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岩浆岩石学试题及答案

一、名词解释（每题4分，共20分）

1.鲍文反应系列

2.岩浆混合作用

3.堆晶岩

4.斑状结构

5.过铝质岩石

二、简答题（每题8分，共40分）

1.简述岩浆分异作用的主要类型及其机制。

2.对比基性岩（如玄武岩）与酸性岩（如花岗岩）的矿物组成差异，并说明其成因联系。

3.火山岩与侵入岩的结构、构造特征有何差异？试从形成环境角度解释其成因。

4.埃达克岩的典型地球化学特征有哪些？其可能的成因机制是什么？

5.何谓“火成岩的双重性”？举例说明其在岩石分类和成因研究中的意义。

三、论述题（每题15分，共30分）

1.论述岩浆起源的主要机制（如地幔减压熔融、俯冲带流体交代熔融、壳内高温熔融等）及其对应的地球化学判别标志。

2.花岗岩类的成因分类（如I型、S型、A型、M型）及其鉴别特征（包括矿物组合、地球化学参数、源区性质等）。

四、综合分析题（10分）

某地区发现一套火山岩，其主量元素分析结果为：SiO?=58.6%，TiO?=1.2%，Al?O?=16.8%，Fe?O?=5.2%，MgO=3.5%，CaO=5.1%，Na?O=3.8%，K?O=2.1%；微量元素分析显示：Sr=450ppm，Y=18ppm，Yb=1.5ppm，La/Yb=12，Th=8ppm，Nb=10ppm；Sr-Nd同位素组成：??Sr/??Sr(i)=0.7045，εNd(t)=+4.2。

试分析该火山岩的岩石类型、可能的构造环境及成因机制，并说明依据。

岩浆岩石学试题答案

一、名词解释

1.鲍文反应系列：由美国岩石学家鲍文通过实验提出的岩浆结晶分异过程中矿物析出顺序的理论模型。分为两个分支：连续反应系列（斜长石系列），从基性（钙长石）到酸性（钠长石），成分连续渐变；不连续反应系列（铁镁矿物系列），依次为橄榄石→辉石→角闪石→黑云母，每一步结晶的矿物与残余岩浆发生反应，成分突变。两系列最终交汇于钾长石、白云母和石英，反映了岩浆演化中矿物结晶顺序与成分变化的规律，是解释岩浆分异作用和火成岩矿物组合的核心理论。

2.岩浆混合作用：两种或多种不同成分的岩浆在上升或就位过程中相互混合，形成成分介于端元之间的新岩浆的过程。混合可通过机械混合（如岩浆房内不同岩浆层的对流混合）或扩散混合（岩浆间成分扩散）实现。其岩石学标志包括：矿物的不平衡结构（如斜长石的环带、反应边）、同一岩石中出现两种或多种成分差异显著的矿物（如同时存在基性和酸性斜长石）、地球化学数据（主量、微量元素及同位素）呈线性混合趋势（如在Harker图解上呈直线分布）。

3.堆晶岩：在岩浆房底部或边部，因重力分异作用使先结晶的矿物（如橄榄石、辉石、斜长石等）下沉堆积，并被后期残余岩浆胶结形成的岩石。其典型特征是发育堆晶结构（自形-半自形的矿物颗粒紧密堆积，粒间充填少量基质），矿物成分单一且粒度粗大（可达厘米级），常见于层状侵入体（如南非布什维尔德杂岩体）。堆晶岩的成分反映了岩浆结晶早期的矿物组合，是研究岩浆分异过程的关键样品。

4.斑状结构：岩石中矿物颗粒大小悬殊，大颗粒（斑晶）与细粒或隐晶质（基质）并存的结构。斑晶通常为岩浆在地下较深部位（或岩浆房）先结晶的矿物（如长石、石英），基质为岩浆上升至浅部或喷出地表后快速冷却形成的细粒或玻璃质。斑状结构常见于浅成岩（如花岗斑岩）和火山岩（如安山岩），是区分侵入岩（全晶质等粒结构）与喷出岩（隐晶质或玻璃质结构）的重要标志。

5.过铝质岩石：铝饱和指数（A/CNK=Al?O?/(CaO+Na?O+K?O)，摩尔比）大于1.1的火成岩。其源区通常富含泥质或铝硅酸盐矿物（如黏土岩、片岩），部分熔融时带入大量Al?O?。过铝质岩石常见白云母、石榴子石、电气石等富铝矿物，缺乏辉石（因Ca、Mg含量低），典型代表为S型花岗岩（如澳大利亚拉克伦褶皱带的花岗岩）。过铝质特征是判别岩石源区（壳源泥质岩部分熔融）的重要地球化学指标。

二、简答题

1.岩浆分异作用的主要类型及其机制

岩浆分异作用指原始岩浆在演化过程中，通过物理或化学过程形成成分不同的派生岩浆的作用，主要类型及机制如下：

（1）分离结晶作用：岩浆冷却时，不同矿物按鲍文反应系列顺序结晶，先结晶的矿物（如橄榄石、辉石）因密度大或重力作用下沉，与残余岩浆分离，导致残余岩浆成分向富硅、富碱方向演化（如玄武岩浆分离结晶可形成安山岩、流纹岩）。

（2）扩散分异作用：岩浆房内温度梯度导致成分扩散，如边缘冷却快，先结晶的矿物释放的挥发分（H?O、CO?）和不相容元素（K、Rb、U）向中心扩散，使中心岩浆更富集这些组分。

（3）重力分异作用：岩浆中矿物