巖石化學計算法-01

1、顯微鏡巖石學顯微鏡巖石學巖石化學計算法巖石化學計算法 鄒海洋鄒海洋中南大學地學與環(huán)境工程學院中南大學地學與環(huán)境工程學院第一章第一章 巖漿巖的巖石化學計算法巖漿巖的巖石化學計算法 巖石化學巖石化學是巖石學的重要分支，是是巖石學的重要分支，是研究巖石化學研究巖石化學成分特征的一門科學成分特征的一門科學。 化學成分是巖漿巖最重要的特征之一。對于巖漿化學成分是巖漿巖最重要的特征之一。對于巖漿巖的鑒定、對比，分析其成因、演化等來說，若巖的鑒定、對比，分析其成因、演化等來說，若沒有巖石化學成分則是不全面或不可能的；特別沒有巖石化學成分則是不全面或不可能的；特別是，是，對于結晶程度差、成分差異大、礦物多期晶

2、對于結晶程度差、成分差異大、礦物多期晶出、有序度及光性變化大的火山巖來說出、有序度及光性變化大的火山巖來說，除薄片，除薄片研究外，必須有化學成分配合，才能得出較為符研究外，必須有化學成分配合，才能得出較為符合實際和相對正確的結論。合實際和相對正確的結論。 一個巖石樣品化學成分常用氧化物的重量百分數(shù)一個巖石樣品化學成分常用氧化物的重量百分數(shù)來表示。在新鮮硅酸鹽巖石中一般分析十三項：來表示。在新鮮硅酸鹽巖石中一般分析十三項： 即即SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、FeOFeO、MnOMnO、MgOMgO、CaOCaO、NaNa2 2O O、K K2 2O

3、O、TiOTiO2 2、P P2 2O O5 5、H H2 2O O+ +、H H2 2O O- -。 較詳盡的分析，還有較詳盡的分析，還有ZrOZrO2 2、CrCr2 2O O3 3、NiONiO、BaOBaO、SrOSrO、COCO2 2等等。 H H2 2O O+ +代表結晶水及化合水；代表結晶水及化合水； H H2 2O O- - 代表吸附水代表吸附水( (加加熱到熱到110110時，全部逸去時，全部逸去) )。巖漿巖中含巖漿巖中含H H2 2O O、COCO2 2 等較多者，多與巖石次生變化有關等較多者，多與巖石次生變化有關( (碳酸巖例外碳酸巖例外) )。 對于地質、巖礦工作來說

4、，要進行化學分析，首先對于地質、巖礦工作來說，要進行化學分析，首先要取樣。采集化學分析樣品，應該注意：要取樣。采集化學分析樣品，應該注意： (1)(1)應在野外地質及室內(nèi)薄片鑒定的基礎上進行取應在野外地質及室內(nèi)薄片鑒定的基礎上進行取樣，以避免取樣太多，盲目性太大；樣，以避免取樣太多，盲目性太大； (2)(2)應選擇最新鮮的巖石應選擇最新鮮的巖石( (除研究風化、蝕變者除研究風化、蝕變者) )，尤其是風化、蝕變交代強的地區(qū)，應在大量露頭及尤其是風化、蝕變交代強的地區(qū)，應在大量露頭及鉆孔中，盡量選擇新鮮的原巖；鉆孔中，盡量選擇新鮮的原巖； (3)(3)應在全面調查及觀察的基礎上，選擇有代表性應在全

5、面調查及觀察的基礎上，選擇有代表性的巖石進行取樣；的巖石進行取樣； (4)(4)應同時采取巖石薄片樣品。應同時采取巖石薄片樣品。 有可能的話，應配合重砂、單礦物、電子探針、稀有可能的話，應配合重砂、單礦物、電子探針、稀土、微量元素、同位素等樣品。土、微量元素、同位素等樣品。 特別是對特別是對噴出巖噴出巖來說，更應注意其新鮮程來說，更應注意其新鮮程度及代表性問題。對含杏仁體、捕虜體、度及代表性問題。對含杏仁體、捕虜體、捕虜晶、沉積巖脈及含外來碎屑的噴出巖，捕虜晶、沉積巖脈及含外來碎屑的噴出巖，不能作為化學分歷樣品。不能作為化學分歷樣品。 最好是末分異的以及每次噴出熔巖層中氧最好是末分異的以及每次

6、噴出熔巖層中氧化不強的巖石?；粡姷膸r石。 此外，還應注意化學分析的精度?；瘜W分析出來此外，還應注意化學分析的精度。化學分析出來的十三項氧化物總量應近于的十三項氧化物總量應近于100100，分析數(shù)據(jù)精度，分析數(shù)據(jù)精度一般為小數(shù)后第二位，總量最好在一般為小數(shù)后第二位，總量最好在99.2099.20100.50100.50范國內(nèi)，誤差最多不應超過范國內(nèi)，誤差最多不應超過1 1。 總量總量9090的也可能有些分析項目不全，分析結的也可能有些分析項目不全，分析結果可能有用，而總量果可能有用，而總量101101的則肯定分析有較大的則肯定分析有較大的誤差，一般不能使用。的誤差，一般不能使用。 有一些實驗室

7、化學分析的精度不夠，分析結果誤有一些實驗室化學分析的精度不夠，分析結果誤差太大，此時則應進行外檢。差太大，此時則應進行外檢。 巖石化學成分的研究方法，有的用氧化物重量百巖石化學成分的研究方法，有的用氧化物重量百分數(shù)，有的則用氧化物分子數(shù)，有的則用原子數(shù)分數(shù)，有的則用氧化物分子數(shù)，有的則用原子數(shù)或陽離子數(shù)?；蜿栯x子數(shù)。 分子數(shù)是用氧化物重量百分數(shù)，除以相應氧化物分子數(shù)是用氧化物重量百分數(shù)，除以相應氧化物的分子量；的分子量；原子數(shù)多指氧化物中用離子數(shù)，是氧原子數(shù)多指氧化物中用離子數(shù)，是氧化物重量百分數(shù)，除以分子量后，再乘以氧化物化物重量百分數(shù)，除以分子量后，再乘以氧化物中的陽離子數(shù)。中的陽離子數(shù)。

8、 為了使分子數(shù)及原子數(shù)成為整數(shù)，為了使分子數(shù)及原子數(shù)成為整數(shù)，一般均乘以一般均乘以10001000。表表1-1 1-1 氧化物的分子量和原子量氧化物的分子量和原子量成分成分分子量分子量成分成分分子量分子量SiOSiO2 260.084360.0843H H2 2O O18.015218.0152TiOTiO2 279.898879.8988COCO2 244.009844.0098AlAl2 2O O3 3101.9613101.9613CrCr2 2O O3 3151.9902151.9902FeFe2 2O O3 3159.6922159.6922NiONiO74.689474.6894F

9、eOFeO71.846471.8464BaOBaO153.3294153.3294CaOCaO56.079456.0794SrOSrO103.6194103.6194MgOMgO40.304440.3044SOSO3 380.058280.0582MnOMnO70.937470.9374SOSO2 264.058864.0588K K2 2O O94.19694.196F F18.998418.9984NaNa2 2O O61.978961.9789ClCl35.45335.453P P2 2O O5 5141.9445141.9445S S32.0632.06 巖石化學分析結果由于氧化物項目

10、較多，不易對比。巖石化學分析結果由于氧化物項目較多，不易對比。因此，巖石化學研究的任務之一，是把它們合并為最因此，巖石化學研究的任務之一，是把它們合并為最少的對比單位，或選擇最關鍵的項目進行對比。少的對比單位，或選擇最關鍵的項目進行對比。 由于研究的目的不同，采用的方法也不同：由于研究的目的不同，采用的方法也不同：有的直接有的直接用某些氧化物；有的算出各種指數(shù)；有的計算成標準用某些氧化物；有的算出各種指數(shù)；有的計算成標準礦物；有的換算成特征數(shù)值礦物；有的換算成特征數(shù)值。另外表示數(shù)據(jù)的方法也。另外表示數(shù)據(jù)的方法也不同：不同：數(shù)字、圖解數(shù)字、圖解。 若若把氧化物按照結晶化學原理，系統(tǒng)計算該巖石標準

11、把氧化物按照結晶化學原理，系統(tǒng)計算該巖石標準礦物成特征數(shù)值者，通常稱為巖石化學計算礦物成特征數(shù)值者，通常稱為巖石化學計算。 巖漿巖巖石化學計算方法始于十九世紀六十年代。巖漿巖巖石化學計算方法始于十九世紀六十年代。以后陸續(xù)提出了很多計算方法，還有不少人對前以后陸續(xù)提出了很多計算方法，還有不少人對前人方法進行了修改和補充。人方法進行了修改和補充。 計算方法視研究任務而定，不同的研究任務選擇計算方法視研究任務而定，不同的研究任務選擇不同的計算方法。不同的計算方法。 這里僅介紹兩種常見的巖漿巖巖石化學計算法：這里僅介紹兩種常見的巖漿巖巖石化學計算法：CIPWCIPW的標準礦物法和扎瓦里茨基的特征數(shù)值法

12、的標準礦物法和扎瓦里茨基的特征數(shù)值法。1.1 CIPW標準礦物計算法標準礦物計算法 CIPWCIPW標準礦物標準礦物(Normative mineral)(Normative mineral)計算法，目前應計算法，目前應用仍比較廣泛：用仍比較廣泛： 結晶差的熔巖中礦物成份，可計算大致求得；結晶差的熔巖中礦物成份，可計算大致求得； 巖漿巖結晶實驗的物理化學相圖的應用，多是以巖漿巖結晶實驗的物理化學相圖的應用，多是以CIPWCIPW標準礦物的重量百分比進行投影的；標準礦物的重量百分比進行投影的； 對已知巖石進行物化條件的成因分析時，須將化學對已知巖石進行物化條件的成因分析時，須將化學分析結果換算成

13、分析結果換算成CIPWCIPW標準礦物再投到有關的相圖中；標準礦物再投到有關的相圖中； 此外，一些巖石學中常用的參數(shù)，不少是通過此外，一些巖石學中常用的參數(shù)，不少是通過CIPWCIPW標標準礦物進行換算的。準礦物進行換算的。 所以這種方法應熟練掌握。所以這種方法應熟練掌握。 其計算法思想，是將巖石化學分析中各主要氧化物按其化其計算法思想，是將巖石化學分析中各主要氧化物按其化學性質，結合成理想的標準礦物分子。這些理想的標準礦學性質，結合成理想的標準礦物分子。這些理想的標準礦物分子，雖與巖石中實際礦物的種類及含量有差別，但可物分子，雖與巖石中實際礦物的種類及含量有差別，但可以作為統(tǒng)一的對比標準。以

14、作為統(tǒng)一的對比標準。 標準礦物可分為三類：標準礦物可分為三類： (1) SiO(1) SiO2 2不飽和礦物：似長石、橄欖石。不飽和礦物：似長石、橄欖石。 (2) SiO(2) SiO2 2 過飽和礦物：石英。過飽和礦物：石英。 (3) SiO(3) SiO2 2飽和礦物：長石、輝石等。飽和礦物：長石、輝石等。 飽和礦物和不飽和礦物的出現(xiàn)及其數(shù)量，主要取決于巖石飽和礦物和不飽和礦物的出現(xiàn)及其數(shù)量，主要取決于巖石中中SiOSiO2 2含量的飽和程度含量的飽和程度。 巖石中巖石中SiOSiO2 2過飽和時，形成石英過飽和時，形成石英+ +飽和礦物；飽和礦物； SiOSiO2 2飽和時，飽和時，只出

15、現(xiàn)飽和礦物只出現(xiàn)飽和礦物; SiO; SiO2 2不飽和時，形成不飽和礦物不飽和時，形成不飽和礦物( (橄欖橄欖石、似長石石、似長石)+)+飽和礦物。飽和礦物。 最常用的標準礦物類型、代號分子式及名稱如下：最常用的標準礦物類型、代號分子式及名稱如下： 1 1、硅鋁礦物（、硅鋁礦物（SALSAL）類）類 Q SiOQ SiO2 2 石英石英 C AlC Al2 2O O3 3 剛玉剛玉 Z ZrOZ ZrO2 2SiOSiO2 2 鋯石鋯石 Or KOr K2 2O O AlAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2 鉀長石鉀長石 Ab NaAb Na2 2O O AlAl2 2O O3 36

16、SiO6SiO2 2 鈉長石鈉長石 An CaOAn CaO AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 2 鈣長石鈣長石 Lc KLc K2 2O O AlAl2 2O O3 34SiO4SiO2 2 白榴石白榴石 Ne NaNe Na2 2O O AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 2 霞石霞石 Kp KKp K2 2O O AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 2 鉀霞石鉀霞石 Hl NaCl Hl NaCl 石鹽石鹽Q Q為為SiOSiO2 2過飽和礦物；過飽和礦物；OrOr、AbAb、AnAn為長石類，屬為長石類，屬SiOSiO2 2飽和礦飽和礦物，物， LcLc

17、、 NeNe、KpKp為似長石類，屬為似長石類，屬SiOSiO2 2不飽和礦物。不飽和礦物。 Th NaTh Na2 2SOSO4 4 無水芒硝無水芒硝Nc NaNc Na2 2COCO3 3 碳酸鈉、鈉碳酸鈉、鈉方解石方解石2、鐵鎂質礦物（、鐵鎂質礦物（FEM）類）類Ac NaAc Na2 2O OFeFe2 2O O3 34SiO4SiO2 2 錐輝石、霓石錐輝石、霓石Ns NaNs Na2 2O OSiOSiO2 2 硅酸鈉硅酸鈉Ks KKs K2 2O OSiOSiO2 2 硅酸鉀硅酸鉀Di CaODi CaO(Mg,Fe)O(Mg,Fe)O2SiO2SiO2 2 透輝石透輝石Wo C

18、aOWo CaOSiOSiO2 2 硅灰石硅灰石Hy Hy (Mg,Fe)O(Mg,Fe)OSiOSiO2 2 紫蘇輝石紫蘇輝石En MgOEn MgOSiOSiO2 2 頑火輝石頑火輝石Fs FeOFs FeOSiOSiO2 2 鐵輝石鐵輝石Ol 2Ol 2(Mg,Fe)O(Mg,Fe)OSiOSiO2 2 橄欖石橄欖石Fo 2MgOFo 2MgOSiOSiO2 2 鎂橄欖石鎂橄欖石Fa 2FeOFa 2FeOSiOSiO2 2 鐵橄欖石鐵橄欖石Cs 2CaOCs 2CaOSiOSiO2 2 硅酸鈣硅酸鈣Mt FeOMt FeOFeFe2 2O O3 3 磁鐵礦磁鐵礦Cm FeOCm FeO

19、CrCr2 2O O3 3 鉻鐵礦鉻鐵礦Hm FeHm Fe2 2O O3 3 赤鐵礦赤鐵礦Ilm FeOIlm FeOTiOTiO2 2 鈦鐵礦鈦鐵礦Tn CaOTn CaOTiOTiOSiOSiO2 2 榍石榍石Pf CaOPf CaOTiOTiO2 2 鈣鈦礦鈣鈦礦Ru TiORu TiO2 2 金紅石金紅石Ap 3(Ap 3(3CaO3CaOP P2 2O O5 5) )CaFCaF2 2 磷灰石磷灰石( (未分析未分析F F時，用時，用紅色紅色部分表示）部分表示）F CaFF CaF2 2 螢石螢石Py FeSPy FeS2 2 黃鐵礦黃鐵礦Cc CaOCc CaOCOCO2 2 方

20、解石方解石其中：輝石類屬其中：輝石類屬SiO2飽和礦物，橄欖石類飽和礦物，橄欖石類(鎂橄欖石鎂橄欖石)屬屬SiO2不飽和礦物。不飽和礦物。1.1 計計 算算 程程 序序 先將各氧化物重量百分數(shù)換算成分子數(shù)先將各氧化物重量百分數(shù)換算成分子數(shù)(分子數(shù)分子數(shù)=氧化物重量氧化物重量百分數(shù)百分數(shù)* 1000/分子量分子量)，然后把，然后把MnO和和 FeO分子數(shù)合并為分子數(shù)合并為FeO分子數(shù)分子數(shù)，然后按下面程序進行運算。，然后按下面程序進行運算。先計算副礦物，再先計算副礦物，再計算主要礦物。計算主要礦物。 1、將微量組分結合成副礦物：、將微量組分結合成副礦物： 微量組分包括：微量組分包括： TiOTi

21、O2 2、P P2 2O O5 5、CrCr2 2O O3 3等等 (1)X P(1)X P2 2O O5 5+3X CaO=X Ap+3X CaO=X Ap（見第（見第3232項）項） (2)X(2)X TiOTiO2 2+X FeO=X Ilm+X FeO=X Ilm（見第（見第2828項）項） 若若TiOTiO2 2FeOFeO，則將剩余的結合成榍石（，則將剩余的結合成榍石（TnTn） (3)X TiO(3)X TiO2 2+X CaO+X SiO+X CaO+X SiO2 2=X Tn=X Tn（見第（見第2929項）項） (4)X Cr(4)X Cr2 2O O3 3+X FeO=X

22、 Cm+X FeO=X Cm（見第（見第2828項）項）2 2、將主要組份結合成主要礦物、將主要組份結合成主要礦物 主要組份主要組份:SiO:SiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、FeO(FeO+MnO)FeO(FeO+MnO)、MgOMgO、CaOCaO、NaNa2 2O O、K K2 2O O等。按三種巖石化學類型進行計算：等。按三種巖石化學類型進行計算： 正常類型正常類型 CaO+KCaO+K2 2O+NaO+Na2 2O OAlAl2 2O O3 3K K2 2O+NaO+Na2 2O(O(分子數(shù)分子數(shù)) ) X K X K2 2O+X AlO+X Al

23、2 2O O3 3 + 6X SiO + 6X SiO2 2 =X Or ( =X Or (見第見第4 4項項) ) X Na X Na2 2O+X AlO+X Al2 2O O3 3 + 6X SiO + 6X SiO2 2 =X Ab ( =X Ab (見第見第5 5項項) ) 根據(jù)正常類型的特點根據(jù)正常類型的特點AlAl2 2O O3 3在與在與K K2 2O O、NaNa2 2O O結合成鉀長石、結合成鉀長石、鈉長石之后，剩余的鈉長石之后，剩余的AlAl2 2O O3 3分子數(shù)為：分子數(shù)為： AlAl2 2O O3 3 AlAl2 2O O3 3-(K-(K2 2O+NaO+Na2 2

24、O)O) X AlX Al2 2O O3 3+ X CaO+2X SiO+ X CaO+2X SiO2 2 =X An ( =X An (見第見第6 6項項) ) 則剩余的則剩余的CaOCaO的分子數(shù)為：的分子數(shù)為：CaOCaOCa0- AlCa0- Al2 2O O3 3-3Ap -3Ap X X CaOCaO+ X SiO+ X SiO2 2 =X Wo (=X Wo (見第見第1717項項) ) 硅灰石硅灰石(Wo)(Wo)在巖漿巖中不能獨立存在，留待在巖漿巖中不能獨立存在，留待項計項計算完后，再與紫蘇輝石算完后，再與紫蘇輝石(Hy)(Hy)結合成透輝石。結合成透輝石。 X FeX Fe

25、2 2O O3 3+X FeO=X Mt +X FeO=X Mt 這項計算時可據(jù)有三種情況：這項計算時可據(jù)有三種情況： a. FeOa. FeO在結合成副礦物時已全部用盡，則不能形成在結合成副礦物時已全部用盡，則不能形成MtMt， X FeX Fe2 2O O3 3=X Hm=X Hm b. b. 如如FeFe2 2O O3 3 FeOFeO，則剩余，則剩余FeFe2 2O O3 3 = Fe = Fe2 2O O3 3 FeO FeO， X FeX Fe2 2O O3 3=X Hm=X Hm c. c. 若若FeFe2 2O O3 3 FeOFeO，則剩余，則剩余FeOFeO= FeO =

26、FeO Fe Fe2 2O O3 3 將第項計算得出的將第項計算得出的WoWo再結合成再結合成Di(Di(透輝石透輝石) )，據(jù)第據(jù)第1717項項DiDi中的中的Wo:Hy=1:1Wo:Hy=1:1；而；而HyHy由由EnEn與與FsFs組成；組成；所以所以WoWo的分子數(shù)應與的分子數(shù)應與(En+Fs)(En+Fs)的分子數(shù)相等。由于的分子數(shù)相等。由于EnEn與與FsFs可呈類質同象替代，進入到可呈類質同象替代，進入到DiDi中的中的En:FsEn:Fs數(shù)數(shù)量比應等于巖石中量比應等于巖石中MgO:FeOMgO:FeO的數(shù)量比，這樣進入的數(shù)量比，這樣進入到到DiDi中的中的EnEn與與FsFs的

27、分子數(shù)，可由下列聯(lián)立方程求的分子數(shù)，可由下列聯(lián)立方程求得：得： Fs+En=Wo Fs+En=Wo (1) Fs:En=FeO (1) Fs:En=FeO:MgO :MgO (2)(2) 剩余的剩余的MgOMgO=MgO - En=MgO - En 剩余的剩余的FeOFeO”=FeO=FeO- Fs- Fs (wo(wo為第為第4)4)項計算結果項計算結果) ) 剩余的剩余的SiOSiO2 2= SiO= SiO2 2 - SiO - SiO2(2(前面計算中所消耗的前面計算中所消耗的) ) 待項計算結束后，根據(jù)剩余的剩余的待項計算結束后，根據(jù)剩余的剩余的SiOSiO2 2、MgOMgO、Fe

28、OFeO”分子數(shù)，可出現(xiàn)三種情況：分子數(shù)，可出現(xiàn)三種情況： a. SiOa. SiO2 2 MgOMgO + FeO + FeO” 屬屬SiOSiO2 2 過飽和。過飽和。 剩余的剩余的SiOSiO2 2、MgOMgO、FeOFeO” 除結合成飽和的鐵鎂硅除結合成飽和的鐵鎂硅酸鹽酸鹽紫蘇輝石外，還有多余的紫蘇輝石外，還有多余的SiOSiO2 2 組成石英。組成石英。 X X1 1 MgO MgO + X + X1 1 SiO SiO2 2X X1 1 EnEn X X2 2 FeO FeO” + X + X2 2 SiO SiO2 2X X2 2 FsFs X X1 1 EnEn +X +X2

29、 2 FsFs(X(X1 1+X+X2 2)Hy ()Hy (見第見第1818項項) ) SiO SiO2 2 -(MgO -(MgO + FeO + FeO”) )SiOSiO2 2”Q (Q (見第見第1 1項項) ) b. MgOb. MgO+FeO+FeO”SiOSiO2 21/2(MgO1/2(MgO + FeO + FeO”) )屬屬SiOSiO2 2 不飽不飽和情況。和情況。 剩余的剩余的SiOSiO2 2 不能全部滿足不能全部滿足MgOMgO+FeO+FeO” 形成紫蘇輝石的需形成紫蘇輝石的需要，但又比形成橄欖石需要的量要多，要，但又比形成橄欖石需要的量要多， 所以，必然一部分

30、所以，必然一部分MgOMgO、FeOFeO”形成紫蘇輝石；而另一部分形成紫蘇輝石；而另一部分則形成橄欖石。這兩種礦物所形成的量由下列聯(lián)立方程求則形成橄欖石。這兩種礦物所形成的量由下列聯(lián)立方程求得；得； Hy + OlHy + Ol SiOSiO2 2 .(1).(1) Hy + 2OlHy + 2Ol MgOMgO+FeO+FeO” (2)(2) 則則Ol= Ol= （MgOMgO+FeO+FeO”）- SiO- SiO2 2 設橄欖石中設橄欖石中FoFo為為X X1 1，F(xiàn)aFa為為X X2 2(X(X1 1、X X2 2為分子數(shù)為分子數(shù)) ) X X1 1 + X + X2 2 OlOl。

31、 X X1 1 : X : X2 2 MgOMgO/FeO/FeO” 2X2X1 1 MgO + X MgO + X1 1 SiOSiO2 2 X X1 1 Fo ( Fo (見第見第2222項項) ) 2X2X2 2 FeO + X FeO + X2 2 SiOSiO2 2 X X2 2 Fa ( Fa (見第見第2323項項) ) 上二式形成橄欖石上二式形成橄欖石OlOl 剩余的剩余的: MgO: MgO”= MgO= MgO-2X-2X1 1 FeO FeO” = FeO = FeO” - 2X - 2X2 2 X MgOX MgO” + X + X SiOSiO2 2 X En (X

32、En (見第見第1919項項) ) X FeOX FeO” + X + X SiOSiO2 2 X Fs (X Fs (見第見第2020項項) ) 上二式形成紫蘇輝石上二式形成紫蘇輝石HyHy C.SiOC.SiO2 21/2(MgO1/2(MgO + FeO + FeO”) )屬屬SiOSiO2 2極度不飽和情況極度不飽和情況。 剩余的剩余的SiOSiO2 2很少甚至不能滿足很少甚至不能滿足MgOMgO+FeO+FeO” 形成橄欖石形成橄欖石的需要，這時就需要將第的需要，這時就需要將第項所計算得出的項所計算得出的Ab(Ab(鈉長鈉長石石) )，轉化為，轉化為Ne(Ne(霞石霞石) )，將所釋

33、放出來的，將所釋放出來的SiOSiO2 2，滿足，滿足形成橄欖石之需。形成橄欖石之需。 設要求釋放出的設要求釋放出的SiOSiO2 2分子數(shù)為分子數(shù)為X X 則則: X: X 1/2(MgO1/2(MgO+FeO+FeO”) ) SiOSiO2 2 其中：其中： FoFo1 12MgO2MgO，F(xiàn)aFa1 12FeO2FeO”， 因因 AbAbNe+4 SiONe+4 SiO2 2，則每個，則每個AbAb分子可以釋放出分子可以釋放出4 4個個SiOSiO2 2 分子，故需參加釋放的分子，故需參加釋放的SiOSiO2 2鈉長石分子數(shù)為鈉長石分子數(shù)為X/4X/4。 剩下的剩下的AbAbAbAbX/

34、4X/4，新產(chǎn)生的，新產(chǎn)生的NeNeX/4X/4。 所以這種巖石類型將出現(xiàn)的標準礦物除項以前所能所以這種巖石類型將出現(xiàn)的標準礦物除項以前所能出現(xiàn)的礦物外，還有橄欖石出現(xiàn)的礦物外，還有橄欖石OlOl和霞石和霞石NeNe。 在極少數(shù)情況下，要求釋放的在極少數(shù)情況下，要求釋放的SiOSiO2 2很多，甚至所很多，甚至所需的分子數(shù)需的分子數(shù)X X4Ab4Ab，即將全部，即將全部AbAb轉化為轉化為NeNe，尚不，尚不能滿足需要。能滿足需要。 此時需將此時需將Or(Or(鉀長石鉀長石) )轉化為轉化為Lc(Lc(白榴石白榴石) )。因。因OrOrLc+2SiOLc+2SiO2 2。即每一個。即每一個Or

35、Or轉化為轉化為LcLc時可以釋放出兩時可以釋放出兩個個SiOSiO2 2分子，計算的方法與上所述相同。分子，計算的方法與上所述相同。 一般經(jīng)上述步驟后，所釋放的一般經(jīng)上述步驟后，所釋放的SiOSiO2 2，可滿足，可滿足 MgOMgO和和FeOFeO”形成橄欖石之需。形成橄欖石之需。鋁過飽和類型：鋁過飽和類型： AlAl2 2O O3 3CaO+KCaO+K2 2O+NaO+Na2 2O (O (分子數(shù)分子數(shù)) ) X K X K2 2O+X AlO+X Al2 2O O3 3 + 6X SiO + 6X SiO2 2 =X Or ( =X Or (見第見第4 4項項) ) X Na X N

36、a2 2O+X AlO+X Al2 2O O3 3 + 6X SiO + 6X SiO2 2 =X Ab ( =X Ab (見第見第5 5項項) ) X Al X Al2 2O O3 3+ X CaO+2X SiO+ X CaO+2X SiO2 2 =X An ( =X An (見第見第6 6項項) ) 則剩余的則剩余的AlAl2 2O O3 3 的分子數(shù)為：的分子數(shù)為： AlAl2 2O O3 3 AlAl2 2O O3 3-(CaO+K-(CaO+K2 2O+NaO+Na2 2O)O) X Al X Al2 2O O3 3 =X C( =X C(剛玉剛玉) )。 其他各項計算方法與正常類型

37、相同。其他各項計算方法與正常類型相同。堿過飽和類型：堿過飽和類型： K K2 2O+NaO+Na2 2O OAlAl2 2O O3 3 ( (分子數(shù)分子數(shù)) ) X K X K2 2O+X AlO+X Al2 2O O3 3 + 6X SiO + 6X SiO2 2 =X Or ( =X Or (見第見第4 4項項) ) 則剩余的則剩余的AlAl2 2O O3 3 的分子數(shù)為：的分子數(shù)為： AlAl2 2O O3 3 AlAl2 2O O3 3- K- K2 2O O X Al X Al2 2O O3 3 +X Na +X Na2 2O +6X SiOO +6X SiO2 2 =X Ab (

38、=X Ab (見第見第5 5項項) ) 此時，此時，AlAl2 2O O3 3已全部耗盡，剩余的已全部耗盡，剩余的NaNa2 2O ONaNa2 2O-AlO-Al2 2O O3 3 X Na X Na2 2O O+ X Fe+ X Fe2 2O O3 3+4X SiO+4X SiO2 2 =X Ac( =X Ac(錐輝石見第錐輝石見第6 6項項) ) a. a. 如果如果FeFe2 2O O3 3 NaNa2 2O O ，則形成錐輝石后，還有剩余，則形成錐輝石后，還有剩余的的NaNa2 2O O” Na Na2 2O O” = Na = Na2 2O O - Fe - Fe2 2O O3 3

39、 X Na X Na2 2O O”+ X SiO+ X SiO2 2X Ns (X Ns (硅酸鈉，見第硅酸鈉，見第1414項項) ) b. b. 如果如果NaNa2 2O O FeFe2 2O O3 3，則形成錐輝石后，還有剩余，則形成錐輝石后，還有剩余的的FeFe2 2O O3 3。 FeFe2 2O O3 3 = Fe = Fe2 2O O3 3 - Na - Na2 2O O 則有：則有： X FeX Fe2 2O O3 3 + X FeO + X FeOx Mtx Mt 因因AlAl2 2O O3 3已全部用于形成鉀長石和鈉長石，所以已全部用于形成鉀長石和鈉長石，所以CaOCaO不能

40、形成不能形成AnAn，只能形成，只能形成WoWo： x CaO+ X SiOx CaO+ X SiO2 2 X WoX Wo。 其他各項計算方法與正常類型相同。其他各項計算方法與正常類型相同。 在計算出各種標準礦物的分子數(shù)之后，再將標準礦物分在計算出各種標準礦物的分子數(shù)之后，再將標準礦物分子數(shù)換算成為標準礦物重量百分數(shù)子數(shù)換算成為標準礦物重量百分數(shù)( (查附錄三查附錄三) )。 標準礦物重量百分數(shù)標準礦物分子數(shù)標準礦物重量百分數(shù)標準礦物分子數(shù)標準礦物分子標準礦物分子量量10001000。不同類型中標準礦物主要組合見下表。不同類型中標準礦物主要組合見下表。CIPW計算法礦物組合表計算法礦物組合表

41、劃分標準劃分標準正常類型正常類型鋁過飽和類型鋁過飽和類型堿過飽和類型堿過飽和類型SiOSiO2 2 MgOMgO + FeO + FeO”Q、Or、Ab、An、Di、HyQ、Or、Ab、An、C、HyQ、Or、Ab、Ac、Di、HyMgOMgO+FeO+FeO”SiOSiO2 21/2(MgO1/2(MgO + FeO + FeO”) )Or、Ab、An、Di、Hy、OlOr、Ab、An、C、Hy、OlOr、Ab、Ac、Di、Hy、OlSiOSiO2 21/2(MgO1/2(MgO+FeO+FeO”) )Or、Ab、An、Ne、Di、OlOr、Ab、An、Ne、C、OlOr、Ab、Ac、Ne、

42、Di、Ol 計算結果，應進行檢查，其主要內(nèi)容是：計算結果，應進行檢查，其主要內(nèi)容是： 不同類型中標準礦物主要組合，應符合表所列，不同類型中標準礦物主要組合，應符合表所列，多或少了都有錯誤，必須返工。多或少了都有錯誤，必須返工。 參與計算氧化物重量百分數(shù)之和，與計算所得參與計算氧化物重量百分數(shù)之和，與計算所得的標準礦物重量百分數(shù)之和，相差應的標準礦物重量百分數(shù)之和，相差應0.1，若，若0.1，則說明計算的誤差較大，應重新檢查改正。，則說明計算的誤差較大，應重新檢查改正。1.2 CIPW標準礦物計算實例標準礦物計算實例 CIPWCIPW標準礦物計算法敘述起來比較繁雜，但計算標準礦物計算法敘述起來比

43、較繁雜，但計算起來并不困難，通過計算實例，更便于掌握。起來并不困難，通過計算實例，更便于掌握。 正常類型：正常類型： (一一)以安徽凹山輝長閃長玢巖為例：以安徽凹山輝長閃長玢巖為例： 1、將各氧化物含量換算成分子數(shù)，把、將各氧化物含量換算成分子數(shù)，把MnO和和 FeO分子數(shù)合并為分子數(shù)合并為FeO分子數(shù)。分子數(shù)。 2、將微量組分結合成副礦物：將微量組分結合成副礦物： (1)3 P(1)3 P2 2O O5 5+9 CaO=3 Ap+9 CaO=3 Ap（見第（見第3232項）項） (2)11(2)11 TiOTiO2 2+11 FeO=11 Ilm+11 FeO=11 Ilm（見第（見第282

44、8項）項）3 3、將主要組份結合成主要礦物、將主要組份結合成主要礦物 先確定巖石類型：先確定巖石類型： CaO+KCaO+K2 2O+NaO+Na2 2O=209O=209 Al Al2 2O O3 3=174=174 K K2 2O+NaO+Na2 2O=99O=99 CaO+KCaO+K2 2O+NaO+Na2 2O OAlAl2 2O O3 3K K2 2O+NaO+Na2 2O O，為正常類型，為正常類型 13 K13 K2 2O+13 AlO+13 Al2 2O O3 3 + 78 SiO + 78 SiO2 2 =13 Or ( =13 Or (見第見第4 4項項) ) 86 Na

45、 86 Na2 2O+86 AlO+86 Al2 2O O3 3 + 516 SiO + 516 SiO2 2 =86 Ab ( =86 Ab (見第見第5 5項項) ) Al Al2 2O O3 3 AlAl2 2O O3 3-(K-(K2 2O+NaO+Na2 2O)=174-13-86=75O)=174-13-86=75 75 Al75 Al2 2O O3 3+ 75 CaO+150 SiO+ 75 CaO+150 SiO2 2 =75 An ( =75 An (見第見第6 6項項) ) 則剩余的則剩余的CaOCaO的分子數(shù)為：的分子數(shù)為： CaOCaOCa0- AlCa0- Al2 2

46、O O3 3-3Ap=111-10-75=26 -3Ap=111-10-75=26 26CaO + 26SiO26CaO + 26SiO2 2 = 26Wo (= 26Wo (見第見第1717項項) ) 硅灰石硅灰石(Wo)(Wo)在巖漿巖中不能獨立存在，留待在巖漿巖中不能獨立存在，留待項計項計算完后，再與紫蘇輝石算完后，再與紫蘇輝石(Hy)(Hy)結合成透輝石。結合成透輝石。 24Fe24Fe2 2O O3 3 + 24FeO= 24Mt + 24FeO= 24Mt 這項計算時可據(jù)有三種情這項計算時可據(jù)有三種情況：況： a. FeOa. FeO在結合成副礦物時已全部用盡，則不能形成在結合成副

47、礦物時已全部用盡，則不能形成MtMt， b. b. 如如FeFe2 2O O3 3 FeOFeO，則剩余，則剩余FeFe2 2O O3 3 = Fe = Fe2 2O O3 3 FeO FeO， c. c. 若若FeFe2 2O O3 3 FeOFeO，則剩余，則剩余FeOFeO= FeO = FeO Fe Fe2 2O O3 3 本實例剩余本實例剩余FeOFeO= FeO = FeO Fe Fe2 2O O3 3=70-11-24=35=70-11-24=35 將第項計算得出的將第項計算得出的WoWo再結合成再結合成Di(Di(透輝石透輝石) )，據(jù)第，據(jù)第1717項項DiDi中的中的Wo:

48、Hy=1:1Wo:Hy=1:1；而；而HyHy由由EnEn與與FsFs組成；所以組成；所以WoWo的分子的分子數(shù)應與數(shù)應與(En+Fs)(En+Fs)的分子數(shù)相等。由于的分子數(shù)相等。由于EnEn與與FsFs可呈類質同象可呈類質同象替代，進入到替代，進入到DiDi中的中的En:FsEn:Fs數(shù)量比應等于巖石中數(shù)量比應等于巖石中MgO:FeOMgO:FeO的數(shù)量比，這樣進入到的數(shù)量比，這樣進入到DiDi中的中的EnEn與與FsFs的分子數(shù)，可由下列的分子數(shù)，可由下列聯(lián)立方程求得：聯(lián)立方程求得： Fs+En=27 Fs+En=27 (1) Fs:En=35:86 (1) Fs:En=35:86 (2

49、)(2) 解得：解得：En=19En=19， Fs=8Fs=8 剩余的剩余的MgOMgO=MgO-En=86-19=67=MgO-En=86-19=67 剩余的剩余的FeOFeO”=FeO=FeO- Fs=35-8=27- Fs=35-8=27 剩余的剩余的SiOSiO2 2= SiO= SiO2 2 - SiO - SiO2(2(前面計算中所消耗的前面計算中所消耗的) ) =901-78-516-150-27-19-8= =901-78-516-150-27-19-8=103103 因為：因為：SiOSiO2 2=103=103MgOMgO+FeO+FeO”=68+28=68+28屬屬SiO

50、SiO2 2過飽和過飽和. . 剩余的剩余的SiOSiO2 2、MgOMgO、FeOFeO” 除結合成飽和的鐵鎂硅除結合成飽和的鐵鎂硅酸鹽酸鹽紫蘇輝石外，還有多余的紫蘇輝石外，還有多余的SiOSiO2 2 組成石英。組成石英。 67MgO67MgO + 67SiO + 67SiO2 26767 EnEn 27FeO 27FeO” + 27SiO + 27SiO2 227Fs27Fs 67En 67En +27Fs +27Fs(67+27)Hy =94Hy (67+27)Hy =94Hy (見第見第1818項項) ) SiO SiO2 2” SiOSiO2 2 -(MgO -(MgO + FeO

51、 + FeO”) ) 103-67-27= 103-67-27= 9= Q9= Q ( (見第見第1 1項項) ) 在計算出各種標準礦物的分子數(shù)之后，再將標準礦在計算出各種標準礦物的分子數(shù)之后，再將標準礦物分子數(shù)換算成為標準礦物重量百分數(shù)，標準礦物物分子數(shù)換算成為標準礦物重量百分數(shù)，標準礦物重量百分數(shù)標準礦物分子數(shù)重量百分數(shù)標準礦物分子數(shù)標準礦物分子量標準礦物分子量10001000。得結果見表。得結果見表。 若將適當項合并，若將適當項合并，Di=5.87Di=5.87，Hy=10.39Hy=10.39，斜長石，斜長石= An = An + Ab = 65.95+ Ab = 65.95。 該樣品

52、薄片鑒定實測礦物含量：該樣品薄片鑒定實測礦物含量：ApAp微量，微量，Mt=4%Mt=4%，斜，斜長石長石=82.2%=82.2%（An53An53），透輝石），透輝石+ +陽起石為陽起石為13.8%13.8%。上述。上述計算結果與鑒定結果雖有較大差別，但仍可反映巖石計算結果與鑒定結果雖有較大差別，但仍可反映巖石中副礦物、暗色礦物、淺色礦物的比例，計算結果中中副礦物、暗色礦物、淺色礦物的比例，計算結果中出現(xiàn)的鉀長石，經(jīng)研究是以固溶體存在于斜長石中的。出現(xiàn)的鉀長石，經(jīng)研究是以固溶體存在于斜長石中的。 所以所以CIPWCIPW標準礦物大體上可反映巖石出現(xiàn)的礦物種類標準礦物大體上可反映巖石出現(xiàn)的礦物

53、種類與含量，特別是，對噴出巖等非晶質巖石，顯得非常與含量，特別是，對噴出巖等非晶質巖石，顯得非常重要。重要。 此外，還可根據(jù)此外，還可根據(jù)AbAb與與AnAn的分子數(shù)換算出斜長石牌號，的分子數(shù)換算出斜長石牌號，An/(An+Ab)An/(An+Ab)100=75/(75+86)100=75/(75+86)100=46100=46；與實測的斜；與實測的斜長石成分平均長石成分平均5353也比較接近。也比較接近。 ( (二二) )以江蘇六合方山玄武巖為例：以江蘇六合方山玄武巖為例： 1 1、將各氧化物含量換算成分子數(shù)，把、將各氧化物含量換算成分子數(shù)，把MnOMnO和和 FeOFeO分子數(shù)合并為分子數(shù)

54、合并為FeOFeO分子數(shù)。分子數(shù)。 2 2、將微量組分結合成副礦物：將微量組分結合成副礦物： (1)3 P(1)3 P2 2O O5 5+9 CaO=3 Ap+9 CaO=3 Ap（見第（見第3232項）項） (2)25(2)25 TiOTiO2 2+25 FeO=25 Ilm+25 FeO=25 Ilm（見第（見第2828項）項） 2 2、將主要組份結合成主要礦物、將主要組份結合成主要礦物 先確定巖石類型：先確定巖石類型： CaO+KCaO+K2 2O+NaO+Na2 2O=209O=209； AlAl2 2O O3 3=142=142； K K2 2O+NaO+Na2 2O=72O=72

55、CaO+KCaO+K2 2O+NaO+Na2 2O OAlAl2 2O O3 3K K2 2O+NaO+Na2 2O O，為正常類型，為正常類型 16 K 16 K2 2O+16 AlO+16 Al2 2O O3 3 + 96 SiO + 96 SiO2 2 =16 Or ( =16 Or (見第見第4 4項項) ) 56 Na 56 Na2 2O+56 AlO+56 Al2 2O O3 3 + 336 SiO + 336 SiO2 2 =56 Ab ( =56 Ab (見第見第5 5項項) ) Al Al2 2O O3 3 AlAl2 2O O3 3-(K-(K2 2O+NaO+Na2 2O

56、)=142-16-56=70O)=142-16-56=70 70 Al70 Al2 2O O3 3+ 70 CaO+140 SiO+ 70 CaO+140 SiO2 2 =75 An ( =75 An (見第見第6 6項項) ) 則剩余的則剩余的CaOCaO的分子數(shù)為：的分子數(shù)為： CaOCaOCa0- AlCa0- Al2 2O O3 3-3Ap=137-9-70=58-3Ap=137-9-70=58 58 CaO + 58 SiO58 CaO + 58 SiO2 2 = 58 Wo (= 58 Wo (見第見第1717項項) ) 30Fe 30Fe2 2O O3 3 + 30FeO= 30

57、Mt + 30FeO= 30Mt 剩余剩余FeOFeO= FeO = FeO Fe Fe2 2O O3 3=70-11-24=35=70-11-24=35 Fs+En=58 Fs+En=58 (1) (1) Fs:En=(88-25-30):304 Fs:En=(88-25-30):304 (2)(2) 解得：解得：En=52En=52， Fs=6Fs=6 剩余的剩余的MgOMgO=MgO-En=304-52=252=MgO-En=304-52=252 剩余的剩余的FeOFeO”=FeO=FeO- Fs=33-6=27- Fs=33-6=27 剩余的剩余的SiOSiO2 2= SiO= SiO

58、2 2 - SiO - SiO2(2(前面計算中所消耗的前面計算中所消耗的) ) =764-96-336-140-58-6-52= =764-96-336-140-58-6-52=7676 76 76(252+27)/2(252+27)/2 SiO SiO2 21/2(MgO1/2(MgO+FeO+FeO”) )屬屬SiOSiO2 2極度不飽和極度不飽和情況情況 這時就需要將第這時就需要將第項所計算得出的項所計算得出的Ab(Ab(鈉長鈉長石石) )，轉化為，轉化為Ne(Ne(霞石霞石) Ab) AbNe+4 SiONe+4 SiO2 2 ，將，將所釋放出來的所釋放出來的SiOSiO2 2，滿足

59、形成橄欖石之需。，滿足形成橄欖石之需。 設要求釋放出的設要求釋放出的SiOSiO2 2分子數(shù)為分子數(shù)為X X 則則: X: X 1/2(MgO1/2(MgO+FeO+FeO”) )SiOSiO2 2= = (252+27)/2-76=63(252+27)/2-76=63 需要需要63/463/4，約，約1616個個AbAb分子來釋放分子來釋放SiOSiO2 2，從而產(chǎn)，從而產(chǎn)生生1616個個NeNe分子。分子。 形成形成FoFo為：為：252 MgO252 MgO+126 +126 SiOSiO2 2 =126 Fo =126 Fo； 形成形成FaFa為：為：27FeO27FeO” +13 +

60、13 SiOSiO2 2 =13 Fo =13 Fo ； 所以這種巖石類型將出現(xiàn)的標準礦物除項以所以這種巖石類型將出現(xiàn)的標準礦物除項以前所能出現(xiàn)的礦物外，還有橄欖石前所能出現(xiàn)的礦物外，還有橄欖石OlOl和霞石和霞石NeNe。堿過飽和類型：堿過飽和類型： 以江蘇銅井黝方石響巖為例：先計算成分子數(shù)；以江蘇銅井黝方石響巖為例：先計算成分子數(shù)；AlAl2 2O O3 3K K2 2O+NaO+Na2 2O (O (分子數(shù)分子數(shù)) )，為，為鋁過飽和型。鋁過飽和型。 計算副礦物：計算副礦物： 3 P3 P2 2O O5 5+9 CaO=3 Ap+9 CaO=3 Ap（見第（見第3232項）項） 52 K