颗粒之间二面角 （ dihedral angle (θ) ）的大小影响 熔体的连通性： 在c中，二面角大， 孤立的液滴
Illustration of the dihedral angle (θ) of melt droplets that typically form at multiple grain junctions. After Hunter (1987) In I. Parsons (ed.), Origins of Igneous Layering. Reidel, Dordrecht, pp. 473-504.
花岗岩质熔体源区判别(A/MF,C/MF为摩尔比值） (B图据Altherr et al.(2000, Lithos,50,51~73)
εNd(t)- εSr(t)图解
二、岩浆演化（分异） （Differentiation of Magmas)
46.7% （1）分散在 宽的范围内 53.3% 的样品聚积在 中心带内（2，3，4）
2、Why & Where：熔融原因和环境？
湿固 相线 干固 相线
-Increase T 升温 -Decrease P 降压 -Add Water 加水
（1）热的作用
温度随深度增加，俯冲板片被加热而发生熔融（火 成岩矿物的熔融温度一般为700o－1100oC) 在伸展背景下地幔对流（软流圈上涌），使上部岩 石加热 玄武岩浆底侵作用，导致 下地壳被加同化混染作用
主要是通过与固态高熔 点的围岩或捕掳体发生反 应，改造它们，而使得花 岗岩浆成分发生改变 如同化混染了含Fe、 Mg较高的围岩，可使岩 浆基性程度增高，可以形 成闪长岩或花岗闪长岩， 同化碳酸盐岩，由于Ca增 Si减，也可形成闪长岩或 花岗闪长岩。若花岗岩浆 同化了泥质岩，岩浆中Al 增加，可形成一些富Al矿 物，如安徽某花岗岩普遍 含红柱石。
Magmatic Differentiation: Magma Mixing
Why two magmas? Partial Melting of mantle and lower crust
Comingled basalt-Rhyolite Mt. McLoughlin, Oregon
Figure 11-8 From Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall
＝ 幔源岩浆分异 or 洋壳熔融并受到地幔楔交代
3) 埃达克岩 (adakite)
＝ 洋壳深俯冲后自身的部分熔融
残留： 改造后的洋壳 掉落到地幔深部
Conceptual framework of subduction factory， after Yoshiyuki, 2006, JMPS
用化学成分判断岩浆源区的例子： 熔融实验资料作出的判别图
湿 固 相 线
干 固 相 线
3、不同源区的产生的岩浆类型 地 幔：玄武岩浆、碧玄岩浆、霞石岩浆、苦橄岩浆、 科马提岩浆、金伯利岩浆、碳酸岩岩浆； 地 壳：花岗岩类； 俯冲带（地幔、洋壳、陆壳）： a.俯冲洋壳：由于脱水，产生含Si高的流体，产 生“ 安山岩浆 ”及埃达克岩(adakite)岩浆 b.地幔楔性区：从靠近大洋的岛弧拉斑玄武岩 (TH)，向大陆K增高，变成碱性玄武岩浆 c.陆壳：钙碱性I型花岗岩和酸性火山岩
Analyses of a global sample of 41,000 igneous rocks of all ages
自然界岩浆岩类型多种多样，产生这种多样性的原因？
Why igneous rocks and igneous rocks?
①岩浆的不同起源 →原生岩浆的多样性(不同源区， 不同熔融条件-温度、压力、挥发分） ②岩浆的复杂演化 →进化岩浆的多样性（同一种原生 岩浆又会变为不同的岩石） 岩浆主要通过以下作用而发生成分改变：分异、 同化混染、岩浆混合作用
gases can move independently and escape from the magma through the surrounding rock or via the magma itself.
（一）结晶分异作用（分离结晶） Fractional Crystallization

(二）同化混染作用Assimilation
1、玄武岩浆的同化作用
(1)玄武岩浆同化酸性岩(浆岩)：可以使岩浆成分变得更酸性， 并能促进玄武岩浆的分离结晶作用(降低了岩浆温度，并 且结晶加速) (2)同化泥质岩(含Al高)：以Al2O3和SiO2为主的岩石 透辉石＋Al2O3＋SiO2==An＋Py 这样就可以形成苏长岩，因此有人认为苏长岩是同化混染 作用形成的。
部分熔融（partial melting)： 岩石中仅部分矿物 发生熔融 在加热过程中，具有最低熔融温度的矿物首先熔 融； 在冷凝过程中具最低熔融温度的矿物最后结晶； 部分熔融体是富硅（SiO2)的,未熔的残余是富 FeO,MgO的； 大洋（玄武岩）地壳是由贫硅的地幔岩部分熔融 形成的； 部分熔融形成的岩浆会聚积和迁移进入岩浆房 （分凝和上升作用）
This is probably a relatively minor effect
Differenciation分异作用

Always towards high SiO2 contents向富硅方向 Depending on the initial composition, this can mean…取决于初始成分
（晶体－熔体之间的分异）： 重力分异、流动分异、压滤作用、 熔体对流分异 岩浆中晶体的重力沉降分 异，需要克服岩浆对晶体 的浮力和与岩浆之间的粘 滞摩擦力以及岩浆上升速 度。晶体能否从岩浆中沉 降分异，取决于晶体与岩 浆的密度差(Δρ) 、晶体直 径(B) 和岩浆的粘度(η)。当 岩浆中晶体的含量不高时， 晶体在岩浆中的下沉速度 可用斯托克斯定律来计算 Vs=gΔρB2/18η

湿 固 相 线
干 固 相 线

减压熔融与 MORB岩浆的产生
（3）挥发份的作用：降低熔融温度
Plagioclase Water-saturated（黑线） vs. Dry Solidi（红线）
俯冲洋壳(板片）脱水，地幔 楔熔融，形成钙碱性岩浆 板片（slab)自身熔融，可形成 埃达克岩浆
Volatile Fluxing Mantle Wedge
第七章 岩浆起源与演化 Origin and Differentiation of Magmas

授课教员： 马昌前 869542844@
一、岩浆起源 （Magmatic origin)
1、熔融与部分熔融
熔 融 作 用（melting)：源岩发生熔融形成岩浆的 过程 富硅的矿物先熔融（熔融温度较低），后结晶； 富铁镁的矿物后熔融，早结晶 深熔作用（anatexis):指的是变质岩尤其是混合岩 形成过程中地壳岩石发生分异和部分熔融的过程。
Evolution towards saturated rocks (rhyolites), as in sub-alkaline series Evolution towards under-saturated rocks (phonolites), as in alkaline series Little or no evolution… if the initial magma was already SiO2-rich !
Crustal Geothermal Gradients
在板块内部， 地温达不到 岩石熔融的 温度，但在 岛弧和活动 大陆边缘地 区，地温显 著增大，有 利于熔融作 用发生。 Crustal Rocks Melt!
（2）压力的作用

随压力降低，矿物的熔融温 度降低； 热的地幔岩石会由于压力降 低而发生熔融 例子：热点和洋中脊
镁值（Mg-number） ~ SiO2/Al2O3图 （据Kempton et al., 1997, J. Petrol)
岛弧安山岩浆成因（洋－陆 和 洋－洋 俯冲带）
原料： 大洋地壳， 大陆地壳 岩石圈地幔， 地幔楔 产物： 1) 钙碱性岩系中的安山岩
＝ 俯冲洋壳的脱水导致地幔楔的部分熔融
2) 高Mg安山岩
A. Crystal Settling 重力分异
Fractional crystallisation
Fractional_crystallization
MAGMA & EARLY FORMING CRYSTALS
Plagioclase Differentiation Mechanisms
zoned plag
幔源原生岩浆（Primitive magma）的识别 根据《Basaltic Volcanism on the Terrestrial Planets》(p409)和 《Igneous Petrogenesis》（p.22),上地幔产生的原生岩浆，有比 较高的Mg值和Ca/(Ca+Na)比值，高的Ni, Cr含量和低的不相容 元素含量（由于橄榄石、辉石等的分异，使残余岩浆中 Mg,Ni,Cr含量降低，而不相容元素增高）： (1) >11%的MgO (镁值 Mg’=Mg/(Mg+Fe2+)=0.68-0.75） (2)高Ni(>400-500ppm),高 Cr(>1000 ppm),SiO2<50% (3) 含超镁铁质岩包体：主要见于 碱性玄武岩中，部分拉斑玄武岩中 也有，包体的存在说明岩浆上升速 度至少在1~5cm/s内，岩浆上升过 程中不可能发生分异。
From: /~dogsci/kays/313/plutonic.html
流动分异
Flow segregation & fractionation