岩漿作用

在地下深處天然生成的、富含揮發性組分的高温硅酸鹽熔融物質稱為岩漿，它是形成各種岩漿岩和岩漿礦牀的母體。它的温度一般800—1200℃，可以低到650℃，也可以高達1400℃。其成分除硅酸鹽外，可含少量碳酸鹽、氧化物等，並常含有1%-8%以水為主的揮發性物質。岩漿一般發生於地下數千米到數十千米，在地下強大壓力下，其中揮發性物質主要呈溶解狀態，部分以氣泡狀態存在。

岩漿作用是指岩漿從形成、運動、冷凝成巖的全過程中，岩漿本身及其對圍巖所產生的一系列變化。岩漿作用是地球內能向外釋放的另一種表現形式。岩漿作用可以分為噴發作用(extrusion)和侵入作用(intrusion)。相應形成的岩漿岩分別稱為火山岩和侵入岩。

岩漿作用包括噴出作用和侵入作用。

（1）噴出作用

岩漿噴出地表後，迅速冷凝成巖的過程稱為噴出作用，又稱為火山作用。火山噴發方式有：

①中心式噴發

岩漿沿管狀通道上湧，從火山口中溢出，稱為中心式噴發。這個中心一般在兩組斷裂的交叉點上，是中、新生代以至現代火山活動的主要方式。中心式噴發常伴有強烈的爆炸，先噴出大量的氣體和碎屑物質，最後溢出岩漿。

②裂隙式噴發

岩漿沿狹長裂縫溢出，稱為裂隙式噴發。這種火山口不呈圓形，而表現為長達數十千米的斷裂帶，或是呈串珠狀排列的一系列火山口。裂隙式噴發以黏性小、流動性大的基性岩漿為主，多為緩慢溢出，沿地面流動形成熔岩被等。地質歷史早期地殼較薄，以裂隙式噴發為主。 ^[2] 

（2）侵入作用

深部岩漿在向上運移過程中，侵入到周圍岩石而未到達地表的過程，稱為侵入作用。在侵入過程中岩漿冷凝結晶而形成的岩石稱為侵入岩。侵入岩是被周圍岩石包圍其中的三維空間的實體，故又稱為侵入體。包圍侵入體的周圍原有岩石稱為圍巖。發生在地表以下5～20 km的侵入作用，稱為深成侵入作用，形成的侵入體稱為深成侵入體，其岩石稱為深成岩；發生在地表以下小於5 km的侵入作用．稱為淺成侵入作用，形成的侵入體稱為淺成侵入體，其岩石稱為淺成巖。

侵入體(巖)的產狀是指其形態、大小及其與圍巖的關係。由於岩漿侵入的深度、岩漿的規模與成分以及圍巖的產出狀態不同．故侵人體的產狀類型多樣。

①巖牆與岩脈

巖牆為狹長形的板狀侵人體。當圍巖是成層的岩石時，它切割圍巖的層面。其規模變化大，寬度為幾釐米(或更小)到兒十米(或更大)。長由幾米(或更小)到兒幹米或兒十千米，個別的能達上百千米。如南非津巴布韋大巖牆長500 km，寬3～14 m。巖牆是岩漿沿圍巖的裂縫擠入後冷凝形成的．其中規模小、形態不規則、厚度變化大、有分叉複合現象的脈絡狀侵入體又稱為岩脈。

②岩牀

岩牀侵入體為層狀或板狀，其延伸方向與圍巖層面平行。它是岩漿沿圍巖的層間空隙擠入後冷凝形成的。岩漿的成分常為基性，其規模差別很大，厚度為數米至數百米。如我國雲南箇舊的卡房輝綠岩岩牀，厚達十至數十米，面積達50 km²以上。又如南非卡盧輝綠岩岩牀羣，面積可達22萬km²。

③巖盆與巖蓋

圍巖為近乎水平延伸的成層的岩石，侵入體的展布與圍巖層理方向吻合，其中間部分略向下凹似盆狀，稱為巖盆。巖盆底部有管狀通道與下部更大的侵入體相通，常為基性岩漿沿圍巖層的層間間隙侵入、擴展後冷凝而成。如果侵入體底平而頂凸，並與圍巖層理方向吻合，似蘑菇狀，稱為巖蓋，它常由中酸性岩漿形成。

④巖株

巖株規模較大，橫截面積為數十平方千米以內，形態不規則，似樹幹狀，與圍巖的接觸面不平直，邊緣常有規模較小、形態規則或不規則的分支侵入體貫入到圍巖之中。巖株的成分多樣．主要以酸性與中性較為普遍。如江西大庚西華山花崗岩巖株，出露面積達19 km²。又如北京周口店花崗閃長巖巖株，出露面積達56 km²。

⑤岩基

岩基規模巨大。橫截面積大於100 km²，常達幾百至幾千平方千米，形態不規則，其邊緣常以較小規模的岩脈或巖株形式穿插到圍巖中。岩基主要由花崗岩組成。常有“花崗岩岩基”之稱。我國的花崗岩岩基分佈很普遍，如海南島有兩個花崗岩岩基，面積總和達8 000km²佔全島面積的24%。

噴出作用表現為地下大量物質在很短時間內釋放出來，其噴發物有氣體、液體和固體三類。

（1）氣體噴發物

岩漿中的揮發分由於圍壓的降低，會分離出來。由於氣體本身具有高度活性，故氣體的噴出是火山噴發的前導，而且貫穿整個火山噴發活動的始終。

氣體逸出的變化預示着火山活動的進程。如果氣體逸出量越來越多。氣體中的硫質成分越來越濃，氣體温度越來越高，則預示着大規模火山噴發即將來臨。隨着氣體逸出量逐漸減少，CO₂成分逐漸增多，硫質成分逐漸減少，而且氣體温度逐漸降低．説明火山活動在減弱。一般來講，在大規模火山噴發結束之後，火山口在相當長的時間內還可能會有少量較低温度的氣體在徐徐逸出。

氣體以水蒸氣為主，其含量常達60%以上。此外還有CO₂、硫化物(硫化氫、硫的氧化物)、硫，以及少量CO、H²、HCl、NH₃、NH₄Cl、HF等。火山噴發的氣體量往往很大，如1912年阿拉斯加的卡特曼火山噴發時，噴出的氣體中僅鹽酸就達125×10⁴t，氫氟酸達20×10⁴t。

（2）液體噴發物

液體噴發物噴出地面首先喪失了氣體，而後迅速冷凝形成的固態物質稱為熔岩。液體噴出物可以沿地面斜坡或山谷流動，其前端呈舌狀，稱為熔岩流。分佈面積廣的熔岩流稱為熔岩被。在流動過程中如遇陡坎，也能形成狀如流水的瀑布，冷凝以後稱為熔岩瀑布。如表面比較光滑，呈波狀起伏，稱為波狀熔岩；或扭曲似繩索狀者，稱為繩狀熔岩。熔岩表層破碎成大小不等的稜角狀碎塊並雜亂堆積者，稱為塊狀熔岩。黏性較小的岩漿噴出地表後在接近噴出點的地方形成波狀或繩狀熔岩，在遠離噴出點的地方因熔岩温度降低，粘性增大，可過渡為塊狀熔岩。

熔岩在散熱冷凝過程中，如果成分均勻，地形平坦，且冷凝緩慢，就會圍繞一些大致等距排列的冷凝中心收縮。在垂直於聯結收縮中心的直線方向上因張力作用形成垂直於冷凝面的裂隙，把岩石分割成多邊形柱體，這種裂隙稱為柱狀節理。最常見的是玄武岩中的六邊形柱狀節理，如果發育不理想，也有四邊形、五邊形或七邊形等柱狀節理。

（3）固體噴發物

氣體的膨脹力、衝擊力與噴射力將地下已經冷凝或半冷凝的岩漿物質炸碎，並被拋射出來；未冷凝的岩漿則成為團塊、細滴或微沫狀被擊濺出來，在空中冷凝成為固體。另外，周圍岩石也可能被炸碎並被拋出來。所有這三類固體構成了火山爆發的固體產物，統稱為火山碎屑物。按其性質和顆粒的大小，火山碎屑物可以分為：

①火山灰，粒徑小於2 mm，最細小的火山碎屑物。

②火山礫，粒徑2～50 mm．形態不規則，常有稜角。

③火山渣，粒徑數釐米到數十釐米，外形不規則。多孔洞，似爐渣，其中色淺、質輕、能浮於水面者稱為浮巖。

④火山彈，粒徑大於50 mm，是岩漿在空中拋射、冷凝而成的，外形多樣。火山彈外殼因快速冷凝收縮常有裂紋，其內部則多孔洞。

⑤火山塊，粒徑大於50 mm，常為稜角狀。

（4）火山岩

由火山噴發物形成的岩石統稱噴出巖，又稱火山岩，它包括火山碎屑岩和熔岩。岩漿在火山通道內冷凝而形成的岩石，如組成火山頸的岩石，稱為次火山岩。次火山岩的成因及形成時間、分佈空間都與火山岩有密切聯繫，屬於廣義的火山岩。

由各種火山碎屑物質堆積並固結而成的岩石，稱為火山碎屑岩。其中，由火山灰組成的岩石稱為凝灰岩；由火山礫和火山渣組成的岩石稱為火山角礫岩；由火山塊組成的岩石稱為集塊巖。

（5）火山地形

火山噴出的大量細微火山灰擴散到高空，長期懸浮，並可進行一定距離的運移。而較粗的固體噴發物和熔岩就地堆積，在地面構築起一定規模的山體，稱為火山。

火山高度由數米到數千米不等。典型的火山外形似錐狀，稱為火山錐。火山錐的坡角大小不等，最大的達35^。～45^。。錐頂常有圓形窪坑，是火山物質噴溢的出口，稱為火山口。

火山口的直徑由數米到數千米不等。火山口下有呈管狀的通道與地下岩漿的匯聚地一岩漿房相連，稱為火山通道。充填於火山通道上部已冷凝的巖體稱火山頸。 ^[2] 

地球內部的温壓條件與岩漿的形成有着明顯的關係。岩漿是一種熾熱的，具有極強活動力的熔融體。通常 在地下深處高温高壓下岩漿形成時，與周圍環境處於平衡狀態。但一旦岩石圈發生破裂或產生壓力差，平衡被打破，岩漿就會上升。由於受到上覆地殼的擠壓，一部分岩漿在地殼深處緩慢冷卻結晶，一部分可以達到離地表較近的淺處較快冷卻結晶，或者衝破地殼以火山的方式噴溢出來迅速冷卻。廣泛分佈於大陸地殼中的花崗岩岩基可以作為岩漿侵入的代表；而分佈在大洋中脊的玄武岩和火山島帶的中酸性為主噴出巖則是火山作用的代表。 板塊理論。六十年代中期興起一種新的大地構造理論－－板塊結構理論。它認為岩石圈的構造單元是板塊。全球可被劃分為六大板塊：歐亞板塊、太平洋板塊、美洲板塊、非洲板塊、印度洋板塊和南極板塊。火山學家根據這一理論認為，當組成地球最外層的巨形岩石板塊之間發生碰撞及擠磨時，俯衝帶的温度大幅度上升，甚至達到使地殼下面的岩石發生部分熔融的程度，從而導致火山的形成。由於世界上絕大部分火山都分佈在各個板塊的邊緣地帶，看來這種解釋是合理的。

熱點理論。夏威夷羣島火山是人們研究較多的火山。但夏威夷羣島離最近的板塊邊緣有3200公里。顯然用板塊理論釋解釋是行不通的。熱點理論認為，夏威夷羣島是由地球內部一個神秘的“熱點”形成的。當太平洋板塊在這個熱點上移動時，板塊底層岩石就被熔化，藉助地下的壓力侵入到地殼上部形成岩漿庫，最後變成火山。這一理論成功地解釋了夏威夷羣島形成的過程，受到人們的重視。但對於熱點是產生於地核深處還是侷限於該地區地殼底部尚有爭論。

此外，有的火山學家研究了冰川變化與火山活動的關係，較好地解釋了冰島、潘特萊里亞島火山的活動。