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混合作用

/migmatization/
最后更新 2022-01-20
浏览 172
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两种以上不同组成物质的混合。

英文名称
migmatization
所属学科
地质学/地质资源与地质工程

混合作用与混染作用有一定的差别,混染作用指岩浆与围岩相互作用而使自身成分发生变化的作用,是熔体与固态物质之间的作用;混合作用是指岩浆吸收外界岩浆而使自身成分发生变化的一种相互作用,是熔体与熔体之间的作用。在通常情况下都是将混染作用看作是混合作用的一种。有时混合作用也可以指岩石源区两种不同组分的固相物质的混合。大量的地质观察和研究发现自然界的岩浆体系实际上是一个开放体系,在其形成或上升过程中不可避免地要发生混合或围岩的同化混染,即混合(mixing)-混染(assimilation)-储存(storage)-均一化(homogenisation)过程,简称MASH过程。研究表明,混合作用在岩石成因中起了重要的作用,各类岩石的成岩过程都不同程度地涉及了混合作用。例如,1976年,T.B.安德森发现在火山碎屑内大晶体中的玻璃包裹体的化学组成变化范围较大,橄榄石和富钙斜长石中玻璃包裹体为玄武质,部分富铁橄榄石中包裹体为安山质,而辉石和中长石大晶体中为英安质,表明这些大晶体源自不同成分的岩浆。据此,安德森认为岩浆房内同时存在几种不同的岩浆,它们在喷发前或喷发时发生了混合作用。

①层状岩浆房对流。岩浆房中较长英质和较镁铁质的上下两层岩浆,由于成分、温度的不均衡导致大规模对流作用,上部长英质岩浆层的对流使下层镁铁质岩浆团被带到上部并淬火冷凝;下部镁铁质岩浆层将条纹状长英质岩浆拖下并很快均一化混合。②岩浆喷泉机制。较镁铁质的岩浆以射流或喷泉形式注入长英质岩浆,混合程度主要与温度、黏度差及注入速度有关。③富气岩浆上浮机制。镁铁质岩浆作为补给岩浆与长英质岩浆接触,在接触面附近形成富气、低密度镁铁质岩浆,呈球形液滴上浮进入长英质岩浆中结晶并形成包体。

①富镁橄榄石斑晶与富铁辉石斑晶共生、富镁的正环带辉石与富铁的反环带辉石斑晶共生、双峰式斜长石斑晶等不平衡结晶现象都反映了不同岩浆之间的混合作用。②通过微量元素或同位素数据可以定量地鉴别一组火成岩样品是否经历混合作用。如在有锶(Sr)、钕(Nd)同位素组成的数据时,(87Sr/86Sr)i-二氧化硅(SiO2)呈正相关,或(143Nd/144Nd)i-SiO2呈负相关,均表明在岩浆受到了地壳混染作用;如果成弱相关或不相关,则混染很弱或未发生混染。④通过岩浆岩及岩体中的暗色微粒包体的年代学及地球化学判断岩浆岩形成过程的信息。围岩捕虏体或析离体的年龄应老于寄主岩石;当二者的年龄一致时,说明寄主岩浆岩的形成经历了岩浆混合作用。

通常所说的混合作用过程包括源区混合和岩浆上升过程中受陆壳的混染两类,可根据相容性不同的微量元素特征进行区分。①不相容元素-不相容元素作图(铈/镱-铕/镱)。如果是岩浆混染/混合则呈线性排列趋势,而源区混合则不呈线性排列。②通过不同的同位素比值来判断混合过程。在俯冲带地壳与上地幔的氧含量差异不明显,但Sr含量差异较大,因此,源区混合(壳幔源混合)条件下,少量高Sr地壳物质加入就会引起混合岩浆Sr同位素组成的变化,而氧同位素δ18O组成变化较小。在δ18O-87Sr/86Sr图解中其混合曲线呈下凹形态;而由地幔部分熔融形成的岩浆上升过程中受到地壳物质混入,同化的地壳物质Sr含量一般低于幔源岩浆,氧含量差异依然不大,这种混合则形成上凸的混合曲线。

  • 赵振华.微量元素地球化学原理 . 2版.北京:科学出版社,2016.
  • WILSON B M.Igneous Petrogenesis: A Global Tectonic Approach.Springer Science & Bussiness Media,2007.

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