《巖石學》第8章巖漿的形成與演化課件

第八章巖漿的形成與演化巖漿形成的過程巖漿的巖漿的形成條件巖漿的演化過程

巖漿產(chǎn)生的部位

巖漿的產(chǎn)生第一節(jié)、巖漿的形成一、部分熔融作用（1）部分熔融作用：地殼和上地幔物質(zhì)，當巖石的溫度增高至固相線溫度時，相對低熔點的物質(zhì)，在共結(jié)點或同結(jié)線的位置首先熔融，產(chǎn)生近共結(jié)或低熔點的巖漿。巖漿的形成x成分為ⅹ的源巖，平衡熔融時，首先在共結(jié)點E1開始熔融，隨著熔融作用不斷進行，熔體數(shù)量不斷增加，固體C全部熔融，溫度繼續(xù)升高，沿著固相線E1-E2發(fā)生熔融，成分變?yōu)閅時，B全部熔融，溫度不再升高固相A全部熔融概念：是指熔融的巖漿液滴從源區(qū)巖石的粒間分離集中的作用控制因素：

熔體分數(shù)（即部分熔融程度）源區(qū)的滲透性熔體的密度與殘留固體的密度差產(chǎn)生的浮力殘留固體與熔體的粘度（2）巖漿的分凝聚集部分熔融作

用示意圖x二、巖漿形成的基本條件

溫度的升高壓力的降低揮發(fā)組分的加入1、源區(qū)的巖石2、熱能的積累局部溫度升高

1.隕石撞擊地球2.深部地幔物質(zhì)上涌或地幔熱流上升

3.基性巖漿底劈侵至地殼底部或侵入地殼中其次：

水的加入可以大幅度降低巖石熔點，促使巖石熔融形成巖漿再次

壓力降低可以導(dǎo)致巖石的熔融溫度降低地幔巖石是如何熔融的溫度升高壓力降低

地幔底辟上升

減壓熔融：可達30%絕熱線

揮發(fā)組分的加入地溫線水飽和巖石中加入水之后濕的巖石固相線就與正常地熱增溫曲線相交，巖石熔融溫度大大降低一、原生巖漿和派生巖漿（1）原生巖漿：

已經(jīng)存在的地殼或地幔物質(zhì)經(jīng)過熔融或部分熔融作用產(chǎn)生的、未經(jīng)過任何演化的巖漿。巖漿形成后成分未發(fā)生變化的巖漿－玄武巖漿、花崗質(zhì)巖漿、安山巖漿等（2）派生巖漿:

或次生巖漿，原生巖漿經(jīng)過多種演化作用派生出來的巖漿。第二節(jié)、巖漿的演化二、巖漿的演化

巖漿從源區(qū)分離之后，溫度、壓力等條件發(fā)生了改變，隨即開始了巖漿演化歷程，從原生巖漿演化出派生巖漿，生成了多種巖石。在巖漿轉(zhuǎn)變?yōu)閹r石的過程中都發(fā)生了什么作用呢？巖漿演化機制封閉體系開放體系晶體-熔體分離作用熔體-熔體分離作用熔體-流體分離作用同化混染作用巖漿混合作用（一）晶體-熔體分離作用——分離結(jié)晶作用分離結(jié)晶作用（也稱結(jié)晶分異作用）：發(fā)生在巖漿結(jié)晶作用階段，指早結(jié)晶的高熔點礦物與熔體分離聚集，或者被略晚生成的礦物將其與熔體隔開，使之不能與熔體充分反映，由此導(dǎo)致剩余巖漿成分發(fā)生連續(xù)變化。結(jié)果：可以形成不同成分的堆晶巖使剩余巖漿的成分不斷向富SiO2、K2O、Na2O和TFeO/MgO分異程度越大，殘余巖漿的酸度越高二、巖漿的演化NormanL.Bowen(1887-1956)-“FatherofModernIgneousPetrology”根據(jù)自然界一些硅酸鹽礦物間的反應(yīng)關(guān)系和實驗資料，提出了著名的鮑文反應(yīng)原理“結(jié)晶分異作用可以以下幾種方式發(fā)生：(1)早期結(jié)晶階段形成的高密度礦物的晶體沉降；(2)固溶體礦物環(huán)帶;(3)結(jié)晶作用結(jié)束階段巖漿透過結(jié)晶網(wǎng)格萃取。鮑文反應(yīng)原理礦物分離結(jié)晶的順序－－鮑文（Bowen,1928）反應(yīng)系列橄欖石

基性斜長石斜方輝石單斜輝石角閃石黑云母（尖晶石）溫度降低鉀長石白云母石英

酸性斜長石不連續(xù)系列連續(xù)系列

基中性斜長石

中性斜長石不存在反應(yīng)鮑文反應(yīng)系列的巖石學意義橄欖石基性斜長石斜方輝石單斜輝石角閃石黑云母（尖晶石）溫度升高方向鉀長石白云母石英

酸性斜長石不連續(xù)系列連續(xù)系列基中性斜長石中性斜長石1）解釋——巖漿中礦物結(jié)晶順序2）解釋——巖漿中礦物共生規(guī)律，兩個系列結(jié)晶溫度相當?shù)牡V物可以共生3）解釋暗色礦物間的反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)和斜長石正環(huán)帶結(jié)構(gòu)4）玄武質(zhì)巖漿經(jīng)分離結(jié)晶作用可逐步形成酸性巖漿玄武巖漿分離結(jié)晶作用形成的層狀侵入體分離結(jié)晶形成的堆積結(jié)構(gòu)重力分異作用：早結(jié)晶的礦物，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形成原因：晶體與熔體間的密度差巖漿的粘度屈服度晶體大小二、巖漿的演化分離結(jié)晶作用的方式：流動分異作用：懸浮于巖漿之中的礦物質(zhì)點移向高流速帶，如向巖漿通道的中央聚集，從而導(dǎo)致先晶出的礦物與熔體分離。二、巖漿的演化分離結(jié)晶作用的方式：

流動分異作用特點：主要發(fā)生在流速變化較大的巖漿通道內(nèi)，如巖墻和巖脈中原因：巖漿與上侵通道側(cè)壁圍巖間的粘滯摩擦作用使流速從通道中心向邊緣降低，導(dǎo)致礦物晶體向流速高的中心帶集中，使結(jié)晶的礦物與熔體分離。規(guī)模：影響有限，只在寬度小于100m的巖體中有效，且僅限于巖體與圍巖的接觸帶流動分異作用的特點：相對位移顆粒分散壓力圍巖擴散對流分異作用：由于巖漿內(nèi)部與邊部存在著溫度差，巖漿邊部高熔點礦物先結(jié)晶，高熔點組分（Mg、Fe、Ca）不斷從內(nèi)部向邊部遷移擴散，形成暗色礦物含量高的冷凝邊；巖漿房內(nèi)部結(jié)晶晚，低熔點組分（Si、K、Na）不斷向內(nèi)部擴散，中心的巖漿成分逐漸變酸性，導(dǎo)致分異作用。巖漿中物質(zhì)擴散的驅(qū)動力：

溫度梯度、密度梯度

二、巖漿的演化分離結(jié)晶作用的方式：實例：

巖體的邊部暗色組分的富集－－對流巖漿房中的側(cè)壁結(jié)晶分異作用

熔離作用

是指原來成分均勻的巖漿體因物理或化學條件的改變而分離為兩種不混溶或混溶程度很低的熔體的過程，也稱液體不相容作用或稱液態(tài)分異作用。（二）熔體與熔體的分離作用——熔離作用二、巖漿的演化氣體搬運作用

巖漿可以攜帶部分易熔物質(zhì)和密度小的組分向上遷移，在巖漿體頂部富集，完成氣體搬運的過程，并最終在此沉淀出所攜帶的組分而導(dǎo)致巖漿的成分分異。（三）熔體與流體的分離作用——氣體搬運作用二、巖漿的演化（四）、巖漿混合作用（1）概念：由兩種或兩種以上的不同成分的巖漿以不同的比例混合，形成一系列過渡類型巖漿的作用。（2）識別標志：

1）混合不徹底時，基性端元和酸性端元及二者間的過渡巖石同時出現(xiàn)；在巖體中可見到一些基性端元的巖石團塊、微粒包體等2）礦物間出現(xiàn)明顯的不平衡現(xiàn)象：兩種成分差別較大的斜長石的共存等混合作用參與混合的端元巖漿完全地混合在一起，形成均一的巖漿。表觀上與單一巖漿幾乎沒有差別，但在造巖礦物、地球化學等方面仍然可以識別。混雜作用參與混合的端元巖漿未完全混合均一，表觀特征明顯，可以識別出巖漿團的大致輪廓、形態(tài)與成分。其余特征與混合作用相同。巖漿注入作用參與混合的端元巖漿相互穿插，但基本上沒有化學組分的遷移，只有機械混合，如圖混合物中可見巖石團塊、巖墻?；◢徺|(zhì)巖漿房底部出現(xiàn)玄武巖枕狀堆積體玄武巖和流紋巖呈互層狀（五）同化混染作用

巖漿熔化或溶解圍巖或捕虜?shù)膰鷰r碎塊，將改變巖漿的成分，當熔化或溶解較徹底時，稱同化作用；不徹底時可有未熔物質(zhì)的殘留，稱為混染作用。同化混染的可能方式：1）巖漿熔化比自己熔點低的圍巖物質(zhì)，使熔體的總成分發(fā)生改變。2）巖漿不能熔化比自己熔點更高的圍巖，只能通過離子交換反應(yīng)，改變圍巖及捕虜體成分，使之達到平衡。3）與巖漿相適應(yīng)的圍巖物質(zhì)可在巖漿中保持穩(wěn)定，如玄武巖中的地幔橄欖巖包體。同化混染作用的鑒別標志：

1）主要出現(xiàn)在大型侵入體的邊緣帶，與圍巖之間常形成漸變過渡帶；2）在同化混染帶，常含有圍巖的捕虜體或捕虜晶，出現(xiàn)不平衡礦物和不平衡結(jié)構(gòu)，如花崗巖中出現(xiàn)硅輝石；3）巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造不均一，出現(xiàn)斑雜構(gòu)造。

三、

火成巖多樣性的原因：

（1）原生巖漿類型多樣

取決于巖漿