第四章-岩浆的形成与演化(2-4).ppt

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1、第四章岩浆的形成和演化岩浆形成的框架图岩浆的形成岩浆岩浆源区T.P.n…...部分熔融岩浆形成的两个阶段：部分熔融、岩浆分凝一、部分熔融1、基本概念：岩浆的形成地壳和上地幔固体物质在深部热流及流体作用下，当温度达到固相线温度时，相对低熔点物质（在共结点或最低点或固结线的某一位置）首先熔融，产生低熔点成分岩浆的作用。图示：ABC三元系中，X成分的原岩平衡熔融和分离熔融的成分演变路线图一、部分熔融2、熔融方式：（1）平衡熔融：从初熔到全熔，熔体一直在体系中并与固相平衡。（2）分离熔融：熔体产生后随即从体系中分离出来，不再与固相反应，产生低

2、熔点成分熔体。天然岩石的熔融类似于分离熔融（部分熔融）3、产物特点与源岩相比熔体更富含K、Na、Al、Si；贫Fe、Mg、Ca。残余固相与之相反。因此，通过部分熔融产生的岩浆比源岩更酸性。岩浆的形成一、部分熔融4、影响因素A.源区岩石B.热能的积累-温度的升高C.压力的降低D.挥发组分的加入F.时间因素源区岩石如何确定？深源包体火成岩化学成分反演高温高压实验岩浆的形成地幔岩石是如何熔融的?温度升高岩浆的形成地幔岩石是如何熔融的?压力降低:地幔底辟上升,减压熔融：可达30%岩浆的形成地幔岩石是如何熔融的?挥发组分的加入岩浆的形成二、岩浆

3、的分凝1、概念：熔融的液滴从源区岩石的粒间分离集中的作用.2、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流变性质（粘度）源区的范围3、分凝过程：图示说明岩浆的形成（4）二固相进一步熔融（1）低熔点组分初熔（2）低熔点组分进一步熔融分离（3）C相消失全部进入熔体及岩浆分凝岩浆的分凝示意图三、岩浆源区（构造背景）正常地区的地壳和上地幔不会发生部分熔融产生岩浆，只有在那些有利的构造部位才能发生部分熔融产生岩浆，即岩浆源区。（1）大洋中脊的岩浆源区（2）汇聚板块产生的岩浆源区（3）大

4、陆裂谷的岩浆源区（4）地幔热点产生的岩浆源区岩浆的形成岩浆演化过程的复杂性热力学—岩浆体系是一个复杂的物理化学体系，岩浆结晶和演化受物理化学规律（相律、鲍文反应系列）制约流体动力学—岩浆是一种粘性流体，许多岩浆作用过程也是一种流体动力学过程岩浆演化的主要方式分异作用、同化混染作用、混合作用研究意义：岩浆起源、演化机理、地质现象解释等岩浆的演化岩浆的分异作用基本概念和主要类型原始成分均匀的岩浆，在没有外来物质加入的情况下，依靠本身的演化，最终产生不同组分的火成岩的作用。一、结晶分异作用（发生相分离）二、由扩散产生的分异三、熔离作用四、气

5、体搬运作用（发生相分离）岩浆的分异作用基本概念：指由于岩浆中结晶的固相物质的分离而使残余岩浆成分发生变化的作用。基本理论：鲍温反应系列、平衡结晶、分离结晶主要方式：流动分异、重力分异、双扩散对流边界层分异（选讲）一、结晶分异作用岩浆的分异作用一、结晶分异作用橄榄石基性斜长石斜方辉石单斜辉石角闪石黑云母尖晶石温度升高方向钾长石白云母石英酸性斜长石基中性斜长石中性斜长石不连续系列连续系列鲍文反应系列岩浆的分异作用一、结晶分异作用鲍温反应系列的岩石学意义可以解释岩浆中矿物的结晶顺序和共生规律；两个系列结晶温度相当的矿物可以共生；解释了暗色矿

6、物间的反应边结构和斜长石的正环带结构；玄武质岩浆经分离结晶可逐渐形成较酸性的岩浆。岩浆的分异作用1)流动分异特点：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，导致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一、结晶分异作用岩浆的分异作用流动分异过程示意图岩浆的分异作用一、结晶分异作用2)重力分异作用a)晶体的重力沉降分异，需要克服的因素：岩浆对晶体的浮力晶体与岩浆之间的粘滞摩擦力岩浆上升的速度b)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

7、）的大小和形态岩浆的粘度岩浆的分异作用一、结晶分异作用2)重力分异作用晶体的沉降速度遵循：Stoke’sLawV=矿物沉降速度(cm/sec)g=重力加速度(980cm/sec2)r=球形颗粒的半径(cm)rs=固态球形颗粒的密度(g/cm3)rl=熔体的密度(g/cm3)=熔体的粘度(poise-Pa·s)V2gr()92=-rrhsl岩浆的分异作用一、结晶分异作用2)重力分异作用举例：玄武岩质熔体中橄榄石(rs=3.3g/cm3,r=0.1cm)玄武质熔体(rl=2.65g/cm3,h=1000poise)橄榄石V=2·980·0

8、.12(3.3-2.65)/9·1000=1.3×10-3cm/sec流纹质熔体中or41cm/year角闪石V=2x10-7cm/sec,or6cm/year长石V=2cm/year注意：h是变量－与岩浆的冷却速度、挥