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火成岩石学概论 岩浆的多样性 第二节 岩浆结晶作用 1．岩浆熔体的结晶作用 2．环带生长 END * * 火成岩石学主要研究岩浆冷凝而成岩石的学科，研究由上地幔分凝形成地壳的过程。 阐明岩浆的起源是解决火成岩成因的最根本问题。 火成岩组成的多样性 岩浆结晶作用 岩浆发生演化的物理化学 第一节 火成岩组成的多样性 火山喷出最大量物质是熔体→熔岩流 爆发→大气中 岩浆可以呈熔融状态的熔融体，也可含大量固体物质的固、液、气体混合物。 研究表明，岩浆中所含的岩石碎块或矿物晶体是从地球不同深部带上来的，有些是上地幔或地壳深部岩石部分熔融时难熔的源岩残留体。 岩浆是上地幔或地壳深部形成的、以硅酸盐为主要成分的、炽热的含有挥发分的熔融体或固液混合物。 地壳深部与地表或近地表环境的差别，影响岩浆演化的各种可变因素—火成岩的岩石组构 矿物学 地下深处岩浆→近地表→火山岩 →地 下→侵入岩 火成岩 自然界存在化学组成各异的多种岩浆，是根据喷出地表的熔岩化学组成推断。如玄武岩、安山岩、流纹岩，各自也可出现化学组成明显不同的类型。 安山岩 wSiO2 53—65% 中性岩流纹岩 wSiO2 ＞66% 酸性岩玄武岩 wSiO2 45—53% 基性岩 拉斑玄武岩 碱性玄武岩 高原玄武岩 拉斑玄武质 钙碱性 碱性安山岩 自然银 原因；岩浆生成、上升、固结过程中组成可能变化。 当岩浆急速冷却，其化学组成可近似于岩浆的组成。但岩浆所含的H2O、CO2、S等挥发分可能逸出，从而骤冷的熔岩也不一定完全代表岩浆的化学组成。 熔岩的化学组成≠岩浆的化学组成 目前认为：无斑或含稀少斑晶的熔岩的化学组成（挥发分除外）近似地代表岩浆的化学组成。 岩浆化学组成上多样性的原因： 1．起源于岩浆源区物质组成的差异性。 例如，上地慢岩石部分熔融形成镁铁质、超美铁质岩浆，而地壳岩石部分熔融形成硅铝质岩浆。 2．起源于岩浆生成时的物理条件、岩浆上升机制和速度以及岩浆结晶时的物理化学条件。即相同源岩物质在不同的物理和化学条件下形成化学组成各异的不同岩浆。 1．岩浆熔体的结晶作用 2．生长环带 3．鲍文反应系列 液相线温度之上或附近（高于液相线）硅酸盐熔体具有聚合性。 熔体→结晶状态转变： 渐变的物理化学过程 硅酸盐熔体中的[SiO4]借助共同氧而连接或聚合。 在高于液相线温度时，离子和硅氧四面体开始以直径约为10～1mm的有序晶核聚集，晶体生长的必要条件需处于过冷却（低于液相线）或过饱和状态。 在过冷却液体中形成的晶核而保存下来→通过周围液体中加积微粒层而不断生长。 一定温度下形成的晶核，其生长受控四个因素： ① 液体中主要组分的供应； ② 组分通过液体扩散到达生长晶体表面的速率； ③ 同一相和另外一些相晶体对同一组分的争夺； ④ 微粒参与晶体结构而释放的热能从晶体向外扩散的速率。 随着晶体结晶的生长，剩余液体逐渐富集不适于进入晶格的组分，而亏损构成晶体相的组分。 当必要组分的扩散速率相对于晶体生长慢时，晶体就会停止生长，直到必要组分恢复适合浓度为止；或者其它组分进入晶体结构以代替供应不足的组分，则发育固溶体。 主要组分的供应 Ves Ca10Mg2Al4（SiO4）5（Si2O7）2（OH）4 矿物微区化学成分研究表明：火成岩主要组成矿物的化学成分是不均匀的，都具有成分环带。 在晶体生长过程中，组分的变化反映组分在液体中的扩散速率与晶体生长速率间的相互作用。 如斜长石，主要组分的扩散速率依此为： 钠＞钙＞铝＞硅氧四面体 若一个富An的斜长石正在形成，其附近液体中Al会很快被吸收。当主要组分Al亏损又不能很快补充时，生长速率必定减慢；而富Ab斜长石因所需的Al少，所以它开始加速生长。此时由于利用的Al较少，从而使围绕晶体处的液体中Al的量就会增高，随着晶体的继续生长，周围液体中的Al又会过剩，富钙斜长石又重新析出。 3．鲍文反应系列 岩石薄片揭示，火成岩造岩矿物之间存在着： 不相容 Qz-An，Mus-An，Mus-Ol，Or-Fo 共 生 Qz-Alk，Px-An，Hb-Ans 鲍文（1928）认为“大致属于同一结晶阶段的矿物趋于共生存在，而结晶过程中相隔较