巖漿與熔巖:它如何融化,上升和演化
在巖石周期的教科書圖片中,一切都始于熔融的地下巖石:巖漿。我們知道什么?
巖漿和熔巖
巖漿比熔巖多得多。熔巖是噴發(fā)到地球上的熔融巖石的名稱's表面-從火山溢出的紅色熱物質(zhì)。熔巖也是由此產(chǎn)生的固體巖石的名稱。
相反,巖漿是看不見的。任何完全或部分熔化的地下巖石都有資格成為巖漿。我們知道它的存在是因?yàn)槊恳环N火成巖都是從熔融狀態(tài)固化而來的:花崗巖,輝石吉他的小知識,玄武巖,黑云母等。
巖漿如何融化
地質(zhì)學(xué)家稱熔體的整個過程巖漿生成。本節(jié)是對復(fù)雜主題的非?;镜慕榻B。
顯然,融化巖石需要很多熱量。地球內(nèi)部有很多熱量,其中一些是從地球上遺留下來的,還有一些是由放射性和其他物理手段產(chǎn)生的。然而,即使我們地球的大部分-地幔,在巖石地殼和鐵核之間-的溫度達(dá)到數(shù)千度,它也是固體巖石。(我們知道這一點(diǎn),因?yàn)樗窆腆w一樣傳遞地震波。)'s因?yàn)楦邏旱窒烁邷亍Q句話說,高壓會提高熔點(diǎn)。在這種情況下,有三種方法可以創(chuàng)造巖漿:提高熔點(diǎn)以上的溫度,或者通過降低壓力(物理機(jī)制)或增加通量(化學(xué)機(jī)制)來降低熔點(diǎn)。
巖漿以三種方式出現(xiàn)-通常是三者同時出現(xiàn)-因?yàn)樯蠈拥蒯J艿桨鍓K構(gòu)造的攪拌。
傳熱:上升的巖漿體-侵入-向周圍較冷的巖石發(fā)出熱量,特別是當(dāng)侵入凝固時。如果這些巖石已經(jīng)在融化的邊緣,t他需要額外的熱量。這就是經(jīng)常解釋大陸內(nèi)部典型的卵黃巖漿的方式。
減壓熔化:當(dāng)兩塊板被拉開時,下面的地幔升起進(jìn)入間隙。隨著壓力降低,巖石開始融化。然后,無論何時將板塊分開拉伸-在發(fā)散邊緣以及大陸和弧后延伸區(qū)域(更多地了解發(fā)散區(qū)域),都會發(fā)生這種類型的熔化。
通量熔化:無論何時可以將水(或其他揮發(fā)物如二氧化碳或硫氣體)攪拌到巖石體內(nèi),對熔化的影響都是顯著的。這解釋了俯沖帶附近大量的火山作用,下降的板塊帶著水,沉積物,碳質(zhì)物質(zhì)和水合礦物。從下沉板釋放的揮發(fā)物上升到上覆板中,產(chǎn)生世界火山弧。
巖漿的組成取決于它融化的巖石類型和熔化的完全程度。第一批熔化的二氧化硅最豐富(最felsic),鐵和鎂**(最不mafic)。因此,超mafic地幔巖(輝長巖)產(chǎn)生mafic熔體(輝長巖和玄武巖),形成大洋中脊的海洋板塊。黑質(zhì)巖石產(chǎn)生長英質(zhì)熔體(安第斯山脈,流紋石,花崗巖類)。熔化程度越大,巖漿與其源巖越接近。
巖漿如何上升
一旦巖漿形成,它就會試圖上升。浮力是巖漿的主要推動者,因?yàn)槿诨膸r石總是比固體巖石密度小。上升的巖漿往往保持流動,即使它繼續(xù)減壓也會冷卻。但是,不能保證巖漿會到達(dá)地表。具有大礦物顆粒的深成巖(花崗巖,輝長巖等)代表巖漿,凍結(jié)非常緩慢,深入地下。
我們通常把巖漿描繪成大波熔體模具,但它在纖細(xì)的豆莢和細(xì)絲中向上移動,占據(jù)地殼和上部地幔狀水填充海綿。我們知道這一點(diǎn)是因?yàn)榈卣鸩ㄔ趲r漿體中減慢,但不會像在液體中那樣消失。
我們也知道巖漿幾乎不是簡單的液體。把它想象成從肉湯到蒸煮的連續(xù)體。它通常被描述為在液體中攜帶的礦物晶體的糊狀物,有時也帶有氣泡。晶體通常比液體更致密,并且傾向于緩慢向下沉降,這取決于巖漿和剛度(粘度)。
巖漿如何演變
巖漿主要以三種方式演化:它們隨著緩慢結(jié)晶而變化,與其他巖漿混合,融化周圍的巖石。這些機(jī)制一起被稱為巖漿分化。巖漿可能會隨著分化而停止,沉降并固化成深成巖?;蛘咚赡苓M(jìn)入導(dǎo)致噴發(fā)的**階段。
- 正如我們通過實(shí)驗(yàn)確定的那樣,巖漿以相當(dāng)可預(yù)測的方式冷卻時會結(jié)晶。它有助于將巖漿視為簡單的熔化物質(zhì),如冶煉廠中的玻璃或金屬,而是化學(xué)元素和離子的熱溶液,當(dāng)它們成為礦物晶體時有許多選擇。結(jié)晶的第一種礦物質(zhì)是那些具有鎂鐵礦組成和(通常)高熔點(diǎn)的礦物質(zhì):橄欖石,輝石和富含鈣的斜長石。然后,留下的液體以相反的方式改變組成。該過程與其他礦物一起繼續(xù),產(chǎn)生具有越來越多二氧化硅的液體?;鸪蓭r學(xué)家必須在學(xué)校學(xué)習(xí)更多細(xì)節(jié)(或閱讀"Bowen反應(yīng)系列"),但'gist晶體分餾
- 巖漿可以與現(xiàn)有的巖漿混合。然后發(fā)生的不僅僅是簡單地將兩種熔體攪拌在一起,因?yàn)橐环N晶體可以與t發(fā)生反應(yīng)他從另一個液體。入侵者可以激勵較舊的巖漿,或者它們可以形成一個漂浮在另一個中的斑點(diǎn)的乳液。但是巖漿混合的基本原理很簡單。
- 當(dāng)巖漿侵入固體地殼中的一個地方時,它會影響"鄉(xiāng)村巖石"存在于那里。它的高溫和揮發(fā)物泄漏會導(dǎo)致部分鄉(xiāng)村巖石(通常是長英質(zhì)部分)融化并進(jìn)入巖漿。Xenoliths-大塊鄉(xiāng)村巖石-也可以這樣進(jìn)入巖漿。這個過程被稱為同化。
分化的**階段涉及揮發(fā)物。當(dāng)巖漿靠近地表時,溶解在巖漿中的水和氣體最終開始起泡。一旦開始,巖漿中的活動速度急劇上升。此時,巖漿已準(zhǔn)備好進(jìn)行導(dǎo)致火山爆發(fā)的失控過程。對于故事的這一部分,簡而言之,繼續(xù)進(jìn)行火山活動。