溢出地標(biāo)的熔巖流
生活在科技時(shí)代的人們已經(jīng)在電視等媒體上看到過噴涌的巖漿,知道巖漿巖是由巖漿直接冷凝形成的。巖漿的英文名字是“Magma”, 這個(gè)單詞的原義是形容一種類似于"稀糊狀混合物"的物體。巖漿的概念在1872年最早提出,直到逐步深入完善并得到公認(rèn),實(shí)際上經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的反復(fù)實(shí)踐、驗(yàn)證和認(rèn)識(shí)過程。目前比較公認(rèn)的看法,認(rèn)為巖漿是由地殼和上地幔中形成的,以硅酸鹽為主要成分的熾熱、粘稠、富含揮發(fā)份的熔融體。
巖漿主要由硅酸巖和一些揮發(fā)份組成。SiO2是硅酸鹽的主要成分,它與Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O等其他氧化物結(jié)合,組成各種不同的硅酸鹽礦物。其中,SiO2的含量是劃分巖漿巖大類的主要因素。SiO2含量高,酸性程度也隨之升高。
黑龍江五大連池的石海
人們親眼看到很多溢出到地表的熔巖流,它們應(yīng)該很接近巖漿的成分,但是當(dāng)巖漿噴出地表時(shí),象水蒸汽、CO2、SO2、CO、N2等揮發(fā)份會(huì)大量逸散,特別是水蒸汽在揮發(fā)份中占的比重很大,約占總量的60-90%。而巖漿噴出時(shí),首先噴出的是揮發(fā)份。因此,確切地說,巖漿巖是由失去了大量揮發(fā)份的巖漿固結(jié)形成的。
熾熱的巖漿溫度可以利用噴出的熔巖直接測(cè)定,熔巖的溫度因?yàn)閹r漿成分不同而有些差別;缘男鋷r漿溫度最高,可達(dá)1000-1300℃,酸性的流紋巖漿溫度最低,大約為700-900℃。不過,在地表常壓下測(cè)定的溫度,因?yàn)閾]發(fā)份的散失,并不能完全代表地下深處巖漿的真實(shí)溫度,通常在地表測(cè)得的溫度要相對(duì)高些。巖漿的溫度還可以用熔融巖石和結(jié)晶模擬實(shí)驗(yàn)的方法、巖漿中包裹體測(cè)溫的方法以及地質(zhì)溫度計(jì)和地質(zhì)壓力計(jì)計(jì)算方法來間接獲得。
巖漿巖主要有侵入和噴出兩種產(chǎn)出情況。侵入在地殼一定深度上的巖漿經(jīng)緩慢冷卻而形成的巖石,稱為侵入巖。侵入巖固結(jié)成巖需要的時(shí)間很長(zhǎng)。地質(zhì)學(xué)家們?cè)鲞^估算,一個(gè)2000米厚的花崗巖體完全結(jié)晶大約需要64000年;巖漿噴出或者溢流到地表,冷凝形成的巖石稱為噴出巖。噴出巖由于巖漿溫度急聚降低,固結(jié)成巖時(shí)間相對(duì)較短。1米厚的玄武巖全部結(jié)晶,需要12天,10米厚需要3年,700米厚需要9000年。可見,侵入巖固結(jié)所需要的時(shí)間比噴出巖要長(zhǎng)得多。
玄武巖的氣孔
黏度也是巖漿很重要的性質(zhì)之一,它代表著巖漿流動(dòng)的狀態(tài)和程度。巖漿中SiO2的含量對(duì)黏度影響最大,其次是Al2O3,Cr2O3,它們的含量增高,巖漿黏度會(huì)明顯增大。酸性巖中SiO2,Al2O3的含量很高,因此,黏度也最大;溶解在巖漿中的揮發(fā)份可以降低巖漿的黏度、降低礦物的熔點(diǎn),使巖漿容易流動(dòng),結(jié)晶時(shí)間延長(zhǎng);此外,巖漿的溫度高,黏度相應(yīng)變小;巖漿承受的壓力加大,巖漿的黏度也增大。
偉晶巖
在巖漿從上地幔或地殼深處沿著一定的通道上升到地殼形成侵入巖或噴出到地表形成噴出巖的過程中,由于溫度、壓力等物理化學(xué)條件的改變,巖漿的性質(zhì)、化學(xué)成分、礦物成分也隨之不斷地變化,因此,在自然界中形成的巖漿巖是多種多樣、千變?nèi)f化的,如基性巖、中性巖、酸性巖,還有堿性巖、碳酸鹽巖等巖類,也充分說明了巖漿成分的復(fù)雜多樣性。
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