第三章火成巖的物質(zhì)成分

第三章火成巖的物質(zhì)成分火成巖研究的基本內(nèi)容有火成巖的成分、產(chǎn)狀、相、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等，而物質(zhì)成分則是最基本與最重要的。因?yàn)榛鸪蓭r的成分是內(nèi)因，決定了其它如相、產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的特點(diǎn)以及巖石的成因及含礦性，而且還是分類(lèi)命名的依據(jù)火成巖的物質(zhì)成分包括化學(xué)成分與礦物成分兩方面一、火成巖的化學(xué)成分化學(xué)成分是影響巖石礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等的主要因素，是巖石一切變化的內(nèi)因在火成巖中幾乎地殼中所有元素都能發(fā)現(xiàn)，在其作用與含量上又是很不相同的1、主要元素(主要造巖元素)：指在火成巖中含量較多，起主要作用的元素，它們是O、Si、Al、Ti、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K、H、P等，占整個(gè)火成巖總重量的99.25%第三章火成巖的物質(zhì)成分①表示法及變化范圍主要元素通常用氧化物的重量百分?jǐn)?shù)表示，最主要的氧化物是(按價(jià)態(tài)排列)SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5、CO2、H2O十三項(xiàng)。它們占火成巖平均化學(xué)成分的98％±，一般化學(xué)分析給出的結(jié)果也是這十三項(xiàng)其中幾個(gè)主要氧化物的變化范圍是：SiO234－75%，最高80%；Al2O310-20％；MgO1－15%；CaO0－15%，可達(dá)23%；Fe的范圍0.5－15%，F(xiàn)eO一般高于Fe2O3，Na2O一般為0－15％，最高可達(dá)19.48%；K2O<10％，最高達(dá)17.94％上述十三項(xiàng)在化學(xué)分析時(shí)是必須的，它們是通過(guò)化學(xué)分析的方法獲得，根據(jù)需要可增加NiO、Cr2O3、F等第三章火成巖的物質(zhì)成分第三章火成巖的物質(zhì)成分②火成巖的化學(xué)成分分類(lèi)SiO2是火成巖中最重要的一種氧化物，通常它決定了火成巖的酸性程度與基性程度根據(jù)SiO2含量可將火成巖分為

SiO2<45％超基性巖

45－53％基性巖

53－66％中性巖酸度增高>66％酸性巖堿度:(K2O+Na2O)是全堿的含量，但還須考慮SiO2等①李特曼組合指數(shù)σ來(lái)確定火成巖的堿度

σ＝(SiO2－43)(Na2O+K2O)2σ大，巖石堿度大，σ小，堿度小第三章火成巖的物質(zhì)成分σ：<3.3鈣堿性巖3.3－9堿性巖>9過(guò)堿性巖這兩種劃分可結(jié)合起來(lái)使用，不是完全獨(dú)立的。如超基性巖、基性巖、中性巖又可劃分為鈣堿性、堿性、過(guò)堿性；而酸性巖僅有過(guò)堿性和堿性②SiO2－(K2O＋Na2O)圖解該圖解是較常使用的堿度系列劃分圖解，可將火成巖劃分為堿性系列(A)和亞堿性系列(S)第三章火成巖的物質(zhì)成分③氧化物之間的關(guān)系這些主要氧化物之間是有規(guī)律變化的，以鈣堿性巖石為例，隨SiO2增加，其它氧化物有規(guī)律變化：FeO、MgO逐漸減少，K2O、Na2O逐漸增加，CaO與Al2O3在超基性巖中很少，而在基性巖中最高，然后隨SiO2增加而減少，Al2O3減少幅度不大第三章火成巖的物質(zhì)成分④研究意義A、火山巖系列和類(lèi)型的劃分堿性系列(A)亞堿性系列(S)拉斑玄武巖系列(T)鈣堿性系列(C)上圖適用于基性巖下圖適用于中酸性巖第三章火成巖的物質(zhì)成分B、主要氧化物變異圖解通常以SiO2或MgO作為橫坐標(biāo)，其它氧化物作為縱坐標(biāo)，稱(chēng)為Harker圖解可以研究巖漿演化C、標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算用途：1、分類(lèi)命名2、溫壓條件計(jì)算第三章火成巖的物質(zhì)成分2、微量元素指在火成巖體系中不作為任何物相現(xiàn)在的分散元素，其總量不超過(guò)千分之一，常用ppm(百萬(wàn)分之一)來(lái)表示其含量微量元素可通過(guò)中子活化、x熒光等手段定量分析，對(duì)火成巖成因很有價(jià)值例如：Li、Rb、V、Co、Ni、Cr等以及稀土元素盡管這些元素含量很低，但是對(duì)確定火成巖的成因是極為重要的?，F(xiàn)在在火成巖的研究中很受重視，已形成一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科；此外，它們?cè)诨鸪蓭r中的成礦性也很重要3、同位素穩(wěn)定同位素放射性同位素第三章火成巖的物質(zhì)成分二、火成巖的礦物成分火成巖中出現(xiàn)的礦物很多，但常見(jiàn)的不過(guò)20余種，最常見(jiàn)、最重要的是：石英、長(zhǎng)石、云母、輝石、角閃石、橄欖石等稱(chēng)為主要造巖礦物通常根據(jù)礦物的成因與所起作用可劃分為：1、硅鋁礦物與鎂鐵礦物：硅鋁礦物(淺色礦物)：主要由SiO2、Al2O3等組成，不含F(xiàn)eO、MgO，如長(zhǎng)石類(lèi)、石英類(lèi)、似長(zhǎng)石類(lèi)。鎂鐵礦物(暗色礦物)：FeO、MgO含量高，SiO2含量低，顏色深，如橄欖石、輝石、角閃石、黑云母等淺色礦物與暗色礦物的比例是鑒定巖石的重要標(biāo)志之一。所以將火成巖中暗色礦物的含量(體積百分?jǐn)?shù))稱(chēng)為色率。根據(jù)色率可大致判斷它們是屬于哪一大類(lèi)巖石第三章火成巖的物質(zhì)成分2、主要礦物、次要礦物、副礦物主要礦物：含量眾多，是劃分巖石大類(lèi)的依據(jù)，如花崗巖中的長(zhǎng)石和石英次要礦物：含量小于主要礦物，但對(duì)確定巖石種屬起作用的礦物。副礦物：含量很少，通常不到1％的礦物，在分類(lèi)命名中不起作用例如：輝長(zhǎng)巖中，輝石占45％，斜長(zhǎng)石占45％，黑云母占8％，磁鐵礦，榍石各占1％，則：輝石、斜長(zhǎng)石為主要礦物，決定了巖石的大類(lèi)，黑云母為次要礦物，磁鐵礦、榍石為副礦物。定名：黑云母輝長(zhǎng)巖第三章火成巖的物質(zhì)成分3、根據(jù)礦物成因分為：①原生礦物：直接從巖漿中結(jié)晶形成，并在巖石形成過(guò)程中相對(duì)穩(wěn)定的礦物

如角閃石、長(zhǎng)石②成巖礦物：在巖漿完全結(jié)晶后，由于外界物理化學(xué)條件變化，原生礦物發(fā)生轉(zhuǎn)變而形成的新礦物。

如β-石英－α-石英，堿性長(zhǎng)石－出溶形成條紋長(zhǎng)石③巖漿期后礦物：巖漿冷凝后，由于揮發(fā)分和巖漿期后溶液作用(蝕變、交代、充填)而形成的礦物。

如氣成礦物：電氣石、螢石、黃玉；蝕變礦物：蛇紋石④它生礦物：巖漿與圍巖或捕虜體反應(yīng)所形成的礦物

如：硅灰石、紅柱石，不是火成巖中出現(xiàn)的礦物，而是由于同化、混染所致⑤次生礦物：主要是地表風(fēng)化形成的礦物(產(chǎn)狀上限于風(fēng)化帶內(nèi))

如鉀長(zhǎng)石的高嶺土化第三章火成巖的物質(zhì)成分4、按是否與石英共生劃分為①硅酸不飽和礦物：不能與石英共生。Mg2SiO4(Fo)+SiO2=2MgSiO3(En)NaAlSiO4(Ne)+SiO2=NaAlSi3O8(Ab)所以O(shè)l、Ne為硅酸不飽和礦物，出現(xiàn)在不飽和巖石中②硅酸飽和礦物：可與石英共生的礦物，除Ol、似長(zhǎng)石之外的礦物③硅酸過(guò)飽和礦物：Q，出現(xiàn)石英，表示SiO2過(guò)剩第三章火成巖的物質(zhì)成分第三章火成巖的物質(zhì)成分三、化學(xué)成分與礦物成分的關(guān)系巖石的礦物成分除了受形成條件控制外，主要取決于化學(xué)成分，化學(xué)成分是決定礦物成分變化的內(nèi)因1、SiO2(酸度)對(duì)火成巖礦物組合的影響火成巖中，SiO2與其它氧化物結(jié)合，形成各類(lèi)硅酸鹽礦物。若出現(xiàn)石英，則表明巖石SiO2過(guò)飽和，若有鎂橄欖石、似長(zhǎng)石出現(xiàn)，表明SiO2不飽和；既無(wú)Q也無(wú)不飽和礦物，表明SiO2含量適當(dāng)(飽和)因此，SiO2較多表明巖石可能出現(xiàn)石英和飽和礦物，SiO2不足則出現(xiàn)不飽和礦物，據(jù)此可將巖石劃分為：過(guò)飽和巖石(含Q)、飽和巖石(不含Q與不飽和礦物)，不飽和巖石隨著巖石SiO2增加，火成巖礦物共生組合發(fā)生變化，以鈣堿性巖為例SiO2<45橄欖石、輝石Fe、Mg高45－53輝石、基性斜長(zhǎng)石Al、Ca高53－66角閃石、中性斜長(zhǎng)石Fe、Mg低，K、Na高>66Q、鉀長(zhǎng)石、酸性斜長(zhǎng)石K、Na高，F(xiàn)e、Mg、Ca低第三章火成巖的物質(zhì)成分2、堿度對(duì)礦物共生組合的影響第三章火成巖的物質(zhì)成分四、侵入巖與火山巖中礦物的差別侵入巖是在地下高溫或高壓下緩慢結(jié)晶而成而火山巖有較復(fù)雜的結(jié)晶歷史，它們的斑晶是在地下結(jié)晶形成的，而基質(zhì)(細(xì)粒部分)是在地表快速冷凝結(jié)晶形成的，這就決定了它們的差異①礦物成分不同：火山巖中斑晶成分與基質(zhì)同種礦物成分不同，如pl斑晶中An比基質(zhì)高，成分變化大；而侵入巖中成分是均勻的。同種成分的侵入巖與噴出巖相比，兩者礦物成分也不同，斑晶多比侵入巖中斜長(zhǎng)石的An要高②有序度不同：指長(zhǎng)石類(lèi)礦物中Si