岩浆是什么物质 岩浆的相关知识

1、岩浆是地壳深处一种高温、成分复杂的硅酸盐熔融体。

2、这种熔融体的物理性质很特别，它既像坚硬的固体，又像柔软的液体。它如同烧红了的玻璃那样，既可流动弯曲，却又十分坚硬致密。因此，在希腊文中，岩浆的原意是指可以揉搓的“面团”。在这种“面团”里，包含 着种类众多的金属、非金属以及其他气体成分等。地球上所有的化学元素，在岩浆里几乎都能找到。

3、这种高温熔融状态的岩浆，主要集中在离地表几百公里以下的上地幔层内活动。它原是一种活力很强的物质，只是由于受到沉重的上覆岩层的压力，才使它处于一种强烈的压缩状态之中，不能像液体那样自由自在地流动。尽管如此，由于地壳内部压力的差异，岩浆仍像人体内的血液那样，在地球内部上下流动着，只是它的流动速度非常缓慢而已。一旦地壳出现裂缝，岩浆会沿着外压力较弱的裂缝和地层浅薄处猛烈地喷发出来，这就是火山喷发。

产生于上地幔和地壳深处，含挥发成分的高温粘稠的主要成分为硅酸盐的熔融物质称之为岩浆。

是地质学专业术语。火山在活动时不但有蒸汽、石块、晶屑和熔浆团块自火山口喷出，而且还有炽热粘稠的熔融物质自火山口溢流出来。

还有一种解释为，岩浆是指地下熔融或部分熔融的岩石。当岩浆喷出地表后，则被称为熔岩。喷出地表的岩浆成为喷出岩；侵入地壳中的称为侵入岩。

扩展资料：

岩浆来源：

岩浆分为原生岩浆和再生岩浆。

原生岩浆是地核俘获的熔融物质形成的。地核俘获熔融物质和其他一些物质形成巨厚的熔融层。这些物质其成分是不均的。原生岩浆凝固形成最原始的地球外壳。

再生岩浆包括原生岩浆变异出的岩浆和重熔岩浆。

地球液态层是由原生岩浆经变异形成的再生岩浆组成的——经过温度、成分和物态的改变而形

-岩浆

岩浆喷出地表冷却凝固而形成的岩石。狭义的喷出岩即指各种熔岩。熔岩具有两种含义，一是指喷出地表后挥发分逸散的炽热熔融状态的岩浆，又称熔浆；一是指由熔浆冷却凝固而形成的岩石。没有冷却的熔浆可以沿山坡或河谷流动，其前端多呈舌状，称为熔岩流。由于熔浆化学成分的差异，其粘稠性和流动速度亦不同，基性熔浆一般含SiO2较少，粘性小，流速大，酸性熔浆含有SiO2较多，粘性大，流速小。大面积的熔岩流冷凝而形成的岩石为熔岩被。熔岩冷凝过程中，由于岩石导热性和地表形态的差异，可形成波状熔岩、绳状熔岩、块状熔岩、熔岩瀑布和熔岩隧道等各种形态。熔浆可以是在火山爆发时从火山口喷流出来，也可以是沿断裂溢流出来。熔浆的化学成分不同，冷却凝固后所形成的岩石也不同。基性的喷出岩为玄武岩，中性的喷出岩为安山岩，酸性的喷出岩为流纹岩，半碱性和碱性喷出岩为粗面岩和响岩。喷出岩多具气孔、杏仁和流纹等构造。多呈玻璃质、隐晶质或斑状结构。玻璃质的黑曜岩、珍珠岩、松脂岩、浮岩等喷出岩称为火山玻璃岩。广义的喷出岩包括各种熔岩和火山碎屑岩。火山碎屑岩主要是由火山作用而形成的各种碎屑物堆积而成的，往往混有一定数量的正常沉积物或熔岩物质

由于火山喷发的物理化学条件的不同，火山在形态上有多种不同的类型，一般分为三种：

1、盾状火山：由于火山挤出的产物主要为低粘滞性的玄武岩岩浆，所以形成的山体具有宽阔顶面和缓坡度侧翼。

2、火山渣锥：火山爆发时，喷出气体携带熔岩滴进入大气，然后在火山口附近降落，熔岩滴在落地之前已经是固体或部分固体了，降落后堆成的山体，就是火山渣锥。

3、复合型火山（层状火山）：一般是火山多次喷发所形成。形成复合型火山的通常是安山岩，但也有例外。

火山喷发出的物质种类：

根据火山喷出物质的物理性质，人们把这些物质分为三类：

1、熔岩：流出地表的岩浆。

2、火山岩屑；火山爆发时，当岩浆接近地面时，黏度过高，气体不易逸出，于是累积的压力越来越大，终于把熔岩炸碎而喷发，浙西喷出的物质便是火山岩屑。从小到大分别称为：火山尘、火山灰、火山弹。

3、火山气体：主要成分是水蒸气，还有二氧化碳、氮气等。大部分水气来自熔岩内部，其它水气来自地表水或地下水。火山气体携带大量火山灰、火山尘等，所以火山气体喷发时就像黑云升起一样。

(壹) 前言

火山（Volcano）的名词来自义大利的"Vulcano"，原是义大利地中海内利巴里群岛（Lipari Islands）一个火山的名称， 后来成为火山代名词。而Vulcan 在古罗马文字中指『火神』。

(贰) 火山形成成因

火山运动和地球内部熔融之流质，所带动之板块运动有密切关系。

板块运动

地球表面及浅处部分可分为若干个大板块。板块包括地壳和地函上部，相当於岩石圈,约100公里厚各板间在其板块边界做相对 运动：一是扩张（Divergence），一是隐没（Convergence）；这就是板块运动。火山活动一般发生在板块交接的地方或其附近，主要分三部分：

板块扩张带:太平洋脊带、大西洋中洋脊带及印度洋中洋脊带的火山均属於此。

板块隐没带:环太平洋带及地中海带的火山均发生在此附近。

热点:位於地函上部，在此可生成岩浆，当板块做水平移动时，经过热点上便有火山生成，这样连续发生会造成一系列的火山， 而火山生成离热点越远者越老。如夏威夷火山群岛。

而板块运动使得岩浆生成并上升，流出地面造成火山。

岩浆的生成和流出

火山活动是指地下深处的岩浆流至地面的现象。而我们所能看得到的火山活动，只是从岩浆流到地面上开始，到活动停止这一段期间的 各种现象而已。在地下进行的活动必须使用其它方法来推测。以下是有关岩浆地下活动：

岩浆生成的场所：岩浆大部分产生於地壳下部至地函上部之间（大约20公里至200公里间），而多在地函上部中。

岩浆生成的条件：地球内部温度的分布，在地下200公里处的温度，据估计在1200℃至1600℃左右。在这种温度之下，该处的超基性矽酸盐矿物大部分不会熔融。因为若熔融，温度必须提高，不然矽酸盐矿物的熔点就要降低。因此岩浆生成的原因有：温度增高、含水量增多、压力减低等。温度增高的方式有： 地函内的热对流，可使部分地函的温度升高；某种应力加强而使部分地函的温度升高。地函内压力减少会使矽酸盐矿物熔融点降低，地函内水分增多也会使矽酸盐矿物的熔点降低等。 地球各地岩浆生成的原因并不相同，即各地岩浆生成机制不同。海洋山脊下的岩浆、大陆边缘下的岩浆、岛弧下的岩浆及大陆下的岩浆，其生成机制都互有差异。

岩浆的上升与成分变化：岩浆内的压力若超过上盖岩层的压力时，岩浆就沿裂缝上升至地面。岩浆在上升期间，随温度及压力的降低，部分矿物开始结晶，而岩浆成分也开始变化。结果流至地面上时，就生成各种火成岩。对於岩浆的上升机制和成分变化（分异作用）也有种种看法，如岩浆生成后直接上升至地表， 茼b上升期间，岩浆成分有的会发生变化，有的不会发生变化；岩浆（原始岩浆）生成后开始上升，但在半途停留一段时间（形成所谓岩浆库，Magma reservoir）后在上升至地表，在此情形下，岩浆成分在原始岩浆上升中、在岩浆库中或第二次上升中都可能发生变化。至於岩浆的停留次数 M成分变化的场所可以做多种考虑。

(参) 世界火山的分布

火山种类

火山一般的分类可以分为：

活火山（Active volcanoes）:现在仍在不时活动

休眠火山（Dormant volcanoes):现在已停止活动,但是缺少侵蚀变化

死火山（Extinct volcanoes）在人类历史上完全没有活动记录,也没有活动迹象

不过休眠火山可以觉醒，死火山也可以复活，故如仅靠过去的记录来区分它，未必十分正确。

火山分布

世界上最主要的火山带，系环绕太平洋的边缘分布，号称「火环」（Ring of Fire），计自南美洲安地斯山脉的智利起，向北经秘鲁、中美洲墨西哥、美国西部卡斯凯德山脉（Cascade range）、西北行至阿留申群岛、堪察加、千岛群岛、日本、琉球、台湾、菲律宾、西里伯斯、新几内亚、 所罗门群岛（Solomon Is）、新喀里多尼（New Caledonia）、及纽西兰等。这一条火环大致和环太平洋的地震带相一致，可称为地壳活动带（Mobile Belt of Earth Crust）。除这一条主要火山地带外，尚有其它六区：

太平洋岛屿区∶包括夏威夷群岛、及南美外海的加拉巴哥斯群岛（Galapagos Is属厄瓜多尔）、侏恩费南迪诸小岛（Juan Fernandez Isles，属智利）。

南洋赤道区∶包括帝文、爪哇、巴里及苏门达腊诸岛。

印度西侧∶阿拉伯地区、马达加斯加岛及东非洲裂谷火山群。

地中海带∶由土耳其极东的阿拉雷特峰（MtArarat）起，向西经义大利至大西洋上的亚速尔群岛、坎奈群岛（Canary Is）等。

西印度群岛火山群。

冰岛及法罗群岛等零星地区。

(肆) 火山喷发形式

1908年克洛克斯（ALacroix）根据火山喷发的方式，将火山分成下列四类:

夏威夷式(Hawaiian phase) 此火山的喷发物为大量基性熔岩流，爆裂活动较少，熔岩自火山口流出，沿火山裂缝的斜坡向下慢流，形成火山岩烬。1942年夏威夷的末纳洛亚 (Mauna Loa)火山的爆发为此种火山范例。据麦克唐纳(GA Macdonald)的描述，该火山的喷发，分三阶段：

炽热熔岩喷出期：第一阶段，共持续数小时，熔岩流堆积形成薄层的熔岩流或低丘。

熔岩漫流期：本期火山口中仍陆续有熔岩流出，使熔岩层及低丘继续加厚。

喷气期：本期火山已成强弩之末，只有气体出现，数量亦锐减。

史冲包连式（Strombolian phase） 义大利西西里岛以北有黎八里群岛，史冲包力火（Strombo-li）为该岛群火山之一； 本式火山的喷发自有史以来一直未停，所喷出的基性熔岩流体较少，酸性碎片物质较多，在空中形成黑烟状云，因经常有炽热火焰喷出，故此火山有海上灯塔之称。

伏尔坎宁式（Vulcanian phase） 伏尔坎诺亦为黎巴里群岛火山之一，但它喷发的方式又和史冲包力火山不同，所喷发的物质富含黏性，一旦接触空气，易凝结成固体，故在两次喷发之间，喷出的岩浆已凝结成硬壳，俟第二次喷发时又将凝成熔岩外壳冲裂成碎片，大量火山灰同大量气体向上冲出，在空中形成黑色花椰菜状云，这种乌云在黑夜易甚黑暗，表示云中物质并未白热化，故缺乏亮光。

皮连式（Neuees Ardentes） 本式火山的喷发较为猛烈，所喷出的乌云最为浓厚，喷发的物质黏性最大，一种极度灼热细灰和较粗的岩石碎片，混合著炽热的气体，合成一种乳汁状的物质，猛烈的向上冲去，形成白热光芒的云，此即著名的皮连云，亦叫做火山云。云中物质极不稳定，黏性亦大，等到积聚稍厚，上浮力 ㄗ洛H继续支持它们在空中漂浮，加上重力的作用，乃以极大速度向下坠落，任何生物触及均将死亡。

1主量元素

地球化学研究资料表明，地壳中所有的元素，几乎在岩浆岩中都存在，只不过其含量不同，含量最多的是0、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti等元素。这些元素常称为主量元素（major element）或常量元素、主要元素，其总量占岩浆岩总质量的98%以上，其次为P、H、N、C、Mn等。氧的含量最高，占岩浆岩质量的46%以上。岩浆岩的化学成分，常常以氧化物的质量分数来表示（wB，%），岩浆岩中主量元素的含量一般大于01%。

根据大量统计资料，岩浆岩的平均化学成分如表1-2所示。岩浆岩主要由SiO2、A1203、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O和H2O等九种氧化物组成，占岩浆岩总质量的98%以上，其含量变化范围是：SiO2为34%～75%，少数可达80%; A12O3为10%～20%，在纯橄岩中较低；MgO为1%～45%,CaO为0～10%，在某些基性岩中（如高铝玄武岩）可达16%以上，铁的氧化物的变化范围为1%～10%，其中FeO一般高于Fe2O3,Na20一般岩石含量为0～10%，在某些纯霞石岩中可高达20%; K2O在白榴岩中可高达20%，但一般岩石中其含量不大于10%，且常低于Na2O的含量。H2O的含量在正常岩浆岩中一般不高于2%，大于2%者常是次生变化所引起的。

表1-2 典型岩浆岩的平均化学成分和矿物成分（%）

续表

（引自Best,2003）

SiO2是最重要的一种氧化物，它是反映岩浆性质和直接影响岩浆岩矿物成分变化的主要因素。因此，根据SiO2的含量，将岩浆岩划分为四大类：

超基性岩类（SiO2<45%）

基性岩类（SiO245%～53%）

中性岩类（SiO253%～66%）

酸性岩类（SiO2>66%）

岩石的酸性程度就是指SiO2含量高低，SiO2含量高，称岩石的酸性程度高、基性程度低；反之称为酸性程度低、基性程度高。岩浆岩中各种氧化物之间的关系十分密切，显示出有规律的变化（图1-2）。可以看出，随着SiO2含量的增加，各种氧化物的含量作有规律的变化：①随着SiO2含量的增加，FeO和MgO逐渐减少，而K2O、Na2O则渐趋增加；②CaO和Al2O3在纯橄岩中含量很低，但在辉石岩、辉长岩中则随SiO2含量的增加而增加，尤其后者更为显著，而后随着SiO2含量的增加又逐渐降低。上述的变化规律与岩石的矿物组成也是统一的。此外，岩石中SiO2含量的多少也称为岩石中SiO2的饱和度，其高低决定了岩石的矿物组合特征（见后续介绍）。

全碱含量（Na2O+K2O）是另一重要的含量指标。为衡量碱度与SiO2含量之间的关系，引入了表示岩石碱性程度高低的里特曼指数（Rittmann index，σ）：

图1-2 钙碱性岩石中主要氧化物含量随SiO2含量变化图

（据邱家骧，1985）

岩石学（第二版）

以上计算中直接带入分析测试获得的某一岩石的主量元素的结果，去掉百分号直接带入计算，需注意SiO2含量＜43%的超基性岩石不进行此计算。按照获得的σ的大小，划分出岩石碱性高低的三个系列，分别是钙碱性岩系列（σ＜33）、碱性岩系列（σ＝33～9）和过碱性岩系列（σ＞9）。这三个岩石系列对应着不同的矿物组合。

此外，主量元素中Al2O3的含量也具有重要意义，控制了含Al2O3矿物的共生组合关系。

2微量元素和同位素

岩浆岩中除含有上述的主量元素外，还含有许多微量元素，也称痕量元素（trace element）。一般微量元素的含量很低，常用单位为ppm或者10-6。微量元素有多种分类方法。例如，一般分为微量元素（Li、Rb、Cs、V、Co、Ni、Cr、Zr、Hf、Nb、Ta等）和稀土元素（La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y）。按照元素在岩浆作用中选择性行为，又可以分为相容元素（compatible element，优先进入矿物相）和不相容元素（incompatible element，优先进入部分熔融的熔体中）。在矿床学研究中可以分为高温成矿元素、金属成矿元素、铂族元素等。

在岩浆岩中这些微量元素可以通过各种地质作用富集成矿，如与钠质酸性岩、碱性岩有关的Li、Be、Rb、Cs、Y、Ti、Zr、Ce和F等；与一定化学类型的超基性岩关系密切的有Cr、Ni、Co、Pt等贵金属元素；与花岗伟晶岩关系十分密切的稀有放射性元素如Nb、Ta、Zr、Hf、Th、U等。

此外，岩浆岩中还含有多种放射性同位素（radioactive isotope）和稳定同位素（stable isotope），它们与微量元素一起作为地球化学研究的主要对象，用以研究岩浆的形成、演化过程，探索岩石源区的特征和岩石成因，应用放射性同位素进行定年和地球化学示踪等，在后续的地球化学等课程中会有更多的介绍。

1造岩矿物

岩浆岩除少数由玻璃质组成外，都是由矿物组成的。矿物成分既可反映岩石的化学成分，又可反映岩石的特征和成因，并常作为岩浆岩分类、定名的主要依据。组成岩浆岩的矿物，一般统称为造岩矿物(rock-forming minerals)。常见的造岩矿物只有十多种，如表1－1所列。

表1－1 常见岩浆岩平均矿物成分(%)

(据Larsen，1964)

从表1－1可知，除了纯橄榄岩之外，各类岩浆岩中长石分布最广，其次是石英，因此这两种矿物是岩浆岩鉴别和分类的重要依据。

根据造岩矿物的含量及其在岩浆岩分类和命名中所起的作用，可将它们分类为主要矿物、次要矿物和副矿物三类。

主要矿物(essential mineral) 是岩石中含量较多的矿物，一般都在10%以上。它们是划分岩石大类的依据。如花岗岩中的钾长石和石英，其含量很低或不含时就不能定名为花岗岩。

次要矿物(subordinate mineral) 是岩石中含量不多的矿物，一般都在10%以下。它们对划分岩石大类不起作用，但可作为确定岩石种属的依据。如石英闪长岩中的石英，黑云母花岗岩中的黑云母。由此可见，同种矿物在不同的岩石中随着含量的多少变化，它们可以是主要矿物，也可以是次要矿物。

副矿物(accessory mineral) 是岩石中含量很少的矿物，通常不到1%，偶尔可达5%，如磷灰石、磁铁矿、榍石、锆石等。它们在岩石的分类和命名中一般不起作用，但偶尔可用作定种属名称，如榍石花岗岩。副矿物能反映岩浆岩的含矿性和生成条件等方面的特征，对确定岩浆岩形成的时代也可提供某些依据。

2造岩矿物的成因类型

岩浆岩中的造岩矿物都是随着岩浆的物理化学条件的改变而先后结晶出来的，形成之后还会随着物理化学条件的改变而变化。因此，按照岩浆岩中矿物的形成阶段和形成时的物化条件，将矿物分为如下成因类型:

岩浆矿物(magmatic mineral) 是岩浆冷凝过程中所形成的矿物，也称原生矿物。其中由岩浆中直接结晶出的矿物叫做正岩浆矿物(orthomagmaticmineral)，如橄榄岩中的橄榄石，火山岩中的透长石斑晶等。先生成的正岩浆矿物可与残浆发生反应而形成新矿物，这种新矿物叫做反应矿物(reaction mineral)，如橄榄石受到残浆的反应而生成的辉石。如果这种反应进行得不彻底，原来的矿物还有部分残留则叫做残余矿物(relict mineral)，如具反应边的辉石内部的橄榄石。

岩浆期后矿物(post-magma mineral) 是岩浆已基本凝固之后，由于受残余流体影响而形成的矿物。它们往往可交代岩浆矿物或充填于矿物空隙中。其中包括一些气成矿物，如电气石、萤石、黄玉等;也包括一些自变质矿物，如橄榄石变成的蛇纹石，斜长石钠黝帘石化形成的钠长石、黝帘石和绿泥石等。

成岩矿物(diagenetic mineral) 岩浆完全凝固成岩后，由于物化条件的改变，原来处于高温下稳定的矿物就变得不稳定，向着更稳定的状态转变，而形成一些新矿物，如火山岩中的高温β－石英转变成低温α－石英，透长石转变成正长石等。

他生矿物或混染矿物(allothigeni cmineral，contamination mineral) 是岩浆同化或捕虏围岩而形成的一些岩浆中难以晶出的矿物，如花岗岩浆同化泥质岩石后形成的铁铝榴石、堇青石、红柱石等，这类矿物常分布于岩体的边部。

次生矿物(secondary mineral) 岩石在表生作用下形成的新矿物，又称表生矿物，如长石在表生作用下形成的粘土矿物等。

根据矿物的颜色还可将矿物分为浅色矿物(leuco mineral)和暗(深)色矿物(mela minerals)两类。常见的浅色矿物，如石英、长石类和似长石类等，它们的化学成分中含SiO2和Al2O3较高，不含镁、铁成分，故又称硅铝矿物(salic mineral)。暗色矿物，如橄榄石类、辉石类、角闪石类和黑云母类等，它们的化学成分中富含镁、铁成分，SiO2含量较低，故又称铁镁矿物(ferromagnesian mineral)。暗色矿物在岩石中的百分含量称为岩石的色率(colour index)，又称颜色指数。它是肉眼鉴定岩石的重要指标，可大致判断岩石的类别和推知岩石的化学性质。就钙碱性岩石(这是表示岩浆岩系列碱性程度的术语，见岩浆岩的分类一节)来说，色率越高，岩石越基性。表1－1最后一行列出了不同大类岩石的色率。

1暗色矿物随FEO MGO含量减少而减少

2随SIO2含量的增加 斜长石由基性变为酸性 钾长石含量逐渐增多

3随SIO2饱和程度增加 石英从无到有 当SIO2达到过饱和时可出现大量石英

4随碱质含量的增加 出现碱性长石 副长石和碱性暗色矿物,10,