词条 | 岩浆 |
释义 | 火山在活动时不但有蒸汽、石块、晶屑和熔浆团块自火山口喷出,而 飞流的岩浆且还有炽热粘稠的熔融物质自火山口溢流出来。前者被称为挥发分(volatilecomponent)和火山碎屑物质(volcaniclasticmaterial),后者则叫做熔岩流 (lavaflow)。目前,我们把这种产生于上地幔和地壳深处,含挥发分的高温粘稠的主要成分为硅酸盐的熔融物质称之为岩浆(Magma)。 熔岩流在喷溢过程中,因压力骤降,挥发分会大量逸失,因此还不是真正的岩浆,仅是最接近于岩浆的物质。岩浆可以随地壳活动运移到地壳的不同深处冷凝结晶,也可以喷溢到地表冷凝固结。自岩浆的产生、上升到岩浆冷凝固结成岩的全过程称为岩浆活动或岩浆作用(magmaticaction)。喷出地表的岩浆活动叫做火山活动或火山作用(volcanicaction)[1]。 § 原生岩浆 岩浆起源于上地幔和地壳深处,把直接来自地幔或地壳底层的岩浆叫原生岩浆。 岩浆岩种类虽然繁多,但原生岩浆的种类却极为有限,一般认为仅三、 原生岩浆四种而已。目前公认的有:超基性(橄榄)岩浆,基性(玄武岩浆),中性(安山岩浆)和酸性(花岗或流纹)岩浆。 1851年,Bonson曾提出有玄武岩浆和花岗岩浆两种原生岩浆的主张,但关于花岗岩浆的认识一直未受重视。戴里和鲍文等学者坚持认为只有一种玄武岩岩浆,而所有的岩浆岩都是由玄武岩浆派生出来的。这一理论无法解释地壳中大量存在花岗岩的事实。 1933年,列文生-列信格和肯尼迪根据花岗岩和玄武岩同为地壳中分布最广的岩浆岩这一事实,重新倡导花岗岩浆和玄武岩浆两种原生岩浆的论点。 二十世纪中期,环太平洋安山岩及阿尔卑斯超基性侵入岩的研究,使人们确信种类繁多的岩浆岩是由橄榄岩浆、玄武岩浆、安山岩浆和花岗岩浆通过复杂的演化而形成的。这几种原生岩浆是上地幔和地壳底部的固态物质在一定条件下通过局部熔融(重熔)产生的。 原生岩浆的成因有不同的机制: 1、玄武岩浆:上地幔物质(地幔岩)局部熔融的产物。在上地幔的不同深度上通过局部熔融产生三种主要岩浆:拉斑玄武岩浆:约<15公里高铝玄武岩浆:15-35公里碱性玄武岩浆:35-75公里。从玄武岩浆中可以直接冷凝结晶成玄武岩和辉长岩;通过分异作用可以形成少量中性岩和酸性岩;通过重力结晶分异可以形成少量超基性岩。 2、花岗岩岩浆:大陆地壳深部物质重熔的产物。不同深度上可以形成性质稍有差异的花岗岩岩浆。在约10公里处形成活动性很弱的岩浆,许多巨型花岗岩岩基就是这种岩浆形成的;约在20公里深度上可形成活动性很强的岩浆,能够上侵至浅部甚至喷出地表。 花岗岩岩浆通过同化作用可形成中性岩和碱性岩;也有一些花岗岩是混合岩化作用形成的。 3、安山岩浆:玄武质洋壳到达海沟并向下俯冲深度达95公里时,玄武岩及其上覆的洋底沉积物发生局部熔融即可形成安山岩浆,安山岩在环太平洋地区分布广泛。 大陆内部的安山岩,是地壳深部局部熔融产生的,其深度约为60公里。 4、橄榄岩岩浆:上地幔物质大约在80~160公里的深度上局部熔融的产物。 其实关于原生岩浆及其起源的问题极其复杂,以上只是支持者较多的几种看法,其真正的形成机制尚待进一步研究。[5] § 演化 岩浆演化的基本过程是通过分异作用和同化作用,由少数几种岩浆形成多种多样的岩浆岩。 分异作用主要有两种:熔离作用和结晶分异作用。 美丽的花岗岩 熔离作用是指原来均一的岩浆,随着温度和压力的降低或者由于外来组分的加入,使其分为互不混溶的两种岩浆。天然岩浆中硫化物、氧化物与硅酸盐熔体可以发生熔离作用。 矿物的结晶温度有高有低,因此,矿物从岩浆中结晶析出的次序也有先有后,这就是结晶分异作用。 同化作用又称同化混染作用。由于岩浆温度很高,并且有很强的化学活动能力,因此它可以熔化或溶解与之相接触的围岩或所捕虏的围岩块,从而改变原来岩浆的成分。若岩浆把围岩彻底熔化或溶解,使之同岩浆完全均一,则称同化作用;若熔化或溶解不彻底,不同程度的保留有围岩的痕迹(如斑杂构造等〕,则称混染作用。因同化和混染往往并存,故又统称同化混染作用。[4] § 岩浆岩 岩浆岩主要有侵入和喷出两种产出情况。侵入在地壳一定深度上的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石,称为侵入岩。侵入岩固结成岩需要的时间很长。地质学家们曾做过估算,一个2000米厚 岩浆作用与岩浆岩的花岗岩体完全结晶大约需要64000年;岩浆喷出或者溢流到地表,冷凝形成的岩石称为喷出岩。喷出岩由于岩浆温度急聚降低,固结成岩时间相对较短。1米厚的玄武岩全部结晶,需要12天,10米厚需要3年,700米厚需要9000年。可见,侵入岩固结所需要的时间比喷出岩要长得多。 黏度也是岩浆很重要的性质之一,它代表着岩浆流动的状态和程度。岩浆中SiO2的含量对黏度影响最大,其次是 Al2O3,Cr2O3,它们的含量增高,岩浆黏度会明显增大。酸性岩中SiO2,Al2O3的含量很高,因此,黏度也最大;溶解在岩浆中的挥发份可以降低岩浆的黏度、降低矿物的熔点,使岩浆容易流动,结晶时间延长;此外,岩浆的温度高,黏度相应变小;岩浆承受的压力加大,岩浆的黏度也增大。 岩浆岩中有一些自己特有的结构和构造特征,比如喷出岩是在温度、压力骤然降低的条件下形成的,造成溶解在岩浆中的挥发份以气体形式大量逸出,形成气孔状构造。当气孔十分发育时,岩石会变得很轻,甚至可以漂在水面,形成浮岩。如果这些气孔形成的空洞被后来的物质充填,就形成了杏仁状构造。岩浆喷出到地表,熔岩在流动的过程中其表面常留下流动的痕迹,有时好像几股绳子拧在一起,岩石学家称之为流纹构造、绳状构造。如果岩浆在水下喷发,熔岩在水的作用下会形成很多椭球体,称之为枕状构造。可见,这些特殊的构造只存在于岩浆岩中。 岩浆岩不论侵入到地下,还是喷出到地表,它们和周围的岩石之间都有明显的界限。如果岩浆沿着层理或片理等空隙侵入,常形成类似岩盆、岩床、岩盖等形状的侵入体,它们和围岩的接触面基本上和层理、片理平行,在地质学上称为整合侵入;如果岩浆不是沿着层理或片理侵入,而是穿过围岩层理或片理的断裂、裂隙贯入,这种情况形成的侵入体被称为不整合侵入体。人们通常所说的岩墙,就是穿过岩层近乎直立的板状侵入体,厚度一般为几十厘米到几十米,长度可以从几十米到数十公里,甚至数百公里。 由于岩浆岩和围岩有很密切的接触关系,因此,围岩的碎块常被带到岩浆中,成为岩浆的捕虏体。但是生物化石和生物活动遗迹在岩浆岩中是不存在的。 在岩浆从上地幔或地壳深处沿着一定的通道上升到地壳形成侵入岩或喷出到地表形成喷出岩的过程中,由于温度、压力等物理化学条件的改变,岩浆的性质、化学成分、矿物成分也随之不断地变化,因此,在自然界中形成的岩浆岩是多种多样、千变万化的,如基性岩、中性岩、酸性岩,还有碱性岩、碳酸盐岩等岩类,也充分说明了岩浆成分的复杂多样性[2][3]。 § 参考资料 [1]、百度百科——岩浆 [2]、中文维基百科——岩浆 [3]、大英百科全书(Britannica)——Magma [4]、英文维基(Wiki)——Magma [5]、《前行的动力来自于哪里——能源的开发与利用》作者:周万程 出版时间:2007年6月 光明日报出版社 |
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