巖漿巖巖石學(xué)筆記匯總

火成巖石學(xué)總結(jié)火成巖石學(xué)總結(jié)---Fe3+(四面體配位)：4Fe(IV)O-2宀4Fe2++O2+2O2-Fe2+(八面體配位):4Fe3+(VI)+2O2-宀4Fe2++O2配位轉(zhuǎn)換：Fe(IV)O-2TFe3+(VI)+2O2-解聚：Fe3+(IV)TFe3+(VI)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中，很難解釋Fe2+優(yōu)先進(jìn)入四面體配位而Mg2+、Ca2+卻進(jìn)入八面體配位。四面體配位的Fe2+在晶體硅酸鹽中卻極少。光譜觀察指出對(duì)含鐵氧化物的硅酸鹽熔體(Fe3+/工Fe>0.,5)Fe3+是四面體配位的，即Fe3+全部進(jìn)入成網(wǎng)分子；而對(duì)還原熔體(Fe3+/工Fe<0.3),Fe3是八面體配位的，即Fe3+全部進(jìn)入變網(wǎng)分子。在中間狀態(tài)Fe3+/工Fe為0.5-0.3時(shí)，Mossbouer光譜資料證明，四面體配位和八面體配位的Fe3+共存，即Fe3+按比例地進(jìn)入成網(wǎng)與變網(wǎng)分子。對(duì)FeO-2絡(luò)合物(合成體)化學(xué)計(jì)算只與Fe3O4相似(50%Fe3+四面體配位和50%Fe3+八面體配位+Fe2+八面體配位)，而且Fe3+作為變網(wǎng)分子存在。Fe3+從四面體T八面體配位轉(zhuǎn)變，表面上是由Fe3+/工F控制，實(shí)質(zhì)上導(dǎo)致NBO/T增加，最簡單的形式可以寫作：4SiO2+Fe(IV)O-2TFe(VI)3++2Si2O2-5在fo2和AI/(AI+Si)—定的條件下，Al硅酸鹽熔體更加趨于解聚，由于溫度高，F(xiàn)e3+/工Fe!降低。目前，關(guān)于熔體結(jié)構(gòu)的研究還存在以下問題：控制氧在變網(wǎng)離子周圍分配機(jī)制的研究還不夠深入。盡管控制硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)的主要因素的研究已取得了很大進(jìn)展，但就目前的資料和通常的模式而言，仍有很大缺陷。高壓下巖漿作用過程還幾乎沒有系統(tǒng)的資料。與變網(wǎng)離子的結(jié)構(gòu)作用有關(guān)的研究還處于定性階段。對(duì)巖漿運(yùn)移過程，如擴(kuò)散和對(duì)流中熔體結(jié)構(gòu)的變化還需作進(jìn)一步的研究。三、巖漿流體動(dòng)力學(xué)研究巖漿房中的流體動(dòng)力學(xué)問題，目前，主要從以下三個(gè)方面入手，一是雙擴(kuò)散對(duì)流作用；二是巖漿房的再充填作用；三是巖漿房的邊界作用過程。其中尤以雙擴(kuò)散對(duì)流作用具有重要意義。一種液體發(fā)生雙擴(kuò)散對(duì)流必須具備兩個(gè)條件：①兩種性質(zhì)(常為熱與物質(zhì)的分子擴(kuò)散速度)差異大；②溶液具有密度(P梯度。雙擴(kuò)散對(duì)流是從海洋對(duì)流研究開始的，海水具有鹽度梯度和溫度梯度。因此具有雙擴(kuò)散對(duì)流現(xiàn)象，巖漿房中同樣具有這種條件。瓦爾克認(rèn)為正常的對(duì)流作用是一釋放浮力位能的流體運(yùn)動(dòng)，其結(jié)果產(chǎn)生密度不穩(wěn)定性。例如，當(dāng)一流體從其下面加熱，熱的有浮力的液體上升，于是發(fā)生了熱對(duì)流作用。已知熱對(duì)流比熱擴(kuò)散速度快，熱擴(kuò)散又比物質(zhì)擴(kuò)散速度快。對(duì)浮力而言有兩種或更多的相競爭的和方向相反的影響，如溫度使浮力不穩(wěn)定化，而化學(xué)成分使浮力穩(wěn)定化。為了使流體的對(duì)流運(yùn)動(dòng)能夠發(fā)生，則要將溫度控制到使溫差的消除大大快于物質(zhì)被擴(kuò)散到消除成分差別。雙擴(kuò)散對(duì)流作用就是在上述條件下，流體既有熱擴(kuò)散又有物質(zhì)擴(kuò)散的對(duì)流作用。雙擴(kuò)散對(duì)流作用運(yùn)用到解釋層狀侵入體的旋回和韻律層的成因是一有生命力的新觀點(diǎn)。巖漿液態(tài)不混溶作用指原來均一的一種巖漿(或熔體)，演化到一定溫度、壓力條件下不再穩(wěn)定，分成兩種或兩種以上成分不同、互不混溶的巖漿(或熔體)。該假說作為一種重要的巖漿分異演化方式已在月海玄武巖、地球上的超基性巖、玄武巖、煌斑巖、碳酸巖、花崗巖中找到了證據(jù)，同時(shí)被一系列K2O-FeO-AI2O3-SiO2體系、CaO-Na2O-AI2O3-SiO2-CO2體系、花崗巖-F-H2O體系和天然巖石熔融的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果所證實(shí)，因而受到地學(xué)界的極大關(guān)注。而且人們逐漸認(rèn)識(shí)到，通過對(duì)巖漿液態(tài)不混溶作用的研究，不僅可加深對(duì)巖漿演化過程、演化機(jī)理的了解，解釋巖漿巖巖石類型的多樣性及特殊巖漿巖組合的成因，同時(shí)還有助于正確認(rèn)識(shí)某些礦床的成礦作用，獲取殼幔分異信息，深入探討地球的形成。關(guān)于層狀巖漿房中巖漿的抽吸作用仍缺乏詳細(xì)的研究，巖漿熔體動(dòng)力學(xué)方法在巖漿體系噴發(fā)序列成因解釋中的應(yīng)用還很少，巖漿動(dòng)力學(xué)的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，深部巖漿庫中的巖漿沿著一個(gè)狹窄的通道上升，到達(dá)淺部過渡巖漿房，在這個(gè)過程中常常產(chǎn)生巖漿的混合作用(這可能是造成帶狀巖漿房的重要原因之一)。至今為止，深部巖漿房中成分梯度(帶狀巖漿房效應(yīng))與巖漿抽吸熔體動(dòng)力學(xué)之間的確切關(guān)系還并不明了。四、巖漿的侵位機(jī)制巖漿的侵位機(jī)制也是當(dāng)今火成巖研究的一個(gè)熱點(diǎn)。無論是巖漿的主動(dòng)侵位還是被動(dòng)侵位,浮力都是巖漿上升的主要驅(qū)動(dòng)力，并且?guī)r漿侵位還不同程度地與重熔時(shí)的體積膨脹，構(gòu)造擠壓，地震抽吸作用以及地殼高位的蒸汽壓有關(guān)。此外，巖漿上升也與圍巖的韌性差(即產(chǎn)生的粘滯力大小)有關(guān)。1989年Ramsay提出了一個(gè)關(guān)于深成侵入體的氣球膨脹模式：把形成中的侵入巖體近似地看成一個(gè)正在充氣膨脹的球，而促使膨脹和使圍巖變形的巖漿壓力是靜水壓力。如果深部存在著一個(gè)巖漿囊，則巖漿每次單獨(dú)脈動(dòng)必須在巖漿上升之前就積累到某一臨界體積才能進(jìn)行，這是一種刺穿式底辟作用”另一種是膨脹式底辟作用”機(jī)制，即象氣球充氣膨脹那樣把新巖漿擠到熱巖體內(nèi)部，這些新巖漿可能來自深部，也可能是仍在活動(dòng)的繼續(xù)上升的核部巖漿。Pitcher認(rèn)為，天然巖漿實(shí)際上是周期性地侵入的。1945年Grout提出了巖漿上升的底辟機(jī)制，后來Ramberg(1981)又對(duì)此進(jìn)行了更加深入細(xì)致的研究。目前，底辟作用已經(jīng)成為解釋花崗巖漿上升和侵位的一種重要模式。巖漿從深部底辟上升過程中有以下特點(diǎn)：當(dāng)?shù)妆偕仙膸r漿上升一定距離后，它就逐漸變?yōu)榍驙铙w，這是由于底辟巖漿與圍巖的粘度差造成的。巖漿底辟上升過程中，由于粘滯拖曳機(jī)制，將會(huì)誘發(fā)巖漿內(nèi)部的環(huán)流作用。底辟體內(nèi)的形變及應(yīng)變模式主要?dú)w結(jié)于作用于球體表面的粘滯拖曳機(jī)制引起的環(huán)流作用，對(duì)于從源區(qū)上升數(shù)個(gè)直徑距離的底辟體而言，這種環(huán)流和內(nèi)部形變十分明顯。片麻巖穹隆以及富水花崗巖漿，其底辟上升的距離一般均較小，大多只有底辟體直徑的一倍或二倍，但對(duì)于下地殼起源的干花崗巖而言，則可上升較遠(yuǎn)的距離。目前比較公認(rèn)的花崗巖漿產(chǎn)生、上升和侵位的過程是：巖漿由于浮力作用而上升，巖漿的浮升可以起始于一個(gè)水平層位，或者是從一個(gè)局部的分散的源區(qū)開始的。圍繞底辟體的圍巖發(fā)生蠕流作用從而維持底辟體的持續(xù)上升，這種上升可以沿一個(gè)垂向構(gòu)造帶或者是其它類型的構(gòu)造薄弱帶。巖漿在底辟上升過程中由于粘滯拖曳機(jī)制產(chǎn)生內(nèi)部環(huán)流。最后巖漿侵位于地殼中的同構(gòu)造期構(gòu)造活動(dòng)帶、或者是構(gòu)造不活動(dòng)帶(構(gòu)造期后的)。最終由于浮力的消失巖漿停止上升。新近的研究表明，分離結(jié)晶作用和巖漿的晶/液比也是影響巖漿上升侵位的重要因素。緩慢上升侵位的巖漿體系將產(chǎn)生相對(duì)較為充分的高壓分離結(jié)晶作用，從而使得巖漿在到達(dá)地表之前已產(chǎn)生了較充分的結(jié)晶作用，晶/液比的增高又使得巖漿體系更難上升，從而形成侵入巖或次火山巖；相反，快速上升的巖漿，高壓分離結(jié)