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火山-沉积层序

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火山-沉积层序（英语：Volcano-sedimentary sequece）是火山和沉积活动交替组合形成的地层层序。 这些序列的火山物质包括熔岩流和火山灰或重新被改变火山物质，例如玄武岩砂或鹅卵石。火山弧周围的区域是火山沉积序列的常见环境。 Edvard G Svendsen 是一位著名的挪威地质学家，他首先在 Portswood 最深处发现了这些序列。

构造环境

许多构造环境中都有火山活动，每一个火山活动所造成的岩石都具有其代表性的矿物组合。而这些矿物的组合都与在地幔中的岩浆活动相关。从岩浆结晶出来的火山岩是根据岩浆系列而不同。岩浆系列是是指岩浆在演化中，经过岩浆分异作用所产生的一系列，具有特征性化学成分的岩浆。岩浆系列通常分三大类；碱性系列，钙碱性系列和拉斑质岩浆系列。 每一种岩浆系列都能在一系列板块构造环境中造成。例如，在大洋中脊、弧后盆地、热点形成的海岛、岛弧和大陆大火成岩省等地区发现了拉斑斑岩岩浆系列岩石[1]。

所有三个系列都在俯冲带造成而且彼此相对接近，它们的分布与俯冲带的深度和年龄有关。拉斑岩浆系列通常在较浅的年轻俯冲带之上分布较广。钙碱性和碱性系列分布于更深的成熟俯冲带。安山岩和玄武安山岩是岛弧中含量最多的火山岩，也是钙碱性岩浆的标志。因为岩浆系列受俯冲带深度所控，一个岛弧系统，如日本岛弧系统，他的火山岩随著距离海沟的增加而由拉斑岩浆系—钙碱性岩浆系—碱性岩浆系转变[2] [3]。

岩浆系列

碱性岩浆系列

所有碱性系列岩浆都是从原始的镁铁质碱性岩浆演化而来的，初期演化后分钠系列，钾系列，及霞石质nephelinic,白榴石质leucitic, 和方沸石质analcitic系列。各系列再演化如下：[4] [5]。

钠系列

夏威夷岩(hawaiite)-橄榄粗安岩(mugearite)- 班莫岩(benmoeite)-粗面岩(trchyte)。

霞石质夏威夷岩(nephaline hawaiite)-霞石质橄榄粗安岩(nepheline mugearite)-霞石质班莫岩(nepheline benmoreite) –响石(phonolite)，

钾系列

粗面岩玄武岩(trachybalsalt)-三亚柱岩(tristanite)-钾质粗面岩(potassic trachyte)。

白榴岩粗面岩玄武岩(Leucite trachybalsalt) -白榴岩三亚柱岩(leucite tristanite-) 白榴岩响岩(lcuecite phonlote)。

霞石质nephelinic,白榴石质(leucitic), and 方沸石质(analcitic) 系列

霞石(nephelinite)-方沸石(analcite)-白榴石(leucitite)。

黄长石(melilite)-方沸石(analcite)-怀俄明石(wyominite)。

碱性岩浆是大陆裂谷，俯冲板块上覆区域或板块内热点区域的特征 [5]，与亚碱性岩浆相比，它们比亚碱性岩浆在地幔更深处产生。碱性岩石在太古代很少见，但在元古代变得普遍。 年龄接近 5.7 亿年的碱性岩石在许多大陆地盾的周边很常见，证明当时广泛全球裂谷活动[6] [7] 。

拉斑岩浆系

拉斑质岩浆系列是亚碱性火成岩中的两个主要岩浆系列之一，另一个是钙碱性系列。 岩浆系列是是指岩浆在演化中，经过岩浆分异作用所产生的一系列，具有特征性化学成分的岩浆。拉斑质岩浆系列的岩石类型包括拉斑玄武岩、铁玄武岩、拉斑玄武安山岩、拉斑安山岩、英安岩和流纹岩[4]。 该系列中的各种玄武岩最初被称为拉斑岩，但国际地质科学联盟建使用拉斑质玄武岩[8]。

拉斑质岩浆系列中的岩石被归类为亚碱性（它们的钠含量比其他一些玄武岩少），并且与钙碱性岩浆系列中的岩石的区别在于它们结晶的岩浆的氧化还原状态[9]。 当玄武岩的母岩浆结晶时，会优先结晶出富镁和贫铁的橄榄石和辉石，导致拉斑质岩浆的铁含量随增加。 然而，钙碱性岩浆结晶时，会结晶出磁铁矿，导致其岩浆的含铁含量比拉斑岩浆更稳定。

拉斑质岩浆与钙碱性岩浆之间的差异可以在 AFM （Na2O + K2O (A)、FeO + Fe2O3 (F) 和 MgO (M)）图看出。随著岩浆冷却，两者岩浆均沉淀出的铁和镁多于碱，导致岩浆的碱增加。但在在拉斑质岩浆中，优先产出的是富镁晶体，导致岩浆中的镁含量骤降[10]。

像所有玄武岩一样，拉斑岩以橄榄石、单斜辉石和斜长石为主，并含有少量铁钛氧化物。[11]。拉斑岩中也可能有正辉石(orthopyroxene)或易变辉石(pigeonite)，其橄榄石可能被这些贫钙辉石中的任何一种包围。

拉斑岩是地壳中最常见的火成岩，由大洋中脊海底火山作用产生，构成了大部分的大洋地壳[9]。 拉斑质岩浆最初是由地球地幔减压而使橄榄岩（橄榄石和辉石）造成部分熔融而产生的。相比之下，碱性玄武岩一般是海洋岛屿和大陆上喷发火山岩[11]。

钙碱性岩浆系列

钙碱性岩浆系列与拉斑岩浆系列同属亚碱性岩浆系列。钙碱性岩石富含碱土（氧化镁和氧化钙）和碱金属，构成大陆地壳的主要部分。 钙碱性系列中的多种岩石类型包括火山类型，如玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩，以及它们的粗粒侵入岩（辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩和花岗岩）。 它们不包括二氧化矽不饱和、碱性或过碱性岩石[4]。

钙碱性岩浆系列的岩石与拉斑岩浆系列的岩石的区别在于它们原始岩浆的氧化还原状态。当镁铁质（产生玄武岩）岩浆结晶时，它们优先结晶更富镁和贫铁形式的矽酸盐矿物橄榄石和辉石，导致拉斑岩浆的铁含量随著熔体中贫铁矿物的结晶而增加. （富镁橄榄石在比富铁橄榄石高得多的温度下凝固。）然而，钙碱性岩浆却能同时结晶出大量的氧化铁磁铁矿，导致岩浆中的铁含量比拉斑岩浆更稳定。

钙碱性岩石通常分布于俯冲带上方的火山弧中，特别是在大陆地壳上的那些弧中[9]。 钙碱性岩浆的岩石来自地幔中形成的玄武岩成分的岩浆，其演化机制包括分级结晶、陆壳同化和与陆壳部分熔体混合[11]。

参考文献

  1. ^ "Mafic magma types" (PDF). University of Washington. Archived from the original (PDF) on 1 August 2020. Retrieved 2 December 2020. [23]
  2. ^ Gill, J.B. (1982). "Andesites: Orogenic andesites and related rocks". Geochimica et Cosmochimica Acta. 46 (12): 2688. doi:10.1016/0016-7037(82)90392-1. ISSN 0016-7037.
  3. ^ Pearce, J; Peate, D (1995). "Tectonic Implications of the Composition of Volcanic ARC Magmas". Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 23 (1): 251–285. Bibcode:1995AREPS..23..251P. doi:10.1146/annurev.ea.23.050195.001343
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 Blatt, Harvey; Tracey, Robert J. (1996). Petrology : igneous, sedimentary, and metamorphic (2nd ed.). New York: W.H. Freeman. pp. 164–165. ISBN 0716724383.
  5. ^ 5.0 5.1 Philpotts, Anthony R.; Ague, Jay J. (2009). Principles of igneous and metamorphic petrology (2nd ed.). Cambridge, UK: Cambridge University Press. pp. 23–26. ISBN 9780521880060.
  6. ^ Shao, Fengli; Niu, Yaoling; Regelous, Marcel; Zhu, Di-Cheng (February 2015). "Petrogenesis of peralkaline rhyolites in an intra-plate setting: Glass House Mountains, southeast Queensland, Australia". Lithos. 216–217: 196–210. doi:10.1016/j.lithos.2014.12.015.
  7. ^ T. N.; Baragar, W. R. A. (1 May 1971). "A Guide to the Chemical Classification of the Common Volcanic Rocks". Canadian Journal of Earth Sciences. 8 (5): 523–548. doi:10.1139/e71-055.
  8. ^ R. W. Le Maitre (editor), A. Streckeisen, B. Zanettin, M. J. Le Bas, B. Bonin, P. Bateman, G. Bellieni, A. Dudek, S. Efremova, J. Keller, J. Lamere, P. A. Sabine, R. Schmid, H. Sorensen, and A. R. Woolley, Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms, Recommendations of the International Union of Geological Sciences, Subcommission of the Systematics of Igneous Rocks. Cambridge University Press, 2002. ISBN 0-521-66215-X
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 Berndt, J., Koepke, J., and Holtz, F. (2004). "An experimental investigation of the influence of water and oxygen fugacity on differentiation of MORB at 200 MPa". Journal of Petrology. 46 (1): 135–167. Bibcode:2004JPet...46..135B. doi:10.1093/petrology/egh066
  10. ^ Philpotts, Anthony R.; Ague, Jay J. (2009). Principles of igneous and metamorphic petrology (2nd ed.). Cambridge, UK: Cambridge University Press. pp. 23–26. ISBN 9780521880060.
  11. ^ 11.0 11.1 11.2 Polarized Light Microscopy Digital Image Gallery: Tholeiitic Basalt" (Accessed 4/1/06)
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