巖漿巖巖石學(xué)-【巖漿巖巖石學(xué)】

緒論

一、巖漿巖及巖漿巖巖石學(xué)的概念

巖漿巖又稱為火成巖，它是由地殼深處的巖漿侵入地殼或噴出地表冷凝結(jié)晶而成，如

橄欖巖、花崗巖、玄武巖等。巖漿巖在地殼中以各種各樣的形態(tài)占有一定的空間，它們是

一定地質(zhì)時期、地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展的一定階段的產(chǎn)物，因此，我們必須把巖漿巖當(dāng)作地質(zhì)體來

進(jìn)行研究。要注意巖漿巖體的形成過程，演化規(guī)律、含礦性以及與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系等問題。

在巖漿冷卻過程中失去大量揮發(fā)份，所以巖漿的成分和巖漿巖的不完全相同，巖漿巖

是失去了大量揮發(fā)份的巖漿冷凝物。

巖漿巖通常分為噴出巖和侵入巖兩大類，侵入巖又可分為深成巖和淺成巖。侵入作用

指巖漿上移侵入到地殼薄弱帶之中的過程，侵入作用所形成的巖石為侵入巖，可分為深成

巖（＞3Km）和淺成巖（＜3Km）。

噴出作用指巖漿上移噴出地表的過程，巖漿噴出作用所形成的巖石為火山巖，可分為

噴出巖或熔巖和火山碎屑巖。

熔巖指火山寧靜溢流出來的熔巖流，經(jīng)冷凝而形成的巖石。

火山碎屑巖指火山強(qiáng)烈爆發(fā)出來的各種碎屑物堆積而成的巖石。

巖漿巖是巖石類型中的基本類型之一，它與沉積巖、變質(zhì)巖稱為三大巖類，巖漿巖不

同于沉積巖和變質(zhì)巖，其主要判別標(biāo)志有：

L巖漿巖大部分為塊狀的結(jié)晶巖石，部分為玻璃質(zhì)巖石。具有玻璃質(zhì)的巖石，一般是

巖漿巖，只有在極少數(shù)情況下，在強(qiáng)烈斷裂帶內(nèi)才有?；瘞r。

2、巖漿巖中有一些特有的礦物和結(jié)構(gòu)構(gòu)造。如霞石、白榴石等礦物，氣孔構(gòu)造和杏仁

構(gòu)造等只有巖漿巖中才有。

3、巖漿巖體與圍巖間一般都有明顯的界線，呈各種各樣的形態(tài)存在于地層中，有的平

行，有的切穿圍巖的層理或片理。

4、巖體中常含有圍巖碎塊（捕虎體），這些被捕虜?shù)膰鷰r碎塊和圍巖常遭受熱變質(zhì)作用。

5、各地質(zhì)時期形成的主要巖漿巖類，大部分都可以找到與其化學(xué)成分近似的現(xiàn)代火山

So

6、巖漿巖中沒有任何生物遺跡。

巖漿巖與沉積巖、變質(zhì)巖之間沒有決然的的界限，其間存在有逐漸的過渡關(guān)系或有密

切的聯(lián)系。

巖漿巖巖石學(xué)：是研究巖漿的起源、運(yùn)移、演化、結(jié)晶及巖漿巖的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、

產(chǎn)狀、分布、分類、命名、共生組合、成因機(jī)理及與構(gòu)造、礦產(chǎn)關(guān)系等的一門獨(dú)立科學(xué)。巖

漿巖巖石學(xué)也可以分為巖理學(xué)和巖相學(xué)。

巖相學(xué)：或稱描述巖石學(xué)，它是利用傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的研究手段和方法，研究巖石的產(chǎn)

狀、分布、組成、分類、命名等方面的問題。

巖理學(xué)：又稱理論巖石學(xué)或成因巖石學(xué)，它是在巖相學(xué)研究的基礎(chǔ)上，探討研究巖石

的形成條件、成因機(jī)理、構(gòu)造環(huán)境等方面的問題。圖0-1表示了巖漿巖形成構(gòu)造環(huán)境。

圖0-1巖漿巖形成構(gòu)造環(huán)境

二、巖漿巖巖石學(xué)的研究內(nèi)容、方法、目的

巖漿巖的研究內(nèi)容是多方面的，隨著生產(chǎn)中要解決的問題不同，研究的內(nèi)容也不盡相

同。通常包括以下方面：

1、研究巖漿巖本身的特征，即各種巖漿巖的礦物成分、化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造以及巖

漿巖的分類命名；

2、在野外研究巖漿巖巖體的產(chǎn)狀、時代及其共生組合，各種巖漿巖巖石在空間和時間

上分布的規(guī)律性，確定它們與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系；

3、研究巖漿巖巖石和成礦作用的關(guān)系以及各類巖漿巖成礦的專屬性；

4、研究不同類型巖漿巖形成的各種地質(zhì)作用、物理化學(xué)作用、生成環(huán)境、解決其成因、

巖漿來源及演化等問題；

一般來說，在室內(nèi)通過偏光顯微鏡等手段，著重研究其礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造，配合化

學(xué)成分，從而正確的定名和確定巖石的種屬。野外則要研究巖漿巖體的產(chǎn)狀、相，巖性帶

劃分，原生構(gòu)造，同化及分異作用，接觸關(guān)系、接觸變質(zhì)帶，時代、先后順序及活動次數(shù)等

等。在上述基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究巖漿巖的成因來源，形成的物理化學(xué)條件（溫度,壓力等），

巖漿活動與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系，巖漿巖的成礦專屬性等問題。這些問題的研究方法，將在后

面有關(guān)章節(jié)及工作方法部分著重介紹。

巖漿巖中蘊(yùn)藏著十分豐富的礦產(chǎn)，如Cr、Ni,Co,Pt,Fe,Cu,Au,Nb,Ta等，

它們有的直接產(chǎn)于巖漿巖體內(nèi)，有的產(chǎn)在圍巖中。一定類型的巖漿巖與一定類型的礦產(chǎn)聯(lián)

系著。我們學(xué)習(xí)巖漿巖的主要目的，就是在掌握巖漿巖基本知識、基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上，了

解各類巖漿巖含礦的規(guī)律性，為我國實(shí)現(xiàn)四個現(xiàn)代化尋找豐富的礦產(chǎn)資源，止匕外，也為地

質(zhì)構(gòu)造，水文工程，地震，物探，探工等學(xué)科提供有價值的地質(zhì)資料。

三、巖漿巖巖石學(xué)的研究方法

巖漿巖巖石學(xué)的研究方法：

1、野外地質(zhì)學(xué)方法；

主要是通過野外地質(zhì)圖的繪制，剖面的測制，對不同類型巖漿巖的礦物成分、結(jié)構(gòu)、

構(gòu)造、產(chǎn)狀時代、生成順序、共生組合、巖相變化以及巖體與礦產(chǎn)的關(guān)系等做出詳細(xì)的描

述，并進(jìn)行初步分析和推論，同時還應(yīng)采集適當(dāng)?shù)臉?biāo)本，以供室內(nèi)做進(jìn)一步研究之用。

2、室內(nèi)研究方法：

主要包括巖相學(xué)研究方法、巖石化學(xué)成分分析方法、實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)研究方法。

利用偏光顯微鏡、電子顯微鏡和圖像分析等手段，對巖漿巖巖石進(jìn)行巖相觀察；利用

等離子質(zhì)譜儀、電子探針、X射線熒光光譜儀、原子吸收分光光度計(jì)等儀器設(shè)備,進(jìn)行全巖

分析、單礦物分析、同位素、光譜分析等來研究巖漿巖成分特征，以進(jìn)一步來了解巖漿巖

的演化規(guī)律及成礦規(guī)律。

實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)方法主要是通過人工合成礦物和巖漿巖巖石，為了解它們的成因及演化提

供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

第一章巖漿及其結(jié)晶作用

第一節(jié)巖漿的概念

一、巖漿

地質(zhì)學(xué)家通過對古代火山巖和現(xiàn)在火山活動的觀察與研究發(fā)現(xiàn)，火山噴發(fā)時，不但

有氣體、固態(tài)碎屑的爆發(fā)，同時還有熾熱的熔融物質(zhì)從火山口溢流出來。這說明地下深處

有一種高溫?zé)霟岬娜廴谖镔|(zhì)存在并活動。在熾熱熔融體中溶解大量的氣體，可含也可不

含懸浮固體（如晶體、晶屑、或巖塊1當(dāng)熾熱熔融體中含有固體時，表現(xiàn)為"晶粥"狀

的懸浮體。地球物理資料表明在地下深處的地殼和地幔中，主要由硅酸鹽物質(zhì)所組成。所

以，熔融體的成分最主要的是硅酸鹽，個別的也見有碳酸鹽、金屬氧化物、金屬硫化物等

（后兩者又稱礦漿X

究竟什么是巖漿呢？早在1872年，羅森布什(H,Rosenbusch)就給出了明確的

概念。經(jīng)過長期反復(fù)實(shí)踐，人們對巖漿的認(rèn)識逐漸深化，巖漿的概念也日趨完善。一般認(rèn)

為：巖漿是上地幔和地殼深處形成的，以硅酸鹽為主要成分的熾熱、粘稠、含有揮發(fā)份的

熔融體。由此可見，巖漿主要來源于地下深處，可以從地殼深處或上地幔侵入到地殼上部

或噴出地表形成巖石。

二、巖漿的性質(zhì)

巖漿的成分以硅酸鹽為主，同時含有各種揮發(fā)組分。硅酸鹽元素以氧為最多，富以氧

化物表示，其中以SiO2為最多。SiO2與其它氧化物間有消長關(guān)系。因此，巖漿中SiO2

的含量，成為酸度劃分的主要標(biāo)準(zhǔn)，也是堿度劃分必需考慮的成分之一，并且還是研究巖

漿演化的主要變量；巖漿的粘度也與之關(guān)系較大。巖漿固結(jié)后，SiO2與其它氧化物組成

硅酸鹽礦物；揮發(fā)份據(jù)現(xiàn)代火山觀察，巖漿中合有大量揮發(fā)份。其中以水蒸汽(H2。)為

主，約占揮發(fā)份總量的60%，其次為C02、S02、CO、N2、H2、N2、NH3、NH4、HCk

HF、B(OH)2、KCkNaCI等。在地下深處壓力大的條件下，它們?nèi)芙庥趲r漿之中，不僅

能降低巖漿的粘度，也是巖漿侵入、噴發(fā)的動力。在巖漿的噴出過程中，壓力驟降，揮發(fā)

份已大量逃逸，所以熔巖流成分，不能真正代表地下深處的巖漿成分。

1.巖漿溫度

巖漿是熾熱的，它的溫度可以直接從現(xiàn)代火山噴出的熔巖流測定出來（圖L1）,也

可以用間接的方法求噴出熔巖的溫度范圍一般在800~1200℃之間。不同成分的巖漿,

其溫度不同，據(jù)Carmichael（1974）現(xiàn)代火山巖漿溫度測量資料（表1-1）,玄武巖一

般為1150~12250C,安山巖一般為940~1110℃,流紋巖一般為660~900。（2。由此

可知，成分愈酸性，溫度愈低。同一熔巖流，其不同部位溫度也不同?？偟恼f來，在近巖

流表層下部溫度最低，?向巖流內(nèi)部溫度升高，但向表層巖流面之上，溫度又急趨升高，究

5-

3—

1——

熔

巖0-

湖

1.

中

的

深3—

度

米

5—

7—

9—

11—

13-

800100012001400

淘.度（0C）

其原因，可能由于熔巖流噴出地表后，氣體析出，產(chǎn)生氧化、燃燒以及部分結(jié)晶放出潛熱，

多形轉(zhuǎn)變放出反應(yīng)熱等所致。

圖1-1夏威夷熔巖湖不同深度的溫度

表1-1各類熔巖噴出溫度估算值

地區(qū)熔巖溫度/℃

夏威夷基拉韋厄拉斑玄武巖1150—1225

墨西哥帕里庫廷玄武安山巖1020—1110

剛果尼臘貢戈霞石巖980

剛果尼亞木拉基拉白榴玄武巖1095

加利福尼亞蒙諾火山口流紋質(zhì)熔巖790-780

新西蘭陶波輝石流紋巖660—890

冰島流紋英安質(zhì)黑曜巖900—925

安山質(zhì)浮巖940-990

新不列顛（南西太平洋）英安質(zhì)熔巖、浮巖925

流紋英安質(zhì)浮巖880

然而，地表溫度并不能代表深部巖漿的溫度，一般地，巖漿的熔融溫度隨壓力（深度）

增大而升高，按每公里3K的巖漿增溫率推測，在地下50km深處巖漿熔融溫度至少要

地表觀察到溫度高由此反映，在巖漿上升過程中是一個降溫過程，結(jié)晶作用和

150℃o

揮發(fā)組分的流失，導(dǎo)致了巖漿粘度增大，侵入動力降低，形成侵入巖，而沿深大斷裂或火

山弧等構(gòu)造環(huán)境下，才會出現(xiàn)大量火山巖。

巖漿冷凝固結(jié)溫度在地殼不同部位也不近相同，據(jù)研究，地表1m厚的玄武質(zhì)巖漿

全部冷凝固結(jié)約需12天，10m厚的約需3年,700m厚的約需9000年;而地下深處

的巖漿結(jié)晶固結(jié)的時間要比地表冷凝固結(jié)需要的時間要長。如2000m厚的花崗巖巖席

結(jié)晶固結(jié)需要64000年，8km厚的花崗巖巖基結(jié)晶固結(jié)需要1000萬年。

2.巖漿的密度

巖漿密度的大小是巖漿作用過程的重要控制因素。密度不同的巖漿在地殼中的上升

距離和侵位的位置往往不同。在高壓條件下，堿性玄武巖漿的密度低于拉斑玄武巖漿的

密度，因而前者噴發(fā)能力更強(qiáng)，上升速度更快。又如，巖漿的密度大小還決定了巖漿中的

固態(tài)顆粒（如首晶的礦物、源區(qū)的包體或圍巖的捕虜體）的沉降行為；當(dāng)兩種不同的巖漿相

遇時，如果它們的密度相近彳艮容易發(fā)生混合作用，形成第三種巖漿，如果密度差別太大，

巖漿間的混合作用就無法進(jìn)行，而形成層狀巖漿房。

常見巖漿近地表的密度大小大致為2.3—3.0g/cm3,主要取決于巖漿的成分，如基

性巖漿密度(2.60~2.65s/cm3)高于酸性巖漿的密度(約2.40s/cm3)"旦溫度、壓力的

變化對巖漿的密度也有明顯的影響，反映了巖漿具有壓縮性及膨脹性。溫度增高時，分子

間距增大，體積膨脹使密度變小；壓力增大時熔體內(nèi)分子間距減小，體積壓縮使密度變

大。

巖漿的密度可以通過實(shí)驗(yàn)的方法測定，也可以利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果擬合的密度公式計(jì)算(馬

晶前，1987)。直接測量高溫熔體的密度目前還存在技術(shù)上的困難，但可以通過對其快速

淬火形成的玻璃(過冷液體)的密度測定值用已知的膨脹系數(shù)進(jìn)行校正后來近似代表。

3.巖漿的粘度

粘度(viscosity)反映流體流動或變形的難易程度，與流動性呈反相關(guān)。與巖漿的密度

一樣，巖漿的粘度也是其重要的物理性質(zhì)之一。巖漿的粘度會影響巖漿的分凝、上升的速

度和巖漿作用發(fā)生的強(qiáng)度，由于巖漿粘度的不同，形成的巖漿巖在結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、產(chǎn)狀等方

面也有差別。

巖漿具有一定的粘度，粘度的大小與巖漿的成分、熔體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、揮發(fā)份、溫度及

壓力有關(guān)。一般地，巖漿的酸度愈大，一般粘度也愈大。對熔體的X射線研究表明，在

巖漿中也存在有硅氧四面體，它和硅酸鹽礦物的不同之處是巖漿中的硅氧四面體的連接

呈不規(guī)則的集團(tuán)。隨著巖漿中Si02含量的增加，硅氧四面體氧角頂連結(jié)數(shù)目增多，硅氧

所組成的絡(luò)陰離子團(tuán)體積亦增大，巖漿的活動必然減小，從而增大巖漿的粘度(圖1-2,

表L2),Si和A1出現(xiàn)在熔漿的各種聚合物或單元的四面體配位中，起著形成網(wǎng)格、增

強(qiáng)聚合程度的作用。而Ca、Mg、Pe、K、Na則處于硅氧四面體之間，呈六次配位，起

著減弱熔體聚合程度的作用。這樣，熔體中Si含量高則結(jié)構(gòu)的聚合程度高，粘度大，而

Ca、Mg、Pe等離子含量高，粘度低；不能籠統(tǒng)地說巖漿中揮發(fā)分含量愈高粘度愈小，

因?yàn)椴煌膿]發(fā)分所起的作用不同。例如，C02含量高時，巖漿粘度不僅不會下降反而會

增大，原因是C02在熔體結(jié)構(gòu)中起了增強(qiáng)聚合程度的作用，加固了硅氧四面體的聯(lián)結(jié)。

H2o含量高則會使巖漿粘度明顯下降，H2。溶于硅酸鹽熔體時，羥基可代替硅氧四面體

中的共用氧，使陽離子與共用氧斷開，出現(xiàn)了更多的[SiO4]4-單體，從而減弱了硅氧四面

體之間的聚合程度,巖漿的粘度也隨之下降。此外，揮發(fā)分F也可以起到與H20相似的

作用；巖漿的溫度愈高，粘度愈小，溫度愈低，粘度愈大。相同成分、相同密度的酸性巖

漿，有些可以噴出地表形成流紋巖，有些則侵入于地殼形成花崗巖侵人體，其原因之一是

前者溫度高，導(dǎo)致粘度降低，

流動性增大。對無水的干巖漿,

壓力愈大，粘度也愈大。但在

富含水的巖漿中，在一定的壓

力下，水的溶解度隨壓力增加

而增大，從而降低巖漿的粘度。

4.巖漿的揮發(fā)分

根據(jù)對巖石中的流體包裹

圖1-2SiCh含量與巖漿粘度的關(guān)系

體研究和現(xiàn)代火山活動的觀察

發(fā)現(xiàn)，巖漿中含有大量揮發(fā)分，其中以H20主,約占揮發(fā)分總量的60%-90%,其次為

CO2、S、F、CI等。除了H20占主體外，在活動氣體中，CO2占優(yōu)勢，CH4非常少。在

高溫條件下SO2占優(yōu)勢，在較低溫時H2s顯著增多,HF/HCI比值隨溫度下降而下降。

表1-2各類巖漿的粘度及溫度

流體

粘度/Pasw(SiO2)/%溫度/℃

金伯利巖巖漿1OJ30-35約1000

科馬提巖巖漿101—1040-451400

橄欖玄武巖巖漿3X10245-521200

玄武巖巖漿10-10245-521200

安山巖巖漿約3.5x50358-621200

約

閃長巖巖漿（含6%的H20）10465950

流紋巖巖漿約10573—771200

約5

花崗巖巖漿（含6%的H20）1075750

流紋巖巖漿約10573-77800

11

黑曜巖巖漿（含2%的H20）IxIO73-77800

Si02玻璃lxIO111001300

地幔平均1021

在地下深處一定的溫度和壓力條件下，這些揮發(fā)分溶解于硅酸鹽熔體之中，有的組

分不僅能降低巖漿的粘度，使之易于流動，而且還能降低礦物的熔點(diǎn)，延長巖漿的結(jié)晶時

間，并結(jié)晶出含揮發(fā)分的礦物。在地殼淺處，這些揮發(fā)分通常以水溶液的形式存在，濃度

變化很大（Bucher&Stober,2010）。這些揮發(fā)分是地殼巖石發(fā)生蝕變作用、成礦物質(zhì)遷

移的主要介質(zhì)。大量研究證實(shí)，富含某些揮發(fā)分的熱水流體在一定條件下具有較強(qiáng)的攜

帶金屬或其他有用元素的能力，因而可以在適當(dāng)?shù)牡囟涡纬蓺獬?熱液礦床。溶解于巖漿

之中的揮發(fā)分上升到地表，它們隨火山噴發(fā)到大氣圈中，改變大氣成分，進(jìn)而影響全球氣

候。

巖漿中的揮發(fā)分不僅影響巖漿的結(jié)晶溫度和性質(zhì)，還會影響巖漿的噴出方式。在爆

發(fā)式火山噴發(fā)過程中，由于噴發(fā)管道的貫通導(dǎo)致壓力急劇降低，原先溶解于巖漿（熔體）中

的揮發(fā)分由于迅速過飽和而突然大量釋放，因此，揮發(fā)分通常是火山噴發(fā)過程的先導(dǎo)。當(dāng)

揮發(fā)分在近地表處聚集時，由于強(qiáng)烈的膨脹，就會引起巖漿爆裂成火山灰，促進(jìn)更猛烈的

火山爆發(fā)。不過，在粘度不同的巖漿中揮發(fā)分對火山爆發(fā)強(qiáng)度的影響有所不同，低粘度的

玄武質(zhì)巖漿中膨脹氣體的釋放是寧靜的，高粘度的安山質(zhì)和流紋質(zhì)巖漿則會因氣體的釋

放將巖漿崩碎成巖漿團(tuán)、火山彈及火山灰，并破壞火山錐體的邊坡，形成破火山口。

由于揮發(fā)分會影響到巖漿結(jié)晶的溫度，含量高則結(jié)晶溫度下降，所以，當(dāng)揮發(fā)分迅速

從巖漿中逸出后，巖漿則會快速結(jié)晶，其中的晶體數(shù)量也隨之加多。

5.捕虜體

巖漿中還常含有或多或少的巖石碎塊及礦物晶體。巖石碎塊有的是上地?；虻貧ど?/p>

部局部熔融時，難熔的源巖殘留體；有的則是巖漿上升、侵位或噴發(fā)過程中，被捕獲的基

巖及圍巖捕虜體。晶體有的是巖漿房或上升過程中早期結(jié)晶產(chǎn)物，有的是被捕獲巖石碎

裂而成的捕虜晶，也有的是巖漿來源地區(qū)難熔的殘留礦物晶體，又叫殘晶。

這些巖石碎塊及礦物晶體呈固態(tài)分布于液態(tài)巖漿之中。其中早期晶出的礦物，是研

究巖漿分離結(jié)晶，成分演化及礦物晶出后變化等的重要資料。捕虜體及捕虜晶常發(fā)生熔

融及交代現(xiàn)象，它們與巖漿之間多

有成分上的交換，從而既改變捕虜

體、捕虜晶成分，也改變巖漿的成分

（圖1-3）,是研究巖漿巖同化混染

作用的重要線索。目前非常重視對

巖漿中殘留體、殘晶的研究，因?yàn)樗?/p>

圖1-3閃長巖中的捕擄體及同化混染現(xiàn)象

不僅對上地幔及地殼深處的物質(zhì)組

成，提供了直接的證據(jù)，而且對于巖漿源區(qū)的深度、溫度，上地幔與地殼的組成、熔融程

度及所形成巖漿的成分等，也能提供比較可靠的信息。

第二節(jié)巖漿作用

巖漿自地下深部源區(qū)上升，至噴出地表過程中，巖漿發(fā)生、發(fā)展、演化直至冷凝固結(jié)

成巖的整個地質(zhì)作用過程，稱為巖漿作用，它是內(nèi)動力地質(zhì)作用的一種。地殼深處的巖漿

具有很高的溫度和壓力，當(dāng)?shù)貧ひ驑?gòu)造運(yùn)動出現(xiàn)斷裂時，可引起地殼局部壓力降低，巖漿

向壓力降低的方向運(yùn)移，并占有一定的空間，或噴出地表。巖漿按其侵在地殼之中或噴出

地表，可分為侵入作用和火山作用。在地殼內(nèi)部活動、演化直至冷凝成巖的過程稱為侵入

作用，侵入作用所形成的巖石，稱為侵入巖；噴出地表后冷凝成巖的過程稱為火山作用，

火山作用所形成的巖石稱為火山巖。

巖漿在上升，運(yùn)移過程中發(fā)生重力分異作用、擴(kuò)散作用，同圍巖發(fā)生同化作用、混染

作用；隨著溫度的降低，發(fā)生結(jié)晶作用。在結(jié)晶過程中，由于物理化學(xué)條件的改變，先析

出的礦物與巖漿又發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生新的礦物；溫度繼續(xù)降低，反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，形成有規(guī)律的

一系列礦物。巖漿在運(yùn)移過程中，由于分異、同化混染等作用，不斷地改變本身的物質(zhì)成

分，形成新的巖漿。巖漿作用的結(jié)果形成各種巖漿巖及其有關(guān)的礦產(chǎn)。

一、侵入作用

1.巖漿分凝

巖漿分凝作用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。固相巖石的

起始熔融總是從具最低溫度的共結(jié)點(diǎn)或同結(jié)點(diǎn)開始的，因此熔融作用應(yīng)開始于多個固相

顆粒的粒間，初始熔體比例很少，連通性差，很難從殘留固相顆粒中分離出來，這也是地

幔軟流圈中廣泛存在低比例的熔體但未產(chǎn)生大范圍巖漿作用的原因。隨著熔融作用的繼

續(xù)，熔體的比例增加（熔體分?jǐn)?shù)達(dá)30%）,粒間熔體可相互連通，熔體才有可能從殘留固

相中分凝出來，集中形成巖漿體或巖漿房。

控制分凝作用的因素很多，如熔體分?jǐn)?shù)（即部分熔融程度）、熔體與固態(tài)顆粒之間的分

布關(guān)系（二面角大?。?，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

固相與熔體的流變性質(zhì)（主要是粘度）及源區(qū)的范圍等。當(dāng)固態(tài)顆粒之間的二面角較小時,

充填其中的熔體就能形成相互連接的網(wǎng)絡(luò)（圖2—13）,有利于熔體分凝。一般來說，殘余

固相在部分熔融的條件下，由于粘度降低，具有一定的可塑性，可在靜水壓力下發(fā)生變形

充填孔隙，促使熔體分離；構(gòu)造應(yīng)力也可擠壓源區(qū)，產(chǎn)生壓濾作用促使熔體從固相中擠

出；拉伸作用會使固相中分散的熔體流到低應(yīng)力區(qū)而與固相發(fā)生分離。

從地幔和地殼深處巖石經(jīng)熔融或部分熔融作用形成的成分未發(fā)生變異的巖漿稱為原

生巖漿。地幔和地殼深處的巖石在熱能的影響下，發(fā)生局部熔融。起初熔融時液相熔體僅

在固相顆粒的間隙中產(chǎn)生，在巖漿分凝作用下，熔融的巖漿液滴從巖石的粒間分離集中；

隨著熔融作用的加強(qiáng)，熔體的比例不斷增加，熔體就可以就地或移動上升一段距離在不

同的深度聚集形成巖漿房（圖1-41擴(kuò)張中心、地幔柱、俯沖帶、裂谷區(qū)及構(gòu)造活動區(qū)

的剪切帶下面都可以有巖漿房，形狀為囊狀、

層狀、水平的盤狀、席狀等（路鳳香，2002X

現(xiàn)在多數(shù)人認(rèn)為，原生巖漿只有為數(shù)不多的幾

種，即玄武巖漿、超鎂鐵質(zhì)巖漿、安山質(zhì)巖漿

和花崗質(zhì)巖漿等。這些原生巖漿至少可以形成

三種主要巖石類型：拉斑玄武巖、堿性橄欖玄

武巖和大陸巖基的花崗質(zhì)巖石。自然界存在的各種巖漿（巖漿巖）是由原生巖漿派生的，

通過分異作用、同化作用、混合作用等產(chǎn)生獨(dú)立巖漿的（原生）巖漿稱為母巖漿，新產(chǎn)生

的獨(dú)立巖漿稱為派生巖漿。

2.巖漿上升和侵位

巖漿分凝后，巖漿的密度低于源區(qū)的巖石，產(chǎn)生重力不穩(wěn)定性和浮力，導(dǎo)致巖漿上

升。當(dāng)巖漿上升至與其密度相當(dāng)?shù)膰鷰r中時，巖漿體停止移動形成侵人巖，這一位置可稱

為平衡浮力高度。然而，形成于高壓條件下的巖漿，在減壓時巖漿可以沿伴隨巖漿形成而

產(chǎn)生的斷裂上升或呈底辟狀上升至高于這一位置，直至噴出地表。巖漿上升的動力是密

度差和由于張開裂隙而發(fā)生的減壓作用。

巖漿怎樣克服上覆圍巖阻力上升和以何種方式在地殼中占據(jù)空間是巖漿侵位機(jī)制研

究的兩個重要問題。巖漿上升侵位的機(jī)制有以下幾類：底辟、氣球膨脹、穹起、頂蝕、火

口沉陷、巖墻擴(kuò)展。

侵位機(jī)制又可據(jù)侵位時的動力學(xué)特點(diǎn)分為主動侵位和被動侵位兩大類，其中穹起、

底辟和氣球膨脹屬主動侵位，多形成具等軸形態(tài)的整合侵入體，區(qū)域性構(gòu)造走向與接觸

面相適應(yīng)，巖體內(nèi)部定向組構(gòu)與圍巖的變形相適應(yīng)，主動侵位的巖體往往是同構(gòu)造運(yùn)動

期的巖體。頂蝕、火口沉陷、巖墻擴(kuò)展屬被動侵位，巖體一般為不整合侵人體，是構(gòu)造巖

漿活動中較晚的巖體，在侵位期間圍巖沒有遭受變形，巖體形態(tài)不規(guī)則，內(nèi)部定向組構(gòu)不

發(fā)育。

1、穹起

穹起是一種向上突起的構(gòu)造，主要

發(fā)育在片麻巖區(qū)（圖1-51背形構(gòu)造的

核部由較輕的花崗質(zhì)巖石組成，邊緣由

較重和較富鐵鎂的巖石所環(huán)繞。其形成

機(jī)制為在高密度層之下的低密度層因浮

困152室3目SO?品7曰89

力上升。這可能是因?yàn)榛讕r石發(fā)生部

圖1-5巖漿就位及片麻巖穹起

分熔融時導(dǎo)致的密度變化。低密度層在據(jù)salop,1971簡化

上升過程中伴隨著上覆巖石發(fā)生變形，從而造成典型的穹起構(gòu)造。

2、底辟作用

底辟作用是巖漿融體在浮力和熱動力作用下向上頂托或刺穿圍巖侵位過程。底辟上

升和底辟侵位是連續(xù)的過程。一旦巖漿刺穿圍巖，因圍巖強(qiáng)度較大，巖漿的底辟上升就會

受到阻礙而停止運(yùn)動。據(jù)Dixon（1975）研究，（圖1-6）,由于低密度層和高密度發(fā)生

上下對流首先形成穹起（圖l-6a）,繼而穹起的側(cè)翼變陡形成腰部（圖l-6b）,這時巖漿

巖底辟上升最快，圍巖中形成環(huán)狀向斜，最后在地殼中某一限定的高度上側(cè)線向延展成

蘑菇狀（圖l-6cX以底辟方式侵位的巖體

ab

圖因此花崗質(zhì)巖漿的底辟體很難達(dá)到地表，往往形成不同深度的深成-淺成侵

（l-7a）o

人體。如果巖漿多次脈動，后來的巖漿進(jìn)入早一次脈動形成的中心向外擴(kuò)展，擠壓早期巖

漿形成的外殼，逐漸向外膨脹（圖l-7bX北京周口店花崗閃長巖體就是一個典型的底辟

式侵人巖（圖1-8）。

\,An）\勿房山縣

圖1-8北京周口店花崗閃長巖地質(zhì)略圖

4、頂蝕作用

熱的巖漿上升，引起頂部圍巖被挖蝕、炸裂，在頂部圍巖炸裂塊體下沉的同時，巖漿

侵人到裂隙中，如此反復(fù)，巖漿體可實(shí)現(xiàn)向上遷移、侵位（圖靠頂蝕作用侵位的

l-9）o

巖體與圍巖層理面的產(chǎn)狀相切，形成不整

合侵人體。巖體邊緣帶可見不規(guī)則狀、棱角

狀的圍巖捕擄體。另外，如果巖漿的溫度及

圍巖的成分適當(dāng)，還會發(fā)生巖漿同化捕擄

體、混染圍巖的作用，在侵人體中形成外來

礦物的條帶、或斑點(diǎn)。由于需要大量的巖漿

來填充下沉巖塊間的空隙，這種侵位機(jī)制

圖1-9巖漿上升頂蝕現(xiàn)象

不可能使巖漿產(chǎn)生較大的上升距離

（）

Marsh,1984O

5、巖墻擴(kuò)展作用

巖墻擴(kuò)展作用指的是巖漿在壓力的驅(qū)駛下注人圍巖裂隙，并通過擠壓圍巖使其擴(kuò)展

成狹窄的巖漿通道（巖墻），并沿該通道上升。

該機(jī)制主要發(fā)生在張性斷裂帶，如洋殼中的輝綠巖巖墻群和玄武巖，就是在洋中脊

伸展構(gòu)造環(huán)境下沿張性斷裂上升、侵位的。這一侵位機(jī)制主要受到巖漿通道中熱損失的

制約，由于巖墻中巖漿與圍巖的接觸面積比球形巖漿體（如底辟體）與圍巖的接觸面積大

得多，通過圍巖擴(kuò)散的熱損失速度也快得多，因此，等體積、同樣溫度的巖漿要上升到地

表，通過巖墻通道上升的速度比球形巖漿體上升的速度快IO4倍。

6、火口沉陷作用

火口沉陷作用是代表環(huán)形雜巖體特征的一種侵位機(jī)制。在近地表地區(qū)，如果已就位

的巖漿房因巖漿噴發(fā)作用而變得空虛，上部的巖層就會斷裂成塊體發(fā)生沉陷，圍巖中形

成環(huán)狀裂隙，巖漿則趁虛而入形

成環(huán)狀雜巖體（圖1-10）。

所有的侵位機(jī)制中，巖漿的

密度大小始終是控制巖漿上升的

最重要的因素，從重力角度考慮,

將巖漿在地表以下能夠穩(wěn)定停留

的位置稱為中浮面（Walker,

1991）,在中浮面之上pm>pr,

在中浮面之下,pm<pr中浮面可

出現(xiàn)在沉積蓋層之下、基底巖石之下、酸性巖漿房之下、地殼底部等巖石密度有較大改變

的位置，在這些地方容易集中上升的巖漿并形成巖漿房。

二、火山作用

1.火山噴發(fā)的條件

多數(shù)情況下，巖漿可能在地下不同的深度（中性浮力面處）停留形成巖漿房，經(jīng)過一定

的演化后再噴出地表形成火山巖；少數(shù)情況下，如張性斷裂活動區(qū)，源區(qū)的巖漿分凝后可

以基本上未停留就直接上升到地表，形成火山噴發(fā)。

無論以何種方式上升或暫時就位，巖漿體均受到兩種不同方式的壓力：其一是上覆

巖層的靜水壓力（外）；其二是由巖漿浮力與巖漿房膨脹壓力構(gòu)成的巖漿超壓。當(dāng)靜水壓

力與巖漿房超壓之和大于上覆圍巖抗張強(qiáng)度與巖漿通道的構(gòu)造應(yīng)力之和時，即巖漿就會

繼續(xù)上升，直至到達(dá)地表，產(chǎn)生噴發(fā)。當(dāng)構(gòu)造應(yīng)力為擠壓應(yīng)力時，巖漿需要具較大的膨脹

超壓才能產(chǎn)生噴發(fā)。在離散板塊邊緣，巖漿很容易噴出地表。

巖漿房內(nèi)的膨脹壓力有兩種來源，其一是巖漿源區(qū)新形成的巖漿通過壓縮巖漿房中

存留的巖漿補(bǔ)充進(jìn)入巖漿房，產(chǎn)生膨脹超壓。對冰島的某巖漿房的計(jì)算表明，只需補(bǔ)充巖

漿房體積0.1%左右的巖漿，就會產(chǎn)生足以克服圍巖抗張強(qiáng)度的巖漿房超壓，而產(chǎn)生噴發(fā)

作用(Gudmundsson,1987)。封閉體系巖漿房中巖漿的揮發(fā)分出溶和沸騰，可產(chǎn)生與巖

漿補(bǔ)充等效的膨脹超壓(Fisheretal,1984)。揮發(fā)分出溶可以是因靜水壓力降低，使揮

發(fā)分在巖漿中的溶解度降低造成的，也可以是巖漿中礦物結(jié)晶，殘留熔體中揮發(fā)分過飽

和出溶造成的。計(jì)算表明，當(dāng)巖漿中有的出溶轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀鄷r,可產(chǎn)生

0.7%H2O10%

(P=2kbar)或60%(P=0.5kbar)的體積增量，如果巖漿房體積固定，巖漿房內(nèi)就會產(chǎn)生巨

大的超壓，產(chǎn)生噴發(fā)。

2.火山噴發(fā)的方式

火山噴發(fā)的方式有溢流和爆發(fā)兩種，巖漿的性質(zhì)是決定噴發(fā)方式的重要因素，同時

也決定了噴出產(chǎn)物(火山巖)的特征和造成的災(zāi)害程度和環(huán)境影響。圖2-21是普林尼式爆

發(fā)式火山噴發(fā)過程的示意圖。其中，從巖漿房到地表，由于壓力的降低，揮發(fā)分的狀態(tài)明

顯改變。在下部的巖漿房中，揮發(fā)分溶解于巖漿中；中部，揮發(fā)分從巖漿中開始出溶；而

在上部，則發(fā)生火成碎屑與氣體的分離。這種類型的火山噴發(fā)過程如下：

(1)在巖漿的浮力和巖漿房中的膨脹壓力的共同作用下，在巖漿房頂部形成向上的裂

隙通道，巖漿沿該通道上升并噴出地表。

(2)由于巖漿房中應(yīng)力的釋放和巖漿在上升過程中的壓力降低，巖漿房頂部和上升通

道中的巖漿溶解的揮發(fā)分快速出溶，同時可能還伴有巖漿一潛水相互作用，使上升的巖

漿氣泡化。隨著出溶作用的進(jìn)行和上升導(dǎo)致的壓力降低，氣泡快速增大，在巖漿中的體積

也快速增加，另一方面因巖漿中揮發(fā)組分的出溶和巖漿冷卻導(dǎo)致的粘度增加，妨礙了氣

泡的繼續(xù)增大，在氣泡內(nèi)形成可觀的過剩壓力。巖漿中揮發(fā)分的含量和巖漿的化學(xué)成分

（尤其是SiO2的含量）決定了氣泡的體積和內(nèi)應(yīng)力的大小。

（3）氣泡化后的巖漿上升到一定的高度（碎屑化面之上），當(dāng)氣泡含量增加到占巖漿總

體積的75%時，或由于外壓的降低導(dǎo)致氣泡爆破，原來連續(xù)的巖漿就會形成被氣體分割

的火山碎屑流。對于富含揮發(fā)組分的酸性巖漿來說，這一過程將在巖漿通道上部發(fā)生，因

此噴發(fā)物多為火山碎屑物，噴發(fā)方式以爆發(fā)方式為主，而對于低粘度和低揮發(fā)組分的基

性巖漿來說，則往往未經(jīng)碎屑化就噴出地表，噴出物多為熔巖流，噴發(fā)方式以溢流方式為

主。

第三節(jié)、結(jié)晶作用

一、常見礦物的二元共結(jié)體系

二元系有兩個獨(dú)立組分，即C=2O如果只考慮溫度或壓力其中之一的影響，則其相

律公式為：F=2-P+l=3-P,相數(shù)P的變化范圍為1-3,自由度F的變化范圍為0-2。常

見的二元相圖類型有低共熔系，一致分解熔融系，液態(tài)、固態(tài)有限及無限混熔系等。二元

系相圖判讀方便，在分析巖漿結(jié)晶過程、礦物共生組合、巖石結(jié)構(gòu)及成因方面有重要意

義。下面介紹橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、長石、石英等常見造巖礦物的二元共結(jié)系

說明巖漿的結(jié)晶過程。

1.鎂橄欖石一鐵橄欖石系（Fo-Fa系）

鎂橄欖石一鐵橄欖石二元系為一連續(xù)固溶體系，相圖特點(diǎn)與An-Ab系同，在不含水

的情況下，鎂橄欖石（Fo）的熔點(diǎn)為1890℃,鐵橄欖石（Fa）的熔點(diǎn)為1205℃,圖形

由液相線及固相線組成，結(jié)晶情況與斜長石相同（見本節(jié)、4）,不再重復(fù)。

橄欖石在結(jié)晶時也可形成環(huán)帶，中心富含F(xiàn)o,邊緣Fo減少，但在顯微鏡下不易觀

察，須借助于X光或電子探針方能顯示。

自然界基性超基性層狀巖體中，從早期至晚期的橄欖石可看出由富鎂質(zhì)逐漸變?yōu)楦?/p>

含鐵質(zhì)。這種現(xiàn)象尚比較普遍。

2.鎂橄欖石一石英系（Fo-Q系）

該二元系（圖1-11）的熔融過程可分為兩種情況：不一致熔融與一致熔融。一致熔融

是指一種固體熔融后形成一種同成分的液相。不一致熔融則是指某結(jié)晶相在溫度升高時

并不直接熔出成分一致的熔體，而是轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N固相和熔體，后兩者與原來的固相成

分不一致。結(jié)晶過程則恰好相反，隨著溫度的降低，熔體與一種早期結(jié)晶相反應(yīng)生成一種

新的具有不一致組成的晶體。在巖漿冷卻過程中，若溫度下降得足夠快，即在熔體與早期

結(jié)晶的礦物反應(yīng)完成之前總體系就已經(jīng)凝固，這種反應(yīng)關(guān)系就可以被保存下來，可以觀

察到反應(yīng)生成的新礦物以反應(yīng)邊的形式環(huán)圍在早期結(jié)晶的礦物相之外。

當(dāng)圖1—11a中成分為X的熔體冷卻到溫度Ti時，純鎂橄欖石開始結(jié)晶。隨著進(jìn)一

步的冷卻，鎂橄欖石逐漸析出，使熔體變得更加富直至體系溫度下降到到達(dá)近

Si02,T2

結(jié)點(diǎn)（或轉(zhuǎn)熔點(diǎn)），此時成分為的熔體和與純鎂橄欖石平衡共存。近結(jié)點(diǎn)是固體與熔體

L2

間的反應(yīng)點(diǎn)。在更高溫下礦物與熔體可以共存，但在較低溫下要發(fā)生反應(yīng)。因此，繼續(xù)冷

卻將導(dǎo)致鎂橄欖石與富Si02熔體發(fā)生反應(yīng)，生成頑火輝石。直至全部熔體耗盡，系統(tǒng)轉(zhuǎn)

變?yōu)殒V橄欖石和頑火輝石共生。

50|7090

MgSO,MfcSiO,“Sa)/%SiO,

<*>(b)

圖1-11一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下鎂橄欖石-石英系相圖

(據(jù)BowenAnderson,1914)

如果熔體較頑火輝石略微富Si02,如圖1—11b中成分為Y的熔體，冷卻到溫度T4

時鎂橄欖石開始晶出。隨著溫度的逐漸下降，鎂橄欖石不斷析出，剩余熔體變得越來越富

SiO2,直至體系到達(dá)溫度T5O鎂橄欖石與富SiO2熔體L2反應(yīng)形成頑火輝石，如果體系

溫度能在T5保持足夠的時間，所有的鎂橄欖石都將反應(yīng)殆盡。至T5的稍下方開始，大量

頑火輝石從熔體中結(jié)晶，體系進(jìn)入頑火輝石和熔體共存區(qū)。最后溫度達(dá)到T6時，體系由

頑火輝石和共結(jié)點(diǎn)成分的熔體組成。此時Si02礦物開始晶出。進(jìn)一步降溫則導(dǎo)致剩余熔

體徹底結(jié)晶成頑火輝石和石英。最終的固相體系是約98%的頑火輝石和2%的石英。

值得注意的是，鎂橄欖石先結(jié)晶，但不出現(xiàn)于最終礦物中，如果冷卻不是在近于平衡

的條件下緩慢進(jìn)行，而是快速進(jìn)行，以致橄欖石沒有足夠時間與熔體徹底反應(yīng)，那么部分

反應(yīng)將在橄欖石顆粒的邊部形成頑火輝石環(huán)邊。這是鮑文反應(yīng)系列的實(shí)例。

此外巖石中鎂橄欖石與石英不能共生。在分離結(jié)晶的條件下，橄欖石不斷離開熔體，

熔體成分則向富SiO2的方向移動，在自然界中基性巖漿經(jīng)分離結(jié)晶作用可以由橄欖拉斑

玄武巖演化為石英拉斑玄武巖。

3.透輝石一鈣長石系(Di-An系)

端元組分為透輝石Di(CaMgSi2C>6)和鈣長石AMCaALSizOs)組成二元共結(jié)系。

純透輝石熔點(diǎn)為1391℃,鈣長石熔點(diǎn)為1550℃,AC,BC為液相線（圖1-12）,

分別為透輝石，鈣長石與溶液的單變平衡線，C為共結(jié)點(diǎn)，共結(jié)溫度為127CTC,在p=

1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時，共結(jié)點(diǎn)Di:An=58:42,這個固定的比例稱為共結(jié)比，溶體成分到達(dá)共

結(jié)比時，二端元組成同時結(jié)晶。

設(shè)原始組分為Xi,在平衡結(jié)晶的條件下，當(dāng)溫度降至液相線時開始晶出透輝石，根

據(jù)相律，在壓力固定下f=c+l-p,這時p=2,f=l,晶體與溶液之間為一單變平衡,

晶體與熔體之間的量比可以杠桿原理確定，如在溫度為t時,晶體:溶液為os:。%隨溫度

下降，溶液組分沿液相線移動，由于Di的析出，熔體中An的含量相對增加，當(dāng)溫度降

至1270。（：時，熔體組成到達(dá)c點(diǎn)，熔體中Di:An=58:42,這時熔體中透輝石與鈣長石

同時結(jié)晶，c點(diǎn)處的p=3,f=0為一不變點(diǎn)。所以直到全部熔體結(jié)晶后溫度才能繼續(xù)下

降。

X3點(diǎn)的結(jié)晶過程與Xi點(diǎn)相似，不同的是首先結(jié)晶鈣長石，而結(jié)晶的終結(jié)點(diǎn)仍為共結(jié)

點(diǎn),終結(jié)的溫度同樣為

1270℃±o

X2點(diǎn)的成分，恰好為共結(jié)比的組成，Di:An=58:42,溫度下降直到c點(diǎn)時同時結(jié)晶

出鈣長石+透輝石，而在這之前，沒有晶體析出。由此可見，在二元共結(jié)系中，不論原始

成分如何，最后的終結(jié)溫度固定（共結(jié)溫度），最后的熔體組成固定（共結(jié)比）,結(jié)晶出的產(chǎn)

物都是原始組成影響到達(dá)點(diǎn)時熔體與晶體的相對含量、結(jié)晶產(chǎn)物中與

Di+AnocDiAn

的比例、結(jié)晶作用溫度間隙的大小以及從熔體中首先晶出的礦物。

若溫度由低溫到高溫時，在壓力固定時，不論原始固相物質(zhì)Di與An的比例如何,

在1270。（2時均能熔出相當(dāng)于共結(jié)成分c點(diǎn)的起始熔漿，原始物質(zhì)的組成影響在c點(diǎn)處形

成起始熔體的數(shù)量。如原始固相組成相當(dāng)于共結(jié)比，則達(dá)共結(jié)溫度時全部熔融，成分點(diǎn)愈

遠(yuǎn)離c點(diǎn)，起始熔體相對含量愈少。熔融溫度不同時，可熔出不同成分的熔漿，如在t點(diǎn)，

可熔出s組成的熔漿，所以熔漿成分取決于熔融溫度。

透輝石一鈣長石系可以解釋玄武巖巖漿的結(jié)晶過程及其結(jié)構(gòu)問題。

（1）可解釋基性巖中某些結(jié)構(gòu)特征。例如為什么在基性深成巖中常具輝長結(jié)構(gòu)，而在

淺成巖中多為輝綠結(jié)構(gòu)，可以設(shè)想一般基性巖含、各,在巴

DiAn50%PH20=1000

時共結(jié)點(diǎn)位置可用內(nèi)插法在圖1-13中大致確定在An、Di各占50%處。這時含Di50%

的熔漿在P=1000巴時，須冷卻至共結(jié)溫度時，兩礦物同時結(jié)晶，這樣形成自形程度相

同的輝長結(jié)構(gòu)。這樣兩種礦物同時結(jié)晶的結(jié)構(gòu)也可稱為共結(jié)結(jié)構(gòu)。而同樣組成的熔漿在

巴時，由于在該水壓下的共結(jié)點(diǎn)比巴時靠近一邊，所以

PH2O=1000PH2O=1000Di

首先晶出斜長石，形成斜長石自形而輝石充填于其中的輝綠結(jié)構(gòu)。同理也可說明粗玄結(jié)

構(gòu)及含長結(jié)構(gòu)等的形成。

(2)若PH2O處于動蕩狀態(tài),即忽高忽低，那么同一組成的熔漿就會忽而An首先晶

出，忽而Di首先晶出。約得(Yoder)用這種現(xiàn)象來解釋基性超基性層狀巖體的韻律性"層

理”及帶狀構(gòu)造形成的機(jī)理。須要注意的是：有些情況即使PH2O變化，也不會發(fā)現(xiàn)上

述現(xiàn)象，如若PH2O變化于5Kb-10Kb之間，成分點(diǎn)位于含Di50%處，則無論水壓如

何，總是透輝石先結(jié)晶。而同樣成分點(diǎn)水壓變化于1Kb左右時，上述現(xiàn)象則比較顯著。

(3)此外，水壓變化劇烈時，可引起早結(jié)晶礦物的熔蝕，例如PH20突然升高時，圖

1-1-30中的X3點(diǎn)在位于低水壓時，該點(diǎn)已到達(dá)液相線結(jié)晶出An,而在高水壓時，該點(diǎn)

卻位于液相線以上的區(qū)域，所以已晶出的固相變得不穩(wěn)定，造成熔蝕現(xiàn)象。前面在An-

Ab-Q系中說過的石英的熔蝕現(xiàn)象，是在PH20由高變低的情況下出現(xiàn)，所以應(yīng)根據(jù)相圖

進(jìn)行具體分析礦物熔蝕與PH20的關(guān)系。

(4)An-Di系的熔融過程可以提供形成侵入巖或噴出巖的溫度依據(jù)。如原始地幔物質(zhì)

位于靠近Di端元一邊(圖-1-31中以v點(diǎn)示意)，當(dāng)溫度上升，如在PH20較大的情況下，

若PH2O=10Kb時可熔出相當(dāng)于共結(jié)點(diǎn)Ei處的初始熔漿，熔漿成分含An較多，但在這

種情況下巖漿溫度較低，活動能力差，水壓稍一降低，該點(diǎn)就位于低水壓相圖中的固相

區(qū)，所以巖漿不可能移動很遠(yuǎn)就全部結(jié)晶，形成侵入產(chǎn)狀。若熔融溫度升高，熔漿成分離

開Ei點(diǎn)沿液相線移動，溫度再高時，巖漿則可進(jìn)入液相區(qū)，由于巖漿溫度高，活動能力

強(qiáng)，壓力降低時，巖漿可上升至淺處或噴出地表，這樣則形成噴出產(chǎn)狀。從圖中可看出，

隨熔融溫度的升高，所熔出的熔漿的百分含量也逐漸加大。如PH20=10Kb時，當(dāng)溫度

在共結(jié)點(diǎn)時熔融，固相:液相=yEi：ay,溫度到達(dá)接近1100℃時，固相:液相=yw:yb,顯

示出相對含量的增加。根據(jù)相圖也可看出，富含鐵鎂礦物的地幔組成在高水壓下可熔出

成分含An較高的熔漿。

4.鈣長石一鈉長石系(An-Ab系)

鈣長石與鈉長石形成連續(xù)固溶體系

列，即二者在液態(tài)或固態(tài)下都可無限混

溶。低溫條件下在酸性斜長石的范圍內(nèi)可

出現(xiàn)混溶間斷，但總體上An—Ab仍可

看作連續(xù)固溶體。圖1-14為An—Ab相

圖。

相圖的端元組分為鈉長石

Ab(NaAISi3O8)及鈣長石

An(CaAI2Si208),在不含水的情況下，鈣