[岩浆岩岩石学]第四章 弧岩浆岩和安山岩.pptxVIP

第四章 俯冲带岩浆作用和大陆边缘安山岩成因;产状与分布;Distribution of Rock Provinces;Ocean-ocean ? Island Arc (IA) Ocean-continent ? Continental Arc or Active Continental Margin (ACM) ;全球火山分布1990-2000 from SI ( : /world/find_regions.cfm );中国潜在地震区域 红色越深 地震发生的危险性越大 from : air-worldwide /_public/NewsData/000994/China_Risk_Map.jpg;玄武岩-玄武安山岩-安山岩-英安岩-流纹岩;闪长岩;安山岩的角闪石暗化边 角闪石和黑云母常生成暗化边。这是由于岩浆喷出地表后压力突然降低，并发生氧化作用，角闪石不稳定而发生熔蚀、分解而形成的，它们是磁铁矿和辉石的细粒集合体。;Dacite, with zoned plag, quartz phenocrysts, in fine grained matrix;安山岩中的流体成份丰富，大量的气孔;消减带下面地幔楔岩浆的形成 1 地幔楔水的来源 大洋板片下插至大约100km处，含水矿物强烈脱水，使得上面地幔楔接近饱和水条件。由于起始熔融温度大降，地幔岩发生部分熔融。;地幔如何熔融？;Plate Tectonics- Andesite Line;大陆活动边缘(陆弧)与大洋岛弧(洋弧)岩浆岩有和异同？ (1)共同特点是俯冲大洋板片脱水并交代上覆地幔楔橄榄岩，促使后者熔融形成不同成分玄武岩浆； (2)大陆弧岩浆岩发育在大陆边缘(美洲西岸；华北北缘)，而洋弧岩浆发育在大洋壳上； (3)陆弧岩浆以中酸性为主(安山岩-英安岩-流纹岩，花岗岩类)，洋弧以基性-中基性为主(玄武岩-玄武安山岩) (4)陆弧下玄武岩浆可起源于古老大陆岩石圈地幔，并经历较长距离分离结晶，同时与地壳及其熔融体(富硅钾等)相互作用；洋弧下玄武岩浆则起源于年轻大洋岩石圈地幔(较薄)，没有陆壳影响。;火山岩的地球化学分类;2 Fo-Q-H2O系统 在无水条件下，En的不一致熔融只在低压(5×108Pa)出现；但在含水系统中，高压下En也具不一致熔融性质。 无水高压下，En为一致熔融；在Fo-En和En-Q之间的组成，低熔产物是共结的，前者贫硅，后者共结岩浆富硅。 在饱和水条件下(高压)，由于En的不一致熔融性质，橄榄石结晶区扩大并达硅饱和区，在此特殊情况下Fo与硅饱和熔浆平衡，Fo-En之间的低熔熔浆硅饱和。所以，在饱和水条件下，地幔岩部分熔融可形成（石英）拉???玄武岩。;En高压无水条件下一致熔融，左边贫硅，右边富硅;3 含水条件下地幔岩部分熔融 无水条件下，橄榄拉斑玄武岩的液相线矿物：P14×108Pa时为ol；14-18×108Pa时为cpx；超过18×108Pa时为Ga。即随压力增加ol结晶区缩小。 含水条件下，液相线温度低很多；地幔橄榄岩熔融形成橄榄拉斑玄武岩的深度扩展到100km(无水是70km，Opx一致熔融)；地幔橄榄岩熔融形成硅饱和拉斑玄武岩的深度扩展到70km(无水是15km，Opx不一致熔融)。 所以，被交代的地幔楔很容易形成大量橄榄拉斑玄武岩浆和石英拉斑玄武岩浆；含水岩浆达到地表前必须发生H2O逃逸和强烈结晶。;4 岛弧岩浆(arc lavas)与MORB的差别 (1)MORB的SiO2在48－52％，而原始弧岩浆SiO2 = 45％-60％。弧岩浆TiO2通常比MORB低(源区贫Ti)。 (2)弧岩浆高Al(斜长石橄榄岩熔融)；低Fe、Mg(熔融程度偏低，ol残留)；高K(源区富碱尤其K)。;K2O;Tholeiitic vs. Calc-alkaline differentiation;安山岩的成因 1 玄武质岩浆的分离结晶作用？ (1) 贫水条件下玄武岩分离结晶一定是拉斑玄武趋势（富铁），不会产生安山岩，因为橄榄石辉石的结晶只能使残余岩浆富铁；但晚期形成少量安山岩(洋脊)。 (2) 含水条件下，t=1000C P=9-10kba, 产生石英拉斑玄武岩，角闪石分离结晶似乎可以形成安山岩，因为角闪石Fe/Mg很高。然而角闪石往往作为液相线矿物出现很晚，至少950C以下，所以也不能形成有效的钙碱性趋势； (3) 在含水条件下，高压(25×108Pa)下玄武岩浆首先结晶单斜辉石和石榴石，都具有低硅低碱特点，将导致残余岩浆富硅富碱，并且石榴石Fe/Mg高，阻止富铁趋势形成。所以高压下分离结晶作用会产生钙碱性趋势。;安山岩的成因 2 俯冲大洋板片(玄武岩和辉长岩)部分熔融？ 俯冲的大洋板片在100km的地幔变成(石英)榴辉岩，并发生部分熔融，理论上