岩浆-岩浆的形成和运移
风雷说地质2019-11-10 15:13
岩浆的形成
1、岩浆形成的基本条件：
①源区的岩石，即岩浆发生之前已经存在于地幔或地壳的岩石作为熔融岩浆的母岩；
②足够的热能累积；
③时间积累
④其他因素：地幔或地壳内部由于黏性剪切力的作用也可以导致局部增温诱发岩浆熔融。
三种研究源岩特征的途径：
1）寻找岩浆中的捕掳体
2）通过火成岩的化学特征反演源区状态
3）将不同类型的岩石作为源岩进行高温高压试验研究
2、岩浆的分凝
岩浆分凝是指熔融的岩浆液滴从源区岩石的粒间分离集中的作用。
控制因素有：熔体分数 (即部分熔融程度），源区的渗透性，熔体的密度与残留固体的密度差产生的浮力，残留固相与熔体的流变性质（主要是粘度）及源区的范围等。
一般来说，残余固相在部分熔融的条件下，由于粘度降低具有一定的可塑性，可在静水压力下发生变形充填孔隙促使熔体分离。外界挤压产生的压滤作用促使熔体从固相中挤出， 拉伸作用会使固相中的分散的熔体流到低应力区与固相发生分离。
3、岩浆的上升和侵位
岩浆分凝后， 岩浆的密度低于源区的岩石，产生重力不稳定性及浮力，导致岩浆上升。当岩浆上升至上部岩石的密度与其相当时，岩浆体停止移动形成侵入岩。这一位置可称为平衡浮力高度。然而当岩浆形成于高压条件下，在减压时它也可以上升至高于这一位置，直至喷出地表。
岩浆分离后运移的方式可以呈底辟状上升或沿伴随岩浆发生时产生的断裂上升
上升的动力：密度差、张开裂隙产生的减压作用、热应力形成的扩张
岩浆上升侵位的机制：
1）底辟作用
岩浆加热顶部围岩使其粘度降低，本身则因浮力上升，迫使围岩向下流动，并占据其腾出的空间。底辟侵位的主要驱动力是岩浆的浮力和热动力。一般分为早期隆起阶段、中期底辟上升阶段和晚期侧向挤断阶段。
2）顶蚀作用
热的岩浆上升，引起顶部岩浆被挖蚀、炸裂，在顶部围岩炸裂块体下沉的同时，岩浆向裂隙中侵入，如此反复，岩浆体可实现向上迁移、侵位。
不整合侵入体：上升距离短
岩体边缘带可见不规则状、棱角状的围岩捕掳体
3）岩墙扩展作用
岩浆在压力的驱驶下注入围岩裂隙，并通过挤压围岩使其扩展成狭窄的岩浆通道（岩墙），沿该通道上升。岩墙的扩展作用被认为是岩浆迁移的主要机制。岩浆由岩墙扩展机制上升的情况主要发生在张性断裂带，常形成带状分布的侵入体或火山岩，如洋壳中的辉绿岩岩墙群和玄武岩，就是在洋中脊伸展构造环境下沿张性断裂上升、侵位的。
4）火口沉陷作用
火口沉陷作用是代表环形杂岩体特征的一种侵位机制。在近地表地区，如果已就位的岩浆房因岩浆喷发作用而变得空虚，上部的岩层就会断裂成块体发生沉陷，围岩中形成环状裂隙，岩浆将趁虚而入形成环状杂岩体。
岩浆的演化
●岩 浆 从 开 始 产 生 直 到 固 结 成 岩， 始 终 处 在 不 断 的 变 化 过 程 中。
● 岩 浆 演 化 的 基 本 过 程 是 通 过 分 异 作 用 和 同 化 作 用， 由 少 数 几 种 岩 浆 形 成 多 种 多 样 的 岩 浆 岩。
（一） 岩浆分异作用
分异作用是指原来成分均匀的岩浆，在没有外来物质加入的情况下，依靠本身的演化，最终产生不同组分的火成岩的全部作用。
1. 熔离作用
原 来 均 一 的 岩 浆，随 着 温 度 和 压 力 的 降 低 使 其 分 为 互 不 混 溶 的 两 种 岩 浆， 即 称 为 岩 浆 的 熔 离 作 用。
天 然 岩 浆 中 硫 化 物、 氧 化 物 与 硅 酸 盐 熔 体 可 以 发 生 熔 离 作 用。
与 超 基 性 岩 有 关 的 铜 镍 硫 化 物 矿 床、 钒 钛 磁 铁 矿 床 可 能 与 熔 离 作 用 有 关。
2、扩散作用
在岩浆体内部温度不同的时候，高熔点组分向低温区扩散，最后形成低温区高熔点组分集中的现象。
3、气体搬运作用
挥发分形成的包括气相和热水溶液相的流体携带部分易溶物质和密度小的组分向上迁移，在岩浆体顶部富集，完成气体搬运过程，并最终在此沉淀出携带的组分而导致岩浆的成分分异。
4. 分离结晶作用
矿 物 的 结 晶 温 度有 高 有 低， 因 此， 矿 物 从 岩 浆 中 结 晶 析 出 的 次 序 也 有 先 有后。
在 岩 浆 冷 凝 过 程 中 矿 物 按 其 结 晶 温 度 的 高 低 先 后 同 岩 浆 发 生 分 离 的 现 象 叫 分离 结 晶 作 用，又 叫 结 晶 分 异 作 用。
结 晶 分 异 作 用 在 玄 武 岩 浆 中 研 究 得 最 为 完 备， 由 鲍 温 和 贝 莱 于 本 世 纪20 年 代 即 完 成 了 实 验 和 地 质 方 面 的 经 典 研 究。
分 离 结 晶 作 用 是 岩 浆 演 化 的 理 论 支 柱 之 一。
连续序列
反映岩浆岩结晶过程中浅色矿物（斜长石系列）的生成顺序。该系列的矿物在结晶过程中成分呈连续渐变的关系，从高温到低温依次为钙质斜长石向钠质斜长石方向变化。
不连续序列
表示深色的矿物（铁镁矿物）从岩浆中晶出的先后顺序，相邻矿物之间晶格架发生显著变化，所以在上下两类矿物间不存在类质同像替代关系。
鲍文反应序列的应用
（1）确定矿物的结晶顺序。反应系列上部的矿物比下部的矿物早结晶。显然橄榄石、基性斜长石是最早结晶的矿物，石英则是岩浆结晶的最后产物。
（2）解释了岩浆岩中矿物共生组合的一般规律。由于两种反应系列存在着共结关系，当岩浆冷却到一定温度时，必定同时结晶出一种浅色矿物和一种暗色矿物。例如当岩浆降至1550℃时，析出橄榄石、斜方辉石和基性（钙、培）长石而组成超基性岩。岩浆温度降至1270℃时，单斜辉石和拉长石同时析出组成基性岩。
（3）解释了岩浆岩多样性的原因。同一种岩浆可以形成不同类型的岩浆岩。
（4）解释了岩浆岩中某些结构上的特征。如斜长石的正常环带结构和暗色矿物的反应边结构。
（二）同 化 混 染 作 用
●由 于 岩 浆 温 度 很 高， 并 且 有 很 强 的 化 学 活 动 能 力， 因 此 它 可 以 熔 化 或 溶 解 与 之 相 接 触 的 围 岩 或 所 捕 虏 的 围 岩 块， 从 而 改 变 原 来 岩 浆 的 成 分。 若 岩 浆 把 围 岩 彻 底 熔 化 或 溶 解， 使 之 同 岩 浆 完 全 均 一， 则 称 同 化 作 用； 若 熔 化 或 溶 解 不 彻 底， 不 同 程 度 的 保 留 有 围 岩 的 痕 迹（ 如 斑 杂 构 造 等〕， 则 称 混 染 作 用。 因 同 化 和 混 染 往 往 并 存， 故 又 统 称 同 化 混 染 作 用。
● 基 性 岩 浆 同 化 酸 性 的 围 岩 时， 岩 浆 向 酸 性 变 化。
● 酸 性 岩 浆 同 化 基 性 围 岩 时， 岩 浆 向 基 性 方 向 变 化。
● 基 性 岩 浆 可 以 同 化 酸 性 围 岩， 但 酸 性 岩 浆 难 于 同 化 基 性 围 岩。
（三）岩浆混合作用
●由两种不同成分的岩浆以不同的比例混合，产生一系列过渡类型岩浆的作用。
● 发生混合作用的证据，主要是出现了矿物之间明显的不平衡现象，如两种成分差别较大的斜长石存在；斜长石或石英被辉石包裹等现象。
现代火山活动
研究地球上现在正在进行的岩浆活动有重要意义。
(1)现代火山活动与现今构造格架的关系是可以直接进行观察和研究的，因而所获得的资料可信度很高。
(2)对于岩浆化学成分和物理性质的研究可以直接用喷出的熔岩作为样品。
(3)现代火山活动是自然灾害的一种，他与地震活动也有联系，因此了解其特征及活动规律关系到防灾减灾保护环境的千秋大业。
火山的分布
现代火山多数是沿板块的边界分布，少数位于板块内部。根据火山在板块中所处的位置可划分三大类：(1)大洋扩张带，(2)岛弧与大陆边缘，(3)板块内部。三大类中分布最广的是岛弧及大陆边缘的火山活动，约占整个的 2/3。
我国自人类有史以来记载的近代火山活动有：
云南腾冲钙碱性火山活动（最新的喷发在 1609 年）,吉林长白山碱性玄武岩—粗面岩—碱性流纹岩火山活动（最新的喷发在 1903年），黑龙江五大连池的富钾玄武岩的活动（最新的喷发在 1721 年，），以及台湾龟山岛（最新的喷发在 1775-1795 年）。此外，在台湾以东海域，海南岛，可可西里，西昆仑等也有历史时期的火山喷发记载。
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