二、板块构造与地质作用

(一)板块构造与岩浆作用

岩浆作用分侵入作用和喷出作用。喷出作用是侵入作用进一步发展到地表的结果。所以,喷出作用的活动特征与规律往往是岩浆作用的体现。现代活火山已知共有 523 座(其中 455 座在陆地上,68 座位于海底),而死火山则多得无法统计。这些火山在地理位置上分布是很不均匀的,呈狭长的火山带分布,主要集中在以下 3 个带:

  1. 环太平洋火山带 集中分布于太平洋西缘和北缘的岛弧及东缘的沿岸山脉,占世界活火山的 3/5,火山活动频繁而强烈,素有“火环”之称。

  2. 阿尔卑斯(地中海)-喜马拉雅-印度尼西亚火山带 此带横贯欧亚大陆南部,向西延入大西洋中脊,东南端与环太平洋火山带相接,有活火山百余座,占世界活火山的 1/5。

  3. 大洋中脊及大陆裂谷火山带 主要包括太平洋、印度洋、大西洋洋中脊及红海、东非裂谷带等。

对比上述 3 个火山带与板块边界的分布就不难得出结论,岩浆活动的空间分布主要集中在板块的边界附近。不仅如此,板块的边界活动还控制着岩浆活动的成分、来源及成因机制等特征。

在分离型板块边界的大洋中脊,主要为基性的岩浆活动,出现大规模的裂隙式火山喷溢,熔岩溢出的方式主要为平静式(如冰岛拉基火山)。大洋中脊实际上是全球最大的火山活动带,沿在脊轴部到处都可以见到新鲜的火山岩,近年来沿中脊轴带采得的大量火山岩的同位素年龄一般不超出第四纪。洋中脊岩浆的起源位于轴带下方的地幔软流圈中。由于中脊轴部的拉张作用,导致其下压力降低,从而使物质的熔点降低,超基性的软流圈物质分熔出基性的玄武质岩浆,在压力梯度的驱动下沿中脊轴部裂隙上涌。一部分岩浆溢出海底,形成枕状熔岩,构成洋壳第二层;另一部分岩浆未到过地表, 以基性岩墙或岩体的形式冷凝成洋壳的第三层。在大陆裂谷系发生的岩浆活动具有与大洋中脊类似的特征。

汇聚型板块边界包括俯冲边界和碰撞边界两种情况,实际上碰撞边界是俯冲边界进一步发展的结果。俯冲板块边界的岩浆活动以中、酸性为主,也有部分基性活动,其中以中性活动为典型代表。这里的岩浆活动均发育于海沟轴部靠大陆或岛弧一侧。环太平洋火山带正是这种俯冲边界附近的火山活动,其火山活动以中、酸性特别是中性安山岩类为主,多为中心式喷发,且因岩浆粘度较大、富含挥发分常表现出强烈爆发性质。俯冲地区岩浆的起源一般较深,大多为幔源和壳幔混源,且与板块的俯冲活动紧密相关(图9.13)。当大洋板块向大陆板块之下俯冲到一定深度(一般>80km)之下时, 由于地热增温、板块俯冲的摩擦增温及压力的增高,使原来洋壳中的含水矿物(如蛇纹石、角闪石及沉积物等)发生大量的脱水,这种热液水降低了岩石熔点的温度,使得原来的洋壳发生部分熔融,分异出富硅、铝和碱(K、Na、Ca)的岩浆,这种岩浆由于质轻、体积膨胀和富含挥发分而上升。其在向上的运移过程中,还会进一步同化围岩,最终到达地壳上部形成以中性为主的岩浆活动。当大洋板块俯冲完毕、大陆与大陆发生碰撞时(即碰撞边界), 岩浆活动的特征又发生了明显变化。这时期主要为酸性的岩浆活动,岩浆来源主要是地壳本身的局部重熔。其成因大多是由于强烈的碰撞与聚敛作用, 使岩石强烈变形、岩块(或岩片)大量冲断推覆,在机械剪切热、地热及流体等因素的联合作用下地壳发生局部重熔而形成。