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岩浆本文重定向自 岩漿

喷入海中的熔岩,熔岩是喷发出来的岩浆
凝固的岩浆(采自加州)。

岩浆熔化岩石,通常位于地表之下的岩浆房中。岩浆是一种复杂的高温硅酸盐溶液,是各种火成岩的前身,火成岩是由岩浆冷却而成的。岩浆可以侵入邻近的地壳岩石或是冒出地表

岩浆温度可低至650 °C,高至1400 °C。熔岩中含有1 ~ 8 %的挥发性物质。 岩浆处于高压之中,有时会经由火山口(或译火山管、火山流口、火山道)以熔岩流或是以火山碎屑物的火山喷出物的形式冒出。 这些火山喷发的产物通常包括了从没到过地表的液体、结晶体及溶解气体等。岩浆会在地壳中各自分离的岩浆库内集结,不同地方的岩浆组成成分会稍有不同。

这些地方包括了隐没带、裂谷带、中洋脊或是地幔热柱热点之上。只有在地球的软流圈内的特定条件之下岩浆才会形成。

固态岩石的熔化

要形成岩浆,首先要熔化原本是固态的岩石。固态岩石的熔化取决于三个物理条件:温度、压力、以及岩石化学成分。

温度

对任何在某个固定压力之下、固定组成成分的岩石来说,温度升高到超过固相线会造成熔化。在固态地球里来说,岩石的温度是由地温梯度及岩石内的辐射衰变所决定。

地温梯度的平均值大约是25 °C/km。海沟及隐没带的地温梯度可以低至5 °C/km到10 °C/km,而中洋脊及火山弧的地温梯度可以达到30 °C/km到50 °C/km左右。

在晴朗的天气和良好透视的情况下,熔岩流的颜色和相应温度的关系:

熔岩流的颜色 相应温度(°C)
白色 ≥ 1150 °C
金黄色 1090 °C
橙色 900 °C
亮的鲜红(樱桃红) 700 °C
暗红色 550 ~ 625 °C
隐约可见的红色 475 °C

压力

熔化也可能在一固定温度及固定组成成分的岩石在固态地球中向上移动的过程中发生,这是因为对一种固定组成成分的岩石来说,在固定的温度下,会因为压力的改变而造成固相或液相的改变。压力突然降低会造成所谓的减压熔融的现象[1],产生火成岩。这种情况可能会在构造调整或岩石上升至地壳较浅处的时候发生。

岩浆成分

岩浆成分主要为硅酸盐和少量的氧化铝,基本存在形式为[SiO4]4-和[AlSi3O8]-。还有包含有部分阳离子如Fe、Mg、Ca、Na、K等,阳离子和络阴离子之间存在着此消彼长的关系。原因是当阳离子较阴离子多时,阳离子便游离到阴离子周围,反之,阴离子游离到阳离子周围,以平衡电荷。岩浆中化合物之间的络合反应是通过Si构建的,这使得岩浆不易变形,且粘稠度高。岩浆中也包含部分不稳定挥发性物质。火山喷发的时候,有固态、液态、气态三种相态的物质喷出,一般分为气态主要为水蒸气、其次为CO2、硫化物、CO、H2、HCl等,固态主要有火山灰(粒径< 2 mm),火山砾(2 ~ 50 mm)、火山渣(1 ~ 10 cm)、火山弹(粒径> 50 mm)。液态主要有硅酸盐等物质。

参考资料

  • 《普通地质学》
  1. ^ Geological Society of America, Plates, Plumes, And Paradigms, p. 590 ff., 2005, ISBN 0-8137-2388-4

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