[科普中国]-岩浆活动

概念

地壳深处的岩浆，具有很高的温度，遭受很大的压力，当地壳运动出现破裂带时，由于局部压力降低，岩浆就要向压力降低的方向移动，沿着破裂带上升，侵入到地壳内或喷出地面，同时由于不断的分异作用和同化作用等的影响而改变着自己的化学成分和物理化学状态，这一复杂的过程称为岩浆活动。岩浆作用包括岩浆活动和冷凝成岩的整个过程。因此，岩浆活动又称为岩浆作用。1

分类岩浆是上地幔和地壳深处形成的以硝酸盐为主要成分的炽热、粘稠，含有挥发性的熔融体。根据岩浆侵入地壳之中还是喷出地表可将岩浆活动分为侵入活动和喷出活动这两类。1

侵入活动

岩浆向上运动，侵入到地壳中的活动，侵入活动或称侵入作用。

类型及主要地质表现：

（1）深成侵入作用与深成侵入体：岩浆在地面三千米以下的深处冷凝过程中形成的侵入体，称为深成侵入岩。由于在此深度以下压力较大、温度较高、岩浆冷凝缓慢，因而常形成由全晶质，中、粗粒的矿物所构成的岩石，岩体规模较大。

深成侵入体的类型：

A．岩基：是侵入体中规模巨大且不规则的一类岩体，其出露面积在100平方千米以上，往下有逐渐变大的趋势。在岩基的边部常有围岩碎块掉入，形成所谓的捕虏体。构成岩基的岩石最常见的是花岗岩类，如我国南岭、秦岭、兴安岭等许多大山系中都有规模巨大的花岗岩岩基出露。

B．岩株：在地表呈近圆形或不规则状，其规模较小，出露面积小于100平方千米，其下部可能与岩基相连。它与围岩的接触面较陡，通常以花岗岩类岩石为主，如北京周口店的房山花岗闪长岩岩体，湖北大冶铜山口的闪长岩岩体等都是典型的岩株。我国的很多岩浆型金属矿床的形成常与岩株有关。

（2）浅成侵入作用与浅成侵入体：岩浆从地面到地下三千米处冷凝作用过程中形成的侵入体，称浅成侵入岩。由于接近地表，岩浆冷凝速度较快，矿物结晶粒细小，形成的岩石常具有中粒、细粒斑状结构，岩体规模一般较小。这种侵入体主要是靠岩浆的机械力挤入地壳浅处的岩石裂隙或岩层之间而形成的，其岩石类型比较复杂，从酸性到基性岩都有，而且与矿产关系比较密切。

浅成侵入体的类型：

A．岩床：是岩浆顺层理或片理侵入，形成与上、下岩层或片理相平行的板状岩体，称为岩床。其厚度从数厘米至数十米，常见为数米，延伸从几米到数百千米。

B．岩盖：是岩浆顺层侵入，局部聚集并顶起上部岩层而成的岩体。其特征是岩体呈平凸或双凸状的透镜体，规模一般不大，直径可达数千米，最厚处为几百米。

C．岩盆：这种岩体是岩浆侵入到构造盆地中或者侵入到层状岩层中，在岩浆本身重量引起的压力下，使下部岩层向下弯曲而形成的盆状侵入体。一般中厚边薄，直径从几千米到几百千米，厚度最大可达千米以上。

D．岩墙：是岩浆切穿岩层沿着围岩的断裂构造侵入冷凝形成的板状侵入体。

E．岩脉：是岩浆沿着围岩的裂缝呈脉状贯入而形成的不规则的小型侵入体。

岩浆在侵入冷凝过程中，温度逐渐降低，原来成分均一的岩浆，就会发生分异，而形成与原来成分不同的一种以上的岩浆，岩浆中的许多有益组分聚集起来，形成各种矿产，主要有铬铁矿、钛铁矿、钒钛磁铁矿、金刚石、镍黄铁矿、铂及铂族元素矿物等。2

喷出活动

如果岩浆从深部发源地上升直接溢出地表，甚至喷至空中，这种作用过程称为喷出活动或喷出作用或火山作用，所形成的岩石称为喷出岩或火山岩。流出地面的岩浆称熔浆，熔浆冷凝所形成的岩石称为熔岩。

火山强烈爆发出来的各种碎屑物堆积而成的岩石，称为火山碎屑岩。因此喷出岩或火山岩应包括溶岩和火山碎屑岩两个部分。3

火山作用的喷发方式

（1）熔透式喷发

熔透式喷发主要发生在地壳发展的初期，地壳很薄，地下的岩浆热能很大，进行大面积熔透，在地表形成熔透式火山。在太古代地层中见到地下冷凝的岩浆体与上面的喷出冷凝岩石直接相连，可能就是熔透作用形成的。

（2）裂隙式喷发

裂隙式喷发是指岩浆沿地壳裂隙溢出地表。喷发以基性的玄武岩为主，无爆炸现象，往往呈大片流出，形成大片连续的玄武岩层。裂隙式喷发在现代大洋中脊的裂谷处正在进行，溢出的熔岩形成了新的洋壳，冰岛位于北大西洋洋中脊上，所以它实际上是由洋中脊裂谷喷发而形成的，著名的印度德干高原玄武岩和我国峨眉山玄武岩均由裂隙式喷发而形成。

（3）中心式喷发

中心式喷发又称筒状喷发，是岩浆通过管状通道到达地表的一种喷发方式，它是现代大陆火山活动的主要类型，中心式喷发按其喷发的剧烈程度分为宁静式、爆烈式和递变式3种。

宁静式：又称夏威夷式，基性岩浆以宁静无爆炸方式溢出地表，夏威夷岛上的冒纳罗亚火山是由典型的宁静式喷发而形成。

爆烈式：又称培雷式，酸性岩浆以猛烈爆炸的方式喷溢出地表。酸性岩浆粘度大，易于堵塞火山通道。当地下岩浆压力增大，冲破上面的堵塞时，就发生剧烈的爆炸。西印度群岛的马丁尼克岛上的培雷火山为爆烈式喷发的典型代表。

递变式：这类火山的特点介于前两者之间有时宁静，有时剧烈，喷发物以中基性岩为主，大多火山都属于这种类型，如意大利的维苏威火山、地中海丽岛上的斯创博里火山、墨西哥的帕里库廷火山等。3

分布规律岩浆活动多发生在火山、板块分裂带和其他板块碰撞带。

根据火山活动情况，可将火山分为：活火山（近百年来有喷发纪录的火山）、休眠火山（有过喷发纪录，但近百年来处于静止状态的火山）和死火山（史前曾喷发过，但近五千年来没有喷发纪录的火山）。现代活火山已知有523座，其中陆地上有455座，海洋里有68座，而死火山就无法统计其确定的数目，仅在太平洋中就有近10000座高度大于1km的火山。其主要分布在环太平洋带、地中海一喜马拉雅一印尼带、大洋中脊带等。

现代大陆内部火山活动主要发生在裂谷带中，如红海裂谷、东非裂谷。此外，也有一些分布没有明显的方向性。各大陆内活火山约有30余座，其中南极有5座。现代火山带的分布基本与世界地震带、造山运动带以及新构造活动带相一致，这些地区是现代地壳最活动的地带，同时也是岩石圈板块的边界。

从目前发现的一些巨大型侵入岩体的分布来看，侵入活动主要分布在两个带：其一是大陆内部巨大型褶皱造山带的中部，常常产有巨大型岩基，岩基的长轴方向往往与造山带的走向平行，如我国秦岭一大别造山带，祁连山、天山等褶皱山系中都有巨大的侵入体；其二是大陆边缘以及太平洋的岛弧山脉，如北美的科迭勒拉山脉，南美的安第斯山脉、我国的东南沿海等地。上述两个地带也正是地震和地壳活动的地带。4

应用与发展1、根据岩体年龄的分布情况，将矿区印支期岩浆活动划分为243.87~237.11 Ma和231.63~229.00 Ma2个阶段，早阶段岩浆活动主要形成矿体围岩，而铜钼矿化主要与晚阶段岩浆活动有关。5

2、新元古代时期是超大陆裂解、低纬度冰川发育和多细胞生物繁衍的重要阶段，涉及全球性的古板块运动、气候变迁、生命演化等一系列跨学科重大科学问题，已经成为近年来国际地球科学研究的热点和前沿.其中关于成冰系顶底界时限和冰川活动年龄、超大陆裂解的起始时间和持续时间、中国不同陆块的演化历史及其在超大陆构型中的位置、裂谷岩浆活动性质和热液蚀变强度、水-岩反应与低O岩浆成因的古气候意义、超大陆演化与气候突变之间的关系等，是当前中国地球科学界十分活跃并得到迅速发展的研究领域.目前国内在这些领域已经取得了一些突出进展，同时也提出了许多重要问题亟待解决。6

3、沉积盆地中岩浆的侵入会导致盆地地温史的变化，岩浆所携带的巨大热能会加快有机质的成熟，影响油气的生成和保存。通过对席状岩浆侵入体散热过程的热模拟得出：（1）侵入体冷却速度很快，一般不超过一个百万年；（2） 距侵入体上下距离相同的围岩过热温度演化史基本相同，侵入温度只影响围岩过热温度的幅度，不影响热传递的速率；（3） 侵入体对上下围岩干酪根成熟度的影响程度大致相同，影响范围较小，大致为侵入体厚度的两倍。通过研究，将岩浆活动对烃源岩热演化作用模式分为近灶亚模式、中灶亚模式和远灶亚模式，并给出了三种亚模式划分的原则和方法。7