第一節(jié)火成巖的物質(zhì)成分

第二章

火成巖的基本特征與分類命名第一節(jié)、火成巖的物質(zhì)成分化學(xué)成分礦物成分化學(xué)成分與礦物共生組合的關(guān)系火成巖形成條件對(duì)礦物共生組合的影響一、

火成巖物質(zhì)成分研究的意義：是火成巖分類命名的基本依據(jù)為研究巖漿起源、演化和巖漿物理性質(zhì)提供重要依據(jù)為巖漿巖漿形成時(shí)的大地構(gòu)造背景和巖石圈層的演化提供重要信息1.主要元素：

O,Si,Al,Fe,Mg,Ca,Na,K,Ti,P,H,Mn,C等，其中氧的含量最高。

常用氧化物的形式表示火成巖的成分，即：SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、K2O、Na2O、P2O5、H2O和CO2等13種，每種氧化物含量一般>0.1%，占火成巖平均化學(xué)成分的99%以上。一、火成巖的化學(xué)成分類型：主要元素、微量元素和同位素※火成巖主要造巖氧化物含量的大致范圍是：

SiO234～75%少數(shù)可達(dá)80%Al2O310～20%在純橄欖巖中較低MgO1～25%CaO0～15%但某些輝長巖中達(dá)23%Fe2O3+FeO1～15%一般FeO>Fe2O3Na2O0～15%霞石巖中可達(dá)19.48%K2O一般<10%白榴石巖中可達(dá)17.94%H2O+(結(jié)晶水)和H2O-(吸附水)一般<2%，個(gè)別達(dá)10%TiO20～2%很少超過5%P2O50～0.5%很少超過3%MnO0～0.3%很少超過2%1.主要元素：

幾種主要造巖氧化物（1）SiO2：是最重要的成分，含量高，是巖石酸性程度（基性程度）的標(biāo)志。隨著SiO2含量的變化，其它氧化物呈現(xiàn)規(guī)律性的增加或減少。

超基性巖SiO2<45%基性巖SiO2=45～52%中性巖SiO2=52～63%酸性巖SiO2>63%一、火成巖的化學(xué)成分火成巖化學(xué)成分變化規(guī)律幾種主要造巖氧化物（2）Al2O3：在火成巖中含量僅次于SiO2，Al2O3、SiO2與CaO、Na2O、K2O一起組成斜長石、堿性長石和似長石等礦物；與FeO、MgO、CaO等結(jié)合形成輝石、角閃石、黑云母等礦物。（3）Na2O與K2O之和稱為全堿含量：是堿性長石的主要組成部分，當(dāng)其含量較高時(shí)還可形成堿性暗色礦物和副長石。利特曼指數(shù)（σ）劃分巖石酸堿度σ＜3.3鈣堿性巖；σ為3.3~9堿性巖σ＞9過堿性巖一、火成巖的化學(xué)成分幾種主要造巖氧化物（4）FeO、MgO與SiO2結(jié)合形成鐵鎂硅酸鹽礦物，如橄欖石、輝石等礦物。一、火成巖的化學(xué)成分一、火成巖的化學(xué)成分2.微量元素:

含量甚微，總量<0.1%。一般不以獨(dú)立的礦物相出現(xiàn)。主要以類質(zhì)同像形式替代礦物中的主要元素其次是保存在快速固結(jié)和冷凝的火山玻璃或氣-液包裹體中第三是吸附在礦物表面。

Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Pb、Th、U、Zn、Rb、Sr、Ba、Zr、Nb、Ta、Au、Ag、Pt、W、Sb、Bi、Sn

La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y※微量元素的對(duì)研究巖漿的起源、演化、巖石系列劃分和巖石形成機(jī)理等方面將提供重要信息和證據(jù)。一、火成巖的化學(xué)成分

3.同位素：

（1）穩(wěn)定同位素：炭、氫、氧、硫

研究意義：主要用來獲得巖漿成因、起源的信息

（2）放射性同位素：火成巖研究中具有重要意義的放射性同位素主要有K-Ar、Rb-Sr、Sm-Nd、U-Pb、Th-Pb、Re-Os和Lu-Hf。

研究意義：主要以此確定火成巖的形成年齡和巖漿源區(qū)及巖漿演化的示蹤。

●火成巖中的礦物組成能夠反映巖石的化學(xué)成分，也是巖石分類命名的主要依據(jù)，還是判斷巖石生成條件的重要標(biāo)志。

●

組成巖石的礦物統(tǒng)稱造巖礦物，火成巖中常見的礦物只有20多種，它們被稱為主要造巖礦物。

●火成巖中最主要的造巖礦物是：橄欖石類、輝石類、角閃石類、云母類、堿性長石類、斜長石類、似長石類和石英類，等等。二、火成巖的礦物成分

1、據(jù)礦物的化學(xué)成分劃分

a.硅鋁礦物：SiO2和Al2O3含量較高，不含鐵鎂。主要是石英、堿性長石、斜長石類及似長石類。

b.鐵鎂礦物：FeO與MgO含量較高，SiO2含量較低。如橄欖石類、輝石類、角閃石類和黑云母類。

2、據(jù)礦物的顏色劃分

a.淺色礦物：顏色較淺的礦物，如白色、灰色和無色，與硅鋁礦物相對(duì)應(yīng)。

b.暗色礦物：顏色較深的礦物，如黑色、綠色、褐色、藍(lán)色等，與鐵鎂礦物相對(duì)應(yīng)。有些富含Na2O的暗色礦物稱之為堿性暗色礦物，如霓石、鈉閃石、星葉石等。（一）、火成巖中礦物的分類※色率：暗色礦物在火成巖中的體積百分含量稱為色率，根據(jù)色率可以粗略判斷巖石的成分和酸性程度。它是火成巖分類命名的重要依據(jù)，例如：超鎂鐵質(zhì)巖M>90%

※淺色巖：習(xí)慣上把淺色礦物占優(yōu)勢的巖石稱為淺色巖。如花崗巖、正長巖等。其色率在0～30之間。

※暗色巖：把暗色礦物占優(yōu)勢的巖石稱為暗色巖。如橄欖巖、輝長巖等。色率在60～100。（一）、火成巖中礦物的分類3、據(jù)礦物在巖石中的含量及作用分類

a.主要礦物：在巖石中含量多，對(duì)火成巖大類的劃分和定名起決定作用的礦物。如石英、長石是花崗巖的主要礦物。輝石和斜長石則是輝長巖的主要礦物。

b.次要礦物：在巖石中含量次于主要礦物，不影響火成巖大類的劃分和定名，但對(duì)確定巖石種屬的進(jìn)一步劃分可起作用礦物。如閃長巖中的石英，含量約2％，沒有石英也叫閃長巖；當(dāng)石英5％時(shí)，則叫石英閃長巖。

c.副礦物：含量很少，常小于1％，通常不參與巖石分類和命名。但它們對(duì)于了解一個(gè)巖體的形成條件，確定巖體時(shí)代有重要意義。常見的有磁鐵礦、磷灰石、鋯石、獨(dú)居石、榍石、褐簾石等。（一）、火成巖中礦物的分類4、據(jù)礦物的成因類型

a.原生礦物：巖漿冷凝過程中形成的礦物。

高溫礦物：高溫斜長石、高溫石英（β-石英）和高溫堿性長石（透長石）等。低溫礦物：低溫斜長石、低溫石英（α-石英）和低溫堿性長石（正長石）等。

b.成巖礦物：巖漿結(jié)晶結(jié)束后，由于溫度、壓力的不斷降低，使原生礦物發(fā)生轉(zhuǎn)變形成新礦物，該礦物稱為成巖礦物。

高溫石英（β-石英）低溫石英（α-石英）高溫的透長石低溫的正長石（一）、火成巖中礦物的分類4、據(jù)礦物的成因類型

c.次生礦物：巖漿期后礦物，巖漿形成之后，因受殘余的揮發(fā)分和巖漿期后熱液流體的交代和充填作用形成的新礦物，主要是流體交代原生礦物和成巖礦物所形成的新礦物，或充填在空隙及氣孔之間的新礦物。①交代原生礦物和成巖礦物所形成分新礦物稱蝕變礦物

②充填于氣孔和空隙之中的次生礦物次生礦物還包括巖漿期后的氣成礦物螢石、電氣石等。（一）、火成巖中礦物的分類※6種典型的巖漿巖礦物共生組合（1）橄欖石＋輝石組合:

相當(dāng)于超基性巖，鈣、鐵、鎂多而硅少，且貧堿，出現(xiàn)大量鎂鐵礦物（橄欖石－輝石等），不出現(xiàn)石英和長石。（2）基性斜長石＋輝石組合：相當(dāng)于基性巖，鋁和鈣較多，鐵、鎂和硅均較充分，主要形成基性斜長石和輝石，二者近于1:1，不出現(xiàn)石英。（3）中性斜長石＋角閃石組合：相當(dāng)于中性巖，鈉、鉀略有增加，鋁、硅、鈣、鐵、鎂均較充分，主要形成中性斜長石、角閃石、黑云母，可能出現(xiàn)少量石英和鉀長石。淺色礦物：暗色礦物≈2:1。（二）、火成巖中的礦物共生組合規(guī)律※6種典型的巖漿巖礦物共生組合

（4）石英＋鉀長石＋酸性斜長石＋黑云母組合：相當(dāng)于酸性巖，鈉、鉀、硅含量高，鐵、鎂、鈣低，石英、鉀長石、酸性斜長石等淺色礦物為主。（5）鉀長石＋黑云母＋角閃石組合：其SiO2

相當(dāng)于中性巖，鈉、鉀高而鐵、鎂低，大量出現(xiàn)鉀長石。（6）霞石＋白榴石＋鉀長石＋堿性暗色礦物組合：

其SiO2

接近于基性巖（平均53.36％），鈉、鉀含量很高，出現(xiàn)霞石、白榴石等礦物，因鈉過多，故常出現(xiàn)堿性暗色礦物。（二）、火成巖中的礦物共生組合規(guī)律1.SiO2飽和度對(duì)礦物共生組合的影響（1）巖漿中SiO2過飽和：石英→游離的SiO2

結(jié)晶產(chǎn)物，

我們把與石英相共生的礦物稱為屬硅酸過飽和礦物，如：輝石、角閃石類、云母類和長石類礦物。（2）巖漿中SiO2不飽和：鎂橄欖石、副長石類及黑榴石、黃長石和剛玉等，它們不能與石英平衡共生，屬硅酸不飽和礦物Mg2SiO4+SiO2MgSiO3(1557℃)

鎂橄欖石液相頑火輝石NaAlSiO4+2SiO2NaAlSi3O8

霞石液相鈉長石KAlSiO4+2SiO2KAlSi3O8

白榴石

液相

正長石（三）火成巖化學(xué)成分與礦物共生組合的關(guān)系2、堿質(zhì)含量對(duì)礦物共生組合的影響

不同的堿質(zhì)（K2O+Na2O）含量的火山巖中礦物組合有很大差別?；鸪蓭r根據(jù)σ劃分為：σ＜3.3鈣堿性巖：不出現(xiàn)似長石、黑榴石和堿性暗色礦物（霓石、鈉閃石、星葉石等），出現(xiàn)長石、石英、普通輝石、透輝石、斜方輝石和普通角閃石等；σ為3.3~9堿性巖：常見的是堿性長石和堿性暗色礦物，可以出現(xiàn)石英、似長石和除鈉長石以外的斜長石；σ＞9過堿性巖：常出現(xiàn)似長石和堿性暗色礦物（霓石、霓輝石、鈉閃石、星葉石、富鐵云母等）長石主要是堿性長石，黑榴石也較常見，不見斜方輝石和石英。（三）火成巖化學(xué)成分與礦物共生組合的關(guān)系3、Al2O3對(duì)礦物組合的影響

根據(jù)：Al2O3與CaO、K2O+Na2O之間的關(guān)系，火成巖可分為過堿質(zhì)、過鋁質(zhì)和偏鋁質(zhì)

（1）

過鋁質(zhì)巖石:

Al2O3>(CaO+K2O+Na2O)

除長石、石英、黑云母外，還出現(xiàn)