巖漿的化學(xué)成分和礦物成分

1、掌所至握火成巖的物質(zhì)成分特點（常量、微量、同位素）了解火成巖的物質(zhì)成分的研究方法及意義了解火成巖的分類原則，掌握本教材的分類系統(tǒng) 火成巖的成分 一、 火成巖的化學(xué)成分 二、礦物成分 要求：主要元素微量元素同位素 在火成巖的成因研究中均具有重要意義，其中直接用于火成巖分類的是主要元素。 一、 火成巖的化學(xué)成分第三講 火成巖的成分、分類1主要元素 1）特征及主要參數(shù)13項（含量一般大于0.1%）：SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5、H2O 、CO2， 總和占火成巖平均化學(xué)成分的98%一、 火成巖的化學(xué)成分 最高，變化于34-75%

2、之間，少數(shù)可達80%，同時它對巖漿及火成巖的物理化學(xué)性質(zhì)及礦物組成的影響最大，因此是火成巖中最重要的一種氧化物。被用來作為劃分火成巖酸性程度和基性程度的參數(shù)。酸性巖：SiO266% 中性巖：SiO2 =53-66%基性巖：SiO2 = 45-53%超基性巖：SiO2 45% 習(xí)慣上對SiO2含量高者稱之為酸性程度高或酸度大，也叫基性程度低；反之，對含量低者，謂之酸度小，亦可稱基性程度高。(1） SiO2 含量 在巖漿中的含量稱為全堿（Alk）含量。因為Na2O、K2O在地幔和地殼中的含量差別顯箸，是主要元素中最容易熔融的組分，因而對源區(qū)的組成、部分熔融程度的變化以及巖漿的演化過程反應(yīng)敏感，在火

3、成巖的研究中意義重大?；鸪蓭r堿度及系列的劃分：最常用的方法有兩種：（2）Na2O+K2O （Alk -全堿含量）里特曼（組合）指數(shù)（）=（K2O+Na2O）2/（SiO2 -43）（wt%）9者為過堿性巖?？蓪⒒鸪蓭r劃分為堿性系列（A）和亞堿性系列（S）。 K2O/Na2O比值等也常作為火成巖研究的一個重要參數(shù)S型花崗巖：一般具 K2O/Na2O1，M型或I型花崗巖：K2O/Na2O16%者被稱為高鋁玄武巖，是島弧火山巖中的一個重要特征?；◢弾r中A/CNK =Al2O3/（ CaO + Na2O+K2O）（摩爾數(shù)） 1.1者，多為S型花崗巖。（3） Al2O3 MgO、FeOT與SiO2為負相

4、關(guān) K2O、Na2O與SiO2成正相關(guān) Al2O3、CaO變化較復(fù)雜，從超基性巖到基性巖增加較快，到最大值，然后隨酸度增加而降低。（4）各主要元素之間的關(guān)系 2）火成巖主要元素的研究義容及意義 （1）火山巖系列及類型的劃分 對于一組密切共生、成分變化范圍很寬的火成巖，需查清這些巖石之間的成因聯(lián)系：是否存在相互派生關(guān)系？是否都來源于共同的母巖漿？它們是通過什么方式演化的？ 可通過變異圖獲取答案。成分變異圖通常以SiO2或MgO作為參量（橫座標），其它氧化物作因變量（縱座標）來投點，稱為Harker圖解。(2)主要氧化物變異圖解-火成巖成因研究 由同源巖漿演化的一組巖石投點應(yīng)具有較好的相關(guān)性微量元

5、素:是指在體系中不作為任何物相的主要組分存在的非化學(xué)計量的分散元素，由于含量很低，它們在巖漿中的物理化學(xué)形為可以近似地用稀溶液定律來描述。 微量元素的存在方式： （1）呈類質(zhì)同象占據(jù)礦物晶格內(nèi)晶體化學(xué)性質(zhì)相近的其它元素的位置，例如Cr、Ni可占據(jù)橄欖石和輝石中Mg、Fe的位置，Li、Rb、Cs可占據(jù)鉀長石和云母中K的位置等； （2）保存在火山玻璃和氣-液包體中； (3)第三是吸附在礦物表面或以雜質(zhì)的形式存在于礦物晶體缺陷的間隙內(nèi)。2.微量元素(Trace elements)什么是微量元素?微量微量元素地球化學(xué)形為：地幔相容元素： 地幔熔融巖漿的過程中，殘留富集于地幔巖的礦物之中的元素，如：Cr

6、、Ni、Co、Yb、Er等元素；地幔不相容元素： 在巖漿中強烈富集，這些元素有Cs、Rb、K、Ba、Sr、La、Y、REE、Th、U、Hf、Zr、Ti、Ta、Nb和P等。 2.微量元素(Trace elements)火成巖中的礦物成分受控于巖漿的化學(xué)成分及結(jié)晶條件，因而對于了解巖石的化學(xué)成分和巖石的成因都有重大的意義，同時它也是火成巖分類和定名的依據(jù)。二、礦物成分在火成巖中最常見的且在分類命名中起作用的礦物有： 石英、鉀長石、斜長石、似長石（白榴石、霞石）、橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、白云母等這些礦物據(jù)化學(xué)成分可分為兩類： 硅鋁礦物：礦物中SiO2與Al2O3的含量較高，不含F(xiàn)eO和MgO，

7、包括石英類、長石類及似長石類。又稱為淺色礦物。 鎂鐵礦物：礦物中FeO、MgO的含量較高，包括橄欖石類、輝石類、角閃石類及黑云母類。又稱為暗色礦物。 色率： 暗色礦物在火成巖中的含量（體積百分數(shù)）稱色率。 是火成巖鑒定和分類重要標志之一，如： 色率隨巖石酸度的變化情況大致為：超基性巖色率90，基性巖色率=40-90、中性巖色率=15-40，酸性巖色率15。1 礦物的成分分類原生礦物： 在巖漿冷凝過程中結(jié)晶形成的礦物。原生礦物據(jù)形成的環(huán)境不同，又可分為高溫型和低溫型。 高溫型：火山巖中者，如高溫斜長石、高溫石英（石英）， 低溫型：深成巖中者，低溫斜長石和低溫石英（石英）2 礦物的成因分類原生礦物

8、、 成巖礦物、次生礦物成巖礦物： 在巖漿完全結(jié)晶后，由于外界物理化學(xué)條件的變化（主要是溫度和壓力的降低），使原生礦物發(fā)生轉(zhuǎn)變而新形成的礦物。 如高溫-石英，在溫度降低時，會轉(zhuǎn)變?yōu)橥|(zhì)異相的低溫的-石英，透長石會轉(zhuǎn)變?yōu)檎L石等。另外，溫度降低還會使某些固溶體礦物降低混溶程度，發(fā)生固溶體分解而形成成巖礦物，如鉀長石分解為條紋長石。次生礦物： 在巖漿基本上凝固成固相的巖石后，由于受殘余揮發(fā)組分和巖漿期后流體的作用（蝕變、交代及充填）而生成的礦物 它往往交代原生礦物，或充填在礦物的孔隙及晶洞中，如巖漿期后的流體可形成電氣石、螢石、黃玉等礦物，也可以交代原生礦物形成蝕變礦物，如橄欖石變成的蛇紋石，斜長石

9、遭受鈉黝簾石化形成鈉長石及黝簾石等。（1）SiO2含量對巖漿巖中礦物共生組合的影響 SiO2飽和礦物：可與石英共生，如輝石、長石、角閃石、云母類礦物SiO2不飽和礦物：不能與石英共生，如富鎂橄欖石、似長石等。3礦物成分與化學(xué)成分的關(guān)系在平衡結(jié)晶的條件下，橄欖石（如鎂橄欖石Fo）或似長石（如霞石，Ne）與熔體中的SiO2反應(yīng)分別生成頑火輝石或鈉長石 Mg2SiO4+SiO2 = 2MgSiO3 Fo L En NaAlSiO4+2SiO2=NaAlSi3O8 Ne L Ab 當巖漿中SiO2過剩（過飽和）時，巖石中會出現(xiàn)SiO2飽和礦物與石英共生，而SiO2不足（不飽和）時會出現(xiàn)SiO2不飽和礦物，而不出現(xiàn)石英。SiO2含量適當（飽和）時，則僅出現(xiàn)SiO2飽和礦物?；鸪蓭r中SiO2含量與礦物組成的關(guān)系： 從超基性巖到酸性巖隨SiO2的漸增，具鎂鐵礦物由多到少，淺色礦物漸增，石英由無到有，含量漸增的變化趨勢。 在超基性巖中，SiO290），主要由橄欖石和輝石組成。 在基性巖中，SiO2=45%53%, FeO、MgO較超基性巖減少，Al2O3、CaO大量出現(xiàn)，因此礦物成分為輝石與基性斜長石共生，鎂鐵礦物占40%90%（一般為40%70%）。 中性巖中SiO2增至53%66%,