第三章火成巖的物質(zhì)成分

1、第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(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)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，而且還是分類命名的依據(jù)狀、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的特點(diǎn)以及巖石的成因及含礦性，而且還是分類命名的依據(jù)火成巖的物質(zhì)成分包括火成巖的物質(zhì)成分包括化學(xué)成分化學(xué)成分與與礦物成分礦物成分兩方面兩方面一、火成巖的化學(xué)成分一、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)

2、構(gòu)造等的主要因素，是巖石一化學(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很不相同的1 1、主要元素、主要元素( (主要造巖元素主要造巖元素) )：指在火成巖中含量較多，起主要作用的：指在火成巖中含量較多，起主要作用的元素，它們是元素，它們是O O、SiSi、AlAl、TiTi、FeFe、MnMn、MgMg、CaCa、NaNa、K K、H H、P P等，占等，占整個(gè)火成巖總重量的整個(gè)火成巖總重量的99.25%99.25%第三章第三章

3、火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分表示法及變化范圍表示法及變化范圍 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，最主要的氧化物是化物是( (按價(jià)態(tài)排列按價(jià)態(tài)排列) SiO) SiO2 2、TiOTiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、FeOFeO、MnOMnO、MgOMgO、CaOCaO、NaNa2 2O O、K K2 2O O、P P2 2O O5 5、COCO2 2、H H2 2O O十三項(xiàng)。它們占火成十三項(xiàng)。它們占火成巖平均化學(xué)成分的巖平均化學(xué)成分的9898，一般化學(xué)分析給出的結(jié)果也是這，一般化學(xué)分析給出的結(jié)果也是這十

4、三項(xiàng)十三項(xiàng) 其中幾個(gè)主要氧化物的變化范圍是：其中幾個(gè)主要氧化物的變化范圍是：SiOSiO2 2 343475%75%，最，最高高80%80%；AlAl2 2O O3 3 10-2010-20；MgO 1MgO 115%15%；CaO 0CaO 015%15%，可達(dá)，可達(dá)23%23%；FeFe的范圍的范圍0.50.515%15%，F(xiàn)eOFeO一般高于一般高于FeFe2 2O O3 3，NaNa2 2O O一般為一般為0 01515，最高可達(dá)最高可達(dá)19.48%19.48%；K K2 2O10O10，最高達(dá)，最高達(dá)17.9417.94 上述十三項(xiàng)在化學(xué)分析時(shí)是必須的，它們是通過化學(xué)上述十三項(xiàng)在化學(xué)

5、分析時(shí)是必須的，它們是通過化學(xué)分析的方法獲得，根據(jù)需要可增加分析的方法獲得，根據(jù)需要可增加NiONiO、CrCr2 2O O3 3、F F等等第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分火成巖的化學(xué)成分分類火成巖的化學(xué)成分分類SiOSiO2 2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度與基性程度 根據(jù)根據(jù)SiO2SiO2含量可將火成巖分為含量可將火成巖分為 SiOSiO2 2 45 6666 酸性巖酸性巖堿度堿度:(K:(K2 2O+NaO+Na2 2O)O)是全

6、堿的含量，但還須考慮是全堿的含量，但還須考慮SiO2SiO2等等 李特曼組合指數(shù)李特曼組合指數(shù)來確定火成巖的堿度來確定火成巖的堿度 (SiO(SiO2 243)43)(Na(Na2 2O+KO+K2 2O)O)2 2大，巖石堿度大，大，巖石堿度大， 小，堿度小小，堿度小第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分： 3.3 9 9 過堿性巖過堿性巖這兩種劃分可結(jié)合起來使用，不是完全獨(dú)立的。如超基性巖、基性巖、這兩種劃分可結(jié)合起來使用，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、過堿性；而酸性巖僅有過堿性和堿性中性巖又可劃分為鈣堿性、堿性、過堿性；而酸性巖僅有過堿性和堿性

7、SiOSiO2 2(K(K2 2O ONaNa2 2O)O)圖解圖解該圖解是較常使用的堿度系該圖解是較常使用的堿度系列劃分圖解，可將火成巖劃列劃分圖解，可將火成巖劃分為堿性系列分為堿性系列(A)(A)和亞堿性系和亞堿性系列列(S)(S)第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分氧化物之間的關(guān)系氧化物之間的關(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SiOSiO2 2增加，增加，其它氧化物有規(guī)律變化：其它氧化物有規(guī)律變化：FeOFeO、MgOMgO逐漸減少，逐漸減少，K2OK2O、Na2ONa2O逐漸增加，逐漸增加，CaOC

8、aO與與Al2O3Al2O3在超基性巖中很少，而在基性巖中最高，然后隨在超基性巖中很少，而在基性巖中最高，然后隨SiO2SiO2增加而減增加而減少，少，Al2O3Al2O3減少幅度不大減少幅度不大第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分研究意義研究意義A A、火山巖系列和類型的劃分、火山巖系列和類型的劃分堿性系列堿性系列(A)(A)亞堿性系列亞堿性系列(S)(S) 拉斑玄武巖系列拉斑玄武巖系列(T)(T) 鈣堿性系列鈣堿性系列(C)(C)上圖適用于基性巖上圖適用于基性巖下圖適用于中酸性巖下圖適用于中酸性巖第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分B B、主要氧化物變異圖解、主要氧化物

9、變異圖解通常以通常以SiO2SiO2或或MgOMgO作為橫坐標(biāo)，作為橫坐標(biāo)，其它氧化物作為縱坐標(biāo)，稱為其它氧化物作為縱坐標(biāo)，稱為HarkerHarker圖解圖解可以研究巖漿演化可以研究巖漿演化C C、標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算、標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算用途：用途：1 1、分類命名、分類命名2 2、溫壓條件計(jì)算、溫壓條件計(jì)算第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分2 2、微量元素、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，其總量不超過千指在火成巖體系中不作為任何物相現(xiàn)在的分散元素，其總量不超過千分之一，常用分之一，常用ppm(ppm(百萬分之一百萬分之一) )來表示其含量來表示其含量微量元素可通過中子活

10、化、微量元素可通過中子活化、x x熒光等手段定量分析，對火成巖成因很有熒光等手段定量分析，對火成巖成因很有價(jià)值價(jià)值例如：例如：LiLi、RbRb、V V、CoCo、NiNi、CrCr等以及稀土元素等以及稀土元素盡管這些元素含量很低，但是對確定火成巖的成因是極為重要的?，F(xiàn)盡管這些元素含量很低，但是對確定火成巖的成因是極為重要的。現(xiàn)在在火成巖的研究中很受重視，已形成一門獨(dú)立的學(xué)科；此外，它們在在火成巖的研究中很受重視，已形成一門獨(dú)立的學(xué)科；此外，它們在火成巖中的成礦性也很重要在火成巖中的成礦性也很重要3 3、同位素、同位素 穩(wěn)定同位素穩(wěn)定同位素 放射性同位素放射性同位素第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成

11、分火成巖的物質(zhì)成分二、火成巖的礦物成分二、火成巖的礦物成分火成巖中出現(xiàn)的礦物很多，但常見的不過火成巖中出現(xiàn)的礦物很多，但常見的不過2020余種，最常見、最重要的余種，最常見、最重要的是：石英、長石、云母、輝石、角閃石、橄欖石等稱為主要造巖礦物是：石英、長石、云母、輝石、角閃石、橄欖石等稱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：通常根據(jù)礦物的成因與所起作用可劃分為：1 1、硅鋁礦物與鎂鐵礦物：、硅鋁礦物與鎂鐵礦物： 硅鋁礦物硅鋁礦物( (淺色礦物淺色礦物) )：主要由：主要由SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3等組成，不含等組成，不含F(xiàn)eOFeO、MgOMgO，如長石類、石

12、英類、似長石類。，如長石類、石英類、似長石類。鎂鐵礦物鎂鐵礦物( (暗色礦物暗色礦物) )：FeOFeO、MgOMgO含量高，含量高，SiOSiO2 2含量低，顏色深，如含量低，顏色深，如橄欖石、輝石、角閃石、黑云母等橄欖石、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將火成巖中暗色礦物的含量( (體積百分?jǐn)?shù)體積百分?jǐn)?shù)) )稱為色率。根據(jù)色率可大稱為色率。根據(jù)色率可大致判斷它們是屬于哪一大類巖石致判斷它們是屬于哪一大類巖石第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分2 2、主要礦物

13、、次要礦物、副礦物、主要礦物、次要礦物、副礦物 主要礦物：含量眾多，是劃分巖石大類的依據(jù)，如花崗巖中的長石主要礦物：含量眾多，是劃分巖石大類的依據(jù)，如花崗巖中的長石 和石英和石英 次要礦物：含量小于主要礦物，但對確定巖石種屬起作用的礦物。次要礦物：含量小于主要礦物，但對確定巖石種屬起作用的礦物。 副礦物：副礦物： 含量很少，通常不到含量很少，通常不到1 1的礦物，在分類命名中不起作用的礦物，在分類命名中不起作用例如：輝長巖中，輝石占例如：輝長巖中，輝石占4545，斜長石占，斜長石占4545，黑云母占，黑云母占8 8，磁鐵礦，磁鐵礦，榍石各占榍石各占1 1，則：輝石、斜長石為，則：輝石、斜長石為

14、主要礦物主要礦物，決定了巖石的大類，黑云，決定了巖石的大類，黑云母為母為次要礦物次要礦物，磁鐵礦、榍石為，磁鐵礦、榍石為副礦物副礦物。定名：黑云母輝長巖。定名：黑云母輝長巖第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分3 3、根據(jù)礦物成因分為：、根據(jù)礦物成因分為： 原生礦物：直接從巖漿中結(jié)晶形成，并在巖石形成過程中相對穩(wěn)定原生礦物：直接從巖漿中結(jié)晶形成，并在巖石形成過程中相對穩(wěn)定 的礦物的礦物 如角閃石、長石如角閃石、長石 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。礦物發(fā)生轉(zhuǎn)變而形成的新礦物

15、。 如如-石英石英-石英，石英， 堿性長石出溶形成條紋長石堿性長石出溶形成條紋長石 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( (蝕蝕 變、交代、充填變、交代、充填) )而形成的礦物。而形成的礦物。 如氣成礦物：電氣石、螢石、黃玉；蝕變礦物：蛇紋石如氣成礦物：電氣石、螢石、黃玉；蝕變礦物：蛇紋石 它生礦物：巖漿與圍巖或捕虜體反應(yīng)所形成的礦物它生礦物：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、混染所致同化、混染所致 次生礦物

16、：主要是地表風(fēng)化形成的礦物次生礦物：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)產(chǎn)狀上限于風(fēng)化帶內(nèi)) ) 如鉀長石的高嶺土化如鉀長石的高嶺土化第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分4 4、按是否與石英共生劃分為、按是否與石英共生劃分為 硅酸不飽和礦物：不能與石英共生。硅酸不飽和礦物：不能與石英共生。 MgMg2 2SiOSiO4 4(Fo)+SiO(Fo)+SiO2 2= 2MgSiO= 2MgSiO3 3(En)(En) NaAlSiO NaAlSiO4 4(Ne)+SiO2=NaAlSi3O(Ne)+SiO2=NaAlSi3O8 8(Ab)(Ab) 所以所以O(shè)lOl、NeNe為

17、硅酸不飽和礦物，出現(xiàn)在不飽和巖石中為硅酸不飽和礦物，出現(xiàn)在不飽和巖石中 硅酸飽和礦物：可與石英共生的礦物，除硅酸飽和礦物：可與石英共生的礦物，除OlOl、似長石之外的礦物、似長石之外的礦物 硅酸過飽和礦物：硅酸過飽和礦物：Q Q，出現(xiàn)石英，表示，出現(xiàn)石英，表示SiOSiO2 2過剩過剩第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分三、化學(xué)成分與礦物成分的關(guān)系三、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)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)因成分是決定礦物成分

18、變化的內(nèi)因1 1、SiOSiO2 2( (酸度酸度) )對火成巖礦物組合的影響對火成巖礦物組合的影響 火成巖中，火成巖中，SiOSiO2 2與其它氧化物結(jié)合，形成各類硅酸鹽礦物。若出現(xiàn)石英，與其它氧化物結(jié)合，形成各類硅酸鹽礦物。若出現(xiàn)石英，則表明巖石則表明巖石SiOSiO2 2過飽和，若有鎂橄欖石、似長石出現(xiàn)，表明過飽和，若有鎂橄欖石、似長石出現(xiàn)，表明SiOSiO2 2不飽和；不飽和；既無既無Q Q也無不飽和礦物，表明也無不飽和礦物，表明SiOSiO2 2含量適當(dāng)含量適當(dāng)( (飽和飽和) ) 因此，因此，SiOSiO2 2較多表明巖石可能出現(xiàn)石英和飽和礦物，較多表明巖石可能出現(xiàn)石英和飽和礦物，

19、SiOSiO2 2不足則出現(xiàn)不不足則出現(xiàn)不飽和礦物，據(jù)此可將巖石劃分為：過飽和巖石飽和礦物，據(jù)此可將巖石劃分為：過飽和巖石( (含含Q)Q)、飽和巖石、飽和巖石( (不含不含Q Q與與不飽和礦物不飽和礦物) )，不飽和巖石，不飽和巖石隨著巖石隨著巖石SiOSiO2 2增加，火成巖礦物共生組合發(fā)生變化，以鈣堿性巖為例增加，火成巖礦物共生組合發(fā)生變化，以鈣堿性巖為例 SiO SiO2 2 45 66 Q66 Q、鉀長石、酸性斜長石、鉀長石、酸性斜長石 K K、NaNa高，高，F(xiàn)eFe、MgMg、CaCa低低第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分2 2、堿度對礦物共生組合的影響、堿度對礦物共

20、生組合的影響 鈣堿性鈣堿性 堿性堿性 過堿性過堿性 鉀長石鉀長石 酸性巖中才見到酸性巖中才見到 全部出現(xiàn)全部出現(xiàn) 全部出現(xiàn)全部出現(xiàn) 斜長石斜長石 普遍出現(xiàn)普遍出現(xiàn) 比過堿性巖比過堿性巖 An 低低 僅見于基性巖僅見于基性巖 石英石英 中酸性巖中常見中酸性巖中常見 酸性巖中酸性巖中 不出現(xiàn)不出現(xiàn) 似長石似長石 無無 少量少量 常見常見 輝石輝石 普通輝石、斜方輝石普通輝石、斜方輝石 霓石、霓輝石霓石、霓輝石 霓石、霓輝石霓石、霓輝石 角閃石角閃石 普通角閃石普通角閃石 堿性角閃石堿性角閃石 堿性角閃石堿性角閃石 云母云母 酸性巖中出現(xiàn)酸性巖中出現(xiàn) 富鐵黑云母富鐵黑云母 第三章第三章 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分四、侵入巖與火山巖中礦物的差別四、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，而而火山巖有較復(fù)雜的結(jié)晶歷史，它們