巖漿室是位于地球表面以下幾公里處的大型熔巖體。由于它們距地球表面的距離很大，因此難以實(shí)時(shí)研究。地質(zhì)學(xué)家檢查了這些巖漿室冷卻后形成的火成巖，這些巖漿室由于侵蝕力而最終暴露于地球表面，以了解數(shù)百萬年前巖漿室內(nèi)發(fā)生的過程。

一項(xiàng)由博士后研究員，威特沃特斯蘭德大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院的Willem Kruger博士及其導(dǎo)師Rais Latypov教授在《科學(xué)報(bào)告》中發(fā)表的一項(xiàng)新研究挑戰(zhàn)了一些有關(guān)巖漿室內(nèi)部工作的最廣為接受的觀念。

故事始于克魯格仔細(xì)檢查了南非不列顛附近的羅文釩礦的一塊名為磁鐵礦的火成巖露頭。該露頭發(fā)生在Bushveld復(fù)雜體中，這是地殼中最大的分層侵入。深色磁鐵礦含有幾種夾雜的其他巖石類型的鈣錳礦，由于其較淺的顏色與主體磁鐵礦形成鮮明對比。

克魯格說：“磁鐵礦中的異鐵質(zhì)夾雜物的起源長期以來一直是個(gè)謎，但是，我們想出了一種方法，可以最終提供對這個(gè)數(shù)十年歷史的問題的一些見解。”

當(dāng)磁鐵礦層從巖漿中結(jié)晶時(shí)，它會(huì)迅速消耗周圍熔體中存在的可用鉻。因此，首先形成的磁鐵礦晶體富含鉻，而隨后形成的磁鐵礦鉻相對較弱。因此，有可能通過檢查巖石中鉻的分布來觀察磁鐵礦層的生長模式。

克魯格使用便攜式X射線熒光光譜儀對露頭進(jìn)行化學(xué)制圖并研究其二維結(jié)構(gòu)。“我們發(fā)現(xiàn)有證據(jù)表明，當(dāng)來自較深腔室的過熱熔體形成時(shí)，就形成了鈣鈦礦夾雜物，從而導(dǎo)致了布什維爾德氏腔室底板上先前存在的鈣鈦礦層的部分熔融和溶解。這導(dǎo)致了腔室底板的復(fù)雜形態(tài)。”

克魯格(Kruger)和拉蒂波夫(Latypov)建議將此過程稱為“巖溶巖溶作用”，因?yàn)樗c地球表面的巖溶作用相似，在酸性巖溶作用下，酸性水會(huì)侵蝕碳酸鹽巖石，例如石灰石，形成洞穴和其他巖溶景觀特征。然而，代替酸性水，腐蝕劑是過熱的熔體。

這些關(guān)于巖漿巖溶環(huán)境中磁鐵礦層生長模式的新發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了我們對巖漿腔內(nèi)部運(yùn)作的理解。“在巖漿房的地板冷卻以前被認(rèn)為是微不足道的。但是，我們的研究結(jié)果表明，足夠的冷卻可通過發(fā)生室的地板，使得新晶體可以成核和生長，”拉特波夫說。“這些發(fā)現(xiàn)可能為巖漿腔如何演化產(chǎn)生我們今天在自然界中觀察到的大量火成巖提供新的見解。”