高级岩浆岩石学复习题 答案

一、岩浆岩的成因

1．岩浆岩成因包括哪两个基本过程？什么是原生岩浆和演（进）化岩浆？什么是部分熔融？固体地幔与地壳发生部分熔融产生原生岩浆的基本原因是什么？

岩浆岩成因包括岩浆的起源与演化。

岩浆的起源：在合适的温压条件下地壳或上地幔发生部分熔融，产生原生岩浆的作用过程。

岩浆的演化：就是原生岩浆通过各种作用派生为多种多样进化岩浆及岩浆岩的过程。

其中主要发生了分异作用，岩浆混合作用和同化混染作用。

原生岩浆：是由地幔或地壳岩石经熔融或部分熔融作用形成的成分未发生变异的岩浆

进化岩浆：经分异作用产生的派生岩浆又可成为进化岩浆

导致固体地幔/地壳发生部分熔融的基本原因

（1）地温异常：由于软流圈上隆、地幔柱上升、或板块俯冲引起地温异常，超过源岩的固相线温度（即起始熔融温度）。

（2）挥发份的加入：由于挥发份的加入使源岩的固相线温度降低。三种体系。

（3）压力改变：由于地幔对流、拆沉、去根作用或大断裂诱发的减压熔融；在某些情况下，增压也可以引起部分熔融，增压熔融。

2．控制原生岩浆类型与成分的主要因素有哪些？

（1）源岩及源区的性质和组成；

（2）起源温度与熔融程度；

（3）起源压力与深度；

（4）挥发份的类型及含量

3．岩浆的三大源区指的是什么？这些不同源区分别能产生哪些岩浆？

（1）地幔岩浆：各类玄武岩浆（碱性玄武岩浆、拉斑玄武岩浆），金伯利岩浆、碳酸岩浆。

（2）陆壳岩浆：花岗岩类岩浆

（3）俯冲洋壳：埃达克岩浆、钙碱性或岛弧拉斑质岩石组合（玄武岩——玄武安山岩——安山岩——英安岩——流纹岩）

4．解释相图中以下名词：固相线温度与固相线矿物，液相线温度与液相线矿物，熔融

区间

固相线温度：物体开始由固态变为液态的最低温度

固相线矿物：是指与固相线的岩浆平衡共生的矿物

液相线温度：物体部分熔融到最后一个矿物结束熔融时的温度

液相线矿物：是指与液相线的岩浆平衡共生的矿物(从理论上讲,矿物的数量为无穷小) 熔融区间：物体它的熔化温度是在一个范围进行的，即由开始熔化温度和熔化终了温度组成，这个区间叫做熔融区间。

5.什么是岩浆的演化？什么是母岩浆和派生岩浆（子岩浆）？母岩浆与原生岩浆是否为同义词？岩浆演化的主要机制是什么？什么是岩浆分异作用，又可进一步分为哪些作用？什么是同化混染作用？什么是岩浆混合作用，与同化混染作用有何区别？

答：岩浆演化：就是原生岩浆通过各种作用派生为多种多样进化岩浆及岩浆岩的过程。

母岩浆是能够通过各种作用（分异作用、同化作用、混合作用等）产生派生岩浆的独立的液态岩浆。

派生岩浆（derivative magma）由原生岩浆或原始岩浆(母岩浆)经同化作用、混合作用、分离结晶作用后所派生出来的岩浆。

原生岩浆可以成为母岩浆，但母岩浆不一定是原生岩浆。

岩浆演化机制主要有:

1.岩浆分异作用：又可分为:

结晶分异作用（分离结晶作用）

扩散作用

液态不混溶作用

气运作用、压滤-扩容作用等

2.同化混染作用

3.岩浆混合作用

分异作用是指原来成分均匀的岩浆，在没有外来物质加入的情况下，依靠本身的演化，最终产生不同组分的火成岩作用。

同化混然作用是指岩浆在上升或停留于岩浆房期间，除与围岩具有热交换外，还可

能与围岩发生物质交换，其结果是熔化围岩和捕掳体，或与其发生反应，从而使岩浆的成分发生变化的过程。

岩浆混合作用是由两种不同成分的岩浆以不同的比例混合，产生一系列过度类型岩浆的作用。

与同化混然作用相比，混合作用除受到两种岩浆热状态的影响外，还受到两种岩浆的相遇机制、密度差等的制约。

6.分离结晶作用与平衡结晶作用有什么不同？平衡结晶作用能否造成岩浆分异？

答：在岩浆结晶过程中，结晶的矿物相与熔体始终保持平衡，矿物成分均一，无环带矿物晶体形成，这称为平衡结晶作用。

分离结晶作用：岩浆冷却时，除硅酸盐矿物外，其他成分还易形成成分广泛变化的固溶体。在此情况下，岩浆中的某些成分较多的析出，形成晶体与岩浆不能保持平衡关系，岩浆就与晶体发生反应。岩浆与晶体的反应,可使岩浆的成分发生显著的变化，以致形成岩石的多样性。

能造成岩浆分异，只是总成分保持不变。

7.超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩的SiO2含量范围

答：超基性岩：橄榄岩、辉石岩（主要矿物成分橄榄石、辉石，SiO2含量<45）.

基性岩：(辉绿岩)、辉长岩（主要矿物成分拉长石、辉石、少量角闪石，SiO2含量45-52）。中性岩：(闪长玢岩)、闪长岩（主要矿物成分中长石、角闪石、黑云母，SiO2含量52-65）。酸性岩：(花岗斑岩)、花岗岩（主要矿物成分钾长石、钠长石、石英、黑云母，SiO2含量>65）。

8.碱性玄武岩类与拉斑玄武岩类基本区别是什么？各自又如何进一步划分？（用标准矿物Ne,Hy,Ol,Q）

碱性玄武岩：含霞石、橄榄石，只有一种辉石（cpx）

拉斑玄武岩：含紫苏辉石（可具橄榄石、石英），可以含有两种辉石（Cpx和Opx）

9.什么是岩浆岩系列？如何划分？

答：岩浆岩系列是指在一个岩石省(区)内共生在一起并有成因联系的一套岩浆岩岩石组合。岩浆岩系列划分为碱性系列和亚碱性系列，亚碱性系列进一步划分为钙碱性系列和拉斑性系列。

10.简述Ｉ-型、Ｓ-型、Ａ-型、Ｍ-型花岗岩的特点和形成时的构造环境。

根据花岗岩的物源，将其分为A型、S型、M型和I型花岗岩。

A型是非造山花岗岩，地幔玄武岩浆演化，或玄武岩浆上升后，与地壳混染或亏损地壳熔融的产物，主要见于非造山带和造山后；

S型是造山花岗岩，为经过风化的沉积岩熔融形成的岩浆产物，造山带的产物；

I型是造山花岗岩，为未经风化的火成岩熔融形成的岩浆产物，造山带的产物；

M型为地幔和地壳的混合型。

11.什么是埃达克岩？它与安山岩在成因上有何不同？

是钠质中酸性岩套(suite)

是据化学元素习性对岩石的描述和标设

它向钙碱性岩系演化是地球冷却的标志

以“高Ｓr低Ｙ”为主要微量元素特征定义中酸性岩石为埃达克岩，在岩石分类学上能否成立是值得商榷的。

①是一套火山侵入岩组合,并非单一岩石类型；②岩相变化较大,主要由安山质英安质流纹质岩石组成；③其地球化学特征,以w(SiO2)≥56%、w（Al2O3）≥15%、w(MgO)＜3%为特点。Y和重稀土元素含量较岛弧安山岩英安岩流纹岩要低,而Sr较高；④埃达克岩多不与玄武岩或玄武安山岩共生；⑤87Sr/86Sr＜0.7040。是岛弧环境下高铝高锶而贫重稀土元素的一种特殊岩石组合。

12.过碱性岩与强碱性岩的岩石化学标志与矿物学标志？

超基性岩大类：钙碱性系列的岩石是橄榄岩-苦橄岩类；偏碱性的岩石是含金刚石的金伯利岩；过碱性岩石为霓霞岩-霞石岩类和碳酸岩类。基性岩大类：钙碱性系列的岩石是辉长岩-玄武岩类；相应的碱性岩类是碱性辉长岩和碱性玄武岩。中性岩大类：钙碱性系列为闪长岩-安山岩类；碱性系列为正长岩-粗面岩类；过碱性岩石为霞石正长岩-响岩类。酸性岩类：主要为钙碱性系列的花岗岩-流纹岩类。

12.学习岩浆岩成因有什么意义？为什么说“岩浆岩成因机制的研究，是揭示岩浆作用与构造运动、深部过程之间内在联系的关键环节”？

1.火成岩及其所携带的深源岩石包体被当之无愧地称作探测地球深部的“探针”（lithoprobe）和“窗口”(window)。它们的时间坐标，为人们研究地球深部的演化过程提供了可能。

2.火成岩也是板块运动过程与大地构造事件的记录。通过火成岩的研究，可以恢复古板块构造格局，追溯大地构造演化历史。

3.对于满足人类对利用资源、保护环境、减轻灾害的需求，有着重要的意义。

14.为什么说“岩浆岩及其所携带的深源岩石包体是探测地球深部的‘探针’和‘窗口’”？它们可以提供哪些深部信息？

岩浆在上升的过程中，可以对它穿过的不同圈层的岩石进行采样，并带到地壳上部甚至地表。这些来自地球深部的“样品”叫做深源岩石“包体”(nodule)或“捕虏体”(xenolith)，它们可以提供地球内部、主要是上地幔与地壳的直接信息。于是，岩浆岩及其所携带的深源岩石包体就被形象地称作探测地球深部的“探针”和“窗口”。

反演壳幔的物质组成与结构，建立区域壳幔岩石学（柱状）剖面。

反演壳幔的热结构和热状态。

估算地壳厚度及岩石圈厚度，及其空间变化。

反演软流圈顶面埋深及起伏、软流圈的温度、压力、熔浆含量、物质状态等。

反演壳幔的氧化-还原状态。

反演壳幔深部流体特征，研究地幔交代作用。

记录壳、幔成分及上述各种性质随时间的变化，反演壳幔深部过程。

15.为什么说“岩浆岩是板块运动过程与大地构造事件的记录”？怎样正确进行岩石－构造组合分析？怎样通过火成岩的研究来恢复古构造格局，追溯大地构造演化历史？

从板块构造框架来看，有5种基本构造环境：分离性板块边界(如大洋中脊)、汇聚性板块边界(如俯冲带、碰撞带)、转换性板块边界(转换断层)、大洋板内(洋岛、海山等就是大洋板内环境的地貌单元)、大陆板内(如大陆裂谷)。岩浆作用便主要发生在这些板块边界和某种特定的板内环境。由于不同的构造环境具有不同的动力学条件、不同的岩浆源区特征和不同的热状态，影响着岩浆的起源和演化机制，因而对岩浆岩组合和地球化学特征具有制约作用，形成不同的岩浆岩一构造组合(或构造一岩浆类型)，进而又影响和制约着成矿作用，构成统一的构造一岩浆一成矿动力学体系。

各种岩浆岩一构造组合具有其独特的特征，通过岩石构造组合分析(或构造一岩浆分析)这个基本方法，就可以恢复古板块构造格局和历史。

原则：(1) 充分运用岩石构造组合，考虑区域地质背景。

(2) 全面考虑常量、痕量及稀土元素的特点，正确运用判别图解。

(3) 在构造复杂地区对构造-岩片的研究方法：先解析、后综合。

(4) 通过全面综合分析，再造构造格局、恢复演化历史。

1．简述不同构造环境的岩浆岩构造组合的主要特点。

（1）洋中脊岩浆岩组合的主要特征

主要岩石类型: N-MORB,E-MORB,T-MORB

很低K2O

亏损特征明显:

—很低87Sr/86Sr初始值(0.7035)

—(La/Yb)Nb比低, REE为平坦型

—亏损不相容元素

来源于亏损型地幔

E-MORB 及准洋脊型玄武岩问题

（2）洋岛岩浆岩组合的主要特征

为富集型的海洋岩浆岩组合。岩石类型为碱性玄武岩与富集型拉斑玄武岩及相应的侵入岩。富不相容元素，（La/Yb)N比可达10，87Sr/86Sr初始值较高,可达0.707。

玄武岩之上常为灰岩覆盖。

来源于富集型地幔，与地幔柱或超级地幔柱活动有关。

（3）俯冲带岩浆岩组合的主要特征

岩石类型为钙碱性系列及岛弧拉斑系列火山岩组合（B-BA-A-D-R）及钙碱性系列花岗岩类岩石组合。岩浆混合作用发育。

岩石中较高Al2O3, 低TiO2（在玄武岩中1%左右），亏损高场强元素（Nb,Ta,Zr,Hf)。

横跨岩浆弧方向显示成分极性。

岩浆弧类型的多样性：岛弧-陆缘弧；大洋岛弧-大陆岛弧；成熟岛弧-不成熟岛弧；压型岛弧-张性岛弧；滞后弧岩浆岩。

（4）碰撞带岩浆岩组合的主要特征

特征岩石：高铝花岗岩，尤其是含白云母花岗岩；高Al2O3、高SiO2、高K2O酸性火山岩。高87Sr/86Sr初始值，低Nd值，表明陆壳组分的显著贡献。

常与磨拉石建造相伴。

（5）碰撞后陆内岩浆岩组合的特征

特征岩石：高钾火山岩（H-CA到SHOSHONITE 系列）；大面积熔结凝灰岩；碰撞后（滞后型）弧火山岩等。

同位素、微量元素地球化学显示出陆壳组分对岩浆的明显贡献。

区域地质的综合分析表明为碰撞后陆内环境。

（6）大陆裂谷岩浆岩组合的主要特征

早期岩浆岩富碱、富不相容元素，随着裂谷的发展，碱度及富集程度逐渐降低，最后可达MORB（洋壳）。

常出现双峰式岩浆岩组合。

岩石呈对称分布：两侧老、富碱；中央新、贫碱。

2．哪些岩浆岩构造组合属于板内岩浆岩构造组合（包括大洋板内、大陆板内）？哪些属于分离性板块边界岩浆岩构造组合？哪些属于会聚性板块边界岩浆岩构造组合？

（1）洋岛岩浆岩组合、碰撞后陆内岩浆岩组合、大陆裂谷岩浆岩组合

（2）洋中脊岩浆岩组合

（3）俯冲带岩浆岩组合、碰撞带岩浆岩组合

3.岛弧与大陆边缘弧有何不同？

①大陆边缘弧,又称山弧—海沟型,在南美最典型.洋块俯冲到陆块下方,形成海沟,陆块受到冲击形成海岸山脉,即山弧，火山弧的大量火山-沉积岩增生在大陆边缘上，形成非常宽阔的增生带，但没有弧后盆地，只有前陆盆地和弧前盆地。

②岛弧型大陆边缘,即岛弧—海沟型,在西太平洋最典型,如日本岛弧—海沟等,特点是在冲击形成岛弧、俯冲形成海沟后,在岛弧后方,还会有弧后盆地,以日本为例,就是日本海.

4.洋中脊与大陆裂谷的岩浆岩构造组合有何不同？

大陆裂谷与大洋中脊具有类似的张应力构造环境，不过前者是发生在大陆地壳内，而后者是在大洋壳内形成，因而其岩浆岩组合就有明显的不同。大陆裂谷中的岩浆岩主要是以溢流玄武岩为主，并常有双模式的火山岩。

3．哪些岩浆岩构造组合在分布上具对称性？哪些具成分极性？

洋中脊和大陆裂谷岩浆岩组合在分布上具对称性

俯冲带岩浆岩组合在横跨岩浆弧方向和大陆裂谷在成分上具有极性

4．学习岩浆岩岩石学有何意义？（三个方面）

1.岩浆岩成因学（岩浆的起源与演化）

2.岩浆岩的地球动力学意义

（1）岩石探针（研究地球内部）

（2）大地构造的记录

3.岩浆岩石学在利用资源、改善环境、减轻灾害方面的意义

5.岩浆作用与岩浆岩对人类生活有什么影响？

首先，岩浆作用和岩浆岩与矿产资源的关系十分密切。

岩浆岩研究对石油、天然气的寻找和利用也有重要意义。

岩浆岩与水资源、土壤资源也有密切关系。

另一方面，岩浆活动在给人类带来众多宝贵资源的同时，也带来许多环境与灾害问题。5．研究岩浆岩及岩浆作用在保护生存环境、减轻自然灾害方面有何意义？

火山喷发向大气和海洋放出大量有害气体、烟尘、各种不同粒级的碎屑物及热量，对大气圈、水圈造成污染，影响海平面升降及海水温度，影响气候和生态。特别是巨大规模的、喷发柱达到平流层的火山爆发，对气候和生态的影响更是难以估量。巨大规模的火山喷发事件，被认为是生物群集绝灭的一个重要原因。在活火山集中的国家和地区，火山灾害对人类安全造成巨大威胁。对活火山及休眠火山进行监测，研究火山活动的规律，包括研究古火山对古环境的影响及古火山灾害发生的规律，对人类改善环境、减轻灾害非常重要。

6．简述“地球系统科学”的要点（“一、二、三”）。

地球系统科学，就是将地球当作一个统一的大系统，研究地球整体运动的规律及各圈层间的相互作用；

两大主题：地球动力学及全球气候变化；

三大基本任务是：在认识地球的基础上，开发资源、改善环境、减轻灾害。