1、第八章第八章 巖漿的形成與演化巖漿的形成與演化n巖漿形成的過程巖漿形成的過程n巖漿的巖漿的形成條件巖漿的巖漿的形成條件n巖漿的演化過程巖漿的演化過程 巖漿產(chǎn)生的部位巖漿產(chǎn)生的部位 巖漿的產(chǎn)生巖漿的產(chǎn)生 第一節(jié)、第一節(jié)、 巖漿的形成巖漿的形成一、部分熔融作用一、部分熔融作用 （1）部分熔融作用：）部分熔融作用：地殼和上地幔地殼和上地幔物質(zhì)，當(dāng)巖石的溫度增高至固相線溫度時(shí)，物質(zhì)，當(dāng)巖石的溫度增高至固相線溫度時(shí)，相對低熔點(diǎn)的物質(zhì)，在共結(jié)點(diǎn)或同結(jié)線的相對低熔點(diǎn)的物質(zhì)，在共結(jié)點(diǎn)或同結(jié)線的位置首先熔融，產(chǎn)生近共結(jié)或低熔點(diǎn)的巖位置首先熔融，產(chǎn)生近共結(jié)或低熔點(diǎn)的巖漿。漿。巖漿的形成巖漿的形成x成分為成分為的源

2、巖，平衡熔融時(shí)，首先在共結(jié)點(diǎn)的源巖，平衡熔融時(shí)，首先在共結(jié)點(diǎn)E1開始熔融，隨著開始熔融，隨著熔融作用不斷進(jìn)行，熔體數(shù)量不斷增加，固體熔融作用不斷進(jìn)行，熔體數(shù)量不斷增加，固體C全部熔融，溫度繼全部熔融，溫度繼續(xù)升高，沿著固相線續(xù)升高，沿著固相線E1-E2發(fā)生熔融，成分變?yōu)榘l(fā)生熔融，成分變?yōu)閅時(shí)，時(shí)，B全部熔融，全部熔融，溫度不再升高固相溫度不再升高固相A全部熔融全部熔融 概念：概念：是指熔融的巖漿液滴從源區(qū)巖石的是指熔融的巖漿液滴從源區(qū)巖石的粒間分離集中的作用粒間分離集中的作用 控制因素：控制因素： 熔體分?jǐn)?shù)（即部分熔融程度）熔體分?jǐn)?shù)（即部分熔融程度） 源區(qū)的滲透性源區(qū)的滲透性 熔體的密度與殘留

3、固體的密度差熔體的密度與殘留固體的密度差產(chǎn)生的浮力產(chǎn)生的浮力 殘留固體與熔體的粘度殘留固體與熔體的粘度（2）巖漿的分凝聚集）巖漿的分凝聚集部分熔融作部分熔融作用用 示示 意意 圖圖x二、巖漿形成的基本條件二、巖漿形成的基本條件 1、源區(qū)的巖石、源區(qū)的巖石2、熱能的積累、熱能的積累 水的加入水的加入 壓力降低壓力降低壓力和溫度隨深度的變化壓力和溫度隨深度的變化l P = r rgh； r-r-密度，密度，g-重力加重力加速度，速度，h-埋深埋深.l 從地表到地幔幾乎呈線性關(guān)系：從地表到地幔幾乎呈線性關(guān)系： 0.1GPa/3.3km l 地殼底部地殼底部 1 Gpal 地核（地核（Core）: r

4、 r快速增大快速增大l 壓力梯度：壓力梯度：地幔巖石是如何熔融的地幔巖石是如何熔融的B. 溫度升高溫度升高C. 壓力降低壓力降低地幔底辟上升地幔底辟上升減壓熔融：可達(dá)減壓熔融：可達(dá) 30%絕熱線絕熱線D. 揮發(fā)組分的加入揮發(fā)組分的加入地溫線地溫線水飽和水飽和巖石中加入巖石中加入水之后濕的水之后濕的巖石固相線巖石固相線就與正常地就與正常地?zé)嵩鰷厍€熱增溫曲線相交，巖石相交，巖石熔融溫度大熔融溫度大大降低大降低一、原生巖漿和派生巖漿一、原生巖漿和派生巖漿（1）原生巖漿：）原生巖漿： 已經(jīng)存在的地殼或地幔物質(zhì)經(jīng)過熔融或部已經(jīng)存在的地殼或地幔物質(zhì)經(jīng)過熔融或部分熔融作用產(chǎn)生的、未經(jīng)過任何演化的巖漿。分熔

5、融作用產(chǎn)生的、未經(jīng)過任何演化的巖漿。巖漿形成后成分未發(fā)生變化的巖漿玄武巖漿、巖漿形成后成分未發(fā)生變化的巖漿玄武巖漿、 花崗質(zhì)巖漿、安山巖漿等花崗質(zhì)巖漿、安山巖漿等（2）派生巖漿）派生巖漿: 或次生巖漿，原生巖漿經(jīng)過多種演化作用或次生巖漿，原生巖漿經(jīng)過多種演化作用派生出來的巖漿。派生出來的巖漿。 第二節(jié)、第二節(jié)、 巖漿的演化巖漿的演化二、巖漿的演化巖漿的演化 巖漿從源區(qū)分離之后，溫度、壓力等條件發(fā)生了改變，巖漿從源區(qū)分離之后，溫度、壓力等條件發(fā)生了改變，隨即開始了巖漿演化歷程，從原生巖漿演化出派生巖漿，生隨即開始了巖漿演化歷程，從原生巖漿演化出派生巖漿，生成了多種巖石。成了多種巖石。在巖漿轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

6、巖石的過程中都發(fā)生了什么作在巖漿轉(zhuǎn)變?yōu)閹r石的過程中都發(fā)生了什么作用呢？用呢？巖漿巖漿演化演化機(jī)制機(jī)制封閉體系封閉體系開放體系開放體系晶體晶體-熔體分離作用熔體分離作用熔體熔體-熔體分離作用熔體分離作用熔體熔體-流體分離作用流體分離作用 同化混染作用同化混染作用 巖漿混合作用巖漿混合作用（一）（一）晶體晶體-熔體分離作用熔體分離作用分離結(jié)晶作用分離結(jié)晶作用u分離結(jié)晶作用（也稱結(jié)晶分異作用）：發(fā)生在巖漿分離結(jié)晶作用（也稱結(jié)晶分異作用）：發(fā)生在巖漿結(jié)晶作用階段，指早結(jié)晶的高熔點(diǎn)礦物與熔體分離結(jié)晶作用階段，指早結(jié)晶的高熔點(diǎn)礦物與熔體分離聚集，或者被略晚生成的礦物將其與熔體隔開，使聚集，或者被略晚生成的

7、礦物將其與熔體隔開，使之不能與熔體充分反映，由此導(dǎo)致剩余巖漿成分發(fā)之不能與熔體充分反映，由此導(dǎo)致剩余巖漿成分發(fā)生連續(xù)變化。生連續(xù)變化。u結(jié)果：可以形成不同成分的堆晶巖結(jié)果：可以形成不同成分的堆晶巖 使剩余巖漿的成分不斷向富使剩余巖漿的成分不斷向富SiO2、K2O、Na2O和和TFeO/MgO 分異程度越大，殘余巖漿的酸度越高分異程度越大，殘余巖漿的酸度越高二、巖漿的演化巖漿的演化Norman L. Bowen (1887-1956)- “Father of Modern Igneous Petrology”根據(jù)自然界一些硅酸鹽礦物根據(jù)自然界一些硅酸鹽礦物間的反應(yīng)關(guān)系和實(shí)驗(yàn)資料，間的反應(yīng)關(guān)系和實(shí)

8、驗(yàn)資料，提出了著名的鮑文反應(yīng)原理提出了著名的鮑文反應(yīng)原理“結(jié)晶分異作用可以以下幾結(jié)晶分異作用可以以下幾種方式發(fā)生：種方式發(fā)生：(1) (1) 早期結(jié)晶階段形成的高早期結(jié)晶階段形成的高密度礦物的晶體沉降；密度礦物的晶體沉降； (2) (2) 固溶體礦物環(huán)帶固溶體礦物環(huán)帶; ;(3)(3)結(jié)晶作用結(jié)束階段巖漿透結(jié)晶作用結(jié)束階段巖漿透過結(jié)晶網(wǎng)格萃取。過結(jié)晶網(wǎng)格萃取。 “緩慢冷卻促進(jìn)晶體生長和沉降；緩慢冷卻促進(jìn)晶體生長和沉降； 太慢的冷卻可以導(dǎo)致平衡結(jié)晶作用，并太慢的冷卻可以導(dǎo)致平衡結(jié)晶作用，并因此減小形成環(huán)帶結(jié)構(gòu)的可能性因此減小形成環(huán)帶結(jié)構(gòu)的可能性; ; 太快的冷卻將導(dǎo)致玻璃的形成。太快的冷卻將導(dǎo)致

9、玻璃的形成。” “結(jié)晶形成的巖石結(jié)晶形成的巖石, ,特別是像斜長巖、純特別是像斜長巖、純橄欖巖和輝石巖這樣的單礦物巖是巖漿橄欖巖和輝石巖這樣的單礦物巖是巖漿房中晶體發(fā)生重力堆積的產(chǎn)物。房中晶體發(fā)生重力堆積的產(chǎn)物?！眑 礦物分離結(jié)晶的順序鮑文（礦物分離結(jié)晶的順序鮑文（Bowen,1928）反應(yīng)系列）反應(yīng)系列橄欖石橄欖石 基性斜長石基性斜長石斜方輝石斜方輝石單斜輝石單斜輝石角閃石角閃石黑云母黑云母（尖晶石）（尖晶石）溫度降低溫度降低鉀長石鉀長石白云母白云母石石 英英 酸性斜長石酸性斜長石 基中性斜長石基中性斜長石 中性斜長石中性斜長石不存在反應(yīng)不存在反應(yīng)l鮑文反應(yīng)系列的巖石學(xué)意義鮑文反應(yīng)系列的巖石

10、學(xué)意義橄欖石橄欖石基性斜長石基性斜長石斜方輝石斜方輝石單斜輝石單斜輝石角閃石角閃石黑云黑云母母（尖晶石）（尖晶石）溫度升高方向溫度升高方向鉀長石鉀長石白云母白云母石石 英英 酸性斜長石酸性斜長石基中性斜長石基中性斜長石中性斜長石中性斜長石1）解釋）解釋巖漿中礦物結(jié)晶順序巖漿中礦物結(jié)晶順序2）解釋）解釋巖漿中礦物共生規(guī)律，兩個(gè)系列結(jié)晶溫度相巖漿中礦物共生規(guī)律，兩個(gè)系列結(jié)晶溫度相當(dāng)?shù)漠?dāng)?shù)牡V物可以共生礦物可以共生3）解釋暗色礦物間的反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)和斜長石正環(huán)帶結(jié)構(gòu)）解釋暗色礦物間的反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)和斜長石正環(huán)帶結(jié)構(gòu)4）玄武質(zhì)巖漿經(jīng)分離結(jié)晶作用可逐步形成酸性巖漿）玄武質(zhì)巖漿經(jīng)分離結(jié)晶作用可逐步形成酸性巖漿玄武巖

11、漿分離玄武巖漿分離結(jié)晶作用形成結(jié)晶作用形成的層狀侵入體的層狀侵入體分分離離結(jié)結(jié)晶晶形形成成的的堆堆積積結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu) 重力分異作用：早結(jié)晶的礦物，可因其與巖漿重力分異作用：早結(jié)晶的礦物，可因其與巖漿密度差下沉到巖漿房底部，或上浮到巖漿房頂密度差下沉到巖漿房底部，或上浮到巖漿房頂部部 形成原因：晶體與熔體間的密度差形成原因：晶體與熔體間的密度差 巖漿的粘度巖漿的粘度 屈服度屈服度 晶體大小晶體大小二、巖漿的演化巖漿的演化分離結(jié)晶作用的方式：分離結(jié)晶作用的方式： 重力分離結(jié)晶作用重力分離結(jié)晶作用 早結(jié)晶的礦物因其與巖漿之間的密度差下早結(jié)晶的礦物因其與巖漿之間的密度差下沉到巖漿房的底部，或上浮到巖漿房頂部

12、。沉到巖漿房的底部，或上浮到巖漿房頂部。l 影響晶體能否從巖漿中沉降分離的因素：影響晶體能否從巖漿中沉降分離的因素： 晶體與巖漿的密度差晶體與巖漿的密度差 晶體直徑（晶體直徑（B）的大小）的大小 巖漿的粘度巖漿的粘度 流動分異作用：懸浮于巖漿之中的礦物流動分異作用：懸浮于巖漿之中的礦物質(zhì)點(diǎn)移向高流速帶，如向巖漿通道的中質(zhì)點(diǎn)移向高流速帶，如向巖漿通道的中央聚集，從而導(dǎo)致先晶出的礦物與熔體央聚集，從而導(dǎo)致先晶出的礦物與熔體分離。分離。二、巖漿的演化巖漿的演化分離結(jié)晶作用的方式：分離結(jié)晶作用的方式： 流動分異作用流動分異作用特點(diǎn)特點(diǎn)：主要發(fā)生在流速變化較大的巖漿通道內(nèi)，：主要發(fā)生在流速變化較大的巖漿

13、通道內(nèi)，如巖墻和巖脈中如巖墻和巖脈中原因原因：巖漿與上侵通道側(cè)壁圍巖間的粘滯摩擦作巖漿與上侵通道側(cè)壁圍巖間的粘滯摩擦作用使流速從通道中心向邊緣降低，導(dǎo)致礦物晶用使流速從通道中心向邊緣降低，導(dǎo)致礦物晶體向流速高的中心帶集中，使結(jié)晶的礦物與熔體向流速高的中心帶集中，使結(jié)晶的礦物與熔體分離。體分離。規(guī)模規(guī)模：影響有限，只在寬度小于影響有限，只在寬度小于100m的巖體中有的巖體中有效，且僅限于巖體與圍巖的接觸帶效，且僅限于巖體與圍巖的接觸帶流動分異作用的特點(diǎn)：流動分異作用的特點(diǎn)：流動方向相對位移相對位移顆粒分散壓力顆粒分散壓力圍巖圍巖 擴(kuò)散對流分異作用：由于巖漿內(nèi)部與邊部擴(kuò)散對流分異作用：由于巖漿內(nèi)部

14、與邊部存在著溫度差，巖漿邊部高熔點(diǎn)礦物先結(jié)存在著溫度差，巖漿邊部高熔點(diǎn)礦物先結(jié)晶，高熔點(diǎn)組分（晶，高熔點(diǎn)組分（Mg、Fe、Ca）不斷從）不斷從內(nèi)部向邊部遷移擴(kuò)散，形成暗色礦物含量內(nèi)部向邊部遷移擴(kuò)散，形成暗色礦物含量高的冷凝邊；巖漿房內(nèi)部結(jié)晶晚，高的冷凝邊；巖漿房內(nèi)部結(jié)晶晚， 低熔點(diǎn)低熔點(diǎn)組分（組分（Si、K、Na） 不斷向內(nèi)部擴(kuò)散，中不斷向內(nèi)部擴(kuò)散，中心的巖漿成分逐漸變酸性，導(dǎo)致分異作用。心的巖漿成分逐漸變酸性，導(dǎo)致分異作用。 巖漿中物質(zhì)擴(kuò)散的驅(qū)動力：巖漿中物質(zhì)擴(kuò)散的驅(qū)動力： 溫度梯度、密度梯度溫度梯度、密度梯度 二、巖漿的演化巖漿的演化分離結(jié)晶作用的方式：分離結(jié)晶作用的方式：實(shí)例：實(shí)例： 巖

15、體的邊部巖體的邊部暗色組分的富集暗色組分的富集對流巖漿房對流巖漿房中的側(cè)壁結(jié)晶分中的側(cè)壁結(jié)晶分異作用異作用 熔離作用熔離作用 是指原來成分均勻的巖漿體因物理或化學(xué)條是指原來成分均勻的巖漿體因物理或化學(xué)條件的改變而分離為兩種不混溶或混溶程度很低的件的改變而分離為兩種不混溶或混溶程度很低的熔體的過程，也稱液體不相容作用或稱液態(tài)分異熔體的過程，也稱液體不相容作用或稱液態(tài)分異作用。作用。（二）熔體與熔體的分離作用（二）熔體與熔體的分離作用熔離作用熔離作用二、巖漿的演化巖漿的演化氣體搬運(yùn)作用氣體搬運(yùn)作用 巖漿可以攜帶部分易熔物質(zhì)和密度小的巖漿可以攜帶部分易熔物質(zhì)和密度小的組分向上遷移，在巖漿體頂部富集，

16、完成組分向上遷移，在巖漿體頂部富集，完成氣體搬運(yùn)的過程，并最終在此沉淀出所攜氣體搬運(yùn)的過程，并最終在此沉淀出所攜帶的組分而導(dǎo)致巖漿的成分分異。帶的組分而導(dǎo)致巖漿的成分分異。（三）熔體與流體的分離作用（三）熔體與流體的分離作用氣體搬運(yùn)作用氣體搬運(yùn)作用二、巖漿的演化巖漿的演化（四）、巖漿混合作用巖漿混合作用（1）概念：）概念：由兩種或兩種以上的不同成分的巖漿以由兩種或兩種以上的不同成分的巖漿以不同的比例混合，形成一系列過渡類型巖漿的作用。不同的比例混合，形成一系列過渡類型巖漿的作用。（2）識別標(biāo)志：）識別標(biāo)志： 1）混合不徹底時(shí)，基性端元和酸性端元及二者間）混合不徹底時(shí)，基性端元和酸性端元及二者間

17、的過渡巖石同時(shí)出現(xiàn)；在巖體中可見到一些基性端的過渡巖石同時(shí)出現(xiàn)；在巖體中可見到一些基性端元的巖石團(tuán)塊、微粒包體等元的巖石團(tuán)塊、微粒包體等 2） 礦物間出現(xiàn)明顯的不平衡現(xiàn)象：兩種成分差礦物間出現(xiàn)明顯的不平衡現(xiàn)象：兩種成分差別較大的斜長石的共存等別較大的斜長石的共存等（五）同化混染作用（五）同化混染作用 巖漿熔化或溶解巖漿熔化或溶解圍巖或捕虜?shù)膰鷰r碎圍巖或捕虜?shù)膰鷰r碎塊，將改變巖漿的成塊，將改變巖漿的成分，當(dāng)熔化或溶解較分，當(dāng)熔化或溶解較徹底時(shí)，稱徹底時(shí)，稱同化作用同化作用；不徹底時(shí)可有未熔物不徹底時(shí)可有未熔物質(zhì)的殘留，稱為質(zhì)的殘留，稱為混染混染作用作用。同化混染的可能方式：同化混染的可能方式：

18、1）巖漿熔化比自己熔點(diǎn)低的圍巖物質(zhì)，使熔）巖漿熔化比自己熔點(diǎn)低的圍巖物質(zhì)，使熔體的總成分發(fā)生改變。體的總成分發(fā)生改變。 2）巖漿不能熔化比自己熔點(diǎn)更高的圍巖，只）巖漿不能熔化比自己熔點(diǎn)更高的圍巖，只能通過離子交換反應(yīng)，改變圍巖及捕虜體成分，能通過離子交換反應(yīng)，改變圍巖及捕虜體成分，使之達(dá)到平衡。使之達(dá)到平衡。 3）與巖漿相適應(yīng)的圍巖物質(zhì)可在巖漿中保持）與巖漿相適應(yīng)的圍巖物質(zhì)可在巖漿中保持穩(wěn)定，如玄武巖中的地幔橄欖巖包體。穩(wěn)定，如玄武巖中的地幔橄欖巖包體。同化混染作用的鑒別標(biāo)志：同化混染作用的鑒別標(biāo)志： 1）主要出現(xiàn)在大型侵入體的邊緣帶，與圍巖之）主要出現(xiàn)在大型侵入體的邊緣帶，與圍巖之間常形成漸變過渡帶；間常形成漸變過渡帶； 2）在同化混染帶，常含有圍巖的捕虜體或捕虜）在同化混染帶，常含有圍巖的捕虜體或捕虜晶，出現(xiàn)不平衡礦物和不平衡結(jié)構(gòu)，如花崗巖中晶，出現(xiàn)不平衡礦物和不平衡結(jié)構(gòu)，如花崗巖中出現(xiàn)硅輝石；出現(xiàn)硅輝石； 3）巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造不均一，出現(xiàn)斑雜構(gòu)造。）巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造不均一，出現(xiàn)斑雜構(gòu)造。 三、三、 火成巖多樣性的原因火成巖多樣性的原因： （1）原生巖漿類型多樣原生巖漿