巖漿的形成與演化

小組展示地質(zhì)學2課堂第6小組巖漿形成與演化巖漿的形成與演化第1頁主講：李雅第一部分巖漿形成巖漿的形成與演化第2頁巖漿三個主要形成部位1.上地幔2.大陸地殼3.消減洋殼及其上地幔楔形區(qū)巖漿的形成與演化第3頁上地幔中巖漿形成在地球內(nèi)部當物理和化學條件具備時，地幔及地殼一些部位能夠發(fā)生熔融。起始熔融時液相熔體僅在固相顆粒隙間產(chǎn)生，百分比也極少，伴隨熔融作用繼續(xù)熔體百分比增加并逐步集中形成巖漿。上地幔中超鎂鐵質(zhì)巖石局部熔融，可產(chǎn)生出不一樣組成原生巖漿。起源于上地?？赡茉鷰r漿組成規(guī)律是：伴隨深度加大，局部熔融產(chǎn)生巖漿SiO2不飽和程度逐步升高。巖漿的形成與演化第4頁與干地幔橄欖巖相比，含H2O和CO2時地幔橄欖巖局部熔融一個顯著特點是能夠產(chǎn)生堿性超基性巖巖漿。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，這么就產(chǎn)生了堿性超基性巖巖漿，同時使堿性玄武巖在較淺深度范圍內(nèi)發(fā)生。以上敘述是由上地幔超鎂鐵巖，經(jīng)局部熔融產(chǎn)生上地幔原生巖漿形成過程。還有一個觀點認為，只有一個地幔原生巖漿，即苦橄質(zhì)巖漿，其它類型地幔巖漿，都是由它結(jié)晶分離作用產(chǎn)生派生巖漿。巖漿的形成與演化第5頁大陸地殼中巖漿形成1.在地殼上層≈10km深度造山帶底部，因為局部地熱梯度異常，T≈750℃，在H2O存在條件下，能夠形成低熔花崗巖巖漿。假如溫度更高，熔融程度增加，則可形成花崗閃長巖巖漿，或者局部地域PH2O很大，則可形成低熔近石英二長巖巖漿，假如形成花崗巖質(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，因為SiO2、堿（K2O+Na2O）含量高，所以地殼巖石局部熔融不能導源出比安山巖，英安巖更基性巖漿。巖漿的形成與演化第6頁4.地殼巖石由輝長巖，英閃巖、花崗巖組成，因為SiO2、堿（K2O+Na2O）含量高，所以地殼巖石局部熔融不能導源出比安山巖，英安巖更基性巖漿。3.在地殼上層底部≈20km深度，因為局部地熱異常，T≈900℃，在有H2O存在下，能夠形成流紋巖(花崗巖)巖漿。它上升能力強，可上升至近地表形成淺成-超淺成花崗斑巖侵人體，或噴出地表形成流紋巖。巖漿的形成與演化第7頁消減洋殼及其上地幔中巖漿形成在消減大洋殼和上覆地幔楔形區(qū)形成巖漿，過程比較復雜，從中不能直接導源出從玄武巖-流紋巖原生巖漿系列。島弧地帶安山巖巖漿形成普通都要經(jīng)歷復雜變異作用過程，包含不一樣源巖形成熔漿相互混合，含H2O液體對上覆地幔作用，相對富SiO2熔漿，與地幔橄欖巖反應(yīng)，在深處形成富含H2O巖漿不可防止結(jié)晶分離作用，以及巖漿與地殼巖石相互作用等等。深度不一樣，形成巖漿種類亦不一樣：100～60km，形成橄欖石拉斑玄武巖-石英拉斑玄武巖巖漿60～40km，形成玄武安山巖巖漿40～20km，形成安山巖巖漿<20km，形成英安巖、流紋巖巖漿巖漿的形成與演化第8頁巖漿形成條件1.溫度升高2.壓力降低3.揮發(fā)組分加入巖漿的形成與演化第9頁

一個物質(zhì)，向熔融態(tài)靠近，有三種方法：升溫，降壓，加水，甚至三者相互結(jié)合。滿足溫度、壓力、濕度這三個條件，就有可能會產(chǎn)生巖漿。

巖石溫度增加會造成地溫梯度高于正常地溫梯度，地溫梯度線與巖石固相線相交或者重合，造成巖石發(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，越猛烈摩擦與擠壓，產(chǎn)生越多熱量，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。擠壓變形強烈造山帶與俯沖帶輕易形成巖漿。巖漿的形成與演化第10頁巖石溫度升高主要方式1.巖石或巖漿經(jīng)過熱傳導或?qū)α髟鰷兀╡g.地幔柱結(jié)構(gòu)和巖漿底侵造成上覆巖石增溫而發(fā)生熔融）2.剪切增溫3.放射性同位素衰變（因為巖石熔融形成第一批熔體將會從原巖中帶走大量不相容元素如K、Th、U，而K、Th、U衰變是放射性同位素衰變產(chǎn)熱主要原因）4.結(jié)構(gòu)增厚巖漿的形成與演化第11頁壓力和溫度隨深度改變壓力梯度：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?1Gpa地核（Core）:r快速增大。巖漿的形成與演化第12頁壓力降低，圖中B點下移至B’點，與巖石固相線重合，此時巖石發(fā)生部分熔融。

地幔巖石減壓熔融是洋中脊、大陸裂谷和洋島等結(jié)構(gòu)延伸區(qū)產(chǎn)生大量玄武質(zhì)巖漿主要方式。大洋中脊向外擴張，就是這么一個降壓過程。前幾年冰島火山暴發(fā)也不難了解，冰島處于大西洋洋中脊上。或者是陸地上裂谷，如東非大裂谷，就給巖漿產(chǎn)生提供了條件。伴伴隨揮發(fā)分加入，干固相線在相圖中左移，B點所在區(qū)域由固相區(qū)變?yōu)橐合鄥^(qū)，巖石發(fā)生部分熔融。巖漿的形成與演化第13頁圖中向右下角鉆過去就是大洋殼，它不但給地幔提供了大量水，還提供了部分陸地物質(zhì)沉積——也就是所謂易熔物質(zhì)。巖漿的形成與演化第14頁主講：秦舒婷第二部分巖漿演化巖漿的形成與演化第15頁大多數(shù)情況下，原生巖漿可在其活動不一樣階段發(fā)生成份改變，形成進化巖漿，最終形成成份上現(xiàn)有差異，又互為關(guān)聯(lián)一套火成巖。巖漿的形成與演化第16頁巖漿演化主要有三種方式1.本身成份差異→分異作用2.圍巖物質(zhì)同化混染→同化混染作用3.兩種以上不一樣成份巖漿混合→巖漿混合作用擴散作用分離結(jié)晶或結(jié)晶分異巖漿的形成與演化第17頁1分異作用巖漿的形成與演化第18頁

分異作用是指原來成份均勻巖漿，在沒有外來物質(zhì)加入情況下，依靠本身演化，最終產(chǎn)生不一樣組分火成巖作用。

巖漿分異作用有些只是在巖漿本身進行，并未發(fā)生相分離，而有些則發(fā)生了結(jié)晶相和流體相分離。屬于前者有擴散作用和熔離作用，屬于后者有分離結(jié)晶作用和氣體搬運作用。巖漿分異作用主要有兩種形式：（1）擴散分異主要出現(xiàn)在巖漿體內(nèi)溫度不一樣時候，高熔點組分會由高溫區(qū)向低溫區(qū)擴散，最終形成低溫區(qū)高熔點組分集中現(xiàn)象。如一些巖體邊部，可因擴散作用造成高熔點物質(zhì)（暗色礦物）集中，巖石成份較巖體中心基性。巖漿的形成與演化第19頁（2）擴散分異主要出現(xiàn)在巖漿體內(nèi)溫度不一樣時候，高熔點組分會由高溫區(qū)向低溫區(qū)擴散，最終形成低溫區(qū)高熔點組分集中現(xiàn)象。如一些巖體邊部，可因擴散作用造成高熔點物質(zhì)（暗色礦物）集中，巖石成份較巖體中心基性。巖漿的形成與演化第20頁另外，巖漿分異作用還有重力分離作用、流動分異作用等形式。重力分離作用：早結(jié)晶礦物，可因其與巖漿密度差下沉到巖漿房底部，或上浮到巖漿房頂部。流動分異作用：懸浮于巖漿中礦物質(zhì)點，會向高速留滯，如向巖漿通道中央聚集而造成先結(jié)晶出礦物與熔體分離。巖漿的形成與演化第21頁鮑文反應(yīng)系列：巖漿在結(jié)晶作用過程中，因為物理化學條件改變，先析出礦物與巖漿發(fā)生反應(yīng)，鮑文反應(yīng)系列使礦物成份發(fā)生改變，產(chǎn)生新礦物。巖漿的形成與演化第22頁2同化混染作用巖漿的形成與演化第23頁

巖漿在上升或停留于巖漿房期間，除與圍巖含有熱交換外，還可能與圍巖發(fā)生物質(zhì)交換，其結(jié)果是熔化圍巖及捕擄圍巖包體，或與其發(fā)生反應(yīng)，而使巖漿成份發(fā)生改變，這一過程稱為同化混染作用。巖漿的形成與演化第24頁巖漿同化混染作用三種情況1.巖漿能夠熔化低熔點巖石或礦物，從而改變其本身成份。2.巖漿不能熔化比本身熔點高圍巖，但可與它們發(fā)生化學反應(yīng)，使圍巖成份與巖漿成份到達平衡。3.圍巖成份與巖漿成份一致時，不發(fā)生顯著同化作用。巖漿溫度越高，巖漿量越大，同化混染作用越強。巖漿的形成與演化第25頁普通認為，巖漿房中巖漿演化，是同化混染作用和分離結(jié)晶作用同時進行，這就是所謂AFC模式。巖漿的形成與演化第26頁3巖漿混合作用巖漿的形成與演化第27頁巖漿混合作用指是兩種不一樣成份巖漿以不一樣百分比混合，產(chǎn)生一系列過渡類型巖漿巖漿演化過程。巖漿的形成與演化第28頁產(chǎn)生巖漿混合作用兩種巖漿相遇機制1.新生巖漿周期性地從巖漿房底部注入，與原駐留巖漿產(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)，當巖漿噴發(fā)時，受巖漿上升慣力和巖漿粘滯力共同作用使相鄰巖漿層同時進入火山通道產(chǎn)生混合。巖漿的形成與演化第29頁

巖漿演化過程中，所包括到作用往往不是單一一個作用，而是各種作用結(jié)合。比如，巖漿同化混染作用和巖漿分離結(jié)晶作用可能是同時發(fā)生；分離結(jié)晶作用和更原始巖漿再注入可能是同時發(fā)生。總結(jié)巖漿的形成與演化第30頁[1]徐耀鑒巖石學