[科普中国]-地幔岩

地幔岩，一种对原始地幔物质假想的岩石名称。代表地幔物质的一种模式。表示原始地幔的物质成分是相当于一份玄武岩和三份纯橄榄岩的混合物。矿物成分大致是45%～75%橄榄石、25%～50%辉石和约5%石榴子石，比较接近二辉橄榄岩。地幔岩可沿深大断裂带进入地壳，如洋中脊的二辉橄榄岩和裂谷带的金伯利岩。高温高压实验研究证明：地幔岩层不同的深度分熔出来的玄武岩浆成分不同：①拉斑玄武岩浆是在深度15km分熔产生的;②高铝玄武岩浆产生的深度在15～35km之间;③碱性玄武岩浆产生的深度在35～70km之间。

介绍地幔岩是原始上地幔物质在地幔中结晶的岩石的统称。在地表，起源于上地幔的碱性玄武岩、金伯利岩和某些煌斑岩中的上地幔岩包体，阿尔卑斯型超镁铁岩及蛇绿岩套下部层位的变质瞰揽岩，都是上地幔岩的样品。地幔岩的类型主要是二辉橄榄岩，其次是纯橄榄岩和榴辉岩。

组成地幔岩的矿物主要是橄榄石、斜方辉石和单斜辉石，其次是尖晶石和石榴石。橄榄石一般为Fo 90一92的镁橄榄石，斜方辉石是富镁的顽火辉石，单斜辉石是高铝透辉石，石榴石绝大多数是镁铝榴石，这些都是高温、高压相的矿物。

上地幔岩石处于高温、高压环境下，由于不同的地质历史时期发生过部分熔融、高压结晶、分异、交代、混合等地质事件，且上地幔还广泛存在地幔对流，伴随着各种塑性流变及变质变形作用，这就造成上地幔岩石既有岩浆岩的火成结构，又有变质变形结构。据路凤香等(1989)对我国东部20多千地区1000余块地幔岩标本的统计，岩浆岩结构占20%，变质变形结构占75%，二者的过渡类型占；%，这一比例也与世界各地的统计结果相类似。

对地幔岩的研究，可以获取上地幔的物质组成、结构、热状态、塑性流变、交代作用等许多深部过程的重要信息。研究地幔岩，既要研究其成分(化学成分和矿物成分)，也要研究其结构。通过对地幔岩结构的研究，可以在其演化历史，遭受的熔融、交代、底辟上升等地质事件，以及变形特征和变形条件等方面，取得许多宝贵的信息。

成分D.H.格林和A.E.林伍德认为上地幔物质经部分熔融能产生少量玄武岩浆和大量剩下造山带阿尔卑斯型橄榄岩，设想橄榄岩和玄武岩按3：1～4：1的比例混合，即可得到原来地幔的化学组成，并计算其矿物组成为辉石、橄榄石和镁铝榴石。地幔岩的代表性模型是由3份阿尔卑斯型橄榄岩（橄榄石79%、斜方辉石20%和尖晶石1%）和1份夏威夷拉斑玄武岩组成的。得出的模型成分：SiO2为45.16%，TiO2为0.71%，AI2O3为3.54%，Fe2O3为0.46%，FeO为8.04%，MnO为 0.14%，MgO为 37.47%，CaO为3.08%，Na2O为0.51%，K2O为0.13%，P2O5为0.06%，Cr2O3为0.43%，NiO2为 0.20%，Fe/Mg+ Fe为0.10。地幔岩的成分随计算所用的橄榄岩和玄武岩的化学组成的不同及其混合的比值大小有所不同。还有，地球上现在见到的玄武岩能否代表原生岩浆仍有疑问，例如夏威夷拉斑玄武岩富含TiO2，据此计算的模型成分将有误差。1

地幔岩结构地幔岩常见的典型结构有以下几种。

1．原生粒状结构

这是一种变质变形结构，是地幔岩中形成时间相对最早的一种结构。这种结构特征通常为粗粒，多数橄榄石和顽火辉石粒径大于4mm，颗粒之间呈曲线或折线接触。局部重结晶可使大颗粒橄榄石成为多边形，小颗粒橄榄石常具有相近的方位，矿物颗粒间变成直线相接，呈镶嵌状。照片I—30示河北张家口汉诺坝碱性玄武岩中尖晶石二辉澉榄岩包体的原生粒状结构，主要由橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和少量尖晶石组成。粗粒橄榄石多发育肯克带结构。肯克带亦称扭折带，其特征是一个橄榄石晶体在正交偏光镜间出现阶梯状消光，阶梯界线平直分明，几个阶梯消光位的差异可达20°左右。

2．残碎斑结构

这也是一种变质变形结构，常见于二辉橄榄岩(包体)和阿尔卑斯型橄榄岩中。岩石由强烈变形的大颗粒它形残碎斑晶和重结晶颗粒化的小颗粒基质组成。残碎斑晶通常是橄榄石和顽火辉石，粒径5—10mm，橄榄石残斑常发育肯克带。基质中小颗粒新生变晶多于50%，这些新生变晶的结晶方位与紧邻的残碎斑晶的结晶方位往往相差甚小，显示出基质矿物是由斑晶碎裂而来，虽然经过重结晶作用，但仍大体上保持着原有矿物的方位。透辉石和尖晶石则呈它形小颗粒分散于岩石中，尖晶石还可呈冬青叶状平行于岩石的叶理方向分布。

这种残碎斑结构是原生粒状结构在塑性流动条件下进一步演变而成的。残碎斑晶的拉长、弯曲和基质的明显颗粒化，表明岩石经历过强烈的变形和重结晶作用。

3．等粒结构

这种结构颗粒较细，约为Imm左右，且粒度大小相近。矿物颗粒间的边界为直线接触，常在三联点会聚成120°交角。透辉石与尖晶石常呈分散状，尖晶石小颗粒(0.05一0.2mm)可被包裹于橄榄石或辉石中，或位于三联点处。

等粒结构是强烈重结晶作用的产物，可能是由于强烈的塑性流动，由残碎斑结构完全重结晶作用而形成的。矿物颗粒间大致成120°交角的三联点是等粒结构的普遍特征，甚至在碱性玄武岩、金伯利岩等幔源岩石中见到的已解体的地幔岩小碎块也常具这种三联点结构。

4．深源嵌晶结构

这种结构见于古林汪清的一块标本中。该标本是碱性傲榄玄武岩中的尖品石二辉橄榄岩包体，众多的浑圆形的橄榄石被包嵌在巨大的斜方辉石晶体中，构成了类似火成堆积岩的嵌晶结构(包橄结构)。它和玄武岩接触处，还可见列橄榄石颗粒落入玄武岩中的现象。这种现象说明玄武岩中存在着地幔岩解体矿物。2

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学