学习任务了解岩浆的基本特征及岩浆作用与岩浆岩

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一、岩浆的基本特征

（一）岩浆的成分

岩浆的成分主要是硅酸盐和一些挥发分。

（1）硅酸盐：硅酸盐岩浆的化学成分千差万别，但主要由以下十余种元素按不同比例组成，它们是O、Si、Al、Ca、Na、K、Fe、Mg、Mn、Ti、P 等。氧元素最多，因此，常以氧化物的形式表示，主要的氧化物为SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、MgO、CaO、Na₂O、K₂O、H₂O等。其中以SiO₂含量最高，可以高达40%～75%。不同成分的岩浆，其氧化物的含量也不同，但这些氧化物之间存在着一定的内在联系。一般来说，随着SiO₂含量的增高，K₂O和Na₂O随之升高，相反MgO、FeO（Fe₂O₃）则随之降低，因此，SiO₂含量成为岩浆酸度划分的主要依据。通常可根据SiO₂的含量，将岩浆划分为以下四种基本类别：①超基性岩浆（SiO₂＜45%）；②基性岩浆（SiO₂45%～53%）；③中性岩浆（SiO₂53%～66%）④酸性岩浆（SiO₂＞66%）

（2）挥发分：岩浆中含有大量挥发分，它们主要是 H₂O，其次是 CO₂、CO、N₂、SO₂、SO₃、H₂S、HCl、HF等。挥发分在岩浆中总量一般不超过6%～10%（质量分数），其中H₂O约占2/3以上，在岩浆喷发之前，处于地下深处高温高压条件下，挥发分溶解于岩浆中。挥发分的存在可以降低岩浆的黏度，降低矿物的熔点，延长岩浆的结晶时间，并结晶出含挥发分难熔矿物；更有意义的是，随着结晶作用的进行，残余岩浆越来越富含水，在一定条件下，挥发分便能携带成矿金属元素或其化合物，在适宜的地段形成气水-热液矿床。此外，火山的强烈爆发，也是由于挥发分的大量富集，突然释放造成的。

（二）岩浆的温度

岩浆的温度，可以直接从现代火山喷出的熔岩流测定出来，也可用间接法估算。

（1）观察现代熔岩流的温度：一般用遥测装置测定熔岩流的温度。火山熔岩的温度范围一般在700～1300℃之间，玄武岩一般为1000～1300℃，安山岩为900～1000℃，流纹岩一般为700～900℃，成分愈酸性，温度愈低。同一熔岩流，其不同部位温度也不同，总的趋势是在近岩流表层下部温度最低，向岩流内部温度升高，但岩流表面上的温度又急剧升高，究其原因，可能是由于熔岩流喷出地表后，气体析出，产生氧化、燃烧以及部分结晶放出潜能，多形转变放出反应热等所致。地表所测得的熔岩流温度不能代表在地壳深度或上地幔中形成的岩浆温度。近代物理化学实验表明，随着体系内水压的增加，花岗岩、玄武岩及其有关硅酸盐矿物开始熔融的温度将明显地下降，所以，地下深处正在结晶的岩浆，一般比喷出地表的岩浆（熔岩流）的温度要低，其温度仅代表岩浆的近似温度。

（2）研究地质温度计：研究某些造岩矿物的形成温度和相变温度，可间接推测岩浆结晶时的温度，我们称为地质温度计。例如，在伟晶岩中发现有α-石英和β-石英，所以伟晶岩的形成温度为575℃左右，火山岩中黑云母、角闪石皆见暗化现象，反映其形成温度应介于840～1050℃。

（3）熔化岩浆岩的方法：通过岩浆岩重熔和再结晶实验，也可得知其大致温度。如基拉韦厄玄武岩，在一个大气压下熔融后，开始结晶的温度为1235～1160℃，完全结晶的温度是1060℃。葛朗松的实验材料证明，花岗岩熔点为950 ± 50℃，当压力为385×10⁵Pa时，花岗岩熔浆的流动性在575℃时就非常显著，而在700℃时则呈完全流动状态。有人认为岩浆结晶温度常不能高于1170℃，许多情况下不超过870℃。

（三）岩浆的黏度

岩浆的重要性质之一是能够流动，具有流体的性质。岩浆的流动能力主要取决于自身的黏度，黏度愈大，岩浆愈难流动。

岩浆的黏度与岩浆成分、温度、压力及挥发分含量等因素有关。在岩浆成分中对岩浆黏度影响最大的是SiO₂的含量，SiO₂的含量愈高，岩浆的黏度越大。所以基性岩浆黏度较小，流速快，有时达16km/h，而酸性岩浆黏度大，流速慢，仅为几米/小时，甚至看不到流动。温度和压力也影响黏度，温度高，黏度低，温度低，黏度增大；压力大，黏度大，压力小，黏度小；挥发分也直接影响岩浆黏度，富含挥发分时，黏度降低。

二、岩浆作用与岩浆岩

（一）岩浆作用及岩浆岩

地下深处形成的岩浆，在挥发分及地应力的作用下，沿构造脆弱带上升到地壳上部或地表，岩浆在上升、运移过程中，由于物理化学条件的改变，又不断地改变自己的成分，最后冷凝固结成岩石，这一复杂过程的总体，称为岩浆作用。由岩浆冷凝固结而成的岩石称为岩浆岩。在岩浆冷却过程中由于失去大量挥发分，所以岩浆的成分与岩浆岩不完全相同。按岩浆侵入在地壳之中或喷出地表，可将岩浆作用分为侵入作用和喷出作用。侵入作用形成的岩石称侵入岩，喷出作用形成的岩石称喷出岩。

（1）侵入岩：是指岩浆在地表以下不同深度的部位冷凝而形成的一种岩石，由于冷却较慢，挥发分较多，所以侵入岩的矿物结晶颗粒一般较大，肉眼多能清楚地看出矿物结晶颗粒。侵入岩又可根据侵入岩形成的深度不同进一步分为深成岩和浅成岩：深成岩一般形成距地表3km以下，多呈大岩体产出；浅成岩形成深度小于3km，多呈小岩体出现。

（2）喷出岩：又称火山岩，是指岩浆沿构造裂隙上升，经火山通道喷出地表后冷凝堆积而成的岩石。从火山喷溢流出的熔浆冷却而成的岩石称熔岩；从火山爆发出来的各种碎屑物堆积而成的岩石称火山碎屑岩。喷出岩包括熔岩和火山碎屑岩两部分。但有些人称的喷出岩，仅指熔岩而言（本书采用的即为此），而火山碎屑岩多作为专门一类研究。

（二）岩浆岩的基本特征

岩浆岩有别于变质岩和沉积岩，其主要特征如下：

（1）岩浆岩大部分为块状的结晶岩石，部分为玻璃质岩石。

（2）岩浆岩中有一些特有的矿物、结构、构造，如霞石、白榴石等矿物和气孔构造和杏仁构造等。

（3）岩浆岩体和围岩间一般有明显的界线，呈各种各样的形态存在于地层中，有的平行，有的切穿围岩的层理或片理，多具淬火边。

（4）岩体中常含有围岩碎块（捕虏体），这些捕获的围岩碎块和围岩常遭受热变质作用。

（5）各地质时期形成的主要岩浆岩类，大部分都可找到与其化学成分近似的现代火山岩。

（6）岩浆岩中没有生物遗迹。

岩浆岩在地壳中以各种各样的形态占有一定的空间，它们是一定地质时期、地质结构发展到一定阶段的产物，因此，我们必须把岩浆岩当作地质体来研究，要注意岩浆岩体的产状、时代、形成过程、演化规律以及与地壳构造运动、矿产的关系等。