1、西北大学国家级精品课程西北大学国家级精品课程岩浆岩岩石学岩浆岩岩石学西北大学地质学系西北大学地质学系 主讲：赖绍聪教授主讲：赖绍聪教授第第 十十 二二 章章 岩岩 浆浆 岩岩 的的 成成 因因 岩岩 浆浆 岩岩 种种 类类 繁繁 多、多、性性 状状 各各 异。异。岩岩 浆浆 种种 类类 多多 样、样、来来 源源 复复 杂。杂。形形 成成 岩岩 浆浆 岩岩 的的 地地 质质 作作 用用 和和 物物 理理 化化 学学 作作 用用 复复 杂。杂。岩岩 浆浆 岩岩 的的 成成 因因 仍仍 在在 不不 断断 探探 索索 和和 研研 究究 中。中。一、原一、原 生生 岩岩 浆浆 的的 种种 类类 和和 起
2、起 源源（一）（一）原原 生生 岩岩 浆浆 的的 概概 念念 岩浆起源于上地幔和地壳深处，把直接来自地幔或地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。壳底层的岩浆叫原生岩浆。（二）原（二）原 生生 岩岩 浆浆 的的 种种 类类 岩浆岩种类虽然繁多，但原生岩浆的种类却极为有限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、四种而已。目前公认的有：超基性（橄，一般认为仅三、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。（花岗或流纹）岩浆。1.1.一元
3、论一元论 1851 1851 年年,Bonson,Bonson曾提出有玄武岩浆和花岗岩浆两种原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。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。这一理论无法解释地壳中大量存在花岗岩的事实。2.2.二元论二元论 列文生列文生列信格和肯尼迪（列信格和肯尼迪（1933 1933 年）年）根据花岗岩和根据花岗岩和玄武
4、岩同为地壳中分布最广的岩浆岩这一事实，重新倡导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。花岗岩浆和玄武岩浆两种原生岩浆的论点。（三）（三）原原 生生 岩岩 浆浆 种种 类类 的的 不不 同同 认认 识识 3.多元论多元论 本世纪中期，环太平洋安山岩及阿尔卑斯超基性侵入本世纪中期，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、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
5、物质在一定。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。条件下通过局部熔融（重熔）产生的。（三）（三）原原 生生 岩岩 浆浆 种种 类类 的的 不不 同同 认认 识识（四）（四）局局 部部 熔熔 融融 的的 概概 念念 与单矿物比较，岩石熔融有两个特点：一是岩石熔化与单矿物比较，岩石熔融有两个特点：一是岩石熔化温度低于其构成矿物各自单独熔化时的熔点；二是岩石从温度低于其构成矿物各自单独熔化时的熔点；二是岩石从开始熔融到全部熔化有一个温度区间。开始熔融到全部熔化有一个温度区间。岩石熔化时，不同矿物熔化顺序不同。岩石熔化时，不同矿物熔化顺序不同。矿物或岩石中矿
6、物或岩石中SiO2 和和K2O含量愈高，即组份愈趋于酸含量愈高，即组份愈趋于酸性，愈易熔化，称为易熔组份。性，愈易熔化，称为易熔组份。矿物或岩石中矿物或岩石中FeO、MgO、CaO含量愈高，即组份愈含量愈高，即组份愈趋于基性，愈难熔化，称为难熔组份。趋于基性，愈难熔化，称为难熔组份。局部熔融是现代岩浆成因的一个基本概念局部熔融是现代岩浆成因的一个基本概念岩石开始溶化时产生的熔体中岩石开始溶化时产生的熔体中SiO2、K2O、Na2O 较高较高，熔体偏于酸性；随着溶化温度的提高，熔体中，熔体偏于酸性；随着溶化温度的提高，熔体中FeO、MgO组份增加而渐趋于基性。组份增加而渐趋于基性。局局 部部 熔
7、熔 融融 在岩石开始溶化至全部溶化的温度区间内，岩石中的在岩石开始溶化至全部溶化的温度区间内，岩石中的易熔组份（酸性组份）先熔化，产生酸性熔体，残留体为易熔组份（酸性组份）先熔化，产生酸性熔体，残留体为较基性的难熔固相物质。随着温度的升高，熔体数量增加较基性的难熔固相物质。随着温度的升高，熔体数量增加，其基性组份也逐渐增加；当温度达到或超过岩石全部熔，其基性组份也逐渐增加；当温度达到或超过岩石全部熔化的温度时，岩石全部熔化，熔体成分和被熔化的原岩成化的温度时，岩石全部熔化，熔体成分和被熔化的原岩成分一致。分一致。岩石的局部熔融又叫重熔作用或深熔作用。岩石的局部熔融又叫重熔作用或深熔作用。（五）
8、（五）原原 生生 岩岩 浆浆 的的 成成 因因 机机 制制1.玄玄 武武 岩岩 浆浆 是上地幔物质（地幔岩）局部熔融的产物。在上地幔是上地幔物质（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：的不同深度上通过局部熔融产生三种主要岩浆：拉拉 斑斑 玄玄 武武 岩岩 浆：浆：约约15 公公 里里 高高 铝铝 玄玄 武武 岩岩 浆浆:1535 公公 里里 碱碱 性性 玄玄 武武 岩岩 浆：浆：3575 公公 里里 从玄武岩浆中可以直接冷凝结晶成玄武岩和辉长岩。从玄武岩浆中可以直接冷凝结晶成玄武岩和辉长岩。玄武岩浆通过分异作用可以形成少量中性岩和酸性岩。玄武岩浆通过分异作用
9、可以形成少量中性岩和酸性岩。玄武岩通过重力结晶分异可以形成少量超基性岩。玄武岩通过重力结晶分异可以形成少量超基性岩。2.花花 岗岗 岩岩 岩岩 浆浆 是大陆地壳深部物质重熔的产物。是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。不同深度上可以形成性质稍有差异的花岗岩岩浆。在约在约10公里处形成活动性很弱的岩浆，许多巨型花岗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。岩岩基就是这种岩浆形成的。约在约在20公里深度上可形成活动性很强的岩浆，能够上公里深度上可形成活动性很强的岩浆，能够上侵至浅部或喷出地表。侵至浅部或喷出地表。花岗岩岩浆通过同化作用可形
10、成中性岩和碱性岩。花岗岩岩浆通过同化作用可形成中性岩和碱性岩。一些花岗岩是混合岩化作用形成的。一些花岗岩是混合岩化作用形成的。3.安安 山山 岩岩 浆浆 环太平洋地区广泛分布有安山岩。环太平洋地区广泛分布有安山岩。玄武质洋壳到达海沟并向下俯冲，玄武岩及其上覆的玄武质洋壳到达海沟并向下俯冲，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。当俯冲深度洋底沉积物发生局部熔融即可形成安山岩浆。当俯冲深度达达95公里时即可发生这一作用。公里时即可发生这一作用。大陆内部的安山岩，是地壳深部局部熔融产生的，其大陆内部的安山岩，是地壳深部局部熔融产生的，其深度约为深度约为60公里。公里。4.橄橄 榄榄
11、 岩岩 岩岩 浆浆 是上地幔物质大约在是上地幔物质大约在80160公里的深度上局部熔融公里的深度上局部熔融的产物。的产物。关于原生岩浆及其起源的问题极其复杂，尚待进一步关于原生岩浆及其起源的问题极其复杂，尚待进一步研究。研究。二、二、岩岩 浆浆 的的 演演 化化 岩浆从开始产生直到固结成岩，始终处在不断的变化过岩浆从开始产生直到固结成岩，始终处在不断的变化过程中。程中。岩浆演化的基本过程是通过分异作用和同化作用，由少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。数几种岩浆形成多种多样的岩浆岩。在适宜的条件下形成一定的矿床。在适宜的条件下形成一定的矿床。（一）（
12、一）岩岩 浆浆 分分 异异 作作 用用 1.熔熔 离离 作作 用用 原来均一的岩浆，随着温度和压力的降低或者由于外原来均一的岩浆，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，即称为岩来组分的加入，使其分为互不混溶的两种岩浆，即称为岩浆的熔离作用。浆的熔离作用。天然岩浆中硫化物、氧化物与硅酸盐熔体可以发生熔天然岩浆中硫化物、氧化物与硅酸盐熔体可以发生熔离作用。离作用。与超基性岩有关的铜镍硫化物矿床、钒钛磁铁矿床可与超基性岩有关的铜镍硫化物矿床、钒钛磁铁矿床可能与熔离作用有关。能与熔离作用有关。2.结结 晶晶 分分 异异 作作 用用 矿物的结晶温度有高有低，因此，矿物从
13、岩浆中结晶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。析出的次序也有先有后。在岩浆冷凝过程中矿物按其结晶温度的高低先后同岩在岩浆冷凝过程中矿物按其结晶温度的高低先后同岩浆发生分离的现象叫结晶分异作用。浆发生分离的现象叫结晶分异作用。结晶分异作用在玄武岩浆中研究得最为完备，由鲍文结晶分异作用在玄武岩浆中研究得最为完备，由鲍文和贝莱于本世纪和贝莱于本世纪20年代即完成了实验和地质方面的经典研年代即完成了实验和地质方面的经典研究。究。结晶分异作用乃是岩浆演化的理论支柱之一。结晶分异作用乃是岩浆演化的理论支柱之一。（二）同（二）同 化化 混混 染染 作作 用用 由于岩浆温度很高
14、，并且有很强的化学活动能力，因由于岩浆温度很高，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，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）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，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。混染作用。基性岩浆同化酸性的围岩时，岩浆向酸性变化。基性岩浆同化酸性的围岩时，岩浆向酸性变化。酸性岩浆同化基性围岩时，岩浆向基性方向变化。酸性岩浆同化基性围岩时，岩浆向基性方向变化。基性岩浆可以同化酸性围岩，但酸性岩浆难于同化基基性岩浆可以同化酸性围岩，但酸性岩浆难于同化基性围岩。性围岩。
