巖漿巖巖石學(xué)12章巖漿巖的成因西北大學(xué)國家級精品課程.ppt

西北大學(xué)國家級精品課程,巖漿巖巖石學(xué),西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系 主講：賴紹聰教授,第 十 二 章 巖 漿 巖 的 成 因 巖 漿 巖 種 類 繁 多、 性 狀 各 異。 巖 漿 種 類 多 樣、 來 源 復(fù) 雜。 形 成 巖 漿 巖 的 地 質(zhì) 作 用 和 物 理 化 學(xué) 作 用 復(fù) 雜。 巖 漿 巖 的 成 因 仍 在 不 斷 探 索 和 研 究 中。,一、原 生 巖 漿 的 種 類 和 起 源 （一） 原 生 巖 漿 的 概 念 巖漿起源于上地幔和地殼深處，把直接來自地幔或地殼底層的巖漿叫原生巖漿。 （二）原 生 巖 漿 的 種 類 巖漿巖種類雖然繁多，但原生巖漿的種類卻極為有限，一般認為僅三、四種而已。目前公認的有：超基性（橄欖）巖漿，基性（玄武巖漿），中性（安山巖漿）和酸性（花崗或流紋）巖漿。, 1. 一元論 1851 年,Bonson曾提出有玄武巖漿和花崗巖漿兩種原生巖漿的主張，但關(guān)于花崗巖漿的認識一直未受重視。戴里和鮑文等學(xué)者堅持認為只有一種玄武巖巖漿。而所有的巖漿巖都是由玄武巖漿派生出來的。 這一理論無法解釋地殼中大量存在花崗巖的事實。 2. 二元論 列文生列信格和肯尼迪（1933 年） 根據(jù)花崗巖和玄武巖同為地殼中分布最廣的巖漿巖這一事實，重新倡導(dǎo)花崗巖漿和玄武巖漿兩種原生巖漿的論點。,（三） 原 生 巖 漿 種 類 的 不 同 認 識, 3. 多元論 本世紀中期，環(huán)太平洋安山巖及阿爾卑斯超基性侵入巖的研究，使人們確信種類繁多的巖漿巖是由橄欖巖漿、玄武巖漿、安山巖漿和花崗巖漿通過復(fù)雜的演化而形成的。這幾種原生巖漿是上地幔和地殼底部的固態(tài)物質(zhì)在一定條件下通過局部熔融（重熔）產(chǎn)生的。,（三） 原 生 巖 漿 種 類 的 不 同 認 識,（四） 局 部 熔 融 的 概 念,與單礦物比較，巖石熔融有兩個特點：一是巖石熔化溫度低于其構(gòu)成礦物各自單獨熔化時的熔點；二是巖石從開始熔融到全部熔化有一個溫度區(qū)間。, 巖石熔化時，不同礦物熔化順序不同。,礦物或巖石中SiO2 和K2O含量愈高，即組份愈趨于酸性，愈易熔化，稱為易熔組份。,礦物或巖石中FeO、MgO、CaO含量愈高，即組份愈趨于基性，愈難熔化，稱為難熔組份。,局部熔融是現(xiàn)代巖漿成因的一個基本概念,巖石開始溶化時產(chǎn)生的熔體中SiO2、K2O、Na2O 較高，熔體偏于酸性；隨著溶化溫度的提高，熔體中FeO、MgO組份增加而漸趨于基性。 局 部 熔 融 在巖石開始溶化至全部溶化的溫度區(qū)間內(nèi)，巖石中的易熔組份（酸性組份）先熔化，產(chǎn)生酸性熔體，殘留體為較基性的難熔固相物質(zhì)。隨著溫度的升高，熔體數(shù)量增加，其基性組份也逐漸增加；當溫度達到或超過巖石全部熔化的溫度時，巖石全部熔化，熔體成分和被熔化的原巖成分一致。 巖石的局部熔融又叫重熔作用或深熔作用。,（五） 原 生 巖 漿 的 成 因 機 制 1. 玄 武 巖 漿 是上地幔物質(zhì)（地幔巖）局部熔融的產(chǎn)物。在上地幔的不同深度上通過局部熔融產(chǎn)生三種主要巖漿： 拉 斑 玄 武 巖 漿： 約15 公 里 高 鋁 玄 武 巖 漿: 1535 公 里 堿 性 玄 武 巖 漿： 3575 公 里 從玄武巖漿中可以直接冷凝結(jié)晶成玄武巖和輝長巖。 玄武巖漿通過分異作用可以形成少量中性巖和酸性巖。 玄武巖通過重力結(jié)晶分異可以形成少量超基性巖。,2. 花 崗 巖 巖 漿 是大陸地殼深部物質(zhì)重熔的產(chǎn)物。 不同深度上可以形成性質(zhì)稍有差異的花崗巖巖漿。 在約10公里處形成活動性很弱的巖漿，許多巨型花崗巖巖基就是這種巖漿形成的。 約在20公里深度上可形成活動性很強的巖漿，能夠上侵至淺部或噴出地表。 花崗巖巖漿通過同化作用可形成中性巖和堿性巖。 一些花崗巖是混合巖化作用形成的。,3. 安 山 巖 漿 環(huán)太平洋地區(qū)廣泛分布有安山巖。 玄武質(zhì)洋殼到達海溝并向下俯沖，玄武巖及其上覆的洋底沉積物發(fā)生局部熔融即可形成安山巖漿。當俯沖深度達95公里時即可發(fā)生這一作用。 大陸內(nèi)部的安山巖，是地殼深部局部熔融產(chǎn)生的，其深度約為60公里。,4. 橄 欖 巖 巖 漿 是上地幔物質(zhì)大約在80160公里的深度上局部熔融的產(chǎn)物。 關(guān)于原生巖漿及其起源的問題極其復(fù)雜，尚待進一步研究。,二、 巖 漿 的 演 化 巖漿從開始產(chǎn)生直到固結(jié)成巖，始終處在不斷的變化過程中。 巖漿演化的基本過程是通過分異作用和同化作用，由少數(shù)幾種巖漿形成多種多樣的巖漿巖。 在適宜的條件下形成一定的礦床。,（一） 巖 漿 分 異 作 用 1. 熔 離 作 用 原來均一的巖漿，隨著溫度和壓力的降低或者由于外來組分的加入，使其分為互不混溶的兩種巖漿，即稱為巖漿的熔離作用。 天然巖漿中硫化物、氧化物與硅酸鹽熔體可以發(fā)生熔離作用。 與超基性巖有關(guān)的銅鎳硫化物礦床、釩鈦磁鐵礦床可能與熔離作用有關(guān)。, 2. 結(jié) 晶 分 異 作 用 礦物的結(jié)晶溫度有高有低，因此，礦物從巖漿中結(jié)晶析出的次序也有先有后。 在巖漿冷凝過程中礦物按其結(jié)晶溫度的高低先后同巖漿發(fā)生分離的現(xiàn)象叫結(jié)晶分異作用。 結(jié)晶分異作用在玄武巖漿中研究得最為完備，由鮑文和貝萊于本世紀20年代即完成了實驗和地質(zhì)方面的經(jīng)典研究。 結(jié)晶分異作用乃是巖漿演化的理論支柱之一。,（二）同 化 混 染 作 用 由于巖漿溫度很高，并且有很強的化學(xué)活動能力，因此它可以熔化或溶解與之相接觸的圍巖或所捕虜?shù)膰鷰r塊，從而改變原來巖漿的成分。若巖漿把圍巖徹底熔化或溶解，使之同巖漿完全均一，則稱同化作用；若熔化或溶解不徹底，不同程度的保