z11.岩浆的起源与演化

a，是岩石的熔化温度低于其构成矿物各自单独熔化时的熔
点；
b，是岩石从开始熔化到完全熔化有一个温度区间，而矿物
在一定的压力下仅有一个熔化温度。 岩石熔化时之所以出现上述特点，是因为岩石是由多种矿 物组成的，不同的矿物其熔点也不相同，在岩石熔化时，不同矿 物的熔化顺序自然不同。
一般的情况是：矿物或岩石中SiO2和K2O含量愈高，即组分 愈趋向于“酸性”,愈易熔化，称为易熔组分；反之，矿物或岩
.顶蚀作用 由炽热岩浆上升，在围岩中引起的热破裂作用以及岩浆在破 裂下沉的同时向裂隙的侵入作用。 过程：热的岩浆上升→围岩被挖蚀、炸裂→围岩碎块下沉→ 岩浆向上占据碎块腾出的空间. 特征：形成的岩体与围岩层理面的产状相切，形成不整合侵 入体，岩体边缘可见围岩捕掳体。
岩浆上升和侵位 —— 顶蚀作用
岩腾出的空间。
底辟的主要驱动力—岩浆的浮力和热动力。 特征：底辟式侵入岩体呈倒滴水状，围岩中常有与岩体形 态相协调的周缘向斜。 常见于较大规模的岩体的侵位；形成的岩体产状及内部构 与围岩的片理产状一致，往往为整合侵入体。
底辟作用的3个演化阶段
演化阶段：
早期穹隆阶段 中期底辟上升阶段
晚期侧向挤断（气球膨胀）阶段
结晶分异作用的类型： A.流动分异作用 B.重力分异作用
C.双扩散－对流边界层分异作用
A.流动分异作用 有点类似于在流动的河水中放木的情况。 悬浮于岩浆中的矿物质点，会向高流速带，如向岩浆通 道的中央聚集，从而先结晶，这些先结晶矿物必然会与熔体
分离。
特点：主要发生在流速变化较大的岩浆通道内，如岩墙
橄榄石
基性斜长石
辉石
中基性斜长石
角闪石
中性斜长石
温度下降
黑云母

酸性斜长石
钾长石
白云母
石 英
• 岩浆中熔点较高的、富含铁镁的硅酸盐矿物（如橄榄石、辉
石、角闪石、黑云母等）优先结晶，它们在岩体边部的含量
较高； • 而熔点较低的、铝硅酸盐矿物（如钾长石、斜长石、石英等） 后结晶，则在岩体上部与中央部分相对集中些。
该模式主要是针对超基性-基性层状侵入体提出的，在层状
侵入体中常常从底部向顶部镁铁矿物减少、长石增加的垂直分 带现象。
较简单的模式是：
. 岩浆房边部的结晶作用，致使岩浆中高熔点组分的浓度
降低，与岩体中心形成浓度梯度，后者则驱动高熔点组分向低温
2, 原生岩浆的种类
岩浆岩种类虽然繁多，但原生岩浆的种类却极其有限，一般
认为仅三、四种而已，即只有: 超基性(橄榄)岩浆 基性(玄武岩浆)
中性(安山)岩浆
酸性(花岗或流纹)岩浆 目前认为，种类繁多的岩浆岩就是从以上四种原生岩浆通 过复杂的演化作用形成的。
超基性(橄榄)岩浆 是上地幔物质大约在80至160公里的深度上局部熔融的产物。
也有人把玄武岩熔化后做试验，在玄武岩熔体加入CaF2，结 果熔体也分为两个液层，上部为相当于流纹岩岩浆的酸性熔体层
，下部为相当于橄榄岩的超基性熔体层。
天然岩浆中的硫化物、氧化物与硅酸盐熔体可以发生熔离作 用。 与超基性岩有关的铜镍硫化物矿床、钒钛磁铁矿床可能与熔 离作用有关。
2.结晶分异作用 矿物的结晶温度有高有低，因此，矿物从岩浆中结晶析出的
6、岩浆上升和侵位
岩浆分凝后，因密度低于源区岩石而产生重力不稳定 性和浮力，再加上由于张开裂隙而发生的减压作用，从而向 上运移。
上升和侵位的三种主要方式：


底辟作用
顶蚀作用


岩墙扩展作用
火山口沉陷作用
.底辟作用
指岩浆熔融体向上顶托、穿刺围岩的作用。其结果是形成 岩浆底辟构造。 过程：热的岩浆加热围岩→围岩粘度降低、流动性增高→ 岩浆由于浮力的作用向上挤→围岩被迫向下流动→岩浆占据围
次序也有先有后。
在岩浆冷凝过程中矿物按其结晶温度的高低先后同岩浆发生
分离的现象叫结晶分异作用。
结晶分异作用在玄武岩浆中研究得最为完备，由鲍文和贝莱
于本世纪20年代即完成了实验和地质方面的经典研究，成为岩浆
岩的理论支柱之一。
结 晶 分 异
矿物分离结晶的顺序－－鲍文（Bowen,1928）反应系列
导致部分熔融的原因： a.温度的升高 固相的上地幔和地壳的岩石，由于温度的升高，达到岩石的
熔融温度就会发生熔融。
升温的原因：可以是由于热流产生热对流、放射性元素衰变 产生的热等。 熔融总是先从那些易熔的低熔物质开始，而难熔的则后熔， 这是因为不同的物质都有不同的固相线。所以，在一定的温压下
熔融作用总是局部的部分熔融。
石中FeO、MgO、CaO 含量愈高，即组分愈趋于“基性”,愈难熔
化，称为难熔组分。 所以，岩石开始熔化时产生的熔体中SiO2、K2O、Na2O较多， 熔体偏于酸性，随着熔化温度的提高，熔体中铁、镁组分增加而 渐趋于基性。
局部熔融作用又叫重熔作用或深熔作用。局部溶融基本是按 石英--长石--橄榄石的顺序进行。 一般认为上地幔物质的局部熔融产生橄榄岩浆、玄武岩浆、 安山岩浆；而地壳深部(底层)岩石的局部熔融作用则产生花岗岩 浆。
枝花即为岩浆分异成因。
岩浆可以通过两种方式发生分异，即 熔离作用和 结晶分异 作用，这是岩浆内部发生的一种演化。
1.熔离作用 原来均一的岩浆，随着温度和压力的降低或者由于外来组分
的加入，使其分异为互两种互不混溶的岩浆。
生活中的类似例子：在炼铁炉中熔炼铁矿石时，在碳酸钙（
CaCO3）和氟化钙（CaF2）等外加熔剂作用下，铁水和熔渣(硅酸 盐熔体)可分为互不混溶的两个液层，铁水比重大而下沉，熔渣 轻而上浮。这是同天然熔离作用很相。
为了了解地球内部，人们主要采用了以下方法。
研究地球结构与组成的方法 1. 地球物理--地震及地震波，获得最便捷物理模型 2. 岩石包体--唯一的物质实体 3. 高温高压实验--桥梁 4. 岩浆作用反演--计算机模拟
5. 大陆超深钻--人工方法获得
岩石圈：地壳 + 上地幔
地球内部圈层包括三部分： 地壳 地幔 地核
.岩墙扩展作用 岩浆在压力的驱驶下，注入围岩裂隙，并通过挤压围岩使 其扩展成狭窄的岩浆通道（岩墙），并沿该通道上升。 过程：岩浆受压→注入围岩裂隙→挤压围岩、扩展通道→ 岩浆沿通道上升. 特征：主要发生在张性断裂带及裂隙。如辉绿岩墙
.火山口沉陷作用 在近地表地区，如果已就位的岩浆房因岩浆喷发作用而变得空 虚，上部的岩层就会断裂成块岩浆房顶盖塌陷形成环状或锅状 沉陷。 代表环形杂岩体特征的一种侵位机制。主岩体受伸展环境 中的张性断裂控制。
上地幔：橄榄岩熔融形成基性岩浆（可以进一步演化形成中、 酸性岩浆） 壳-幔过渡带：基性麻粒岩熔融形成中、酸性岩浆（可以演 化）中、 下地壳：麻粒岩、角闪岩等熔融形成偏酸性岩浆。
3，局 部 熔 融 又称部分熔融，是现代岩浆成因方面的一个基本概念，大致
解释如下：和单种矿物比较起来，岩石在熔化时有下列两个特点
第 十 章 岩浆的起源与演化
p13-19—p128-137
一，地球内部的层圈结构 “上天容易入地难”，这话一点都不错。
现在，人类的足迹已经延伸到了月球，人类科学的触角也即
将触及银河系的边缘。人类向外太空扩张的范围早已不能用千米 来衡量，但我们能往地下走多深？目前最深的钻井也不过深入地
下十千米左右，而这一距离甚至不到地球半径的百分之一。
和岩脉中。
流动分异作用的特点： Flow segregation
B.重力分离结晶作用 矿物晶出后因其比重不同，受重力作用而分别沉落、堆积，
故又称“重力结晶分异作用”。
即，早结晶的矿物因其与岩浆之间的密度差,下沉到岩浆房
的底部，或上浮到岩浆房顶部。
• 含有熔点高的重金属元素（铁族或铂族元素）时，常常因重 力作用的结果在岩浆体的某些部位使重金属元素相对富集，
对于大陆内部的安山岩，有人则认为是地幔或地壳深部局部
熔融产生的安山岩浆活动的产物，其深度约为60公里。
酸性(花岗或流纹)岩浆 是大陆地壳深部物质重熔的产物。 根据理论计算，在不同深度上可能形成性质稍有差异的花岗 岩浆。例如在约10公里的深度上形成活动性很弱的岩浆，许多巨 型花岗岩岩基即由此种岩浆形成；大约在20公里深度上可生成活 动性很强的岩浆，能够上侵至地壳浅部形成浅成侵入体，以至喷 出地表形成流纹岩。
（一）岩浆分异作用 岩浆在向上运移和冷却过程中，由于重力作用或物理、化学
条件的影响，使成分比较均一的岩浆分异为几种成分不同的岩浆
并进而冷凝而成为各种不同的岩石，称为岩浆分异作用。 即：成分均匀的熔浆分离成成分不同的岩浆的作用。
分异作用使岩浆中含量并不高的甚至非常稀少的有用金属高 度富集，形成可供开采的矿产资源。我国的钒、铁、钛资源地攀
该岩浆形成的侵入岩，多沿深大断裂或平行于褶皱带的走向
而分布。许多独立的超基性岩体呈串珠状分布，构成绵延数百公 里的岩带，如祁连山、欧洲阿尔卑斯山的超基性岩即属此类。
基性(玄武岩浆) 上地幔物质(地幔岩)局部熔融的产物。 目前推断，在上地幔的不同深度上通过局部熔融产生三种岩 浆，即： 拉斑玄武岩浆（约小于15公里）； 高铝玄武岩浆（约15～35公里）； 碱性玄武岩浆（约35～75公里）。
减压机制--大洋裂谷
导致部分熔融的原因： c, 成分的变化--挥发份物资的加入 由于水和CO2等流体加入上地幔中，可以使地幔橄榄岩的初 始熔融温度大为降低，使橄榄岩发生熔融，产生岩浆。 由上可知，随着熔融源区岩石成分的差异、浓度的不同、温
度的高低、总压和水与CO2分压的变化，以及熔融程度的强弱，
以致于达到工业开采的品位要求而成为矿床。
• 如四川某地的层状超镁铁——镁铁岩中的韵律性堆积层就是 由重力分异作用形成的。
影响晶体能否从岩浆中沉降分离的因素：
晶体与岩浆的密度差
晶体直径的大小