變質(zhì)作用與巖漿作用的區(qū)別
變質(zhì)作用與巖漿作用的區(qū)別
小伙伴們知道什么是巖漿作用?什么是變質(zhì)作用嗎?兩者雖然都是地殼運(yùn)動(dòng)的作用方式，但還是有所差別?下面就讓學(xué)習(xí)啦小編來為大家分別介紹一下吧，希望大家喜歡。
變質(zhì)作用與巖漿作用的區(qū)別
變質(zhì)作用先已存在的巖石(包括巖漿巖、沉積巖和先形成的變質(zhì)巖)受物理?xiàng)l件和化學(xué)條件變化的影響,改變其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物成分,成為一種新的巖石的轉(zhuǎn)變過程;一般形成變質(zhì)巖,如大理巖(由灰?guī)r變質(zhì)而來)、板巖(由泥巖變質(zhì)而來)等.
巖漿作用就是當(dāng)巖漿產(chǎn)生后,在通過地幔或地殼上升到地表或近地表的途中,發(fā)生各種變化的復(fù)雜過程;一般形成巖漿巖,如花崗巖、玄武巖等.
一、巖漿作用
通過對(duì)火山的觀察、巖漿巖的研究和地球物理資料的分析認(rèn)為，在地殼深部或上地幔的局部地段中存在一種熾熱的、粘度較大并且富含揮發(fā)分的硅酸鹽熔融物質(zhì)。這種處在1 000度左右高溫下的物質(zhì)在常壓下將呈液態(tài)，但在幾千兆帕斯卡的壓力下很可能處于潛柔狀態(tài)，具有極大的潛在膨脹力。一旦構(gòu)造運(yùn)動(dòng)破壞了地下平衡使局部壓力降低時(shí)，熾熱物質(zhì)立刻轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，同時(shí)體積膨脹形成巖漿?？梢姡瑤r漿(magma)是在地殼深處或上地幔形成的、以硅酸鹽為主要成分的、熾熱、粘稠并富翁揮發(fā)分的熔融體。
巖漿形成后，沿著構(gòu)造軟弱帶上升到地殼上部或噴溢出地表.在上升、運(yùn)移過程中。由于物理化學(xué)條件的改變，巖漿的成分又不斷發(fā)生變化，最后冷凝成為巖石，這一復(fù)雜過程稱為巖漿作用(magmatism)，所形成的巖石稱為巖漿巖(magmanc rock)。根據(jù)巖漿是侵入地殼之中或是噴出地表，巖漿作用可分為侵入作用和噴出作用;相應(yīng)地，所形成的巖石分別稱為侵入巖和噴出巖(或火山巖)。
根據(jù)SiO2含量，巖漿可分為四種基本類型，即酸性巖漿(SiO2>65%)、中性巖漿(52%～65%)、基性巖漿(45%～52%)和超基性巖漿(<45 %)。隨著Si02含量減少，巖漿中MgO、FeO含量增多，巖漿的顏色加深，相對(duì)密度增大，粘度變小。
噴出作用
(-)火山噴發(fā)現(xiàn)象與噴發(fā)類型
噴出作用又稱為火山作用(volcanism)。火山噴發(fā)過程極為復(fù)雜，在不同地區(qū)以及不同的巖漿作用階段，所噴出的物質(zhì)和噴發(fā)類型備不相同。有的噴發(fā)很平靜，巖漿沿裂隙通道上升，緩慢地流出地表，邊流動(dòng)邊冷凝;有的非常強(qiáng)烈，巖漿噴出時(shí)具有猛烈的爆炸現(xiàn)象，可將大量的氣體、巖漿團(tuán)塊和固體碎屑噴射到火山口以外，在火山口上空形成巨大煙柱。 1985年11月13日，哥倫比亞托馬利省一座沉睡了400年的內(nèi)瓦多德爾魯伊斯火山突然爆發(fā)，周圍幾個(gè)城鎮(zhèn)被七八米厚的巖漿、石塊和火山灰掩埋，造成兩萬多名居民死亡。我國較晚的一次大規(guī)模火山活動(dòng)是黑龍江省德都縣五大連池的火山噴發(fā)，始于1719年，l 720～1721年大量噴發(fā)，結(jié)果造成熔巖阻塞白河河道，集水形成五個(gè)相互聯(lián)系的堰塞湖，即五大連池。
隨著地球演化和地殼加厚，火山活動(dòng)有逐漸減弱的趨勢(shì)。根據(jù)火山活動(dòng)的時(shí)間，可將火山分為：死火山，即人類歷史以來不再活動(dòng)的火山;休眠火山，是在人類歷史上曾有過活動(dòng)而近百年來停止活動(dòng)的火山;活火山，是現(xiàn)在正在活動(dòng)或近百年來有過活動(dòng)的火山。死火山也有可能再度活動(dòng)而變?yōu)榛罨鹕?。我國臺(tái)灣屏東縣的鯉魚山火山(1980年7月7日爆發(fā))即為活火山。
由于巖漿的化學(xué)成分、物理性質(zhì)、火山通道的形狀及噴發(fā)環(huán)境等的不同，因此，噴發(fā)類型是多種多樣的。按火山通道的形狀，可分為裂隙式噴發(fā)和中心式噴發(fā)。
l. 裂隙式噴發(fā)(fissure eruption)
巖漿沿一個(gè)方向的大斷裂或斷裂群上升，噴溢出地表，稱為裂隙式噴發(fā)。這種噴發(fā)火山口不呈圓形，而是長(zhǎng)達(dá)數(shù)十公里以上的斷裂帶，或者火山口沿?cái)嗔褞С纱闋钆帕?，往下可連成墻狀通道。裂隙式噴發(fā)以粘性小、流動(dòng)性大的基性熔漿為主，多表現(xiàn)為沿裂隙緩慢溢出，然后沿地面向各個(gè)方向流動(dòng)而形成熔巖被，面積可達(dá)幾十萬平方公里，厚達(dá)幾百米甚至超過千米。在地質(zhì)歷史早期，由于地殼較薄，因而火山噴發(fā)以裂隙式為主?，F(xiàn)代或近代裂隙式噴發(fā)主要局限在大洋中脊和大陸裂谷帶上。大洋中脊上的裂谷，是全球規(guī)模的張裂系統(tǒng)，由于其反復(fù)裂開和玄武質(zhì)巖漿的噴發(fā)與充填，構(gòu)成了洋殼的一部分。大陸上的裂隙式噴發(fā)，如四
川峨眉山二疊紀(jì)玄武巖，覆蓋了四川、云南、貴州3省交界的廣大地區(qū)。
2. 中心式噴發(fā)(central eruptton)
噴發(fā)物沿火山喉管噴出地面，平面上成點(diǎn)狀噴發(fā)，稱為中心式噴發(fā)?；鹕胶砉芏辔挥趦山M斷裂的交叉點(diǎn)上。這種噴發(fā)是中、新生代以至現(xiàn)代火山活動(dòng)的主要方式，可能是由于地殼逐漸加厚、壓力增大，多數(shù)情況下巖漿只能沿著斷裂交叉處形成的通道往上運(yùn)移的緣故。中心式噴發(fā)常伴隨有強(qiáng)烈的爆炸現(xiàn)象，除噴出大量氣體外，還噴出大量碎屑物質(zhì)，最后溢出熔漿。按照爆炸的強(qiáng)弱程度，可將中心式噴發(fā)分為猛烈式、寧靜式和遞變式3種。
猛烈式又稱培雷式，以猛烈爆炸的形式出現(xiàn)，具突然性特點(diǎn)，會(huì)給入類帶來巨大災(zāi)難。這種噴發(fā)以中酸性巖漿為主，由于其含氣體多、粘性大、流動(dòng)慢、冷凝快，因此常在火山喉管中凝固，像“塞子”一樣堵住火山通道。隨著下部巖漿的不斷聚積，內(nèi)部壓力積累得極為強(qiáng)大，當(dāng)壓力大于“塞子”阻力時(shí)，就會(huì)發(fā)生驟然的猛烈爆炸(圖7.1)。巖石被炸碎，大量氣體、巖屑和巖漿團(tuán)塊噴向天空，然后再降落到火山口周圍堆積。這類火山以西印度群島上的培雷火山為代表。1902年5月8日，培雷火山突然爆發(fā)，山腳下一座海岸城市圣皮爾，在幾分鐘內(nèi)被灼熱的火山灰流所毀滅，28 000名居民除兩人外全部遇難。
寧靜式又稱夏威夷式，以寧靜地溢流出熾熱熔漿為其特點(diǎn)，無爆炸現(xiàn)象。熔漿以基性為主，具有含氣體少、粘度小、流動(dòng)快的特點(diǎn)。以夏威夷群島的火山為此類代表。該島上的莫納羅亞火山是世界上最大的活火山，它的熔漿溢出十分寧靜，以致人們可到現(xiàn)場(chǎng)觀看。
遞變式是以猛烈式和寧靜式有規(guī)律地交替噴出為特點(diǎn)，多數(shù)火山屬于這種類型。通常是先猛烈噴發(fā)，噴出大量氣體和巖屑，隨后轉(zhuǎn)為寧靜地溢流出熔漿，反復(fù)交替出現(xiàn)。著名的意大利維蘇威火山屬于這種類型，該火山噴發(fā)具有明顯的周期性。
由于巖漿性質(zhì)和氣體數(shù)量的變化，可造成一座火山在不同時(shí)期屬于不同的噴發(fā)類型，如早期為猛烈式，后期為寧靜式，以后又變?yōu)槊土沂?，出現(xiàn)周期性的更替。
二、變質(zhì)作用
變質(zhì)作用(metamorphism)是指在地下特定的地質(zhì)環(huán)境中，由于物理、化學(xué)條件的改變，使原有巖石基本上在固體狀態(tài)下發(fā)生物質(zhì)成分與結(jié)構(gòu)、構(gòu)造變化而形成新巖石的地質(zhì)作用。由變質(zhì)作用所形成的新巖石稱為變質(zhì)巖。變質(zhì)作用的原巖可以是沉積巖、巖漿巖及變質(zhì)巖，它們?cè)谛纬蓵r(shí)與當(dāng)時(shí)的物理、化學(xué)條件之間處于平衡或穩(wěn)定狀態(tài)，但是這種平衡和穩(wěn)定狀態(tài)都是相對(duì)的和暫時(shí)的，一旦它們所處的物理、化學(xué)條件發(fā)生變化，原有平衡就會(huì)遭到破壞，原巖便被改造成為在新的環(huán)境中穩(wěn)定的巖石。例如，在地表淺海環(huán)境中形成的石灰?guī)r，如果處于地下較高溫的條件下，它將會(huì)轉(zhuǎn)變成為大理巖。
促使沉積物轉(zhuǎn)變成為沉積巖的成巖作用，通常也是在地下一定深度和一定的溫度、壓力等條件下進(jìn)行的，它與變質(zhì)作用有相似之處，但成巖作用所要求的深度、壓力和溫度都較小，在作用的過程中物質(zhì)發(fā)生的變化不十分明顯;而變質(zhì)作用所要求的溫度與壓力較高、深度較大，在作用過程中原巖變化顯著。一般來說，成巖作用的溫度小于150～200℃，圍壓低于100～200MPa;而變質(zhì)作用則要高于這一數(shù)值。因此，可以說成巖作用與變質(zhì)作用具有過渡關(guān)系。變質(zhì)作用雖與溫度有重要關(guān)系，但溫度并未使原巖熔融，即原巖基本上在固態(tài)下發(fā)生變質(zhì)，一旦溫度高到使原巖熔融，那么，就進(jìn)入到了巖漿作用的范疇，因此變質(zhì)作用與巖漿作用從發(fā)展上來看也是有聯(lián)系的。對(duì)于大多數(shù)巖石來說，變質(zhì)作用的高溫界限大致為700～900oC。
變質(zhì)作用的因素與方式
(-)引起變質(zhì)作用的因素
引起變質(zhì)作用的主要因素是溫度、壓力及化學(xué)活動(dòng)性流體。
1.溫度
溫度往往是引起巖石變質(zhì)的主導(dǎo)因素。它可以提供變質(zhì)作用所需要的能量，使巖石中礦物的原子、離子或分子具有較強(qiáng)的活動(dòng)性，促使一系列的化學(xué)反應(yīng)和結(jié)晶作用得以進(jìn)行;同時(shí)溫度增高還可使礦物的溶解度加大，使更多的礦物成分進(jìn)入巖石空隙中的流體內(nèi)，增強(qiáng)了流體的滲透性、擴(kuò)散性及化學(xué)活動(dòng)性，促進(jìn)了變質(zhì)作用的過程。變質(zhì)作用的溫度范圍可由150～200o C直到700～900oC。
導(dǎo)致巖石溫度升高的主要原因有：①巖漿的侵入作用使其圍巖溫度升高;②當(dāng)?shù)貧\部的巖石進(jìn)入更深部時(shí)，由于地?zé)嵩鰷厥乖瓗r的溫度升高;③由深部熱流上升所帶來的熱量使巖石的溫度升高;④巖石遭受機(jī)械擠壓或破裂錯(cuò)動(dòng)時(shí)由機(jī)械能轉(zhuǎn)化的熱量使巖石的溫度升高，這種熱量一般較小或較局限。
2.壓力
壓力也是變質(zhì)作用的重要因素，根據(jù)壓力的性質(zhì)可分為靜壓力和動(dòng)壓力。
靜壓力 又稱圍壓，是由上覆巖石的重量引起的壓力。它具有均向性，并且隨著深度增加而增大。靜壓力的作用在于使巖石壓縮，導(dǎo)致礦物中原子、分子或離子間的距離縮小，促使礦物內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變，形成密度大、體積小的新礦物。如紅柱石(Al2SiO5)是在壓力較低的環(huán)境下形成的，相對(duì)密度為3.1～3.2 g/cm3，當(dāng)靜壓力增大時(shí)，它可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)成分相同、但分子體積較小的藍(lán)晶石(Al2SiO5)，其相對(duì)密度為3.56～3.68 g/cm3。
動(dòng)壓力 是由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的定向壓力。由于動(dòng)壓力只存在于一定的方向上，因而使得巖石在不同方向上產(chǎn)生了壓力差。這種壓力差在變質(zhì)作用中有著十分重要的意義。它可以引起礦物的壓溶作用，即在平行動(dòng)壓力方向上溶解較強(qiáng)，物質(zhì)遷移到垂直動(dòng)壓力方向上沉淀，導(dǎo)致原巖發(fā)生礦物的重新分異與聚集，造成礦物定向排列;也可以使原巖破碎或產(chǎn)生變形，從而改造了原巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造。
3.化學(xué)活動(dòng)性流體
化學(xué)活動(dòng)性流體是指在變質(zhì)作用過程中存在于巖石空隙中的一種具有很大的揮發(fā)性和活動(dòng)性的流體。這種流體的組分以H2O及CO2為主，并包含有多種其它易揮發(fā)物質(zhì)及其溶解的礦物成分。在地下溫度、壓力較高的條件下，這種流體常呈不穩(wěn)定的氣——液混合狀態(tài)存在，因而具有較強(qiáng)的物理化學(xué)活動(dòng)性，在變質(zhì)過程中起著十分重要的作用。
化學(xué)活動(dòng)性流體可以促使礦物組分的溶解和遷移，引起原巖物質(zhì)成分的變化;而且，這種流體作為固體與固體之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的媒介具有極重要的意義，因?yàn)楣腆w之間的化學(xué)反應(yīng)涉及到物質(zhì)組分的交換，如果沒有流體媒介，這種反應(yīng)是極其緩慢的;同時(shí)，流體本身也積極參與了變質(zhì)作用的各種化學(xué)反應(yīng);此外，流體的存在還會(huì)大大降低巖石的重熔溫度，使變質(zhì)作用的高溫界限變低。
化學(xué)活動(dòng)性流體具有多種來源。其中包括巖石空隙中原已存在的孔隙水、變質(zhì)過程中從礦物結(jié)構(gòu)中析出的H2O及CO2等揮發(fā)性物質(zhì)、從巖漿中分離出的揮發(fā)性組分以及從地下深處分異上升的深部熱液等。
必須指出，上述各種變質(zhì)作用因素常常是互相配合、共同改造巖石的。但是，在不同的情況下起主要作用的因素會(huì)有所不同，因而變質(zhì)作用也相應(yīng)地顯示出不同的特征。
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