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玄武巖的構(gòu)成
玄武巖在地球上分布很廣，在板塊匯聚帶(俯沖帶)、板塊分離邊界(洋中脊和大陸裂谷)和板塊內(nèi)部(洋島或陸上熱點(diǎn)型巖漿作用)都能形成玄武巖，下面是三種構(gòu)造環(huán)境產(chǎn)出的不同玄武巖。
2021-03-30 09:00:00
玄武巖的構(gòu)成：
玄武巖在地球上分布很廣，在板塊匯聚帶(俯沖帶)、板塊分離邊界(洋中脊和大陸裂谷)和板塊內(nèi)部(洋島或陸上熱點(diǎn)型巖漿作用)都能形成玄武巖，下面是三種構(gòu)造環(huán)境產(chǎn)出的不同玄武巖。
1.大洋中脊玄武巖在大洋中脊環(huán)境中形成的玄武巖。海洋地殼非常薄，一般<10 km，成分主要為玄武質(zhì)巖石和非常薄的沉積物。大洋中脊玄武巖巖漿一般是在高壓和高溫條件下經(jīng)高度部分熔融而成，屬減壓熔融巖漿。當(dāng)洋中脊迅速拉長(zhǎng)時(shí)，熱的軟流圈上涌，溫度一般在1330℃~1400℃之間，當(dāng)軟流圈上涌迅速到淺部時(shí)，溫度變化不明顯，稱(chēng)為絕熱上升(adiabatic rise)，加上洋殼較薄，經(jīng)快速降壓后，高溫軟流圈上涌物質(zhì)在淺部發(fā)生部分熔融，因而部分熔融程度較大，通常為20%~30%。
由于大洋中脊地區(qū)是地球上巖漿發(fā)生頻繁的地帶，所以玄武質(zhì)巖漿源區(qū)地幔中常出現(xiàn)玄武質(zhì)成分損失，源區(qū)主要為損失的二輝橄欖巖和方輝橄欖巖。從這一源區(qū)熔出的巖漿還含有不相容成分，再加上上覆地殼中沒(méi)有富含不相容成分的花崗質(zhì)巖石，原生巖漿在同化混染后不會(huì)發(fā)生明顯的成分變化，在這一背景下形成的玄武巖一般都是低K2O、TiO2和不相容元素，典型的特征是中脊斑玄武巖。因?yàn)楹Ｑ蟮貧し浅１。?MORB上升時(shí)所受的混染較少，所以 MORB的成分可用于反演地幔源區(qū)的化學(xué)組成。
2.大陸裂谷玄武巖
大陸裂谷是大陸內(nèi)部的拉張帶，是陸殼裂解、變薄到洋殼轉(zhuǎn)變的構(gòu)造部位。巖層減薄與地幔軟流圈隆升有關(guān)。對(duì)東非裂谷的研究表明，地殼已經(jīng)減薄到20 km，其周?chē)鷰r石圈也明顯變薄。而大陸裂谷拉張速度低于洋中脊的，如東非裂谷拉張速度為0.6 cm/a，而發(fā)育于我國(guó)東北和華北新生代的裂谷拉張速度為0.6~0.15 cm/a。在裂谷發(fā)育初期，巖石圈伸展緩慢，使軟流圈上升速度減慢，使減壓熔化部位加深，溫度升高，因而熔化程度一般低于洋中脊環(huán)境。通常認(rèn)為，熔化程度較低的巖漿中不相容元素含量較高，反之則較低，這是因?yàn)檫@些元素很容易進(jìn)入熔體，在開(kāi)始熔化的時(shí)候，這些成分會(huì)迅速進(jìn)入熔體，熔化程度較低時(shí)所含比例較大；熔化程度較高時(shí)，其他成分也大量進(jìn)入，不相容元素被稀釋后，比例下降。軟流圈由上升幅度不大(深度較大)的低度部分熔融而成，形成堿性玄武巖和其它類(lèi)型的富堿巖石，如堿性橄欖玄武巖、碧玄巖和霞石巖，富K2O、Na2O和不兼容元素。隨裂谷的發(fā)展，軟流圈進(jìn)一步擴(kuò)大，可以形成大量拉斑玄武質(zhì)巖漿，其組成越來(lái)越類(lèi)似于洋中脊玄武巖。
3.大陸邊緣的玄武巖
大陸邊緣是大洋巖石圈向陸面俯沖的板塊匯合處，這里的構(gòu)造環(huán)境處于強(qiáng)烈擠壓狀態(tài)，由于擠壓，地殼水平縮短，垂直加厚。陸緣巖漿源區(qū)復(fù)雜，是陸殼、地幔和洋殼、地幔相互作用和混雜的地帶，與前兩種環(huán)境源區(qū)的區(qū)別在于，洋殼在俯沖過(guò)程中帶有大量的H2O和其它揮發(fā)性成分，使源區(qū)形成富于H2O甚至飽和H2O的狀態(tài)，因此，此類(lèi)玄武巖的形成機(jī)制是局部熔融和水化。
在俯沖洋殼中，由于含水，礦物的熔化行為發(fā)生了變化，單一斜輝石就會(huì)發(fā)生不一致的熔化(由<0.5 GPa擴(kuò)大到<2.0 GPa)，從而在0~66 km范圍內(nèi)形成大范圍含H2O的玄武巖類(lèi)型。H2O在源區(qū)的存在也使該體系處于高fo2狀態(tài)，巖漿結(jié)晶時(shí)磁鐵礦在早期晶出，巖漿沒(méi)有發(fā)生富鐵傾向演化，而鈣堿性玄武巖系列與拉斑玄武巖系列則有區(qū)別。在壓力降低和H2O逸出作用下，巖漿形成和上升后，巖漿液相線溫度會(huì)迅速升高，導(dǎo)致快速結(jié)晶，并常伴隨結(jié)晶分異作用，形成島弧構(gòu)造環(huán)境下玄武巖-安山巖-英安巖的典型組合。
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