洋底岩石

[拼音]：yangdi yanshi

[外文]：ocean floor rocks

出露于洋底或为洋底松散沉积物所覆盖的岩石。大洋地壳从结构上可分为3层，层1为沉积层，层 2以玄武岩为主，层 3包括辉长岩和超基性岩等。洋底的岩石大多属于层 2的范畴，是深部岩浆溢出，在洋底冷凝而成的岩石。

洋底火山活动是洋壳演化过程中最重要的事件。大洋中脊轴部玄武岩浆的上涌和溢出引起洋壳增生，成为新的洋壳。洋底火山活动带来的有用元素，是深海锰结核、块状硫化物热液矿床和多金属泥的物质来源。因此，洋底岩石的类型、分布和成因，一直是地质学家所关注的重大课题。

1872～1876年，英国“挑战者”号环球航海考察中，J.默里和A.F.勒纳尔就采集并研究过海底玄武岩样。但真正有计划地取样研究洋底岩石，则是从深海钻探计划(DSDP)，特别是这一计划进入国际大洋钻探阶段(IPOD)才开始的。通过海底钻探、拖网取样及深潜器取样，已在洋底岩石的类型和分布方面，积累了一批有用的资料，但目前的海底钻探深度一般不超过 600米，因此，人们对洋底岩石的认识还是很肤浅的。

洋底岩石与陆上岩石有很大区别。首先，在类型上，洋底岩石以高铁镁、低硅碱的基性火山岩为主，不及陆上岩石多样化。陆地上分布很广的花岗质侵入岩和中、酸性火山岩，在洋底很少见。其次，洋底岩石的年龄小，迄今尚未发现有超过 1.7亿年者。对海底磁异常条带的测年工作证明，洋底仍在扩张，洋壳还在增生。而老的洋壳则向两侧漂移，到板块的汇聚边缘俯冲消亡。因此，洋底岩石不同于陆上岩石，它始终处于不断更新的运动之中。

类型和分布

已发现的洋底岩石主要有下列几种：

玄武岩

是洋底最主要的岩石，可分两大类。

（1）大洋中脊玄武岩（MORB）。主要是拉斑玄武岩。形成于大洋中脊轴部，故名。随着洋壳不断增生和扩张，大洋中脊玄武岩广布于诸大洋底，是组成第 2层洋壳的主要岩石。大洋中脊玄武岩往往具有枕状或角砾状构造。主要由拉长石、辉石和氧化铁矿物的斑晶与玻璃质或细粒基质组成。其化学成分具有低碱，特别是低钾的特点（见表）。K、Rb、Cs、Sr、Ba、Pb、U、Th等大离子亲石元素贫化，重稀土元素分馏现象不显著，轻稀土元素相对较贫。根据大西洋和太平洋的岩石资料，其成分在空间上也有变化，但无明显的规律可循。有人认为这种变化是地幔橄榄岩部分差异熔融、岩浆分异作用及混合作用的结果，岩浆还是来自一个比较均匀的地幔源。但是在北大西洋的某些钻孔中，也发现了一些化学成分显著不同的大洋中脊玄武岩，因此许多人趋向于认为，地幔并不是很均一的。大洋中脊玄武岩的化学成分可能与海底扩张速率有关，随着扩张速率的增加，玄武岩玻璃中FeO/MgO比值和TiO2的含量有升高的趋势。 说明岩浆的分异作用更趋完全。

（2）板内玄武岩(WPB)。分布在大洋板块内部，见于无震海岭、海山及大洋岛，为碱性玄武岩或拉斑玄武岩，二者也可同时出现。印度洋东经九十度海岭和夏威夷一皇帝海岭的玄武岩可为代表。碱性玄武岩化学成分的特点是，SiO2不饱和，碱的含量很高（见表

），富含大离子亲石元素和轻稀土元素。常含数量不等的斜长石、单斜辉石和橄榄石斑晶。基质为微晶结构或玻璃质结构。板内的拉斑玄武岩也称大洋岛拉斑玄武岩。

J.T.威尔逊和W.J.摩根曾用热点说解释板内火山活动的机制和海底山链的线性分布（见无震海岭）。有人认为板内火山活动形成的玄武岩不同于大洋中脊玄武岩，可能来自地幔更深的部位，但也有可能反映了地幔组成的不均一性。

超基性岩

按矿物成分可分纯橄榄岩、方辉橄榄岩、二辉橄榄岩等。在拖网采得的岩样中，超基性岩一般数量较少，常与辉长岩、玄武岩及少量斜长岩共生。主要产于裂谷边壁、裂谷山脊和断裂带崖壁处，也散见于大洋岛和海山上。大多有不同程度的蛇纹石化，结构变化很大，一般为块状构造。橄榄石等矿物多因强烈蛇纹石化而仅存假象。常因动力变质作用而出现晶体破碎、扭曲或双晶化现象。

在一些产于海山和大洋岛的碱性玄武岩中，常发现二辉橄榄岩岩石包体，应属火山活动时从上地幔中挟带上来的固态物质。大西洋中脊取得的蛇纹石化橄榄岩，其化学成分与橄榄岩包体极为相似。但洋底超基性岩的产状颇为复杂。因此其成因可能是多样的，既可以是深部物质沿断裂构造侵位或蛇纹岩底辟侵位的产物，也可以是玄武岩浆结晶分异的结果。

辉长岩

在大西洋中脊和印度洋中脊均有发现，其基本矿物组合为基性斜长石和单斜辉石，有时含紫苏辉石和橄榄石。副矿物有榍石、 角闪石、 磷灰石及钛磁铁矿等。主要矿物的结晶程度相近。化学成分的特点是FeO/MgO比值变化大，说明岩浆有明显的分异趋势。洋底辉长岩为深部岩浆侵入作用的产物，是与大洋中脊玄武岩相对应的深成岩。辉长岩主要采自洋底断裂带的崖壁处。在赤道大西洋的罗曼什断裂带中，发现有含霓石的碱性辉长岩。在大西洋中脊还发现闪长岩与辉长岩、蛇纹岩组成的断层角砾岩相伴生。

热液蚀变在大洋中脊的辉长岩中极为常见。主要的蚀变作用有角闪石化、蛇纹石化和葡萄石化等。

大洋安山岩

指钠质斜长石和单斜辉石组成的一种中性火山岩，也称冰岛岩，缺少紫苏辉石和角闪石。见于某些无震海岭，但数量甚少。它与岛弧或陆缘的安山岩相比，含钾量（1％左右）较低，Na2O/K2O比值及含铁量甚高。这些特征表明，大洋安山岩与拉斑玄武岩有成因上的联系。

花岗质岩石

为SiO2过饱和的岩石，SiO2含量一般高于60％。在洋底花岗质岩石不多见，在大西洋和太平洋的海底岩样中偶有发现。主要矿物为石英(20～45％)、钾长石(5～10％)和斜长石，亦可见少量角闪石、黑云母和辉石。

在大西洋中脊曾发现闪长岩与蛇纹岩、辉长岩组成的断层角砾岩相伴生。

碱性岩石

除前述板内的碱性玄武岩外，尚有橄榄粗安岩、粗面玄武岩、粗面岩和响岩等，主要见于无震海岭、海山和大洋岛。这些富含碱质的岩石可出现钛辉石、霞石和其他似长石，可能是碱性玄武岩浆分异的产物。

变质岩

沿大洋中脊轴部，还发现有变质岩类，如变玄武岩、变辉长岩、绿片岩、细碧岩、角闪岩和蛇纹岩等，主要为基性岩、超基性岩变质而成。常见的蚀变类型有沸石化、钠长石化、绿泥石化及蛇纹石化等。这种蚀变作用往往只改变岩石的成分，而不改变岩石的原生结构。海底热液矿床的形成便与这类热液活动有关。

成因

一般认为在深约数十至一百公里的洋底岩石圈以下为高温的软流圈，它具有缓慢的流动性，其成分大致相当于二辉橄榄岩。在大洋中脊下方形成地幔对流的上升流，软流圈地幔物质在上涌的过程中，由于负荷压力的减小，部分熔融产生拉斑玄武岩浆，溢出海底就形成广布的玄武岩被。板块内部玄武岩浆的形成，可能与热点或地幔柱有关。拉斑玄武岩浆和碱性玄武岩浆，可出现程度不同的分异作用，生成一些中、酸性和碱性岩石。加之在深部物质上涌过程中，带上一些超基性物质，或者在某些部位，由于构造作用和侵入作用而导致超基性岩或基性岩的侵位，就造成了洋底岩石在类型和分布上的复杂图景。

参考书目

R.Hekinian，Petrology of the Ocean Floor， Else-vier Scientific Publ.，Amsterdam，1982.