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岩浆起源与演化 2．压力 随压力的增高移向贫SiO2一侧。 玄武岩浆的成因模式 1．玄武岩浆的分离结晶作用 END * * 上地幔的温度分布与岩浆起源 开放体系的岩浆演化 岩浆动力学 本节内容 第一节 上地幔的温度分布与岩浆起源 根据岩石学、地球化学和地球物理资料推断，上地幔物质的主要矿物组合有： Ol+Px+Sp Ol+Px+Gr Px+Gr等。 被捕获于碱性玄武岩浆和金伯利岩浆中。 金伯利岩：石榴石橄榄岩、尖晶石橄榄岩 石榴石辉石岩和榴辉岩 玄武岩： 尖晶石橄榄岩和辉石岩 地幔岩 包体 金伯利岩：透辉石、钦铁矿、石榴石 橄榄石、斜方辉石等 玄武岩：透辉石、斜方辉石、钛角闪石 中长石、歪长石、磁铁矿、尖晶石等 巨晶 推断地慢岩生成时的深度： 地幔岩包体的矿物组合及化学组成 共生矿物间元素分配 高温高压实验等资料 地震波速 高温高压熔融实验表明，地幔中水的存在明显降低地幔岩石的熔点。 在约1000℃和3．5 GPa（相当于100km深）时地幔岩有一个固相线低凹区，可解释初始熔融限于地幔的比较狭窄的地带。 自然银 上地幔部分熔融时，橄榄石和辉石共存的液相如何发生变化，对岩浆成因研究很重要。 对玄武质岩浆，要确定橄榄石与斜方辉石初始结晶区边界位置，受以下因素影响： 岩浆的起源 主要氧化物组成 压力 H2O CO2 1．影响硅酸盐矿物结晶区域的主要氧化物效应 随不同氧化物的加入发生明显变化 加入一价元素氧化物时镁橄榄石与顽火辉石结晶区界面移向SiO2一侧，加入高价氧化物时则移向贫SiO2一侧。 3．H2O 无水条件下生成的初始液相SiO2不饱和，而H2O过饱和条件下的初始液相SiO2过饱和。 4．CO2 降低地幔的熔点，同时液相趋于贫SiO2富含CO2或碳酸盐成分。 上地幔物质 极少量的部分熔融 高压条件 根据玄武岩浆的相平衡规律提出： 金伯利岩浆 含碱、H2O和CO2 碱性玄武岩浆 类似于金伯利岩浆，但生成 压力降低（1.5一2.0GPa） 拉斑玄武岩浆 富SiO2，贫碱和TiO2、P2O5 上地幔物质 较高程度部分熔融 安山岩质岩浆起源 安山岩同玄武岩一样，可出现不同系列。其中分布最广而且具有重要地质意义的是钙碱性安山岩。出现于活动大陆边缘造山带，是造山带岩浆起源的中心问题。 钙碱性安山岩浆的成因假说： ①玄武岩浆的分离结晶作用 ②下部地壳的部分熔融 ③玄武岩浆对地壳物质的同化作用 ④俯冲到地幔内部的海洋地壳的部分熔融 ⑤含水条件下的上地幔的部分熔融 建立在鲍文玄武岩浆结晶的反应原理： 玄武岩浆通过分离结晶生成富含SiO2和碱的残余岩浆，并结晶出角闪石和黑云母等含水矿物。 格陵兰层状侵入体的研究表明，随结晶作用的进行，残余岩浆富Fe而贫SiO2。 分别代表钙碱性系列玄武岩浆（紫苏辉石系列） 拉斑玄武岩系列岩浆（易变辉石系列）的分离结晶趋势。 影响玄武岩浆分离结晶作用趋势的因素有：岩浆组成、氧逸度以及角闪石的行为等。 2．大洋地壳的部分熔融 大洋地壳向地幔内部俯冲时，玄武质地壳通过相转换变化为石英榴辉岩，进一步俯冲时因温度提高，石英榴辉岩开始熔融。约在3GPa下部分熔融生成相当于安山岩成分的初始液相。 Ringwood（1974）提出安山岩浆成因的二阶段模式：俯冲板块部分熔融生成安山岩质或英安岩质岩浆，其与俯冲板块上面的橄榄岩反应生成辉石岩。辉石岩因密度小浮于橄榄岩上，再经部分熔融生成钙碱性安山岩浆。 花岗质岩浆起源 花岗质岩浆的主要成分可用CIPW标准矿物Q、Or、Ab和An四种矿物近似表示。 Q-Or-Ab-H2O系（Q-Or-Ab-An四面体底面）是研究花岗岩浆成因的重要体系。 原岩：富An的下部地壳安山质、玄武质岩 在水过饱和状态下熔融生成富含长英质成分的液体。 说明，在大陆地壳下部，600～700℃时最适宜产生花岗质岩浆。 第二节 开放体系的岩浆演化 20世纪初认为火成岩的多样性以及岩体内成分的变异主要归因于岩浆分异作用过程，而且有两种分异作用．即液态下的分异作用和晶体与液体分离的分离结晶作用。