中文名:岩漿演化
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後設資料
- 資料識別：
- 系統編碼:0b00000181da5425
- 資料類型：
- 紀錄類別:地質學習資源
- 著作者：
- 作者:莊文星
- 主題與關鍵字：
- 主題:地質
- 描述：
- 簡介:岩漿分異作用
- 岩漿分異是指任何作用，使得由一個單一均勻的岩漿能夠產生多種不同的岩石。結晶分化作用是岩漿分異作用中的一個重要步驟。
- 在大部分高矽酸鹽的岩漿，早期結晶的礦物將與殘留的岩漿反應。當此等反應能順利完全進行時，這種稱之為平衡結晶。如此將沒有機會產生分異；一個玄武質的岩漿將產生玄武岩或輝長岩；而一個花崗岩質的岩漿自然產生流紋岩或花崗岩。然而如果早期結晶物質多少或完全與殘留熔體分離開來無法反應，使得剩餘岩漿的成分改變而與原來的岩漿不同的作用，稱作結晶分化或分化結晶作用。
- 經由結晶分異使得岩漿分化的過程是由美國岩石學家包溫 (N. L. Bowen) 在1928年於其所著「火成岩的演化」所提出。他認為由一個單一的玄武質岩漿可產生多種不同成分的岩漿，如果早期結晶的礦物，下沈聚集冷凝結晶成一種火成岩，不再繼續和殘餘岩漿熔體發生反應，而剩餘的岩漿又結晶成另一種成分的火成岩。這種作用如果繼續不斷的進行，可以使得早期玄武質岩漿，因為岩漿分異或結晶分化的結果，逐漸變為富於酸性的熔體，最後就造成了花崗岩。
- 包溫反應系列
- 包溫的實驗證明當礦物從岩漿冷凝晶出後，它並未停止發生變化。這些早期結晶的礦物可以和冷凝過程中殘留的岩漿不斷發生作用而改變其成分，同時造成新的礦物。這個作用非常複雜，各種造岩礦物可以因先晶出的礦物，繼續和岩漿發生作用，而一個個依次產生，因此包溫等人就研究出造岩礦物結晶的先後次序表，就是岩漿冷凝時不同礦物生成的先後次序，包溫將之稱為反應系列。熔點最高的礦物最先結晶，如表1所示。
- 包溫指出原始的岩漿都是玄武質，矽酸鹽類礦物從玄武質岩漿中的結晶系列可以分成兩系列；一為鎂鐵礦物系列；一為斜長石系列。每一系列中最先結晶而成的礦物和剩餘岩漿中的溶液發生化學作用，造成次一礦物。次一礦物再和剩餘岩漿發生作用而造成另一礦物，依此類推，系列中的所有礦物可以循序生成。
- 在鎂鐵礦物系列中，岩漿最先結晶的礦物是橄欖石。橄欖石和剩餘岩漿發生作用造成輝石；輝石再和殘留岩漿發生作用造成角閃石；角閃石再和殘餘岩漿發生作用再造成黑雲母。這一系列中每一次所造成的鎂鐵礦物的成分和結晶構造彼此不同。這種變化是階梯式躍進，在一個特定溫度下，由一種礦物變成另一種礦物，其所生成的礦物具有不同的結晶外形，分屬大不相同的礦物晶系，所以稱之為不連續反應系列。
- 在斜長石系列中，最先結晶的長石礦物是鈣長石，它差不多和橄欖石是在相同的溫度下造成。以後溫度逐漸降低，鈣長石再和殘留岩漿發生作用，逐漸造成含鈉較高的斜長石礦物。在這個過程中，鈣慢慢的為鈉所取代，最後就全變為鈉長石。因為在這一系列的矽酸鹽結晶構造中，在連續不斷的成分和溫度變化條件下，鈉繼續不斷的取代鈣而造成不同種類的斜長石礦物，但是所有礦物的結晶構造沒有什麼改變，所以被稱為連續反應系列。
- 當岩漿循序結晶到鈉長石造成以後，這種慢慢繼續不斷的變化就不再發生。在斜長石礦物全部結晶後，以後生成的礦物是鉀長石、白雲母和石英類較低溫礦物，已經都以酸性而非基性的礦物為主。
- 在研究火成岩相的平衡與岩石結構方面可以支持包溫所提之反應系列。在礦物結構方面，例如斜長石方面，在具有晶帶構造的斜長石，常含有鈣質較高的核心，而其邊緣則含鈣較低。橄欖石外圍為輝石環繞，其外則又被角閃石所圍繞。但值得一提的是包溫反應系列的理論對於岩漿的演化，對於許多區域是適合的，但並不是所有的火成岩都可由這種反應機制就可以達成。持反對派的理由，最簡單的證據就是地球表面所露出的岩石，花崗岩質和玄武岩質大致相當。但如果根據包溫理論來計算的話，大概每二十份之玄武質岩漿僅可以產生一份的花崗質岩漿。此外，在花崗岩區域應當發現到許多超基性岩石，但事實上並非如此。顯然地，大部分花崗岩的起源必有其他的管道。然而這一系列的反應原理，畢竟對於瞭解岩漿演化過程的啟迪功不可沒。
- 出版者：
- 數位化執行單位:國立自然科學博物館（http://www.nmns.edu.tw/）
- 來源：
- 數位化單位:國立自然科學博物館地質學組岩石
- 管理權：
- 典藏單位:國立自然科學博物館
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