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主要造岩元素在岩浆中的演化
1、岩浆岩的主要造岩元素 根据地壳中元素丰度的研究,地壳主要由12种元素O、Si、Ti、Al、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K、P、H组成,它们占地壳总质量的90%以上,称为主要造岩元素。
2、岩浆演化过程主量元素的行为 岩浆中的主量元素通常指Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K 8种元素,它们共计占岩浆质量的90%以上。在部分熔融的原岩和岩浆结晶生成的岩石中,主量元素构成了矿物相的主成分。
3、围岩为灰岩,产生强的夕卡岩化。围岩为砂岩或酸性岩体,则为云英岩化、白云母化和绢云母化等。热液交代虽叠加在前两个带中,但主要发育于较远离成矿岩体的断裂裂隙带中。
4、岩浆岩中除主要和次要造岩氧化物以外,常有一些含量甚微的元素(总量1),称为微量元素(trace elements),如:Li、Be、Nb、Ta、Sr、U、Th、Zr、Hf、Rb、Cs、Pb、Zn、Sn等。
5、虽然各种岩浆岩之间存在着化学成分、矿物成分、结构、产状和成因等方面的差异,但是它们彼此之间又有着一定的过渡关系。
6、火成岩的物质成分是火成岩的最基本特征,它既是火成岩分类命名的基本依据,也是研究岩浆起源、生成和演化的重要手段。 火成岩的化学成分 研究表明,地壳中的所有元素在火成岩中都有出现,但含量差别很大。
岩浆演化与分异
1、指岩浆随温度的逐渐下降,按一定顺序先后结晶出不同矿物,从而不断改变岩浆成分,结晶形成各种各样的岩浆岩。分异总趋向是愈到晚期,岩浆愈向富硅、富碱方向演化。
2、进一步演化分异,岩浆酸度增加,喷溢形成流纹岩、流纹质凝灰岩等(照片2-1),紧随酸性岩浆之侵入,而形成花岗岩。这些英安岩、流纹岩与相应的花岗闪长岩、花岗岩,虽然岩性不同,但都是同一岩浆来源演化分异多次活动的产物。
3、地下深部形成的岩浆在上升过程中除一小部分可直接喷出地表外,大部分岩浆喷发前在地壳浅部聚集,形成高位岩浆房,所以岩浆的分异作用主要是在高位岩浆房中进行的,导致岩浆房成分梯度和分带性的形成。
4、(一)构造-岩浆演化 根据上述中生代火成岩时空分布,岩石系列和岩石组合特征,结合前已讨论的东南大陆岩石圈的演化,可将中国东南大陆中生代火山侵入杂岩与构造演化综合于表4-5。
岩浆演化的机制
1、岩浆演化的基本过程是通过分异作用、同化作用和混合作用,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。
2、由于外界环境条件的变化,地表下一定深度的岩石可以被诱发发生部分熔融而形成岩浆,如温度升高、压力降低、系统中富水或挥发分等都是有利产生岩浆的条件。
3、原生岩浆的成因有不同的机制: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 花岗岩岩浆:大陆地壳深部物质重熔的产物。
4、(一)分异作用 成分均匀的熔浆分离成成分不同的岩浆作用即为分异作用,按其作用的过程可分成岩浆分异作用和结晶分异作用。
5、三江地区白垩纪岩浆活动与白垩纪特提斯构造域演化密切相关,可大致划分为早白垩世和晚白垩世始新世两个阶段。早白垩世岩浆活动主要发育于雅鲁藏布江洋脊,以基性超基性岩浆的喷溢和侵入活动为主,是海底扩张作用的产物。
6、(一)高位岩浆房的成分梯度和形成机制 地下深部形成的岩浆在上升过程中除一小部分可直接喷出地表外,大部分岩浆喷发前在地壳浅部聚集,形成高位岩浆房,所以岩浆的分异作用主要是在高位岩浆房中进行的,导致岩浆房成分梯度和分带性的形成。
岩浆演变
)依据矿物学研究成果分析岩浆成分演变关系,识别不同岩浆作用过程在研究区岩浆变异过程中的重要性(表5-17)。5)岩浆作用过程中流体作用的识别,主要依据矿物的蚀变特征、成矿元素的异常富集、岩石结构构造的局部变化等。
软流圈上升造成的减压熔融使玄武岩浆侵入下地壳,加热的下地壳进一步熔融,产生长英质岩浆向上侵入喷发。因此,大规模玄武岩浆底侵和钾玄岩浆喷发,常常作为岩石圈拆沉的岩石学证据(Kay and Kay,1993)。
岩石成因不同,特征也各异,可是它们之间却又相互联系、相互演变、密切相关,可以互相转化。
岩浆系统本质上是一个非平衡的、开放的自组织系统,相同的成分演变趋势可以由多种岩浆动力学过程产生。
在本书第十二章中,将详细讨论岩浆的产生和岩浆的演变问题,本章着重从岩浆动力学角度,讨论岩浆分凝、上升、侵位和火山喷发的机制。
类质同象规律对岩浆结晶分异过程微量元素富集的影响
1、因此,在岩浆作用过程中,有些元素优先以类质同象的方式进入到结晶的矿物相中,有些元素则因不能被先晶出的矿物捕获或容纳,而在残余熔体中富集,导致了结晶相与残余熔体相中微量元素丰度的分异。
2、体系物理化学条件中,对元素结合行为影响较大的为温度和压力。通常增温能促进和扩大类质同象置换,降温导致固溶体分解。
3、岩石中微量元素常以多种形式存在,主要是呈类质同象存在于造岩矿物中;其次是存在于火山玻璃和造岩矿物气-液包体中;第三是吸附于矿物裂隙、解理或存在于矿物晶格间隙中。
4、随部分熔融程度加大,岩浆的成分会发生系统变化,不同元素在岩浆形成和演化过程的行为各具特征,在部分熔融或岩浆结晶过程微量元素分配的演化模型是不同的(见第5章),可以通过微量元素的演化特征来判断岩浆岩的形成机制。
5、另一种倾向是那些与造岩元素差别大的微量元素不能进行类质同象代换,而在残余熔体中聚积,在某一阶段形成独立矿物(副矿物)或转入到岩浆期后热水溶液中富集成矿——称“残余富集”。
6、在岩浆结晶分异作用中,锶、钕、铅的同位素组成一般不发生变化,它们的初始同位素组成能反映原岩物质的来源。
岩浆作用过程微量元素的富集成矿
热液成矿作用虽发生在热液作用阶段,但岩浆过程微量元素的富集是后期成矿作用的重要物质基础。岩浆热液形成后,常沿裂隙进行渗滤迁移,在系统内的压力差消失后,热液中的大部分物质将在一定的空间结晶沉淀。
除岩浆过程可以发生微量元素的多种成矿作用外,由于富水的岩浆在一定条件下可分异出岩浆热液,一些元素在分异热液中的含量可高于岩浆,使相当数量的成矿物质转入热液,有可能在后期的作用过程成矿。
岩浆结晶作用中铜可以富集形成矿床,但仅限于基性岩之中,来自上地幔的基性-超基性岩浆,在早期结晶作用过程中,因温度下降,发生熔离作用。岩浆硫化物和硅酸盐成互不相溶的两个相,铜与其他亲硫元素一起进入硫化物熔体之中。
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