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1、小组展示小组展示地质学2课堂第6小组岩浆的形成与演化岩浆的形成与演化主讲：李雅第一部分 岩浆的形成岩浆的三个主要形成部位岩浆的三个主要形成部位1.上地幔2.大陆地壳3.消减洋壳及其上的地幔楔形区上地幔中岩浆的形成上地幔中岩浆的形成在地球内部当物理和化学条件具备时，地 幔及地壳的某些部位可以发生熔融。起始 熔融时液相熔体仅在固相颗粒的隙间产生 ，比例也很少，随着熔融作用的继续熔体 的比例增加并逐渐集中形成岩浆。上地幔中超镁铁质岩石的局部熔融，可产 生出不同组成的原生岩浆。起源于上地幔可能的原生岩浆的组成规律 是：随着深度的加大，局部熔融产生的岩 浆的SiO2不饱和程度逐渐升高。与干的地幔橄榄岩相
2、比，含H2O和CO2时的地幔橄榄岩的局部熔融 的一个显著特点是可以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，这样就产生了 碱性超基性岩岩浆，同时使碱性玄武岩在较浅的深度范围内发 生。以上论述的是由上地幔超镁铁岩，经局部熔融产生的上地幔原生 岩浆的形成过程。还有一种观点认为，只有一种地幔原生岩浆，即苦橄质岩浆，其 它类型的地幔岩浆，都是由它的结晶分离作用产生的派生岩浆。大陆地壳中岩浆的形成大陆地壳中岩浆的形成1.在地壳上层10km深度的造山带底部，由于局部地热梯度异常， T750，在H2O存在的条件下，可以形
3、成低熔的花岗岩岩浆。如果温 度更高，熔融程度增加，则可形成花岗闪长岩岩浆，或者局部地区 PH2O很大，则可形成低熔的近石英二长岩的岩浆，如果形成的花岗岩 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，由于SiO2、碱 （ K2O+Na2O）含量高，所以地壳岩石的局部熔融不能导源出比安山岩， 英安岩更基性的岩浆。4.地壳岩石由辉长岩，英闪岩、花岗岩组成，由于SiO2、碱（K2O+Na2O ）含量高，所以地壳岩石的局部熔融不能导源出比安山岩，英安岩更 基性的岩浆。3.在地壳上层底部20km深度，由于局部地热
4、异常，T900 ，在有 H2O存在下，可以形成流纹岩(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。消减的洋壳及其上的地幔中岩浆的形成消减的洋壳及其上的地幔中岩浆的形成在消减的大洋壳和上覆的地幔楔形区形成的岩浆，过程比较复杂，从中 不能直接导源出从玄武岩-流纹岩的原生岩浆系列。岛弧地带安山岩岩浆的形成一般 都要经历复杂的变异作用过程， 包括不同源岩形成的熔浆的相互 混合，含H2O的液体对上覆地幔 的作用，相对富SiO2的熔浆，与 地幔橄榄岩的反应，在深处形成 的富含H2O岩浆的不可避免的结 晶分离作用，以及岩浆与地壳岩 石的相互作用等等。深度
5、不同，形成的岩浆种类亦不同 ：10060km，形成橄榄石拉斑玄武岩 -石英拉斑玄武岩岩浆6040km，形成玄武安山岩岩浆4020km，形成安山岩岩浆20km，形成英安岩、流纹岩岩浆岩浆的形成条件岩浆的形成条件1.温度升高2.压力降低3.挥发组分的加入一个物质，向熔融态靠近，有三 种办法：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。岩石温度增加会导致地温梯度高 于正常的地温梯度，地温梯度线与岩 石的固相线相交或者重合，导致岩石 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，越剧烈的摩擦与挤压 ，产生越多的热量，相同深度情况
6、下 ，造山带温度最高，俯冲带次之，大 陆内部最低。挤压变形强烈的造山带 与俯冲带容易形成岩浆。岩石温度升高的主要方式岩石温度升高的主要方式1.岩石或岩浆通过热传导或对流增温 （eg.地幔柱构造和岩浆底侵导致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（由于岩石熔融形成的第一批熔体将会从原岩中 带走大量的不相容元素如K、Th、U，而K、Th、U的衰变是放射性同位 素衰变产热的主要原因）4.构造增厚压力和温度随深度的变化压力和温度随深度的变化压力梯度：P = rgh r-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 1 Gpa地核（Co
7、re）: r快速增大。压力降低，图中B点下移至B点，与 岩石的固相线重合，此时岩石发生部 分熔融。地幔岩石的减压熔融是洋中脊、大陆 裂谷和洋岛等构造延伸区产生大量玄 武质岩浆的重要方式。大洋中脊向外的扩张，就是这样一个 降压的过程。前几年的冰岛火山爆发 也不难理解，冰岛处于大西洋的洋中 脊上。或者是陆地上的裂谷，如东非 大裂谷，就给岩浆的产生提供了条件 。 伴随着挥发分的加入，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。图中向右下角钻过去的就是大洋壳，它不仅给地幔提供了大量的水，还提供了部分 陆地物质沉积也就是所谓的易熔物质。主讲：秦舒婷第二部分 岩浆的演化大多
8、数情况下，原生岩浆可在其活动的不同阶段发生成分的变化，形 成进化岩浆，最终形成成分上既有差异，又互为关联的一套火成岩。岩浆演化主要有三种方式岩浆演化主要有三种方式1.自身成分的差异 分异作用2.围岩物质的同化混染 同化混染作用3.两种以上不同成分岩浆的混合 岩浆混合作用扩散作用分离结晶或结晶分异1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作用。岩浆分异作用有些只是在岩浆本身进行的，并未发生相的分 离，而有些则发生了结晶相和流体相的分离。属于前者的有扩散 作用和熔离作用，属于后者的有分离结晶作用和气体搬运作用。岩浆的分异作用主
9、要有两种形式：（1）扩散分异主要出现在岩浆体内温度不同的时候，高熔点组分会由高温区向低温 区扩散，最后形成低温区高熔点组分集中的现象。如某些岩体边部， 可因扩散作用导致高熔点物质（暗色矿物）集中，岩石成分较岩体中 心基性。（2）扩散分异主要出现在岩浆体内温度不 同的时候，高熔点组分会由 高温区向低温区扩散，最后 形成低温区高熔点组分集中 的现象。如某些岩体边部， 可因扩散作用导致高熔点物 质（暗色矿物）集中，岩石 成分较岩体中心基性。此外，岩浆的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：早结晶的矿物，可因其与岩浆的密度差下沉到岩浆 房的底部，或上浮到岩浆房顶部。流动分异作用：
10、悬浮于岩浆中的矿物质点，会向高速留滞，如向岩 浆通道的中央聚集而导致先结晶出的矿物与熔体分离。鲍文反应系列：岩浆在结晶作用过程中，由于物理化学条件的改变， 先析出的矿物与岩浆发生反应，鲍文反应系列使矿物成分发生变化， 产生新的矿物。2同化混染作用岩浆在上升或停留于岩浆房期间， 除与围岩具有热交换外，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 浆的成分发生变化，这一过程称为同化 混染作用。岩浆同化混染作用的三种情况岩浆同化混染作用的三种情况1.岩浆可以熔化低熔点的岩石或矿物，从而改变其本身的成分。2.岩浆不能熔化比自身熔点高的的围岩，但可与它们发生化学反
11、应， 使围岩的成分与岩浆的成分达到平衡。3.围岩成分与岩浆成分一致时，不发生明显的同化作用。岩浆的温度 越高，岩浆量越大，同化混染作用越强。一般认为，岩浆房中的岩浆演化， 是同化混染作用和分离结晶作用同 时进行的，这就是所谓的AFC模式。3岩浆混合作用岩浆混合作用指的是两种不同成分 的岩浆以不同的比例混合，产生一系列 过渡类型岩浆的岩浆演化过程。产生岩浆混合作用的两种岩浆相遇的机制产生岩浆混合作用的两种岩浆相遇的机制1.新生岩浆周期性地从岩浆房底部注入，与原驻留的岩浆产生混合。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的共同 作用使相邻岩浆层同时进入火山通道产生混合。岩浆演化过程中，所涉及到的作用往往不 是单一的一种作用，而是多种作用的结合。例如，岩浆的同化混染作用和岩浆的分离 结晶作用可能是同时发生的；分离结晶作用和 更原始岩浆的再注入可能是同时发生的。总结总结1 徐耀鉴 岩石学M. 北京：地质出版社,2007:3658.2 杨坤光，袁晏明 地质学基础M. 武汉：中国地质大学出版社,2009:1644.3 姜芳仪 岩浆的演化过程A.中国地球物理学会.1993年中国地球物理学会第九届学术年会论文集C. 北京：中国地球物理 学会，1993:16.参考文献参考文献
