岩浆上升过程中各种热力学因素对岩浆温度的影响

本文以热力学基本原理出发，详细探讨了岩浆中固态、液态和气态物质在岩浆上升过程中伴随着岩浆内压的降低其内能和温度的变化情况，指出当岩浆中存在独立气相（气泡）时，气体的热膨胀是促使岩浆升温新因素。文中还讨论了氧化反应放热、热散发和相变热在岩浆上升过程中对岩浆温度的影响，指出岩浆在地壳较深部位上升时，影响岩浆温度变化的因素只有热散发和相变热，它们均起着促使岩浆降温的作用；岩浆在地壳浅部或近地表条件下进一步上升时，岩浆中气体的热膨胀和岩浆氧化反应放热对岩浆温度的影响会越来越大，它们起着促使岩浆升温的作用，当它们的影响超过热散发和相变热的影响时，岩浆的温度随着岩浆的上升反而会升高，笔者称其为岩浆的反常升温。它最易于发生在中酸性岩浆喷发的过程中。同时笔者认为岩浆的反常升温是导致岩浆中已结晶矿物发生熔蚀的主要原因。     

“岩浆热场”说及其成矿意义(上)

文中首先介绍了岩浆热场的沿革,指出"岩浆热场"并不是一个新概念,很早已出现在文献中了。常识告诉我们,炽热的岩浆侵位必定在周围形成一个热场,这就是岩浆热场。国外在19世纪晚期即对岩浆热场有比较深入的研究。罗文积和陈家清早在20世纪90年代(1997)就明确表述了对"岩浆热场"的认识,并给予精彩的阐述,他们是"岩浆热场"学说的先行者。文中简要介绍了地热场的概念,讨论了岩石的热力学性质、热传导形式、影响热流和地温分布的各种可能的因素。而"岩浆热场"指的是:在一个很短的时间内,在一个局部的地区出现的岩浆活动,使该区域地热梯度相对周边地区明显的上升,使之形成一个局部区域的热场。热场的规模很小,通常只离岩体几米或几公里。热异常和等温线是垂直分布的,叠加在地热场之上。并介绍了岩浆热场的基本特征。岩浆热场与地热场的热的来源不同,热的分布不同,地温梯度不同,热场规模不同,持续的时间不同,热与流体的关系不同以及研究方法不同等。岩浆热场说是建立在岩浆物理性质和岩浆动力学基础上的,它依赖于对岩浆的形成、侵位、冷却、固结及其对围岩的影响等知识的了解。牵涉到岩浆的温度、压力、黏度、密度、流变等基本问题。文中着重讨论了岩浆对围岩的热效应和岩浆热场中的流体等问题。岩浆热场最重要的意义是,它是流体赖以上升的通道。文中还概略讨论了流体和成矿流体来自哪里?流体是怎样上升的?热场中流体是怎样对流循环的?热液双向汇聚成矿理论等。     

岩浆热场与热液多金属成矿作用

岩浆热场指的是很短时间内一个局部地区出现的岩浆活动使该区域地热梯度明显上升,形成局部区域的瞬间热场。热场的规模通常很小,离岩体约几米至几千米。范围、规模和形状与侵入体的温度、成分、形态、大小、侵入深度以及流体、构造、围岩性质等有关。岩浆热场最重要的意义在于它是流体赖以上升的场所。岩浆热场不同于地热场的一个重要区别是,岩浆热场往往伴有流体的活动,是流体循环、上升、汲取地壳中有用金属元素的场所。文中讨论了岩浆热场与热液多金属成矿之间的关系,讨论了岩浆热场在岩浆热液矿床、热泉型矿床、热水沉积矿床以及变质热液矿床成矿过程中的作用。岩浆热场对于热液多金属成矿作用的影响是非常明显的,它从一个新的角度解释了成矿为什么是多金属、多成因、多来源等问题。文中强调指出,岩浆热场说解释了为什么大规模岩浆活动与大规模成矿作用密切相关,指出大规模岩浆活动产生的热效应不是1+1=2,而是1+12的效果。即它可以在一个局部范围内把岩浆热场从一个开放体系变为封闭体系,在这个封闭体系内,固岩可以达到更高的温度,热可以持续更长的时间,促进热场范围内流体的对流循环,使流体可以从围岩中汲取尽可能多的有用金属元素,起到单个岩浆无法比拟的效果。许多大型一超大型的多金属矿床即可能与这种作用有关。从热场说角度来看,大规模岩浆活动的成矿潜力几乎是无可限量的。文中还讨论了岩浆热场说的原理及应用中存在的问题,指出岩浆热场说与成矿的关系非常值得关注,它也许可以改变目前对成矿作用的某些固有认识,开拓出一个新领域。     

幔源岩浆在地壳中分层侵位的控制因素：二维热-力学模拟

幔源岩浆在地壳内的上升和聚集样式不仅依赖于岩浆自身的性质,还取决于围岩的强度和热状态。已有数值和物理模型大多关注岩浆自身物性对其上升过程的影响,而对围岩流变强度或热状态如何影响岩浆的上升和聚集过程的研究相对薄弱,尤其是周期性的幔源岩浆在壳内分层侵位的受控因素仍然不清楚。本文利用二维热-力学数值模拟方法,通过发展多期岩浆脉冲和岩墙生成算法,研究了岩浆从深部地幔上升至地壳内部侵位的动力学过程,系统测试了地壳(围岩)地温梯度(上、下地壳的地温梯度分别以G_UC和G_LC表示)和地壳强度对岩浆上升过程和聚集样式的影响。模拟结果表明：(1)地壳地温梯度对岩浆的侵位深度有重要影响,岩浆侵入冷地壳(G_UC=G_LC=12.5K/km),岩浆主体在岩石圈深度聚集,地表的相对高差小于140m;岩浆侵入温地壳(G_UC=G_LC=15K/km)在下地壳底部聚集形成岩浆房,上升至上、下地壳界面,岩浆房上方的地表地形呈现中心拗陷两翼隆起的形态,地表最大高程可达3km;岩浆侵入热地壳(G     

岩浆成矿体系的热演化和剥露史的数字模拟

通过对岩浆冷却过程的数字模拟研究,揭示出岩浆在冷却成矿过程中的温度分布和变化规律及影响因素．在此基础上,进一步应用高精度的温龄计组合来限定岩浆成矿体系的热演化和剥露历史,精确地计算出岩浆的初始侵位时间和深度、矿物结晶时间、冷却速率、冷却和暴露地表时间,以及剥露和剥蚀速率等重要参数,并将模拟结果应用于斑岩铜矿床的成矿研究中．研究表明,将精确的年龄测试手段与计算机模拟技术相结合,可为定量研究岩浆矿床的热演化和剥露史、深入了解矿床的成因机制提供一种有效方法．     

河南桐柏老湾花岗岩岩浆动力学与成矿

基于岩浆岩岩石学、流体动力学、热力学研究。本文计算了河南桐伯老湾花岗岩岩浆过程的上升速度、冷凝速度及岩浆熔体的密度、粘度、含水量等物理参数，探讨了熔体中晶体的成核密度和生长速度以及岩浆对流形式等动力学行为，并分析了它们与成矿作用的联系。研究表明，老湾花岗岩岩浆含水量为4．76％，在侵位的温度和压力下是饱和的，较高的水含量有利于矿化。老湾花岗岩熔体上升较快而冷却缓慢，晶体成核密度和生长速度较低，以挥发分为迁移形式的成分对流是熔体中成矿物质迁移、富集的主要方式。老湾花岗岩特殊的岩浆物理性质和动力学行为指示其岩浆作用与老湾金矿床的形成具有密切的成因联系。     

席状岩浆房中的岩浆冷却及动力稳定性

关于岩浆房中岩浆的结晶分异方式一直存在着争议，其基本矛盾在于对岩浆冷却历史及热不稳定性可能引起的对流形式的理解各不相同。本文在充分考虑席状岩浆房的基本物理特征的基础上，建立了稳定岩浆体系的动态冷却模型，并以攀枝花层状岩体为例，计算了相应的温度场、密度场及粘度场。同时，提出了一种基于能量守恒的、对热不稳定性进行分析的新方法。计算了热不稳定性可能引起的对流强度、对流区域及对流时间，并深入讨论了在一定的热不稳定状态下，不同的岩浆屈服强度对对流特征参量的影响。结果表明，在该岩体的整个固化过程中，如果曾发生过自发对流，其对流也是极微弱而短暂的，不会影响中下部岩浆房中岩浆的固化和结晶。这一结论与对该岩体的实际观察相符。     

湘南中新生代玄武岩成因研究及构造环境分析

定量计算了湘南中新生代多种类型玄武岩的矿物－熔浆平衡条件和岩浆粘度、密度、上升速度等岩浆物理参数，识别出了三类原生玄武岩浆，橄榄拉斑武岩浆、白榴碧玄岩浆、碧玄岩浆、根据玄武岩的地质岩石学的地球化学特征，及岩浆起源条件，深部地质和地球物理等方面资料的综合分析，认为本区玄武岩是大陆岩石圈深部热扰动的产物。     

幔源包体的形态,大小与寄主岩浆流变学性质的关系…

对东南沿海４个包体产地的玄武岩中橄榄石包体的形态，大小，向椭球体转变的程度等统计分析表明，幔源包体在上升期间与岩浆作用的过程中，不仅有棱角圆化的现象，而且伴有由等轴体（近似为球体）向椭球体转为过程其主要原因是包体在相对岩浆运动的过程中包体的表面与岩浆之间粘滞摩擦造成的，粘滞摩擦力的大小，作用于包体表面的时间又取决于岩浆的粘度，包体相对于岩浆的沉降速度，包体半径的大小及岩浆上升的速度，所以这些因素将     

岩浆底劈侵位机制研究进展

本文简述了近年来岩浆侵位流变学研究进展，讨论了岩浆底劈上升过程中流动组构的演化以及岩浆物理性质的变化，并以此为依据解释了一些有关的地质现象。     

安徽月山地区闪长岩类岩浆动力学及其与成矿作用的联系

基于火成岩石学、流体动力学、流变学及传热学和热力学的研究，计算和分析了安徽月山地区闪长岩类岩浆的分凝、上升、对流、定位和结晶等岩过程的速度与，并探讨了岩浆的某些物理性质和动力学行为如熔体的含水量、水的运动特征，岩浆上升速度和对流状态等与成矿作用的联系。     

岩浆热场：它的基本特征及其与地热场的区别

"岩浆热场"指的是由岩浆引发的瞬间热场。热场的热主要来自未固结的岩浆,岩浆加热了围岩,使下地壳、中地壳和上地壳的下部在一个短暂的时间内保持一种高热状态。岩浆热场与地热场有许多不同:(1)热的来源不同。地热场的热主要来自地壳物质放射性生成的热;岩浆热场的热来自岩浆。(2)热的分布不同。地热场的等温面总体上呈水平分布,温度随深度增加而增加;岩浆热场的等温面则围绕岩体分布,靠近岩体温度高,远离岩体温度低,故岩浆热场的等温面是大体垂直于地热场等温面分布的。(3)热场的规模不同。地热场是全球性的,岩浆热场是局部性的,只在有岩浆的地方才出现。岩体小则规模小(热场宽度仅几米或几十米),岩体大则规模大(宽约几千米);如果存在大规模岩浆活动,岩浆热场的长宽均可达几百或上千千米,如在中国东部中生代大规模岩浆活动期间。(4)热持续的时间不同。地热场可以持续很长的时间(几十、几百或几千个百万年);岩浆热场是瞬间的突发性事件,持续的时间从几年到几个百万年。岩浆热场最重要的意义是,它是热液赖以上升的通道,它有利于来自下地壳底部和壳幔过渡带的流体(热液)的活动,使含矿热液得以顺利上升,并在热场范围内进行充分的活动、对流循环、萃取围岩中的成矿金属元素,并在地壳浅部岩浆热场之上合适的部位沉淀富集成矿。"岩浆热场"的概念依赖于对岩浆物理性质和过程的深入了解,由于我们这方面的知识相对贫乏,所以目前对岩浆热场的了解还是很肤浅的。     

关于尼格里的岩浆残余溶液的讨论

根据岩浆与水的有限混溶，含水岩浆结晶都以固相线温度告终或当固相线温度时未结晶的岩浆全部共结，且岩浆中超过饱和度的多余水在共结前均呈水气相释放，笔者认为，含水岩浆结晶时，在结晶期或结晶期前释放出水气相，并可能成为热液，但不生成由岩浆结晶逐渐演化而成以水为主的残余溶液，因此，尼格里推断的硅酸盐－水的二元相图依据不足，“残余溶液”是不存在的，所以岩浆期后热液成矿理论也是缺乏基础的。     

腾冲火山区幔源岩浆气体上升过程中的变化及原因

腾冲热海地区幔源岩浆气体在向地表上升迁移过程中,气体化学组成呈现出有规律的变化,其原因是多方面的。从深部至浅部,He含量的迅速降低主要受控于物理学和动力学因素;H2S的逐渐减少和SO2的逐渐增加可能与过渡性地热流体储库氧化还原条件的变化有关;中、浅层气体中H2含量的增加与CH4的逐渐降低伴生,CO含量较深层气体更高,其原因可能与断裂的最新活动有关;地壳浅部气体和空气混入的影响不大。     

东北亚陆缘晚白垩世岩浆作用对古太平洋俯冲作用变化的制约及其气候效应

晚白垩世是古太平洋俯冲板块运动变化的关键时期。本文总结了东北亚陆缘晚白垩世火成岩的时空分布特征，结合火成岩地球化学数据，探讨该时期岩浆作用与古太平洋俯冲及气候变化之间的潜在联系。东北亚陆缘晚白垩世火成岩分布范围由陆内至陆缘明显收缩，指示古太平洋板块俯冲-后撤过程。火成岩展布方向发生小角度偏转，可能是俯冲板块在深部地幔流影响下发生变形以及不同位置后撤速率差异所致。该时期东北亚陆缘经历了地壳减薄和岩浆初始温度上升，暗示板块后撤诱发陆缘向地幔流，引起地壳减薄并形成具有较高初始温度的岩浆。晚白垩世东北亚陆缘地区经历了由升温到降温的过程，与岩浆作用变化相对应，暗示岩浆活动与区域古气候变化具有潜在协同性。     

腾冲热海地热田热储结构与岩浆热源的温度

腾冲热海地区是一个由幔源岩浆侵入形成的地热田, 地热流体排放受深浅不同的三组活动断裂控制, 具多层地热储结构特征。气体、 同位素、 水化学地球化学温标显示, 深层热储的温度约为250±7℃、中、浅层地热储温度的变化范围分别为241～190℃和195～154℃。根据岩浆来源CO     

岩浆 热液过渡型矿床的若干特征

摘　 要　 在内生成矿作用中成矿流体有 3 种:岩浆、 热液和岩浆 热液过渡性流体。 从地质研 究、 矿物包裹体、 成矿实验 3 个方面简介了岩浆 热液过渡型矿床研究的进展。 指出岩浆 热 液过渡性流体有 2种形成方式:一是在岩浆结晶过程中挥发分不断集中而形成, 另一是由熔 离作用所形成。 并从矿体与岩浆岩的关系、 矿体与围岩的关系、 矿石的结构构造、 围岩蚀变、 分带现象、 矿物包裹体 6 个方面总结了岩浆 热液过渡型矿床的特征。     

论南京娘娘山碱性岩浆房的梯度及基成因机制

本文详细研究了娘娘山碱性火山杂岩体中矿物斑晶和化学成分的变化情况，发现它们 定位前在岩浆房中就存在着物质成分的梯度和分带性。提出并论证矿物的分离结晶是该岩浆房中 梯度形成的主要机制，但由对流所控制的热重力扩散作用对岩浆房中成分梯度的形成也具一定的 影响。     

高岭石形成赛隆过程相变初探

本文对比了高岭石热分解及经碳热还原氮化作用制备赛隆过程中的相变情况，我们发现高岭石在这两种过程中发生的相变并不尽相同，加热高岭石最终形成莫来石和方石英过程中的相变，在其经碳热还原氮化作用制备赛隆的过程中是否出现，取决于温度、时间、Ｃ／Ｓｉ原子比、Ｎ２流量等实验条件，后者因受众多实验因素的影响，其相变过程远较前者复杂。因此，笔者认为这两种过程中相变是相同的观点有进一步探讨的必要。     

河南维摩寺—草庙A型花岗岩岩浆物理性质及定位机理

岩石动力学是一门刚刚兴起的边缘学科。本文是岩浆动力学理论的应用。文中基于岩石化学成分,计算了河南维摩寺—草庙A型花岗岩熔体在不同温度下的粘度和密度,阐述了岩浆上升通道和上侵时的温度,继之依据粘性流体力学理论,通过各种计算探讨了岩浆上升速度,岩浆冷凝速度和钾长石斑晶的沉浮行为及其分布机理,对有关地质问题做出定量化解释。