岩浆的形成与演化

小组展示地质学2课堂第6小组岩浆形成与演化岩浆的形成与演化第1页主讲：李雅第一部分岩浆形成岩浆的形成与演化第2页岩浆三个主要形成部位1.上地幔2.大陆地壳3.消减洋壳及其上地幔楔形区岩浆的形成与演化第3页上地幔中岩浆形成在地球内部当物理和化学条件具备时，地幔及地壳一些部位能够发生熔融。起始熔融时液相熔体仅在固相颗粒隙间产生，百分比也极少，伴随熔融作用继续熔体百分比增加并逐步集中形成岩浆。上地幔中超镁铁质岩石局部熔融，可产生出不一样组成原生岩浆。起源于上地幔可能原生岩浆组成规律是：伴随深度加大，局部熔融产生岩浆SiO2不饱和程度逐步升高。岩浆的形成与演化第4页与干地幔橄榄岩相比，含H2O和CO2时地幔橄榄岩局部熔融一个显著特点是能够产生碱性超基性岩岩浆。在与干系统相同深度范围内，含H2O和CO2系统固相线温度大大降低，它促使碱质大量地从地幔橄榄岩中优先熔出，这么就产生了碱性超基性岩岩浆，同时使碱性玄武岩在较浅深度范围内发生。以上叙述是由上地幔超镁铁岩，经局部熔融产生上地幔原生岩浆形成过程。还有一个观点认为，只有一个地幔原生岩浆，即苦橄质岩浆，其它类型地幔岩浆，都是由它结晶分离作用产生派生岩浆。岩浆的形成与演化第5页大陆地壳中岩浆形成1.在地壳上层≈10km深度造山带底部，因为局部地热梯度异常，T≈750℃，在H2O存在条件下，能够形成低熔花岗岩岩浆。假如温度更高，熔融程度增加，则可形成花岗闪长岩岩浆，或者局部地域PH2O很大，则可形成低熔近石英二长岩岩浆，假如形成花岗岩质熔浆，随同难熔残余矿物一起上升，则可形成英闪岩-花岗闪长岩-花岗岩深成杂岩体(或岩基)。2.地壳岩石为辉长岩，英闪岩、花岗岩组成，因为SiO2、碱（K2O+Na2O）含量高，所以地壳岩石局部熔融不能导源出比安山岩，英安岩更基性岩浆。岩浆的形成与演化第6页4.地壳岩石由辉长岩，英闪岩、花岗岩组成，因为SiO2、碱（K2O+Na2O）含量高，所以地壳岩石局部熔融不能导源出比安山岩，英安岩更基性岩浆。3.在地壳上层底部≈20km深度，因为局部地热异常，T≈900℃，在有H2O存在下，能够形成流纹岩(花岗岩)岩浆。它上升能力强，可上升至近地表形成浅成-超浅成花岗斑岩侵人体，或喷出地表形成流纹岩。岩浆的形成与演化第7页消减洋壳及其上地幔中岩浆形成在消减大洋壳和上覆地幔楔形区形成岩浆，过程比较复杂，从中不能直接导源出从玄武岩-流纹岩原生岩浆系列。岛弧地带安山岩岩浆形成普通都要经历复杂变异作用过程，包含不一样源岩形成熔浆相互混合，含H2O液体对上覆地幔作用，相对富SiO2熔浆，与地幔橄榄岩反应，在深处形成富含H2O岩浆不可防止结晶分离作用，以及岩浆与地壳岩石相互作用等等。深度不一样，形成岩浆种类亦不一样：100～60km，形成橄榄石拉斑玄武岩-石英拉斑玄武岩岩浆60～40km，形成玄武安山岩岩浆40～20km，形成安山岩岩浆<20km，形成英安岩、流纹岩岩浆岩浆的形成与演化第8页岩浆形成条件1.温度升高2.压力降低3.挥发组分加入岩浆的形成与演化第9页

一个物质，向熔融态靠近，有三种方法：升温，降压，加水，甚至三者相互结合。满足温度、压力、湿度这三个条件，就有可能会产生岩浆。

岩石温度增加会造成地温梯度高于正常地温梯度，地温梯度线与岩石固相线相交或者重合，造成岩石发生部分熔融（图中B→A‘）。以美国为例，俯冲带，造山带与大陆内部相比，越猛烈摩擦与挤压，产生越多热量，相同深度情况下，造山带温度最高，俯冲带次之，大陆内部最低。挤压变形强烈造山带与俯冲带轻易形成岩浆。岩浆的形成与演化第10页岩石温度升高主要方式1.岩石或岩浆经过热传导或对流增温（eg.地幔柱结构和岩浆底侵造成上覆岩石增温而发生熔融）2.剪切增温3.放射性同位素衰变（因为岩石熔融形成第一批熔体将会从原岩中带走大量不相容元素如K、Th、U，而K、Th、U衰变是放射性同位素衰变产热主要原因）4.结构增厚岩浆的形成与演化第11页压力和温度随深度改变压力梯度：P=rghr-密度，g-重力加速度，h-埋深从地表到地幔几乎呈线性关系：0.1GPa/3.3km地壳底部»1Gpa地核（Core）:r快速增大。岩浆的形成与演化第12页压力降低，图中B点下移至B’点，与岩石固相线重合，此时岩石发生部分熔融。

地幔岩石减压熔融是洋中脊、大陆裂谷和洋岛等结构延伸区产生大量玄武质岩浆主要方式。大洋中脊向外扩张，就是这么一个降压过程。前几年冰岛火山暴发也不难了解，冰岛处于大西洋洋中脊上。或者是陆地上裂谷，如东非大裂谷，就给岩浆产生提供了条件。伴伴随挥发分加入，干固相线在相图中左移，B点所在区域由固相区变为液相区，岩石发生部分熔融。岩浆的形成与演化第13页图中向右下角钻过去就是大洋壳，它不但给地幔提供了大量水，还提供了部分陆地物质沉积——也就是所谓易熔物质。岩浆的形成与演化第14页主讲：秦舒婷第二部分岩浆演化岩浆的形成与演化第15页大多数情况下，原生岩浆可在其活动不一样阶段发生成份改变，形成进化岩浆，最终形成成份上现有差异，又互为关联一套火成岩。岩浆的形成与演化第16页岩浆演化主要有三种方式1.本身成份差异→分异作用2.围岩物质同化混染→同化混染作用3.两种以上不一样成份岩浆混合→岩浆混合作用扩散作用分离结晶或结晶分异岩浆的形成与演化第17页1分异作用岩浆的形成与演化第18页

分异作用是指原来成份均匀岩浆，在没有外来物质加入情况下，依靠本身演化，最终产生不一样组分火成岩作用。

岩浆分异作用有些只是在岩浆本身进行，并未发生相分离，而有些则发生了结晶相和流体相分离。属于前者有扩散作用和熔离作用，属于后者有分离结晶作用和气体搬运作用。岩浆分异作用主要有两种形式：（1）扩散分异主要出现在岩浆体内温度不一样时候，高熔点组分会由高温区向低温区扩散，最终形成低温区高熔点组分集中现象。如一些岩体边部，可因扩散作用造成高熔点物质（暗色矿物）集中，岩石成份较岩体中心基性。岩浆的形成与演化第19页（2）扩散分异主要出现在岩浆体内温度不一样时候，高熔点组分会由高温区向低温区扩散，最终形成低温区高熔点组分集中现象。如一些岩体边部，可因扩散作用造成高熔点物质（暗色矿物）集中，岩石成份较岩体中心基性。岩浆的形成与演化第20页另外，岩浆分异作用还有重力分离作用、流动分异作用等形式。重力分离作用：早结晶矿物，可因其与岩浆密度差下沉到岩浆房底部，或上浮到岩浆房顶部。流动分异作用：悬浮于岩浆中矿物质点，会向高速留滞，如向岩浆通道中央聚集而造成先结晶出矿物与熔体分离。岩浆的形成与演化第21页鲍文反应系列：岩浆在结晶作用过程中，因为物理化学条件改变，先析出矿物与岩浆发生反应，鲍文反应系列使矿物成份发生改变，产生新矿物。岩浆的形成与演化第22页2同化混染作用岩浆的形成与演化第23页

岩浆在上升或停留于岩浆房期间，除与围岩含有热交换外，还可能与围岩发生物质交换，其结果是熔化围岩及捕掳围岩包体，或与其发生反应，而使岩浆成份发生改变，这一过程称为同化混染作用。岩浆的形成与演化第24页岩浆同化混染作用三种情况1.岩浆能够熔化低熔点岩石或矿物，从而改变其本身成份。2.岩浆不能熔化比本身熔点高围岩，但可与它们发生化学反应，使围岩成份与岩浆成份到达平衡。3.围岩成份与岩浆成份一致时，不发生显著同化作用。岩浆温度越高，岩浆量越大，同化混染作用越强。岩浆的形成与演化第25页普通认为，岩浆房中岩浆演化，是同化混染作用和分离结晶作用同时进行，这就是所谓AFC模式。岩浆的形成与演化第26页3岩浆混合作用岩浆的形成与演化第27页岩浆混合作用指是两种不一样成份岩浆以不一样百分比混合，产生一系列过渡类型岩浆岩浆演化过程。岩浆的形成与演化第28页产生岩浆混合作用两种岩浆相遇机制1.新生岩浆周期性地从岩浆房底部注入，与原驻留岩浆产生混合。2.层状岩浆房中，相邻熔体层之间因对流作用而产生混合。3.火山通道内，当岩浆喷发时，受岩浆上升惯力和岩浆粘滞力共同作用使相邻岩浆层同时进入火山通道产生混合。岩浆的形成与演化第29页

岩浆演化过程中，所包括到作用往往不是单一一个作用，而是各种作用结合。比如，岩浆同化混染作用和岩浆分离结晶作用可能是同时发生；分离结晶作用和更原始岩浆再注入可能是同时发生。总结岩浆的形成与演化第30页[1]徐耀鉴岩石学