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  岩浆形成、运移、演化和固结的过程。岩浆形成于地下深处,在温度和压力变化时,开始向压力较小的方向运移。在运移过程中不断演化,改变其成分和物理化学状态。当上升到地壳的中、上部或地表时凝固,形成火成岩。岩浆作用包括侵入作用和喷出作用。侵入作用是岩浆由深处上升到浅处的过程;喷出作用是岩浆喷出或溢出地表的过程。在岩浆作用中,原来岩石成分常发生变化(演化),最重要、最普遍的演化机理是岩浆分异作用和岩浆同化(混染)作用。

目录

岩浆分异作用

  原来成分均一的母岩浆,受温度、压力、氧逸度等物理化学条件的影响,形成不同成分的派生岩浆及岩浆岩的作用。岩浆分异作用的主要方式如下。

结晶分异作用

  指岩浆在冷却过程中不断结晶出矿物和矿物与残余熔体分离的过程。又称分离结晶作用。分离的原因主要是:①重力作用。早结晶出的矿物下沉于熔体的底部,晚结晶出的矿物堆积于其上,形成有不同矿物组合的具垂直分带现象的层状侵入体,又称火成堆积岩,其下部为超镁铁岩(橄榄岩、辉石岩等),向上依次变为辉长岩斜长岩闪长岩,甚至花斑岩等,具层理构造及堆积结构,剖面上常见成分重复出现的韵律层理,偶尔见交错层理。常堆积铬铁矿、钒铁磁铁矿等矿床。重力作用在基性岩浆中较常发生。②压滤作用。岩浆在部分结晶之后,在晶体“纲架”之间残存未结晶的熔体,在构造应力作用下,受挤压过滤,与晶体分离,向压力较小的方向迁移,在张裂隙或褶皱轴部形成小侵入体。花岗岩体及其围岩中的伟晶岩细晶岩岩脉,石英粗玄岩中的霏细岩及花斑岩脉等,有可能就是压滤作用形成的。③流动作用。在岩浆运移上升过程中,岩浆中早期形成的晶体,因流体力学作用,远离通道壁部向通道中心高速带集中。因此,在这些岩体边缘富集晚期析出的矿物,而在中部则大量集中早期结晶的矿物。

熔离作用

  指成分均一的岩浆,由于温度、压力等变化,而分为两种不混溶或有限混溶的熔体。又称不混溶作用。这种作用可以用来解释基性岩体中铜、镍硫化物矿床、层状侵入体中的铬铁矿、钒钛磁铁矿床;碱性岩碳酸岩的共生现象;不同成分硅酸盐岩浆岩的共生现象;还可用来解释辉长岩中条带构造、玄武岩中球粒构造等成因。月岩研究发现,在富SiO2及K2O玻璃质中,存在大量富铁的球体,两者成分正好符合 FeO-Al2O3-K2O-SiO2系的液相不混溶区,这种球体在夏威夷玄武岩及其他地区玄武岩基质中也陆续有发现。实验还证实,东格陵兰的斯凯尔戛德侵入体中花斑岩与铁质辉长岩的熔体,在一个大气压下,在一定氧分压范围内也是不混溶的。

扩散作用

  在岩浆侵入体的不同部位存在温度梯度,一般边缘较低,中心较高。岩体中的温度梯度,会产生浓度梯度,使高熔点组分向低温区扩散,出现低温区高熔点组分集中现象。岩体边缘暗色矿物较多。扩散作用的大小以单位时间内质点扩散范围表示(平方厘米/秒),称扩散系数,扩散系数与岩浆的温度成正相关,而与岩浆的粘度成反相关。

气运作用

  气体以气泡形式从熔体中上升,被溶解的低熔点、低密度组分,被气体搬运、携带到熔体的顶部,从而产生分异作用。岩浆常含一定挥发分,其中H2O最多。在超临界温度和压力很大时,挥发分的密度变大,接近于液态,并大量溶解于岩浆之中,而且溶解其他物质(尤其低熔点、低密度组分)的能力也较强。当岩浆上升到浅处,或断裂切至岩浆房时,由于压力骤降,当静水压力小于饱和蒸气压时,则岩浆中挥发分出现气化沸腾与分离析出的现象,产生气运作用。此外,由于岩浆中早期析出的晶体一般不含或很少含挥发分,因此晶体析出越多,岩浆中挥发分越多,当压力下降时,也将使岩浆气化沸腾、分离析出气体。气体搬运作用使岩体顶部的SiO2、K2O、Na2O增大,富含挥发分矿物(如角闪石、云母、磷灰石、萤石等)增多,而且能携带金属元素在岩体顶部内、外接触带中,形成钨、锡、铍、铌、钽等矿产。

岩浆同化作用

  岩浆熔化并与围岩及捕虏体交代的作用。与同化作用相反,岩浆吸收围岩及捕虏体中的某些成分,使原来岩浆成分发生变化的作用,称为岩浆混染作用。因此,只要岩浆与围岩及捕虏体发生过熔化、交代作用,则必然既有同化作用,也有混染作用,所以,通常统称为同化混染作用,简称为同化作用或混染作用。

  岩浆可以熔化比它熔点低的岩石,而不能熔化比它熔点高的岩石。但岩浆可与比它熔点高的岩石交代、反应,形成新的矿物。

  同化混染作用不仅可改变岩浆成分,而且使岩浆降温、晶体析出,促进分异作用。由于晶体析出引起岩浆的热量与挥发分的增加,又促进同化混染作用的加强。因此,同化混染作用,是岩浆岩多样性的重要原因之一。同化混染作用主要见于花岗岩类侵入岩。

  同化混染的强度主要与构造环境、岩体大小、侵入深度、岩浆成分(包括挥发分)、围岩性质等有关。活动构造环境、岩体大、侵入深、岩浆成分酸度大、挥发分多,与围岩成分差别大,一般同化混染也较强。

  同化作用的标志是:岩浆岩体的成分与其围岩、捕虏体成分有关;受过改造的捕虏体发育;岩石结构、构造、成分、颜色极不均一,具斑杂构造;常见反常的结晶顺序及反环带结构;捕虏晶较多;有的岩浆岩中见有他生矿物。

  同化混染与成矿关系密切。如花岗质岩浆同化灰岩易形成铁矿;同化锰质灰岩易形成锰矿;同化泥质岩易形成钨矿。

  参考书目

  邱家骧主编:《岩浆岩岩石学》,地质出版社,北京,1985。

  I.S.E.卡迈克尔等著,丛柏林等译:《火成岩岩石学》,地质出版社,北京,1982。(I.S.E.Carmichael,et al.,Igneous Petrology,McGraw-Hill Book Co.,New York,1974.)

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