219947汇聚板块边界的变质作用

汇聚板块边界的变质作用

俯冲带玄武岩

多阶段：

板块俯冲→洋壳和大洋沉积物的脱水→流体及酸性岩浆的向上迁移→地幔楔的交代作用和富集→地幔楔的部分熔融和岛弧岩浆的生成。

多源：地幔楔(大洋岩石圈＋软流圈上地幔)；洋壳(大洋玄武岩＋大洋沉积物)；海水；大陆地壳的混染。

分成四个系列：

低钾系列；钙碱系列；高钾钙碱系列；橄榄玄粗岩系列-碱性橄榄玄武岩系列。每个系列由不同比例的玄武岩、安山岩、英安岩和流汶岩组成，与流体交代和深度有关。

化学成分：与MORB相比富含LIL和LREE元素，而贫HFS元素。

大陆边缘玄武岩

岩浆源区的复杂性：大陆地壳与地幔和大洋地壳与地幔的混杂带

形成环境的特殊性：不同性质板块的会聚部位

形成条件：挥发组分—H2O的作用

A

降低部分熔融的温度

B

改变了矿物的熔融行为—形成的岩浆相对富含SiO2

C

H2O的存在使体系处于高的fo2的条件，磁铁矿先结晶，

导致岩浆不发生富铁趋势的演化—钙碱性系列与拉斑系列的区别。

D

岩浆上升，H2O逸出减少，岩浆快速结晶，并发生结晶分异作用，形成玄武岩-安山岩-英安岩组合。

岛弧火成岩成因

■楔形地幔橄榄岩熔融；

■洋壳熔融；

■洋壳熔融的熔体与楔形地幔反应形成的辉石岩熔融；

■地幔对流导致地幔底辟体减压熔融，岩浆在地壳中发生分离结晶和同化混染，形成岛弧岩浆。

大陆边缘弧火成岩

活动陆缘火山岩以中钾和高钾钙碱性系列为主，低钾系列岩石很少。安山岩和玄武安山岩最多。

与岛弧火山岩相比，酸性火山岩数量显著增多，反应有较多陆壳物质的参与。K2O含量随着远离海沟向大陆一侧增加，显示出“成分极性”；

侵入岩的数量远多于岛弧地区，从基性－酸性都有，以中性－酸性岩为主，同火山岩一样，以中钾和高钾钙碱性系列为主。

较厚的硅铝质地壳对岩浆起源影响更大→混染作用的效应更明显；

低密度地壳的存在可以延缓岩浆的上升→岩浆的不流动可以使其分异作用更充分；

地壳物质的低熔点可以使其发生部分熔融，并且形成壳源的熔体，形成流纹岩和大量花岗岩。

大陆弧岩浆作用形成模式

1-俯冲板片的脱水

2-不均匀地幔楔的水化和熔融

3-幔源岩浆的地壳底侵和结晶

4-底侵物质的再次熔融形成英云闪长质的熔体

(a)大陆弧的部位形成辉长岩质地壳下垫物质

(b)地壳下垫物质的再熔融形成英云闪长质深成体

活动大陆边缘的岩浆作用

岩浆的生成是一种多阶段、多源现象。

岛弧环境中出现的四个岩浆系列都有，但以钙碱性系列为主；

在岩石类型上，更多的出现了富硅的岩浆(中性和中酸性)－安山岩、英安岩、流汶岩。更多的酸性岩浆的出现除与地幔楔的被交代富集有关外，还与加厚的大陆地壳有关(混染和重熔)。

钙碱性岩浆活动在先，碱性岩浆活动通常发生于造山后的拉伸阶段。

岩浆起源于地幔楔的岩石圈中，而岛弧岩浆(起因于洋-洋碰撞)则起源于地幔楔的软流圈部分。

岩浆的源区比岛弧岩浆更复杂，包括：

洋壳及大洋沉积物；大洋岩石圈(depleted)和软流圈；大陆岩石圈(enriched)；古老大陆地壳。

化学成分上与岛弧岩浆相比更富LIL元素和LREE

陆-陆碰撞带的火成岩组合

1、碰撞前的钙碱性弧火山及侵入岩组合

它们是由陆间洋盆闭合前发生俯冲所诱发的岩浆活动；岩浆源区为受到俯冲洋壳改造的楔型地幔。

2、同碰撞阶段的过铝质（浅色）花岗岩组合

陆-陆碰撞叠加，造成底部岩石部分熔融。二云母花岗岩和白云母花岗岩组合3、碰撞后或碰撞晚期的钙碱性花岗岩

与碰撞前的钙碱性火成岩组合相似，由于碰撞后的热释放致使温度升高，地壳熔融；地幔也可因区域性上隆减压底辟熔融。