第三章火成巖的物質成分

第三章火成巖的物質成分火成巖研究的基本內容有火成巖的成分、產狀、相、結構構造等，而物質成分則是最基本與最重要的。因為火成巖的成分是內因，決定了其它如相、產狀、結構構造的特點以及巖石的成因及含礦性，而且還是分類命名的依據火成巖的物質成分包括化學成分與礦物成分兩方面一、火成巖的化學成分化學成分是影響巖石礦物成分、結構構造等的主要因素，是巖石一切變化的內因在火成巖中幾乎地殼中所有元素都能發(fā)現，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，占整個火成巖總重量的99.25%第三章火成巖的物質成分①表示法及變化范圍主要元素通常用氧化物的重量百分數表示，最主要的氧化物是(按價態(tài)排列)SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5、CO2、H2O十三項。它們占火成巖平均化學成分的98％±，一般化學分析給出的結果也是這十三項其中幾個主要氧化物的變化范圍是：SiO234－75%，最高80%；Al2O310-20％；MgO1－15%；CaO0－15%，可達23%；Fe的范圍0.5－15%，FeO一般高于Fe2O3，Na2O一般為0－15％，最高可達19.48%；K2O<10％，最高達17.94％上述十三項在化學分析時是必須的，它們是通過化學分析的方法獲得，根據需要可增加NiO、Cr2O3、F等第三章火成巖的物質成分第三章火成巖的物質成分②火成巖的化學成分分類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σ來確定火成巖的堿度

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成分σ：<3.3鈣堿性巖3.3－9堿性巖>9過堿性巖這兩種劃分可結合起來使用，不是完全獨立的。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成分③氧化物之間的關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成分④研究意義A、火山巖系列和類型的劃分堿性系列(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成分B、主要氧化物變異圖解通常以SiO2或MgO作為橫坐標，其它氧化物作為縱坐標，稱為Harker圖解可以研究巖漿演化C、標準礦物計算用途：1、分類命名2、溫壓條件計算第三章火成巖的物質成分2、微量元素指在火成巖體系中不作為任何物相現在的分散元素，其總量不超過千分之一，常用ppm(百萬分之一)來表示其含量微量元素可通過中子活化、x熒光等手段定量分析，對火成巖成因很有價值例如：Li、Rb、V、Co、Ni、Cr等以及稀土元素盡管這些元素含量很低，但是對確定火成巖的成因是極為重要的?，F在在火成巖的研究中很受重視，已形成一門獨立的學科；此外，它們在火成巖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成分二、火成巖的礦物成分火成巖中出現的礦物很多，但常見的不過20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通常根據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FeO、MgO，如長石類、石英類、似長石類。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志之一。所以將火成巖中暗色礦物的含量(體積百分數)稱為色率。根據色率可大致判斷它們是屬于哪一大類巖石第三章火成巖的物質成分2、主要礦物、次要礦物、副礦物主要礦物：含量眾多，是劃分巖石大類的依據，如花崗巖中的長石和石英次要礦物：含量小于主要礦物，但對確定巖石種屬起作用的礦物。副礦物：含量很少，通常不到1％的礦物，在分類命名中不起作用例如：輝長巖中，輝石占45％，斜長石占45％，黑云母占8％，磁鐵礦，榍石各占1％，則：輝石、斜長石為主要礦物，決定了巖石的大類，黑云母為次要礦物，磁鐵礦、榍石為副礦物。定名：黑云母輝長巖第三章火成巖的物質成分3、根據礦物成因分為：①原生礦物：直接從巖漿中結晶形成，并在巖石形成過程中相對穩(wěn)定的礦物

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

如β-石英－α-石英，堿性長石－出溶形成條紋長石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所形成的礦物

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

如鉀長石的高嶺土化第三章火成巖的物質成分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Ol、Ne為硅酸不飽和礦物，出現在不飽和巖石中②硅酸飽和礦物：可與石英共生的礦物，除Ol、似長石之外的礦物③硅酸過飽和礦物：Q，出現石英，表示SiO2過剩第三章火成巖的物質成分第三章火成巖的物質成分三、化學成分與礦物成分的關系巖石的礦物成分除了受形成條件控制外，主要取決于化學成分，化學成分是決定礦物成分變化的內因1、SiO2(酸度)對火成巖礦物組合的影響火成巖中，SiO2與其它氧化物結合，形成各類硅酸鹽礦物。若出現石英，則表明巖石SiO2過飽和，若有鎂橄欖石、似長石出現，表明SiO2不飽和；既無Q也無不飽和礦物，表明SiO2含量適當(飽和)因此，SiO2較多表明巖石可能出現石英和飽和礦物，SiO2不足則出現不飽和礦物，據此可將巖石劃分為：過飽和巖石(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、基性斜長石Al、Ca高53－66角閃石、中性斜長石Fe、Mg低，K、Na高>66Q、鉀長石、酸性斜長石K、Na高，Fe、Mg、Ca低第三章火成巖的物質成分2、堿度對礦物共生組合的影響第三章火成巖的物質成分四、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晶而成而火山巖有較復雜的結晶歷史，它們的斑晶是在地下結晶形成的，而基質(細粒部分)是在地表快速冷凝結晶形成的，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同種礦物成分不同，如pl斑晶中An比基質高，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石的An要高②有序度不同：指長石類礦物中Si