巖漿怎么形成的
根據現(xiàn)代火山噴溢而出的熔巖得知,硅酸鹽是巖漿的主要成分。而巖漿的形成又是如何的呢?下面就讓學習啦小編來給你科普一下巖漿怎么形成的。
巖漿形成的過程
巖漿分為原生巖漿和再生巖漿。
原生巖漿是地核俘獲的熔融物質形成的。地核俘獲熔融物質和其他一些物質形成巨厚的熔融層。這些物質其成分是不均的。原生巖漿凝固形成最原始的地球外殼。
我們所見到的各類侵入巖,如超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖和堿性巖等,以及火山噴發(fā)出的各類巖漿,它們都是再生巖漿,只是來源深度、通道物質成分及分異程度不同而已。
再生巖漿包括原生巖漿變異出的巖漿和重熔巖漿。
地球液態(tài)層是由原生巖漿經變異形成的再生巖漿組成的——經過溫度、成分和物態(tài)的改變而形成的。
巖漿巖的形成原因
巖漿巖主要有侵入和噴出兩種產出情況。侵入在地殼一定深度上的巖漿經緩慢冷卻而形成的巖石,稱為侵入巖。侵入巖固結成巖需要的時間很長。地質學家們曾做過估算,一個2000米厚的花崗巖體完全結晶大約需要64000年;巖漿噴出或者溢流到地表,冷凝形成的巖石稱為噴出巖。噴出巖由于巖漿溫度急聚降低,固結成巖時間相對較短。1米厚的玄武巖全部結晶,需要12天,10米厚需要3年,700米厚需要9000年。可見,侵入巖固結所需要的時間比噴出巖要長得多。
黏度也是巖漿很重要的性質之一,它代表著巖漿流動的狀態(tài)和程度。巖漿中SiO₂的含量對黏度影響最大,其次是Al₂O₃,Cr₂O₃,它們的含量增高,巖漿黏度會明顯增大。酸性巖中SiO₂,Al₂O₃的含量很高,因此,黏度也最大;溶解在巖漿中的揮發(fā)份可以降低巖漿的黏度、降低礦物的熔點,使巖漿容易流動,結晶時間延長;此外,巖漿的溫度高,黏度相應變小;巖漿承受的壓力加大,巖漿的黏度也增大。
巖漿巖中有一些自己特有的結構和構造特征,比如噴出巖是在溫度、壓力驟然降低的條件下形成的,造成溶解在巖漿中的揮發(fā)份以氣體形式大量逸出,形成氣孔狀構造。當氣孔十分發(fā)育時,巖石會變得很輕,甚至可以漂在水面,形成浮巖。如果這些氣孔形成的空洞被后來的物質充填,就形成了杏仁狀構造。巖漿噴出到地表,熔巖在流動的過程中其表面常留下流動的痕跡,有時好像幾股繩子擰在一起,巖石學家稱之為流紋構造、繩狀構造。如果巖漿在水下噴發(fā),熔巖在水的作用下會形成很多橢球體,稱之為枕狀構造??梢姡@些特殊的構造只存在于巖漿巖中。
巖漿巖不論侵入到地下,還是噴出到地表,它們和周圍的巖石之間都有明顯的界限。如果巖漿沿著層理或片理等空隙侵入,常形成類似巖盆、巖床、巖蓋等形狀的侵入體,它們和圍巖的接觸面基本上和層理、片理平行,在地質學上稱為整合侵入;如果巖漿不是沿著層理或片理侵入,而是穿過圍巖層理或片理的斷裂、裂隙貫入,這種情況形成的侵入體被稱為不整合侵入體。人們通常所說的巖墻,就是穿過巖層近乎直立的板狀侵入體,厚度一般為幾十厘米到幾十米,長度可以從幾十米到數(shù)十公里,甚至數(shù)百公里。
由于巖漿巖和圍巖有很密切的接觸關系,因此,圍巖的碎塊常被帶到巖漿中,成為巖漿的捕虜體。但是生物化石和生物活動遺跡在巖漿巖中是不存在的。
在巖漿從上地?;虻貧ど钐幯刂欢ǖ耐ǖ郎仙降貧ば纬汕秩霂r或噴出到地表形成噴出巖的過程中,由于溫度、壓力等物理化學條件的改變,巖漿的性質、化學成分、礦物成分也隨之不斷地變化,因此,在自然界中形成的巖漿巖是多種多樣、千變萬化的,如基性巖、中性巖、酸性巖,還有堿性巖、碳酸鹽巖等巖類,也充分說明了巖漿成分的復雜多樣性
形成火成巖的熔融或部分熔融的巖石,通常由硅酸鹽液體組成,也有碳酸鹽和硫化物的熔體。巖漿或在深處運移,或到達地表噴出,成為熔巖。懸浮的晶體和未熔融的巖石碎片可以在巖漿中搬運,溶解于其中的揮發(fā)分可以析出成為氣泡,有些液體在運移過程中可以結晶。有幾種相互關聯(lián)的物理性質決定了巖漿的特性,包括化學成分、黏度、溶解的氣體、溫度。巖漿冷卻時,有順序地形成晶體,可以最簡單地用鮑恩反應系列的形式表示出來。早期的高溫晶體在低溫時往往可以與液體反應形成另一些礦物。
通常認為反應系列有兩種︰1.不連續(xù)反應系列,從高溫到低溫由橄欖石、斜方輝石、單斜輝石、角閃石和黑云母組成;2.連續(xù)反應系列,以高溫的富鈣斜長石到低溫的富鈉斜長石為代表。結晶過程中可以發(fā)生各種變化而影響最終形成的巖石。這些變化包括︰早期晶體從液體中析出,而阻止了一種反應;巖漿冷卻太快,來不及發(fā)生反應,形成這種礦物。
巖漿巖的形成條件
在今天的地球上,如果沒有板塊運動,火山不會噴發(fā)(早期地球的情形除外),地球內能僅通過巖石傳導緩慢散發(fā)。隨著地球自轉越來越慢,板塊運動和火山活動會逐漸平息,就像今天的月亮。(這是個更復雜的板塊驅動力問題,這里暫不討論)
今天的巖漿活動發(fā)源于大陸30km,洋殼6km以下。即軟流層。但軟流圈的物質并不是巖漿。軟流圈在巨大的巖石靜壓力下呈半塑性狀態(tài)。只有當壓力降低,如地殼裂開時才轉變?yōu)閹r漿并朝著壓力低的方向移動,如大洋裂谷。其二,當溫度升高時也能形成巖漿,并把上覆巖層熔透而形成火山噴發(fā)。
所以巖漿作用的發(fā)源地的地質條件是
地殼(包括洋殼)開裂處。即洋中脊大裂谷。這里因壓力降低導致火山噴發(fā)。
板塊俯沖消亡帶,即海溝島弧系。這里因板塊劇烈摩擦,壓力、溫度升高,導致火山爆發(fā)。這種火山能量極高。如印度尼西亞群島的火山爆發(fā)。
兩個大陸板塊相撞處也有巖漿活動,不過這里的地殼很厚60公里左右,巖漿以侵入巖的形式冷卻,很少有火山噴發(fā)。
巖漿巖的特征
巖漿巖有別于變質巖和沉積巖,其主要特征有。
1:巖漿巖大部分為塊狀的結晶巖石,部分為玻璃質巖石。具有玻璃質的巖石,一般是巖漿巖。
2:巖漿巖中有一些特有的礦物和結構構造,如霞石,白榴石等礦物和氣孔構造和杏仁構造等。
3:巖漿巖體和圍巖間一般有明顯界限,呈現(xiàn)各種各樣的形態(tài)于地層中,有的平行,有的切穿圍巖的層理或片理,多具淬火邊。
4:巖體中常含有圍巖碎塊,這些捕獲的圍巖碎塊和圍巖常遭受熱變質作用。
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