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[科普中國]-巖漿庫

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巖漿庫是指在地殼的深處及上地幔中的某些地方,由于局部溫度的升高,而形成囊狀的硅酸鹽巖漿熔體的地方。當(dāng)?shù)貧?gòu)造因素使巖漿庫周圍的壓力失去平衡時,巖漿就會向壓力小的方向(如裂隙和脆弱地帶)運動,并侵入上升,有時能噴出地表。1

對地層溫度進行持續(xù)的高精度觀測有助于了解地下深處巖漿庫的容量、深度和容量變化等信息。如果地表地層的溫度持續(xù)升高,一般說明巖漿庫的容量在增加;如果地表地層的溫度偏高的區(qū)域的面積不斷增大,盡管溫度可能是穩(wěn)定的,也說明巖漿庫的容量是增加的。

概念巖漿庫又稱巖漿房,是指地殼中儲集巖漿的場所。如果在有巖漿生成的區(qū)域內(nèi)有較大的裂縫存在,則在地層錯動產(chǎn)生巖漿的同時也會產(chǎn)生連接巖漿與裂縫之間的通道,由于液態(tài)的巖漿與巖石層的摩擦阻力較小,巖漿在巨大的壓力作用下會向裂縫內(nèi)流動而形成巖漿庫。2

形成方式巖漿庫有兩種形成方式,分別是:①地幔物質(zhì)由于壓力下降而熔融的過程中巖漿的體積膨脹,這會產(chǎn)生額外的壓力,這種膨脹壓力推動巖漿沿裂縫上行涌進淺層的裂縫中而形成巖漿庫;②更深處的裂縫由于構(gòu)造運動而趨于閉合,構(gòu)造運動使裂縫周圍的圍巖強力擠壓巖漿,使這些巖漿沿裂縫急速上行而涌進淺層的裂縫中形成巖漿庫。3

特征巖漿房有深部巖漿房和高位巖漿房。后者指巖石圈淺層部位蓄積巖漿的地方,其規(guī)模直徑達(dá)幾千米或幾十千米,大小不一?;鹕轿镔|(zhì)即來源于此。

巖漿庫一般位于較淺的部位,如夏威夷地區(qū),其深度只有3~5公里。其上連結(jié)火山通道,供給火山噴發(fā)的物質(zhì),其下情況不明,一般認(rèn)為上地幔是這些巖漿的來源。在火山臨近噴發(fā)前,巖漿庫中的巖漿已在向地面運移,會引起地球物理場的變化。如果這里的巖漿逐漸冷卻凝結(jié),此處的火山就不再活動,地下的巖漿庫就變?yōu)槎喾N形態(tài)的侵入體。4

來自地幔的基性巖漿侵入到地殼一定深度形成基性巖漿房,并向地殼巖石傳導(dǎo)熱能,引起地殼巖石的部分重熔,產(chǎn)生上層酸性巖漿庫。在酸性巖漿庫形成過程中,不僅獲得下部基性巖漿庫的熱能,還有可能吸收了部分成礦物質(zhì),增強了酸性巖漿成礦的潛力。因此,從這個意義上講,大陸裂谷、地臺活化區(qū)、大陸邊緣伸展構(gòu)造帶對形成矽卡巖礦床更加有利。5

從物質(zhì)守恒的原理出發(fā),向巖漿庫提供巖漿的區(qū)域的地層不斷有物質(zhì)流出,必然導(dǎo)致地層的下陷,而隆起是由于巖漿庫體積的增大而引起的周圍巖石體的膨脹變形。容積較大的巖漿庫既是巖漿的儲備庫也是熱量積聚庫,隨著巖漿的聚集過程的進行,額外的熱量持續(xù)不斷地被帶入巖漿庫中,產(chǎn)生巖漿的廣大區(qū)域內(nèi)的巖石溫度的改變較小,而巖漿庫內(nèi)隨著巖漿量的增加而對周圍溫度的影響越來越大。從理論上講,人們可以對地球表面溫度偏高的區(qū)域進行精密觀測,借助于合適的數(shù)學(xué)模型來估計地下深處的巖漿庫的大小和深度。2

火山噴發(fā)與巖漿庫的關(guān)系地層溫度異常高的區(qū)域不一定必然有火山噴發(fā),因為火山噴發(fā)需要三個條件:一是有巨大的巖漿庫;二是有對巖漿庫強烈的擠壓作用;三是有巖漿庫通往地表的通道(地殼的薄弱區(qū)域)。如果沒有巖漿庫通往地表的通道,那么盡管有巨大的巖漿庫,盡管有巖石變形達(dá)到一定的極限后發(fā)生斷裂而產(chǎn)生強大的對巖漿庫的擠壓力,火山噴發(fā)也不會發(fā)生。在較長的時間內(nèi)(比如5000a)巖漿會由于熱擴散而逐漸冷卻,形成巨大的侵入巖體。6

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

郝慶菊 - 副教授 - 西南大學(xué)