橄榄石和辉石：揭秘超基性岩的秘密

橄榄石和辉石：揭秘超基性岩的秘密

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在地球深部，有一种特殊的岩石类型——超基性岩，它以其独特的矿物组合和地质意义而备受关注。这种岩石主要由两种重要矿物组成：橄榄石和辉石。这两种矿物不仅在外观上有所区别，更在地球科学中扮演着重要角色。

橄榄石是一种镁铁硅酸盐矿物，其化学式为(Mg,Fe)2SiO4，属于斜方晶系。橄榄石的密度为3.28-3.51g/cm³，硬度为6.5-7，具有玻璃光泽。其颜色随铁含量的变化而变化，从橄榄绿到绿褐色不等。橄榄石是地幔中最主要的造岩矿物，在太阳系的月球、火星以及小行星岩石样品中也广泛存在，被誉为“固态天体的硅骨架”。

辉石则是一类复杂的硅酸盐矿物，主要存在于基性至超基性火成岩中。辉石的晶体结构为单斜晶系或正交晶系，具有良好的解理，两组解理夹角约为87°或93°。颜色范围广，从无色到深色，取决于铁和其他微量元素的含量。辉石的硬度为5.5-6.5，比重因种类而异，通常在3.0-3.5之间。

超基性岩主要由橄榄石和辉石组成，其中橄榄石通常占主导地位。例如，方辉橄榄岩是一种常见的超基性火成岩，主要由橄榄石和低钙顽火辉石组成，有时还含有少量富铬尖晶石。这种岩石常在蛇绿岩套中出现，蛇绿岩套是大洋地壳和下伏海洋地幔的碎片，在与大陆地壳碰撞过程中被逆冲和暴露到地表。

橄榄石和辉石在超基性岩中的共生关系反映了岩石的形成环境。橄榄石通常以颗粒状或短柱状出现，而辉石则以细长的柱状晶体存在。这两种矿物的共生特征对于研究地幔的物质组成和演化历史具有重要意义。

超基性岩的形成与地球深部的岩浆活动密切相关。这些岩石主要形成于地幔或地壳深处的高温高压环境，通过岩浆侵入活动或喷出活动形成。基性玄武岩浆温度最高可达1000-1300℃，在缓慢冷却过程中形成侵入岩，或喷出地表形成喷出岩。

橄榄石和辉石在超基性岩中的分布和含量可以反映地幔的熔融程度和地球动力学过程。例如，方辉橄榄岩通常从更富含辉石的二辉橄榄岩中经部分熔融形成。如果方辉橄榄岩继续进行部分熔融，可能会从中提取所有辉石形成岩浆，留下贫辉石橄榄岩形成纯橄榄岩（dunite）。

此外，橄榄石和辉石的同位素记录对于重建地壳条件和地质事件历史具有重要价值。通过分析这些矿物的氧同位素，科学家可以了解地球早期地壳形成和地幔熔融的过程，揭示板块构造运动和地壳深部循环的奥秘。

橄榄石和辉石作为超基性岩的主要矿物成分，不仅在地质学研究中具有重要意义，还与矿产资源的形成密切相关。例如，超基性岩是铬铁矿、镍、钴、铂族金属和金刚石等重要矿产的主要来源。通过深入研究这两种矿物的特征和分布规律，可以为矿产资源的勘探和开发提供科学依据，进一步揭示地球深部的物质组成和演化历史。