第6講巖漿演化

1、相圖在巖石學的應用相圖在巖石學的應用一、相率和相平衡一、相率和相平衡相率是表示物理化學系統(tǒng)中各相間平衡關系的基本規(guī)律，它表示相率是表示物理化學系統(tǒng)中各相間平衡關系的基本規(guī)律，它表示了平衡體系中自由度了平衡體系中自由度(f)、相數(shù)、相數(shù)(P)和獨立組分數(shù)（和獨立組分數(shù)（C）之間的關系。）之間的關系。用公式表示為；用公式表示為； f=C+2-P 自由度是指體系中的可變因素如溫度、壓力或濃度的數(shù)目，這自由度是指體系中的可變因素如溫度、壓力或濃度的數(shù)目，這些因素在一定范圍內(nèi)任意改變，不引起相的改變；獨立組分數(shù)是些因素在一定范圍內(nèi)任意改變，不引起相的改變；獨立組分數(shù)是指能足以構成平衡體系中各相所需要的最

2、少組分的數(shù)目；相是指指能足以構成平衡體系中各相所需要的最少組分的數(shù)目；相是指任一聚集態(tài)內(nèi)部的物理和化學性質(zhì)均勻的部分，可以用機械方法任一聚集態(tài)內(nèi)部的物理和化學性質(zhì)均勻的部分，可以用機械方法將其分開。將其分開。 式中的式中的2指影響平衡體系的外界因素，這里只考慮了環(huán)境溫度指影響平衡體系的外界因素，這里只考慮了環(huán)境溫度和壓力。巖漿就位后，環(huán)境壓力固定，如果體系中沒有組分的加和壓力。巖漿就位后，環(huán)境壓力固定，如果體系中沒有組分的加入或帶出入或帶出(封閉體系封閉體系)，則影響體系平衡的外界溫度只有溫度，此時，則影響體系平衡的外界溫度只有溫度，此時相率公式為：相率公式為： f=C+1-P二、二元共結系二

3、、二元共結系是一個是一個DiAn二元共結系相圖。二元共結系相圖。該相圖被兩條液相線（該相圖被兩條液相線（AE、BE、一條固相線、一條固相線(FG)和一個共結和一個共結點點(E)分為分為4個區(qū)。個區(qū)。對于具有對于具有X1成分的成分的巖漿，當溫度降到位巖漿，當溫度降到位于液相線之上時，只于液相線之上時，只有單一的液相存在，有單一的液相存在，因此因此P1，所以，所以f=2。此時溫度和濃度均可此時溫度和濃度均可在一定的范圍內(nèi)獨立在一定的范圍內(nèi)獨立變化而不引起相數(shù)的變化而不引起相數(shù)的變化。變化。X1X2X3LAn+LBAEFGtTtDiAnTe127013911556020406080100Di+LDi

4、+AnsT當溫度降到液相線時，此時出現(xiàn)液相和晶出的固相當溫度降到液相線時，此時出現(xiàn)液相和晶出的固相(透輝石透輝石)共共存，因為存，因為P2，所以，所以f1。即體系中要保持固相和液相的平衡，。即體系中要保持固相和液相的平衡，溫度和濃度只有一個變量可獨立變化，另一個變量只能作相應溫度和濃度只有一個變量可獨立變化，另一個變量只能作相應的變化，如圖中隨著溫度下降到的變化，如圖中隨著溫度下降到T1，晶出的透輝石含量增加，晶出的透輝石含量增加，液相中的透輝石濃度較低，溫度和濃度沿液相線軌跡向共結點液相中的透輝石濃度較低，溫度和濃度沿液相線軌跡向共結點方向變化，此時殘余巖漿的成分變化至方向變化，此時殘余巖漿

5、的成分變化至s點，點，晶體晶體/液體液體os/ot溫度繼續(xù)下降至溫度繼續(xù)下降至Te時，時，液相組成到達共結點液相組成到達共結點E，此時因液相中鈣長石濃此時因液相中鈣長石濃度增加，開始出現(xiàn)鈣長度增加，開始出現(xiàn)鈣長石，體系中出現(xiàn)石，體系中出現(xiàn)An+Di+液相液相3個相，個相，P3，f=0，要維持平衡，要維持平衡，溫度和濃度均不能改變，溫度和濃度均不能改變，直至液相完全結晶，溫直至液相完全結晶，溫度才能繼續(xù)下降，最終度才能繼續(xù)下降，最終進入固相區(qū)進入固相區(qū)X1X2X3LAn+LBAEFGtTtDiAnTe127013911556020406080100Di+LDi+AnsTo不同不同PH2O下下An

6、-Di二元系相圖二元系相圖三、二元固溶體系三、二元固溶體系鈉長石鈉長石斜長石是鈣長石與鈉長石斜長石是鈣長石與鈉長石的二元連續(xù)固溶體系列，的二元連續(xù)固溶體系列，在快速結晶的不平衡條件在快速結晶的不平衡條件下，當下，當X組分的巖漿下降組分的巖漿下降至至a時，開始結晶出時，開始結晶出b的斜的斜長石長石(An高高)，溫度下降至，溫度下降至c時，先結晶出的時，先結晶出的b組分的組分的斜長石來不及與熔體發(fā)生斜長石來不及與熔體發(fā)生反應達到新的平衡，而直反應達到新的平衡，而直接在殘余晶體周圍晶出成接在殘余晶體周圍晶出成分為分為d的斜長石，這樣可的斜長石，這樣可形成具正環(huán)帶結構的斜長形成具正環(huán)帶結構的斜長石石四

7、、二元近結系相圖四、二元近結系相圖可解釋反應邊的成因可解釋反應邊的成因第十章第十章 巖漿的起源和演化巖漿的起源和演化1、概念：、概念： 原生巖漿原生巖漿：直接由地幔或地殼全部或部分熔融產(chǎn)生的巖漿。：直接由地幔或地殼全部或部分熔融產(chǎn)生的巖漿。 從源區(qū)產(chǎn)生后，沒有經(jīng)過成分的改變，而直接上升到地從源區(qū)產(chǎn)生后，沒有經(jīng)過成分的改變，而直接上升到地表，在上升過程中，既無分異，也無混合或同化混染。表，在上升過程中，既無分異，也無混合或同化混染。演化巖漿演化巖漿：由原生巖漿演化而形成的巖漿：由原生巖漿演化而形成的巖漿母巖漿母巖漿：能夠通過各種作用：能夠通過各種作用(分異、同化、混染分異、同化、混染)產(chǎn)生派生巖

8、產(chǎn)生派生巖漿的獨立的液態(tài)巖漿。漿的獨立的液態(tài)巖漿。 它既可以是原生巖漿，也可以是演化巖漿。它既可以是原生巖漿，也可以是演化巖漿。派生巖漿派生巖漿：由母巖漿派生出來的巖漿。：由母巖漿派生出來的巖漿。一、原生巖漿一、原生巖漿(primary magma)概述概述2、巖漿起源、巖漿起源位置：位置：a.固體地幔；固體地幔；b.俯沖帶；俯沖帶；c.陸殼陸殼產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：a.局部地溫的升高局部地溫的升高(地幔對流、俯沖能、造山運動地幔對流、俯沖能、造山運動) b. 斷裂引起的壓力突降，可以誘發(fā)熔融；斷裂引起的壓力突降，可以誘發(fā)熔融； c. 揮發(fā)份的存在揮發(fā)份的存在(特別是水特別是水)，降低巖石的固相

9、線，降低巖石的固相線3、地幔中巖漿的起源、地幔中巖漿的起源類型：玄武巖漿、碧玄巖漿、霞石巖漿、苦橄巖漿、類型：玄武巖漿、碧玄巖漿、霞石巖漿、苦橄巖漿、 科馬提巖漿、金伯利巖漿、碳酸巖巖漿科馬提巖漿、金伯利巖漿、碳酸巖巖漿部位：大多數(shù)產(chǎn)生于軟流圈上部，部分來源于下地幔部位：大多數(shù)產(chǎn)生于軟流圈上部，部分來源于下地幔 (hotspot-type)4、俯沖帶巖漿的起源、俯沖帶巖漿的起源位置：俯沖洋殼、楔性區(qū)、陸殼位置：俯沖洋殼、楔性區(qū)、陸殼類型：類型：a.俯沖洋殼：由于脫水，產(chǎn)生含俯沖洋殼：由于脫水，產(chǎn)生含Si高的流體，高的流體， 可以產(chǎn)生可以產(chǎn)生“ 安山巖漿安山巖漿 ” b.楔性區(qū)：從靠近大洋的島弧

10、拉斑玄武巖楔性區(qū)：從靠近大洋的島弧拉斑玄武巖(TH)， 向大陸向大陸K增高，變成堿性巖漿增高，變成堿性巖漿 c.陸殼：陸殼：I型花崗巖型花崗巖5、地殼中巖漿的起源、地殼中巖漿的起源類型：花崗巖漿：地殼深熔是產(chǎn)生花崗巖的主要機類型：花崗巖漿：地殼深熔是產(chǎn)生花崗巖的主要機 制，不排除一些小的巖體由其它機制形成。制，不排除一些小的巖體由其它機制形成。?600 km400200 kmContinental CrustOceanic CrustLithospheric MantleSub-lithospheric MantleSource of Melts1534672二、巖漿演化二、巖漿演化(The

11、evolution of magma)自然界巖漿巖類型多種多樣，巖漿巖多樣性原因？自然界巖漿巖類型多種多樣，巖漿巖多樣性原因？巖漿的起源巖漿的起源原生巖漿的多樣性原生巖漿的多樣性巖漿的演化巖漿的演化 進化巖漿的多樣性進化巖漿的多樣性巖漿演化主要通過以下作用：分異、同化混染、混合作用巖漿演化主要通過以下作用：分異、同化混染、混合作用三、巖漿分異作用三、巖漿分異作用1、結晶分異作用：是指由于巖漿中結晶的固相物質(zhì)的分、結晶分異作用：是指由于巖漿中結晶的固相物質(zhì)的分 離而使殘余巖漿成分發(fā)生變化的作用。離而使殘余巖漿成分發(fā)生變化的作用。 造成晶體從巖漿中分離的原因有晶體的流動分異、重力造成晶體從巖漿中分

12、離的原因有晶體的流動分異、重力分異和雙擴散對流。分異和雙擴散對流。(1)流動分異：流動分異： 流動分異作用流動分異作用:在有晶體在有晶體的巖漿中，由于流速的變化，的巖漿中，由于流速的變化，晶體能遠離四壁向中心集中，晶體能遠離四壁向中心集中，這種分離過程稱為流動分異作這種分離過程稱為流動分異作用。用。 例如：某地苦橄巖的巖墻中，例如：某地苦橄巖的巖墻中，中央為含大量橄欖石的苦橄巖，而中央為含大量橄欖石的苦橄巖，而邊緣為輝長巖、蘇長巖，巖墻從邊邊緣為輝長巖、蘇長巖，巖墻從邊部到中心，橄欖石的粒度、含量、部到中心，橄欖石的粒度、含量、Fo值都增高?？梢哉J為早晶出的橄值都增高?？梢哉J為早晶出的橄欖石在

13、巖漿流動時遠離邊緣而向中欖石在巖漿流動時遠離邊緣而向中心集中。心集中。(2)重力分異重力分異 重力沉降作用是結晶分異的最簡單的情況。巖漿中晶體的重重力沉降作用是結晶分異的最簡單的情況。巖漿中晶體的重力沉降分異，需要克服巖漿對晶體的浮力和與巖漿之間的粘滯力沉降分異，需要克服巖漿對晶體的浮力和與巖漿之間的粘滯摩擦力以及巖漿上升速度。因此，晶體能否從巖漿中沉降分異，摩擦力以及巖漿上升速度。因此，晶體能否從巖漿中沉降分異，取決于晶體與巖漿的密度差取決于晶體與巖漿的密度差() 、晶體直徑、晶體直徑(B)的大小和巖漿的的大小和巖漿的粘度粘度()。當巖漿中晶體的含量不高時，晶體在巖漿中的下沉速。當巖漿中晶體

14、的含量不高時，晶體在巖漿中的下沉速度可用斯托克斯定律來計算度可用斯托克斯定律來計算 Vs=gB2/18(3)雙擴散對流邊界層分異作用雙擴散對流邊界層分異作用 巖漿房中原來均一的巖漿由于頂部和底部側壁和中巖漿房中原來均一的巖漿由于頂部和底部側壁和中心冷卻速度的不同會形成溫度梯度，巖漿房內(nèi)組分的擴散、心冷卻速度的不同會形成溫度梯度，巖漿房內(nèi)組分的擴散、不均勻的晶體結晶分離及與圍巖的同化混染作用，可形成不均勻的晶體結晶分離及與圍巖的同化混染作用，可形成成分梯度，在這兩種梯度的作用下，可導致巖漿房中出現(xiàn)成分梯度，在這兩種梯度的作用下，可導致巖漿房中出現(xiàn)密度倒置現(xiàn)象，而產(chǎn)生重力失穩(wěn)，形成對流。密度倒置現(xiàn)

15、象，而產(chǎn)生重力失穩(wěn)，形成對流。 模式：巖漿房頂部冷卻速度較底部快，由于冷卻和結晶模式：巖漿房頂部冷卻速度較底部快，由于冷卻和結晶作用使巖漿的密度增加，冷的、重的巖漿由于重力的作用作用使巖漿的密度增加，冷的、重的巖漿由于重力的作用下沉，下部熱的低密度巖漿則由于浮力上升，從而產(chǎn)生對下沉，下部熱的低密度巖漿則由于浮力上升，從而產(chǎn)生對流。下降到底部的巖漿因結晶潛熱及下部熱源的的作用，流。下降到底部的巖漿因結晶潛熱及下部熱源的的作用，又可轉變?yōu)闊岬牡兔芏葞r漿對流上升，形成對流環(huán)流。又可轉變?yōu)闊岬牡兔芏葞r漿對流上升，形成對流環(huán)流。 雙擴散對流產(chǎn)生的分離結晶作用有以下幾種不同的情況：雙擴散對流產(chǎn)生的分離結晶

16、作用有以下幾種不同的情況： 巖漿房中存在重力穩(wěn)定的密度梯度和由下向上降低的正常巖漿房中存在重力穩(wěn)定的密度梯度和由下向上降低的正常溫度梯度。隨著溫度的下降，巖漿由上向下逐步冷卻，首先在溫度梯度。隨著溫度的下降，巖漿由上向下逐步冷卻，首先在巖漿房頂部出現(xiàn)密度倒置，產(chǎn)生對流層，隨后向下可產(chǎn)生多個巖漿房頂部出現(xiàn)密度倒置，產(chǎn)生對流層，隨后向下可產(chǎn)生多個類似的對流層，而使巖漿房變?yōu)榫叨鄠€對流層單元的層狀巖漿類似的對流層，而使巖漿房變?yōu)榫叨鄠€對流層單元的層狀巖漿房，在沒有晶體分離的情況下，也可實現(xiàn)巖漿成分的分異。房，在沒有晶體分離的情況下，也可實現(xiàn)巖漿成分的分異。 在分離結晶的情況下，晶體可在每個對流單元層

17、下部富集，在分離結晶的情況下，晶體可在每個對流單元層下部富集，形成層理、韻律層理構造。形成層理、韻律層理構造。 該模式可較好的解釋一些層狀侵入體的成因，亦有人用來解該模式可較好的解釋一些層狀侵入體的成因，亦有人用來解釋火山碎屑流堆積物在剖面上的成分變化，認為也是層狀巖漿釋火山碎屑流堆積物在剖面上的成分變化，認為也是層狀巖漿房噴發(fā)的結果。房噴發(fā)的結果。層狀對流層狀對流巖漿房中巖漿房中的分異作的分異作用用對流巖漿房的側壁結晶分異作用對流巖漿房的側壁結晶分異作用 在柱狀巖漿房中，巖漿向側壁圍巖的熱傳導損失是巖漿冷卻的在柱狀巖漿房中，巖漿向側壁圍巖的熱傳導損失是巖漿冷卻的主要原因，因此會形成由巖漿房中

18、心向邊緣溫度降低的溫度梯度，主要原因，因此會形成由巖漿房中心向邊緣溫度降低的溫度梯度，其結果是，自側壁至巖漿房中心受多種不同因素的影響形成密度其結果是，自側壁至巖漿房中心受多種不同因素的影響形成密度梯度，并導致與對流相伴生的側壁結晶分異作用。梯度，并導致與對流相伴生的側壁結晶分異作用。這些因素是這些因素是:(1)巖漿密度隨溫度的降低而增加巖漿密度隨溫度的降低而增加(2)因溫度梯度驅動的組分擴散作用，可使巖漿中的高熔點組分因溫度梯度驅動的組分擴散作用，可使巖漿中的高熔點組分 (Mg、Fe、Ca、Ti)向巖漿房邊緣擴散，形成成分梯度向巖漿房邊緣擴散，形成成分梯度(可使密可使密 度梯度變陡度梯度變陡

19、)(3)冷卻結晶作用可使巖漿的密度冷卻結晶作用可使巖漿的密度(分異密度分異密度)發(fā)生變化，可加劇或發(fā)生變化，可加劇或 減緩密度梯度減緩密度梯度(4)巖漿房邊緣巖漿同化混染圍巖組分可使巖漿的密度發(fā)生變化，巖漿房邊緣巖漿同化混染圍巖組分可使巖漿的密度發(fā)生變化，并加劇結晶作用的進行，在巖漿房側壁處晶出的礦物將隨下降流并加劇結晶作用的進行，在巖漿房側壁處晶出的礦物將隨下降流一起搬運到巖漿房底部，當復合沉淀條件時，可沉淀在巖漿房底一起搬運到巖漿房底部，當復合沉淀條件時，可沉淀在巖漿房底部。部。2、由擴散產(chǎn)生的分異、由擴散產(chǎn)生的分異 擴散作用是指在驅動力的作用下物質(zhì)擴散作用是指在驅動力的作用下物質(zhì)(原子、

20、離子、分原子、離子、分子子)的轉移過程。巖漿中物質(zhì)的擴散有兩種驅動力：的轉移過程。巖漿中物質(zhì)的擴散有兩種驅動力： 一、是元素在巖漿中的濃度梯度或化學位梯度一、是元素在巖漿中的濃度梯度或化學位梯度(C/x或或/ x) 二、是溫度梯度二、是溫度梯度(Y/ x)。 擴散系數(shù)擴散系數(shù)D(m2/s-1)是表述元素擴散能力的常數(shù)，用費克第是表述元素擴散能力的常數(shù)，用費克第一定律表述：一定律表述：JD C/ x J:擴散物質(zhì)的通量，擴散物質(zhì)的通量，C元素濃度，元素濃度，x擴散距離擴散距離 實際求解時，由費克第二定律實際求解時，由費克第二定律 C/ tD 2C/ x2 擴散系數(shù)與溫度的關系可用阿累尼烏斯方程表

21、述擴散系數(shù)與溫度的關系可用阿累尼烏斯方程表述 DD0 exp( Q/RT ) D0指數(shù)前因子，指數(shù)前因子，Q擴散活化能，擴散活化能，R氣體常數(shù)氣體常數(shù)擴散作用在巖漿分異中的意義擴散作用在巖漿分異中的意義1、在有效的時間內(nèi)元素的擴散距離、在有效的時間內(nèi)元素的擴散距離2、由巖漿的冷卻速度決定的有效擴散時間。、由巖漿的冷卻速度決定的有效擴散時間。計算表明：計算表明： 在在1400K時玄武質(zhì)巖漿中鎂鐵組分的擴散系數(shù)約為時玄武質(zhì)巖漿中鎂鐵組分的擴散系數(shù)約為109cm2/s。一個寬。一個寬2m的巖墻，擴散系數(shù)的巖墻，擴散系數(shù)D為為1010cm2/s的某元素，的某元素，如果中心濃度為如果中心濃度為90，邊部

22、為，邊部為10，那么需，那么需1Ma的時間才能的時間才能通過擴散使中心的濃度降至通過擴散使中心的濃度降至73。 可見元素的擴散是一個十分緩慢的過程?？梢娫氐臄U散是一個十分緩慢的過程。 另外，巖漿與圍巖的溫度差使巖漿不斷通過向圍巖的熱傳另外，巖漿與圍巖的溫度差使巖漿不斷通過向圍巖的熱傳導作用降溫，冷卻速度除受巖體的大小和溫度梯度的控制導作用降溫，冷卻速度除受巖體的大小和溫度梯度的控制外，還與圍巖的熱導率有關，而一般圍巖的熱導率比巖漿外，還與圍巖的熱導率有關，而一般圍巖的熱導率比巖漿中元素的擴散系數(shù)大中元素的擴散系數(shù)大810個數(shù)量級。個數(shù)量級。下述情況下擴散會產(chǎn)生重要影響：下述情況下擴散會產(chǎn)生重

23、要影響：1、巖漿房邊部的結晶作用，致使巖漿中高熔點組、巖漿房邊部的結晶作用，致使巖漿中高熔點組分的濃度降低，與巖體中心形成濃度梯度，后者則分的濃度降低，與巖體中心形成濃度梯度，后者則驅動高熔點組分向低溫區(qū)擴散，最終導致巖體邊部驅動高熔點組分向低溫區(qū)擴散，最終導致巖體邊部暗色組分的富集；暗色組分的富集；2、層狀對流巖漿房中，由于上下對流層之間存在、層狀對流巖漿房中，由于上下對流層之間存在明顯的成分差異和溫度梯度，成分擴散僅需通過兩明顯的成分差異和溫度梯度，成分擴散僅需通過兩對流層之間很薄的邊界層即可，而層內(nèi)的對流作用，對流層之間很薄的邊界層即可，而層內(nèi)的對流作用，可以加速組分的遷移，使邊界層處的

24、擴散作用得以可以加速組分的遷移，使邊界層處的擴散作用得以持續(xù)進行，從而導致明顯的擴散分異持續(xù)進行，從而導致明顯的擴散分異四、巖漿混合作用四、巖漿混合作用 巖漿混合作用既是再造新生巖漿又是開放體系下巖漿演巖漿混合作用既是再造新生巖漿又是開放體系下巖漿演化的重要巖漿作用，因而它已成為巖漿多元性和火成巖多樣化的重要巖漿作用，因而它已成為巖漿多元性和火成巖多樣性的重要因素。性的重要因素。 混合巖漿的端元巖漿多為混合巖漿的端元巖漿多為鎂鐵質(zhì)鎂鐵質(zhì)和和長英質(zhì)長英質(zhì)成份，其中鎂成份，其中鎂鐵質(zhì)巖漿多來自地幔，而長英質(zhì)巖漿的源區(qū)則是地殼，而且鐵質(zhì)巖漿多來自地幔，而長英質(zhì)巖漿的源區(qū)則是地殼，而且它有時還是熱的鎂

25、鐵質(zhì)巖漿作用于地殼部分熔融形成。它有時還是熱的鎂鐵質(zhì)巖漿作用于地殼部分熔融形成。 巖漿混合作用可能存在三種情況：巖漿混合作用可能存在三種情況：1、密度較大的玄武質(zhì)巖漿在下地殼中形成底墊，并導致上、密度較大的玄武質(zhì)巖漿在下地殼中形成底墊，并導致上覆下地殼巖石部分熔融形成密度較小的花崗質(zhì)巖漿。如果下覆下地殼巖石部分熔融形成密度較小的花崗質(zhì)巖漿。如果下部高密度巖漿的結晶作用和揮發(fā)份出溶部高密度巖漿的結晶作用和揮發(fā)份出溶(變成含水體系變成含水體系)，可，可以使巖漿的密度降低，從而打破對流分層的格局，導致整個以使巖漿的密度降低，從而打破對流分層的格局，導致整個巖漿房的對流，產(chǎn)生不同巖漿成分之間的混合作用

26、。巖漿房的對流，產(chǎn)生不同巖漿成分之間的混合作用。2、機械混合、機械混合密度大的鎂鐵質(zhì)巖漿若快速注入長英質(zhì)巖漿房，便可形密度大的鎂鐵質(zhì)巖漿若快速注入長英質(zhì)巖漿房，便可形成成噴泉式噴泉式的巖漿混合，其條件是噴泉內(nèi)的巖漿流動完全的巖漿混合，其條件是噴泉內(nèi)的巖漿流動完全是湍流，且流入的速度（是湍流，且流入的速度（）滿足關系式）滿足關系式 d/2kd為裂隙寬度，為裂隙寬度，2是長英質(zhì)巖漿的動力學粘度，是長英質(zhì)巖漿的動力學粘度，k為常數(shù)，為常數(shù)，若噴泉內(nèi)流的雷諾數(shù)（若噴泉內(nèi)流的雷諾數(shù)（Re1）大于）大于400則內(nèi)流為湍流。則內(nèi)流為湍流。若若d/270，將發(fā)生完全混合，形成均一巖漿混合巖，將發(fā)生完全混合，形

27、成均一巖漿混合巖若若d/270，將發(fā)生部分混合，形成非均一的巖漿混合，將發(fā)生部分混合，形成非均一的巖漿混合巖。在這里，巖。在這里，d/2=Q/2 Re1=Q/2其中其中1和和2分別是注入的鎂鐵質(zhì)巖漿和巖漿房內(nèi)長英質(zhì)巖分別是注入的鎂鐵質(zhì)巖漿和巖漿房內(nèi)長英質(zhì)巖漿的動力學粘度，漿的動力學粘度，Q由下式給定：由下式給定：Q=(g)/(f1)1/2d3/2 式中式中g是重力加速度，是重力加速度，是地殼與注入巖漿之間的密度是地殼與注入巖漿之間的密度差，差，f是與火山通道壁粗糙程度有關的摩擦系數(shù)（常定為是與火山通道壁粗糙程度有關的摩擦系數(shù)（常定為0.03），），1是注入巖漿的密度。經(jīng)計算，若裂隙寬度大于是注

28、入巖漿的密度。經(jīng)計算，若裂隙寬度大于3m時，注入巖漿即為湍流；若裂隙寬度超過時，注入巖漿即為湍流；若裂隙寬度超過20-30m時則會時則會發(fā)生完全的巖漿混合。發(fā)生完全的巖漿混合。 這種混合往往以機械混合作用為主，這是因為玄武質(zhì)這種混合往往以機械混合作用為主，這是因為玄武質(zhì)巖漿與花崗質(zhì)巖漿的液相線溫度相差很大，當熱的玄武質(zhì)巖漿與花崗質(zhì)巖漿的液相線溫度相差很大，當熱的玄武質(zhì)巖漿侵入到冷的花崗質(zhì)巖漿中時，會在兩端元巖漿達到化巖漿侵入到冷的花崗質(zhì)巖漿中時，會在兩端元巖漿達到化學平衡前快速淬火固結，使得擴散作用控制的物質(zhì)交換作學平衡前快速淬火固結，使得擴散作用控制的物質(zhì)交換作用無法進行。因此?？稍诨旌袭a(chǎn)物

29、中見到用無法進行。因此?？稍诨旌袭a(chǎn)物中見到玄武質(zhì)的巖漿團玄武質(zhì)的巖漿團塊塊，有時還可出現(xiàn)玄武質(zhì)巖漿快速冷卻形成的，有時還可出現(xiàn)玄武質(zhì)巖漿快速冷卻形成的枕狀構造枕狀構造，混合較徹底時可形成混合較徹底時可形成混成包體混成包體(如某些微粒或細粒閃長巖包如某些微?；蚣毩ｉW長巖包體體)。 3、巖漿房中密度分層的巖漿可在火山通道中發(fā)生混合。、巖漿房中密度分層的巖漿可在火山通道中發(fā)生混合?；旌铣潭热Q于火山通道直徑大小、通道中巖漿的抽取速混合程度取決于火山通道直徑大小、通道中巖漿的抽取速度度(上升速度上升速度)和兩液相的粘度比。產(chǎn)生混合的必要條件是和兩液相的粘度比。產(chǎn)生混合的必要條件是巖漿房出口處的抽取速度

30、能夠克服維持兩巖漿層之間水平巖漿房出口處的抽取速度能夠克服維持兩巖漿層之間水平界面的浮力，巖漿上升的貫力和巖漿的粘滯力的共同作用界面的浮力，巖漿上升的貫力和巖漿的粘滯力的共同作用可使相鄰巖漿層同時進入通道而產(chǎn)生混合?？墒瓜噜弾r漿層同時進入通道而產(chǎn)生混合。巖漿混合作用識別標志：巖漿混合作用識別標志：1、在酸性巖中見基性端元的巖石團塊、微粒包體；、在酸性巖中見基性端元的巖石團塊、微粒包體；2、酸性端元的熔巖中見明顯流變特征的基性端元熔巖條帶；、酸性端元的熔巖中見明顯流變特征的基性端元熔巖條帶；3、酸性端元中見基性端元的巖墻及其邊緣的機械混合帶和成、酸性端元中見基性端元的巖墻及其邊緣的機械混合帶和成 分過渡帶；分過渡帶；4、礦物間明顯的不平衡，如成分差別較大的斜長石共存、礦、礦物間明顯的不平衡，如成分差別較大的斜長石共存、礦 物間的交代結構發(fā)育。物間的交代結構發(fā)育。五、同化混染作用五、同化混染作用1、概念：、概念： 指巖漿熔化了圍巖與捕擄體，或者與圍巖發(fā)生反應，而指巖漿熔化了圍巖與捕擄體，或者與圍巖發(fā)生反應，而使巖漿成分發(fā)生改變稱為同化混染作用。經(jīng)同化混染后的巖使巖漿成分發(fā)生改變稱為同化混染作用。經(jīng)同化混染后的巖漿稱為混染巖漿。漿稱為