天山以及吉林磐石等地可见以铬、镍为主蚀变的超镁铁质岩。

二、主要岩石类型

1.侵入岩与地幔岩

在IUGS(国际地科联)分类中超镁铁质侵入岩是指暗色矿物含量M＞90%的侵入岩，根据橄榄石(Ol)、斜方辉石(Opx)、单斜辉石(Cpx)或橄榄石(Ol)、辉石(Px)、角闪石(Hb)的相对含量，并分别利用的Ol－Opx－Cpx(图2－35a)和Ol－Px－Hb(图2－35b)三角图解进行分类命名。在两个图中均可见到几条水平线(90、40、10)，它们分别代表橄榄石含量在三角图3个端元矿物总含量中所占含量为90%、40%、10%，以此在两个图中分别划分出不同的类型。主要岩石类型及特征如下:

◎纯橄榄岩:黄绿、橄榄绿色。几乎完全由富镁橄榄石组成，含量＞90%;少量(＜10%)辉石(斜方和单斜辉石)和斜长石(向橄长岩过渡时)。多为自形或半自形粒状结构，富铁者可见海绵陨铁结构，还可见地幔岩、堆晶岩的各种结构。一般为块状构造。多数纯橄榄岩遭受蛇纹石化、滑石化、碳酸盐化等。可见于超基性杂岩体的底部层位或地幔包体中。

◎橄榄岩:深绿或者浅黄绿色。由橄榄石、辉石(斜方、单斜)组成，橄榄石多为富镁橄榄石，其含量一般为40%～90%，有时含少量(＜10%)褐色角闪石、黑云母、斜长石等。具等粒结构、包含(包橄)结构、网状结构、填隙结构、海绵陨铁结构和反应边结构等。IUGS按辉石种类不同和是否含角闪石，又将橄榄岩分为以下4种类型(图2－35)。

①斜方辉石橄榄岩:也称为方辉橄榄岩，主要由橄榄石和斜方辉石(顽火辉石、紫苏辉石、古铜辉石)组成，且斜方辉石含量占辉石总量的95%以上(含95%)，次要矿物有透辉石、普通辉石、褐色角闪石等。

②单斜辉石橄榄岩:主要为橄榄石、单斜辉石(常为透辉石、斜顽辉石、普通辉石、异剥辉石等)，且单斜辉石含量占辉石总和的95%以上(含95%)，其次可见少量褐色角闪石、黑云母。在IUGS的Opx－Cpx－Ol三角图解中“异剥橄榄岩”作为“单斜辉石橄榄岩”种属的代表岩石。

③二辉橄榄岩:由橄榄石(40%～90%)、单斜辉石和斜方辉石组成，后两者每种辉石含量都需≥5%，且近相等。在碱性橄榄玄武岩中常见来自地幔的尖晶石二辉橄榄岩(如吉林的伊通、江苏的六合山)和来源更深的镁铝榴石二辉橄榄岩(如福建明溪、河北汉诺坝等地)。

④角闪橄榄岩:主要由橄榄石和褐色角闪石组成，其中角闪石含量占辉石和角闪石总量的95%以上。可见少量辉石、金云母、黑云母等。常见包橄结构。当岩石中辉石增加，角闪石含量占辉石和角闪石总量的5%～95%时，称辉石角闪橄榄岩(图2－35b)。

◎辉石岩:褐黑色或深褐色，辉石含量90%～100%，可含少量橄榄石、褐色角闪石、黑云母、斜长石以及铬铁矿、磁铁矿、钛铁矿等。当橄榄石含量为橄榄石+辉石+角闪石总量的10%～40%时称橄榄辉石岩，是介于橄榄岩和辉石岩之间的变种。多为自形－半自形短柱状或等轴粒状结构、似斑状结构、不等粒结构、海绵陨铁结构、堆晶结构。块状构造。根据辉石变种分为斜方辉石岩和单斜辉石岩。

◎角闪石岩:岩石为暗绿色、褐黑色。主要由褐色、褐绿色普通角闪石组成，含量＞90%，含少量辉石、橄榄石或斜长石。具中－粗粒半自形粒状结构，并常见铬铁矿、磁铁矿等沿角闪石解理分布构成席列结构。当角闪石含量占辉石和角闪石总量的1/2以上时，若橄榄石在三者中的含量＜5%，则称辉石角闪石岩;若橄榄石在三者中的含量为5%～40%之间时，则称橄榄辉石角闪石岩(图2－35b)。

2.火山岩

超基性火山岩的SiO2＜45%，以苦橄岩为其代表，故又称为苦橄岩类。苦橄岩类按其化学成分可进一步划分为:苦橄岩，MgO＞18%，Na2O+K2O＞1%(一般＜2%);麦美奇岩，MgO＞18%，Na2O+K2O＜1%，TiO2＞1%;科马提岩，MgO＞18%，Na2O+K2O＜1%，TiO2＜1%。

◎苦橄岩:成分相当于侵入岩的辉橄岩，呈黑绿－黑色，隐晶质结构、斑状结构、玻基斑状结构，斑晶常见熔蚀或熔蚀麻点结构，基质为微晶结构。主要矿物为贵橄榄石(50%～75%)和辉石(普通辉石、易变辉石、紫苏辉石)。有时见少量褐色普通角闪石和基性斜长石。当岩石具典型的斑状结构时，Barker(1979)称之为斑状苦橄岩或苦橄玢岩。当基质为玻璃质时，称玻基斑状苦橄岩。苦橄岩常与亚碱性玄武岩和辉绿岩共生。

◎玻基辉橄岩:灰黑－黑色富玻璃质岩石，玻基斑状结构，块状构造、杏仁状构造。斑晶为普通辉石和橄榄石，辉石斑晶呈自形，多具环带结构(中心常为透辉石质普通辉石，边部为红紫色钛辉石)。橄榄石斑晶较辉石少，多为自形的贵橄榄石。基质为褐－暗褐色玻璃质，其中零星散布着钛铁矿、磁铁矿、针状辉石和斜长石微晶。富钠的玻基辉橄岩也称为碱性苦橄岩，多与碱性玄武岩和碱性辉绿岩共生。

◎麦美奇岩:化学成分相当于纯橄榄岩的熔岩。玻基斑状结构，斑晶为橄榄石，偶见含钛的普通辉石;基质主要为黑色火山玻璃，其中含少量微晶状橄榄石、单斜辉石和磁铁矿等。气孔－杏仁状构造。典型的麦美奇岩产于远东堪察加半岛。而最早发现地为俄罗斯西伯利亚北部麦美奇河，故得此名。

◎科马提岩:是一种富镁(MgO＞18%)的超基性熔岩。玻基斑状结构。常见枕状构造，具冷凝的流动顶盖，通常显示发育良好的鬣刺结构―――岩石中的橄榄石和辉石常呈细长的中空骸晶，其边部呈锯齿状彼此交生，状似丛生的鬣刺草因而得名。这种特征结构虽经强烈的变质作用而仍能保存下来。主要矿物为富镁橄榄石(Fo85～94)和富铝单斜辉石(Al2O36%～8%)，其次为铬尖晶石、钛铁矿和磁铁矿等;基质多已脱玻化和绿泥石化。据其化学成分，将科马提岩进一步划分为橄榄岩质(SiO2＜44%，MgO＞20%～40%)和玄武岩质(SiO244%～56%，MgO9%～20%)科马提岩。此类岩石取名于南非特兰斯瓦巴伯顿马提河，后又在加拿大、澳大利亚和印度以及我国河北遵化、山东蒙阴、内蒙古吉峰等地先后发现，它们都发育于太古宙绿岩带变质岩系中。

◎苦橄玄武岩:是一种向基性岩过渡的超基性熔岩，依其化学成分特征，归属于超基性岩石。

三、超基性岩的成因

1.岩浆成因

具明显岩浆成因的超基性岩石常与基性－中性或碱性的岩石紧密共生，成为层状或环状杂岩体的组成部分，它们与共生的岩石在化学成分上表现出有规律的变化。一般来说，它们是镁铁质基性原生岩浆分异派生的产物，如岩浆成因的橄榄岩往往构成层状杂岩体的底部或环状杂岩体的核心。从侵入岩的资料来看，还不能证实自然界存在超镁铁质岩浆。但是，橄榄岩质的科马提岩和麦美奇岩的存在，证实有过直接由地幔部分熔融形成的原生超镁铁质岩浆。

2.非岩浆成因

这类超基性岩是直接来自上地幔的残片或碎块，具体可分为两种类型:一是因为构造侵位形成;二是由玄武岩浆和金伯利岩浆从上地幔直接携带上来。构造侵位的超基性岩石，以蚀变橄榄岩(蛇纹岩)为主，分布于汇聚板块的边界，沿板块缝合线形成岩带，是造山带的重要组成部分，也是识别古板块缝合线的重要标志。一般认为它们是大洋岩石圈向大陆消减时，洋壳下的上地幔随洋壳物质一起仰冲、拼贴到大陆边缘的构造岩片，因此常与洋壳物质共生，总称为蛇绿岩或蛇绿岩套。由玄武质浆和金伯利岩浆从上地幔直接携带上来的地幔岩碎块，岩性主要为二辉橄榄岩和方辉橄榄岩，在玄武岩中呈捕虏体产出。携带捕虏体的寄主岩浆需以较快的速度上升，才能克服捕虏体在岩浆中的重力沉降，将其带到地表。它们主要产于张性或裂谷环境中。