岩石学 5.ppt

第五章 岩浆的起源与演化 岩浆的产生 岩浆的演化机制 岩浆的运移与侵位 一、 岩浆的产生 2、部分熔融作用及岩浆分凝聚集 （1）部分熔融作用：地壳和上地幔物质，当岩石的温度增高至固相线温度时，相对低熔点的物质，在共结点或同结线的位置首先熔融，产生近共结或低熔点的岩浆。开始时，最初出现的液体分布于两种或三种矿物的交界部位，在这些部位实际上形成了一个局部的二元系或三元系，造成一个低温熔融的温度环境，随热量不断输入，熔融程度增高，熔体数量增多。 一、 岩浆的产生 2、部分熔融作用及岩浆分凝聚集 概念：是指熔融的岩浆液滴从源区岩石的粒间分离集 中的作用 控制因素： 熔体分数（即部分熔融程度） 源区的渗透性 熔体的密度与残留固体的密度差产生的浮力 残留固体与熔体的粘度 部分熔融作用 示 意 图 4、岩浆形成的基本条件 压力和温度随深度的变化 地幔岩石是如何熔融的（How does the mantle melt?） C. 压力降低（Lower the pressure）地幔底辟上升减压熔融：可达 30% D. 挥发组分的加入（Add volatiles ，especially H2O) 二、岩浆的演化机制 主要包括： 熔离作用 扩散-对流作用 分离结晶作用 （1）熔离作用（ Liquid Immiscibility ） 是指原来混溶的熔体因物理（如温度、压力的变化）或化学（如第三种组分的加入）的原因分离为不混溶或混溶程度低的两种熔体的过程。 （2）扩散－对流作用 含义：原来均一的岩浆，由于液态的岩浆体内部及其与相接触的围岩间存在温度梯度，导致产生成分梯度的作用。此时，热量和物质通过液－液界面进行扩散对流，使高熔点的组分向着低温的熔体边部迁移，冷凝较早，形成较基性富含高熔点组分的的边缘带；而低熔点的组分则向高温的熔体内部迁移，冷凝较晚，生成了较酸性富含低熔点组分的内部带。 1、分异作用 （3）分离结晶作用(结晶分异作用) 概念：是指由于岩浆中结晶的固相物质的分离，使残余岩浆成分发生变化的作用。 类型： A. 流动分异作用 B. 重力分离结晶作用 1、分异作用 A. 流动分异作用 特点：主要发生在流速变化较大的岩浆通道内，如岩墙和岩脉中 原因：岩浆与上侵通道侧壁围岩间的粘滞摩擦作用使流速从通道中心向边缘降低，导致矿物晶体向流速高的中心带集中，使结晶的矿物与熔体分离。 规模：影响有限，大岩体仅限于岩体与围岩的接触带 B. 重力分离结晶作用 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。 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（B）的大小 岩浆的粘度 2、岩浆混合作用（ Magma Mixing ） 3、同化混染作用(assimilation) （1）概念：岩浆熔化或溶解围岩或捕虏的围岩碎块，将改变岩浆的成分，当熔化或溶解较彻底时，称同化作用；不彻底时可有未熔物质的残留，称为混染作用。 （2）同化混染的可能方式： 1）岩浆熔化比自己熔点低的围岩物质，使熔体的总成分发生改变。 2）岩浆不能熔化比自己熔点更高的围岩，只能通过离子交换反应，改变围岩及捕虏体成分，使之达到平衡。 3）与岩浆相适应的围岩物质可在岩浆中保持稳定，如玄武岩中的地幔橄榄岩包体。 （3）同化混染作用的鉴别标志： 1）主要出现在大型侵入体的边缘带，与围岩之间常形成渐变过渡带； 2）在同化混染带，常含有围岩的捕虏体或捕虏晶，出现不平衡矿物和不平衡结构，如花岗岩中出现硅辉石； 3）岩石的结构、构造不均一，出现斑杂构造。 三、岩浆的上升和侵位 岩浆上升的动力—密度差和由于张开裂隙而发生的减压作用 平衡浮力高度：当岩浆上升至与其密度相当的围岩时，岩浆体停止移动形成侵入岩。这一位置可称为平衡浮力高度 三、岩浆侵位机制 A.底辟上升和侵位是连续的过程 B.底辟侵位的主要驱动力—岩浆的浮力和热动力 C. 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 D. 特征：岩体的内部组构及产状与围岩的片理产状一致，岩体没根，整合岩体 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 4