1、小組展示地質(zhì)學(xué)2課堂第6小組巖漿的形成與演化主講：李雅第一部分 巖漿的形成巖漿的三個(gè)主要形成部位1.上地幔2.大陸地殼3.消減洋殼及其上的地幔楔形區(qū)上地幔中巖漿的形成在地球內(nèi)部當(dāng)物理和化學(xué)條件具備時(shí)，地幔及地殼的某些部位可以發(fā)生熔融。起始熔融時(shí)液相熔體僅在固相顆粒的隙間產(chǎn)生，比例也很少，隨著熔融作用的繼續(xù)熔體的比例增加并逐漸集中形成巖漿。上地幔中超鎂鐵質(zhì)巖石的局部熔融，可產(chǎn)生出不同組成的原生巖漿。起源于上地?？赡艿脑鷰r漿的組成規(guī)律是：隨著深度的加大，局部熔融產(chǎn)生的巖漿的SiO2不飽和程度逐漸升高。與干的地幔橄欖巖相比，含H2O和CO2時(shí)的地幔橄欖巖的局部熔融的一個(gè)顯著特點(diǎn)是可以產(chǎn)生堿性超基性

2、巖巖漿。在與干系統(tǒng)相同深度范圍內(nèi)，含H2O和CO2系統(tǒng)固相線溫度大大降低，它促使堿質(zhì)大量地從地幔橄欖巖中優(yōu)先熔出，這樣就產(chǎn)生了堿性超基性巖巖漿，同時(shí)使堿性玄武巖在較淺的深度范圍內(nèi)發(fā)生。以上論述的是由上地幔超鎂鐵巖，經(jīng)局部熔融產(chǎn)生的上地幔原生巖漿的形成過程。還有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，只有一種地幔原生巖漿，即苦橄質(zhì)巖漿，其它類型的地幔巖漿，都是由它的結(jié)晶分離作用產(chǎn)生的派生巖漿。大陸地殼中巖漿的形成1.在地殼上層10km深度的造山帶底部，由于局部地?zé)崽荻犬惓＃?T750，在H2O存在的條件下，可以形成低熔的花崗巖巖漿。如果溫度更高，熔融程度增加，則可形成花崗閃長巖巖漿，或者局部地區(qū)PH2O很大，則可形成低熔

3、的近石英二長巖的巖漿，如果形成的花崗巖質(zhì)熔漿，隨同難熔殘余礦物一起 上升，則可形成英閃巖-花崗閃長巖-花崗巖深成雜巖體(或巖基)。2.地殼巖石為輝長巖，英閃巖、 花崗巖組成，由于SiO2、堿 （K2O+Na2O）含量高，所以地殼巖石的局部熔融不能導(dǎo)源出比安山巖，英安巖更基性的巖漿。4.地殼巖石由輝長巖，英閃巖、花崗巖組成，由于SiO2、堿（K2O+Na2O）含量高，所以地殼巖石的局部熔融不能導(dǎo)源出比安山巖，英安巖更基性的巖漿。3.在地殼上層底部20km深度，由于局部地?zé)岙惓?，T900 ，在有H2O存在下，可以形成流紋巖(花崗巖)巖漿。它上升能力強(qiáng)，可上升至近地表形成淺成-超淺成花崗斑巖侵人體，

4、或噴出地表形成流紋巖。消減的洋殼及其上的地幔中巖漿的形成在消減的大洋殼和上覆的地幔楔形區(qū)形成的巖漿，過程比較復(fù)雜，從中不能直接導(dǎo)源出從玄武巖-流紋巖的原生巖漿系列。島弧地帶安山巖巖漿的形成一般都要經(jīng)歷復(fù)雜的變異作用過程，包括不同源巖形成的熔漿的相互混合，含H2O的液體對(duì)上覆地幔的作用，相對(duì)富SiO2的熔漿，與地幔橄欖巖的反應(yīng)，在深處形成的富含H2O巖漿的不可避免的結(jié)晶分離作用，以及巖漿與地殼巖石的相互作用等等。深度不同，形成的巖漿種類亦不同：10060km，形成橄欖石拉斑玄武巖-石英拉斑玄武巖巖漿6040km，形成玄武安山巖巖漿4020km，形成安山巖巖漿20km，形成英安巖、流紋巖巖漿巖漿的

5、形成條件1.溫度升高2.壓力降低3.揮發(fā)組分的加入 一個(gè)物質(zhì)，向熔融態(tài)靠近，有三種辦法：升溫，降壓，加水，甚至三者相互結(jié)合。滿足溫度、壓力、濕度這三個(gè)條件，就有可能會(huì)產(chǎn)生巖漿。 巖石溫度增加會(huì)導(dǎo)致地溫梯度高于正常的地溫梯度，地溫梯度線與巖石的固相線相交或者重合，導(dǎo)致巖石發(fā)生部分熔融（圖中B A）。 以美國為例，俯沖帶，造山帶與大陸內(nèi)部相比，越劇烈的摩擦與擠壓，產(chǎn)生越多的熱量，相同深度情況下，造山帶溫度最高，俯沖帶次之，大陸內(nèi)部最低。擠壓變形強(qiáng)烈的造山帶與俯沖帶容易形成巖漿。巖石溫度升高的主要方式1.巖石或巖漿通過熱傳導(dǎo)或?qū)α髟鰷兀╡g.地幔柱構(gòu)造和巖漿底侵導(dǎo)致上覆巖石增溫而發(fā)生熔融）2.剪切增

6、溫3.放射性同位素衰變（由于巖石熔融形成的第一批熔體將會(huì)從原巖中帶走大量的不相容元素如K、Th、U，而K、Th、U的衰變是放射性同位素衰變產(chǎn)熱的主要原因）4.構(gòu)造增厚壓力和溫度隨深度的變化壓力梯度：P = rghr-密度，g-重力加速度，h-埋深從地表到地幔幾乎呈線性關(guān)系： 0.1GPa/3.3km 地殼底部 1 Gpa地核（Core）: r快速增大。壓力降低，圖中B點(diǎn)下移至B點(diǎn)，與巖石的固相線重合，此時(shí)巖石發(fā)生部分熔融。地幔巖石的減壓熔融是洋中脊、大陸裂谷和洋島等構(gòu)造延伸區(qū)產(chǎn)生大量玄武質(zhì)巖漿的重要方式。大洋中脊向外的擴(kuò)張，就是這樣一個(gè)降壓的過程。前幾年的冰島火山爆發(fā)也不難理解，冰島處于大西洋

7、的洋中脊上?；蛘呤顷懙厣系牧压龋鐤|非大裂谷，就給巖漿的產(chǎn)生提供了條件。伴隨著揮發(fā)分的加入，干固相線在相圖中左移，B點(diǎn)所在區(qū)域由固相區(qū)變?yōu)橐合鄥^(qū)，巖石發(fā)生部分熔融。圖中向右下角鉆過去的就是大洋殼，它不僅給地幔提供了大量的水，還提供了部分陸地物質(zhì)沉積也就是所謂的易熔物質(zhì)。主講：秦舒婷第二部分 巖漿的演化大多數(shù)情況下，原生巖漿可在其活動(dòng)的不同階段發(fā)生成分的變化，形成進(jìn)化巖漿，最終形成成分上既有差異，又互為關(guān)聯(lián)的一套火成巖。巖漿演化主要有三種方式1.自身成分的差異 分異作用2.圍巖物質(zhì)的同化混染 同化混染作用3.兩種以上不同成分巖漿的混合 巖漿混合作用擴(kuò)散作用分離結(jié)晶或結(jié)晶分異1分異作用 分異作用是

8、指原來成分均勻的巖漿，在沒有外來物質(zhì)加入的情況下，依靠本身的演化，最終產(chǎn)生不同組分的火成巖的作用。 巖漿分異作用有些只是在巖漿本身進(jìn)行的，并未發(fā)生相的分離，而有些則發(fā)生了結(jié)晶相和流體相的分離。屬于前者的有擴(kuò)散作用和熔離作用，屬于后者的有分離結(jié)晶作用和氣體搬運(yùn)作用。 巖漿的分異作用主要有兩種形式：（1）擴(kuò)散分異主要出現(xiàn)在巖漿體內(nèi)溫度不同的時(shí)候，高熔點(diǎn)組分會(huì)由高溫區(qū)向低溫區(qū)擴(kuò)散，最后形成低溫區(qū)高熔點(diǎn)組分集中的現(xiàn)象。如某些巖體邊部，可因擴(kuò)散作用導(dǎo)致高熔點(diǎn)物質(zhì)（暗色礦物）集中，巖石成分較巖體中心基性。（2）擴(kuò)散分異主要出現(xiàn)在巖漿體內(nèi)溫度不同的時(shí)候，高熔點(diǎn)組分會(huì)由高溫區(qū)向低溫區(qū)擴(kuò)散，最后形成低溫區(qū)高熔點(diǎn)

9、組分集中的現(xiàn)象。如某些巖體邊部，可因擴(kuò)散作用導(dǎo)致高熔點(diǎn)物質(zhì)（暗色礦物）集中，巖石成分較巖體中心基性。此外，巖漿的分異作用還有重力分離作用、流動(dòng)分異作用等形式。重力分離作用：早結(jié)晶的礦物，可因其與巖漿的密度差下沉到巖漿房的底部，或上浮到巖漿房頂部。流動(dòng)分異作用：懸浮于巖漿中的礦物質(zhì)點(diǎn)，會(huì)向高速留滯，如向巖漿通道的中央聚集而導(dǎo)致先結(jié)晶出的礦物與熔體分離。鮑文反應(yīng)系列：巖漿在結(jié)晶作用過程中，由于物理化學(xué)條件的改變，先析出的礦物與巖漿發(fā)生反應(yīng)，鮑文反應(yīng)系列使礦物成分發(fā)生變化，產(chǎn)生新的礦物。2同化混染作用 巖漿在上升或停留于巖漿房期間，除與圍巖具有熱交換外，還可能與圍巖發(fā)生物質(zhì)交換，其結(jié)果是熔化圍巖及捕

10、擄圍巖包體，或與其發(fā)生反應(yīng)，而使巖漿的成分發(fā)生變化，這一過程稱為同化混染作用。巖漿同化混染作用的三種情況1.巖漿可以熔化低熔點(diǎn)的巖石或礦物，從而改變其本身的成分。2.巖漿不能熔化比自身熔點(diǎn)高的的圍巖，但可與它們發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使圍巖的成分與巖漿的成分達(dá)到平衡。3.圍巖成分與巖漿成分一致時(shí)，不發(fā)生明顯的同化作用。巖漿的溫度越高，巖漿量越大，同化混染作用越強(qiáng)。一般認(rèn)為，巖漿房中的巖漿演化，是同化混染作用和分離結(jié)晶作用同時(shí)進(jìn)行的，這就是所謂的AFC模式。3巖漿混合作用 巖漿混合作用指的是兩種不同成分的巖漿以不同的比例混合，產(chǎn)生一系列過渡類型巖漿的巖漿演化過程。產(chǎn)生巖漿混合作用的兩種巖漿相遇的機(jī)制1.新生巖漿周期性地從巖漿房底部注入，與原駐留的巖漿產(chǎn)生混合。2.層狀巖漿房中，相鄰熔體層之間因?qū)α髯饔枚a(chǎn)生混合。3.火山通道內(nèi)，當(dāng)巖漿噴發(fā)時(shí)，受巖漿上升慣力和巖漿粘滯力的共同作用使相鄰巖漿層同時(shí)進(jìn)入火山通道產(chǎn)生混合。 巖漿演化過程中，所涉及到的作用往往不是單一的一種作用，而是多種作用的結(jié)合。 例如，巖漿的同化混染作用和巖漿的分離結(jié)晶作用可能是同時(shí)發(fā)生的；分離結(jié)晶作用和更原