[科普中國]-巖漿活動

概念

地殼深處的巖漿，具有很高的溫度，遭受很大的壓力，當(dāng)?shù)貧み\(yùn)動出現(xiàn)破裂帶時(shí)，由于局部壓力降低，巖漿就要向壓力降低的方向移動，沿著破裂帶上升，侵入到地殼內(nèi)或噴出地面，同時(shí)由于不斷的分異作用和同化作用等的影響而改變著自己的化學(xué)成分和物理化學(xué)狀態(tài)，這一復(fù)雜的過程稱為巖漿活動。巖漿作用包括巖漿活動和冷凝成巖的整個過程。因此，巖漿活動又稱為巖漿作用。1

分類巖漿是上地幔和地殼深處形成的以硝酸鹽為主要成分的熾熱、粘稠，含有揮發(fā)性的熔融體。根據(jù)巖漿侵入地殼之中還是噴出地表可將巖漿活動分為侵入活動和噴出活動這兩類。1

侵入活動

巖漿向上運(yùn)動，侵入到地殼中的活動，侵入活動或稱侵入作用。

類型及主要地質(zhì)表現(xiàn)：

（1）深成侵入作用與深成侵入體：巖漿在地面三千米以下的深處冷凝過程中形成的侵入體，稱為深成侵入巖。由于在此深度以下壓力較大、溫度較高、巖漿冷凝緩慢，因而常形成由全晶質(zhì)，中、粗粒的礦物所構(gòu)成的巖石，巖體規(guī)模較大。

深成侵入體的類型：

A．巖基：是侵入體中規(guī)模巨大且不規(guī)則的一類巖體，其出露面積在100平方千米以上，往下有逐漸變大的趨勢。在巖基的邊部常有圍巖碎塊掉入，形成所謂的捕虜體。構(gòu)成巖基的巖石最常見的是花崗巖類，如我國南嶺、秦嶺、興安嶺等許多大山系中都有規(guī)模巨大的花崗巖巖基出露。

B．巖株：在地表呈近圓形或不規(guī)則狀，其規(guī)模較小，出露面積小于100平方千米，其下部可能與巖基相連。它與圍巖的接觸面較陡，通常以花崗巖類巖石為主，如北京周口店的房山花崗閃長巖巖體，湖北大冶銅山口的閃長巖巖體等都是典型的巖株。我國的很多巖漿型金屬礦床的形成常與巖株有關(guān)。

（2）淺成侵入作用與淺成侵入體：巖漿從地面到地下三千米處冷凝作用過程中形成的侵入體，稱淺成侵入巖。由于接近地表，巖漿冷凝速度較快，礦物結(jié)晶粒細(xì)小，形成的巖石常具有中粒、細(xì)粒斑狀結(jié)構(gòu)，巖體規(guī)模一般較小。這種侵入體主要是靠巖漿的機(jī)械力擠入地殼淺處的巖石裂隙或巖層之間而形成的，其巖石類型比較復(fù)雜，從酸性到基性巖都有，而且與礦產(chǎn)關(guān)系比較密切。

淺成侵入體的類型：

A．巖床：是巖漿順層理或片理侵入，形成與上、下巖層或片理相平行的板狀巖體，稱為巖床。其厚度從數(shù)厘米至數(shù)十米，常見為數(shù)米，延伸從幾米到數(shù)百千米。

B．巖蓋：是巖漿順層侵入，局部聚集并頂起上部巖層而成的巖體。其特征是巖體呈平凸或雙凸?fàn)畹耐哥R體，規(guī)模一般不大，直徑可達(dá)數(shù)千米，最厚處為幾百米。

C．巖盆：這種巖體是巖漿侵入到構(gòu)造盆地中或者侵入到層狀巖層中，在巖漿本身重量引起的壓力下，使下部巖層向下彎曲而形成的盆狀侵入體。一般中厚邊薄，直徑從幾千米到幾百千米，厚度最大可達(dá)千米以上。

D．巖墻：是巖漿切穿巖層沿著圍巖的斷裂構(gòu)造侵入冷凝形成的板狀侵入體。

E．巖脈：是巖漿沿著圍巖的裂縫呈脈狀貫入而形成的不規(guī)則的小型侵入體。

巖漿在侵入冷凝過程中，溫度逐漸降低，原來成分均一的巖漿，就會發(fā)生分異，而形成與原來成分不同的一種以上的巖漿，巖漿中的許多有益組分聚集起來，形成各種礦產(chǎn)，主要有鉻鐵礦、鈦鐵礦、釩鈦磁鐵礦、金剛石、鎳黃鐵礦、鉑及鉑族元素礦物等。2

噴出活動

如果巖漿從深部發(fā)源地上升直接溢出地表，甚至噴至空中，這種作用過程稱為噴出活動或噴出作用或火山作用，所形成的巖石稱為噴出巖或火山巖。流出地面的巖漿稱熔漿，熔漿冷凝所形成的巖石稱為熔巖。

火山強(qiáng)烈爆發(fā)出來的各種碎屑物堆積而成的巖石，稱為火山碎屑巖。因此噴出巖或火山巖應(yīng)包括溶巖和火山碎屑巖兩個部分。3

火山作用的噴發(fā)方式

（1）熔透式噴發(fā)

熔透式噴發(fā)主要發(fā)生在地殼發(fā)展的初期，地殼很薄，地下的巖漿熱能很大，進(jìn)行大面積熔透，在地表形成熔透式火山。在太古代地層中見到地下冷凝的巖漿體與上面的噴出冷凝巖石直接相連，可能就是熔透作用形成的。

（2）裂隙式噴發(fā)

裂隙式噴發(fā)是指巖漿沿地殼裂隙溢出地表。噴發(fā)以基性的玄武巖為主，無爆炸現(xiàn)象，往往呈大片流出，形成大片連續(xù)的玄武巖層。裂隙式噴發(fā)在現(xiàn)代大洋中脊的裂谷處正在進(jìn)行，溢出的熔巖形成了新的洋殼，冰島位于北大西洋洋中脊上，所以它實(shí)際上是由洋中脊裂谷噴發(fā)而形成的，著名的印度德干高原玄武巖和我國峨眉山玄武巖均由裂隙式噴發(fā)而形成。

（3）中心式噴發(fā)

中心式噴發(fā)又稱筒狀噴發(fā)，是巖漿通過管狀通道到達(dá)地表的一種噴發(fā)方式，它是現(xiàn)代大陸火山活動的主要類型，中心式噴發(fā)按其噴發(fā)的劇烈程度分為寧靜式、爆烈式和遞變式3種。

寧靜式：又稱夏威夷式，基性巖漿以寧靜無爆炸方式溢出地表，夏威夷島上的冒納羅亞火山是由典型的寧靜式噴發(fā)而形成。

爆烈式：又稱培雷式，酸性巖漿以猛烈爆炸的方式噴溢出地表。酸性巖漿粘度大，易于堵塞火山通道。當(dāng)?shù)叵聨r漿壓力增大，沖破上面的堵塞時(shí)，就發(fā)生劇烈的爆炸。西印度群島的馬丁尼克島上的培雷火山為爆烈式噴發(fā)的典型代表。

遞變式：這類火山的特點(diǎn)介于前兩者之間有時(shí)寧靜，有時(shí)劇烈，噴發(fā)物以中基性巖為主，大多火山都屬于這種類型，如意大利的維蘇威火山、地中海麗島上的斯創(chuàng)博里火山、墨西哥的帕里庫廷火山等。3

分布規(guī)律巖漿活動多發(fā)生在火山、板塊分裂帶和其他板塊碰撞帶。

根據(jù)火山活動情況，可將火山分為：活火山（近百年來有噴發(fā)紀(jì)錄的火山）、休眠火山（有過噴發(fā)紀(jì)錄，但近百年來處于靜止?fàn)顟B(tài)的火山）和死火山（史前曾噴發(fā)過，但近五千年來沒有噴發(fā)紀(jì)錄的火山）?，F(xiàn)代活火山已知有523座，其中陸地上有455座，海洋里有68座，而死火山就無法統(tǒng)計(jì)其確定的數(shù)目，僅在太平洋中就有近10000座高度大于1km的火山。其主要分布在環(huán)太平洋帶、地中海一喜馬拉雅一印尼帶、大洋中脊帶等。

現(xiàn)代大陸內(nèi)部火山活動主要發(fā)生在裂谷帶中，如紅海裂谷、東非裂谷。此外，也有一些分布沒有明顯的方向性。各大陸內(nèi)活火山約有30余座，其中南極有5座?，F(xiàn)代火山帶的分布基本與世界地震帶、造山運(yùn)動帶以及新構(gòu)造活動帶相一致，這些地區(qū)是現(xiàn)代地殼最活動的地帶，同時(shí)也是巖石圈板塊的邊界。

從目前發(fā)現(xiàn)的一些巨大型侵入巖體的分布來看，侵入活動主要分布在兩個帶：其一是大陸內(nèi)部巨大型褶皺造山帶的中部，常常產(chǎn)有巨大型巖基，巖基的長軸方向往往與造山帶的走向平行，如我國秦嶺一大別造山帶，祁連山、天山等褶皺山系中都有巨大的侵入體；其二是大陸邊緣以及太平洋的島弧山脈，如北美的科迭勒拉山脈，南美的安第斯山脈、我國的東南沿海等地。上述兩個地帶也正是地震和地殼活動的地帶。4

應(yīng)用與發(fā)展1、根據(jù)巖體年齡的分布情況，將礦區(qū)印支期巖漿活動劃分為243.87~237.11 Ma和231.63~229.00 Ma2個階段，早階段巖漿活動主要形成礦體圍巖，而銅鉬礦化主要與晚階段巖漿活動有關(guān)。5

2、新元古代時(shí)期是超大陸裂解、低緯度冰川發(fā)育和多細(xì)胞生物繁衍的重要階段，涉及全球性的古板塊運(yùn)動、氣候變遷、生命演化等一系列跨學(xué)科重大科學(xué)問題，已經(jīng)成為近年來國際地球科學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿.其中關(guān)于成冰系頂?shù)捉鐣r(shí)限和冰川活動年齡、超大陸裂解的起始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間、中國不同陸塊的演化歷史及其在超大陸構(gòu)型中的位置、裂谷巖漿活動性質(zhì)和熱液蝕變強(qiáng)度、水-巖反應(yīng)與低O巖漿成因的古氣候意義、超大陸演化與氣候突變之間的關(guān)系等，是當(dāng)前中國地球科學(xué)界十分活躍并得到迅速發(fā)展的研究領(lǐng)域.目前國內(nèi)在這些領(lǐng)域已經(jīng)取得了一些突出進(jìn)展，同時(shí)也提出了許多重要問題亟待解決。6

3、沉積盆地中巖漿的侵入會導(dǎo)致盆地地溫史的變化，巖漿所攜帶的巨大熱能會加快有機(jī)質(zhì)的成熟，影響油氣的生成和保存。通過對席狀巖漿侵入體散熱過程的熱模擬得出：（1）侵入體冷卻速度很快，一般不超過一個百萬年；（2） 距侵入體上下距離相同的圍巖過熱溫度演化史基本相同，侵入溫度只影響圍巖過熱溫度的幅度，不影響熱傳遞的速率；（3） 侵入體對上下圍巖干酪根成熟度的影響程度大致相同，影響范圍較小，大致為侵入體厚度的兩倍。通過研究，將巖漿活動對烴源巖熱演化作用模式分為近灶亞模式、中灶亞模式和遠(yuǎn)灶亞模式，并給出了三種亞模式劃分的原則和方法。7