Alfred Harker (1859-1939)
英国岩石学家
作用 两种元素之间变化的关联 岩石系列划分
( Jung et al, 1998, Lithos )
方法 岩石系列样品的两个指 标在直角坐标系上的投点
( Ma et al, 1998, Lithos )
4. 成分变异图（举例）— （b）三维变异图 成分变异图（举例）
氧化物比例 WB%
（氧化物）
成分 SiO2
（Ringwoo d, 1975）
地幔
大洋壳
（Ronov, 1976）
（Rudnick and Gao, 2003）
大陆壳
（Clarke, 1992）
岩浆岩
花岗岩
(Le Maitre, 1976)
玄武岩
(Le Maitre, 1976)
45.2 0.71 3.54 8.45 0.14 37.48 3.08 0.57 0.13 -
The continental crust is highly enriched in incompatible trace elements. Despite its small proportional mass (< 0.2 wt.%), the continental crust remains an important reservoir for the large ion lithophile elements, as well as the important heat producing elements U, Th, and K, but shows relative depletions in HFSE elements such as Nb, with respect to trace elements with similar degrees of incompatibility (e.g., K, Th, La).
微量元素 元素的质量 百万分数 (part per million of element mass) 举例 Zr, Hf, Y
单位 ( unit )
国内：WB% 国内： 国际：Wt % 国际：
单位 ( unit )
国内：μg/g 国内： 国际：ppm 国际：
4. 成分变异图（举例） 成分变异图（举例） （a）二维变异图
第二节 岩浆岩的矿物成分
1.基本矿物类型 a 1.基本矿物类型
分类原则 矿物成因的差异
原生矿物：直接从岩浆中结晶形成， 原生矿物：直接从岩浆中结晶形成，并在岩石 形成过程中相对稳定的矿物。如角闪石、长石。 形成过程中相对稳定的矿物。如角闪石、长石。 次生矿物：主要是地表风化和岩浆期后蚀变( 次生矿物：主要是地表风化和岩浆期后蚀变(受 岩浆挥发分和地幔流体的影响）而形成的矿物( 岩浆挥发分和地幔流体的影响）而形成的矿物(产 状上限于风化带内) 如钾长石的高岭土化， 状上限于风化带内)。如钾长石的高岭土化，橄榄 石的蛇纹石化。 石的蛇纹石化。 它生矿物： 它生矿物：岩浆与围岩或捕虏体反应所形成的矿 硅灰石、红柱石， 物。如：硅灰石、红柱石，不是火成岩中出现的 矿物，而是由于同化、混染所致。 矿物，而是由于同化、混染所致。
1.基本矿物类型 b 1.基本矿物类型
分类原则 矿物的相对含量（体积分数） 矿物的相对含量（体积分数）
主要矿物：含量高，是划分岩石大类的依据， 主要矿物 含量高，是划分岩石大类的依据， 含量高 花岗岩中的石英、 例如 花岗岩中的石英、长石 次要矿物：含量小于主要矿物， 次要矿物 含量小于主要矿物，对确定岩石种属起作用的矿物 含量小于主要矿物 例如 花岗岩中的黑云母 副矿物：分布广泛那但含量很少(< 1％)，一般不参与岩石命名 副矿物：分布广泛那但含量很少 含量很少 ％， 锆石、 例如 锆石、磷灰石
方法
作用 三种元素之间变化的关联 统计意义上的成因分类
( She et al, 2006, Chemical Geology )
4. 成分变异图（举例）— （c）标准化图解(微量元素) 成分变异图（举例） 标准化图解(微量元素)
稀土元素 球粒陨石 标准化
(Boynton, 1984)
方法 样品含量与标准化值的比值的对数 消除微量元素的奇偶效应
Rare Earth Elements in ppm La Ce Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 2.50 7.50 7.30 2.63 1.02 3.68 0.00 4.57 0.00 3.00 0.00 3.00 0.46 18.00 42.00 20.00 3.90 1.18 3.60 0.56 3.50 0.76 2.20 0.32 2.00 0.33 8.60 20.00 11.00 2.80 1.10 3.10 0.48 3.10 0.68 1.90 0.32 1.50 0.25 17.00 45.00 24.00 4.40 1.50 4.00 0.58 3.80 0.82 2.30 0.00 2.30 0.41 30.00 64.00 26.00 4.50 0.88 3.80 0.64 3.50 0.80 2.30 0.33 2.20 0.32 0.69 1.80 1.35 0.44 0.17 0.59 0.00 0.74 0.00 0.48 0.00 0.49 0.07 0.33 0.93 0.99 0.38 0.16 0.55 0.00 0.70 0.00 0.46 0.00 0.47 0.07
Mineralogy (oxygen units, XFe3+ = 0.10)
Oceanic crust - MORB basalt
Quartz Feldspar Clinopyroxene Orthopyroxene Olivine Oxides 0.0 13.2 6.7 18.3 59.9 1.8 0.0 57.3 25.7 4.1 9.9 3.0 13.0 64.3 5.9 14.7 0.0 2.0
49.4 1.4 15.4 10.1 0.3 7.6 12.5 2.6 0.3 0.2
60.6 0.7 15.9 6.7 0.10 4.7 6.4 3.1 1.8 0.13
59.12 1.05 15.34 6.57 0.124 3.49 5.08 3.84 3.14 0.299
71.84 0.31 14.43 2.75 0.05 0.72 1.85 3.71 4.10 0.12
Oceanic Continental Lower Middle Upper Primitive Depleted Crust Crust CC CC CC Mantle Mantle
Trace Elements in ppm Ba Rb Sr Zr Nb Ta Hf Y Sc Cr Ni Co Cu Zn 13.8 0.6 90.0 74.0 2.0 0.0 2.0 28.0 38.0 1036.0 471.4 47.0 75.0 58.3 392.0 57.0 327.0 124.0 8.6 0.7 3.7 20.0 22.0 120.0 51.0 25.0 24.0 74.0 262.0 12.0 347.0 69.0 5.4 0.6 1.9 16.0 31.0 215.0 88.0 38.0 26.0 78.0 402.0 62.0 281.0 125.0 8.0 0.6 4.0 22.0 22.0 83.0 33.0 25.0 20.0 70.0 550.0 7.0 2.7 112.0 0.6 0.1 350.0 21.0 16.6 190.0 11.2 8.2 14.0 0.6 0.3 1.0 0.0 0.0 5.8 0.3 0.2 22.0 4.5 4.4 11.0 17.1 16.9 35.0 2520.0 2869.0 20.0 1860.0 2028.0 10.0 102.0 111.0 25.0 25.0 0.0 71.0 53.3 0.0
大洋壳 49.4 1.4 15.4 7.6 10.1 12.5 2.6 0.3 99.3
大陆壳 60.3 1.0 15.6 3.9 7.2 5.8 3.2 2.5 99.5
主量元素
Cations normalized to 100 cations Si Ti Al Mg Fe Ca Na K O 38.5 0.5 3.6 47.6 6.0 2.8 0.9 0.1 140.2 46.1 1.0 16.9 10.6 7.9 12.5 4.7 0.5 153.0 56.4 0.7 17.2 5.4 5.6 5.8 5.8 3.0 161.3
2. 控制因素－a 地球的层圈和成分 控制因素－
占地球质量97％ 占地球质量97％的 7 种元素及其相对含量
(An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, by John Winter , Prentice Hall, 2001)
2. 控制因素－a地球的层圈和成分 控制因素－
49.97 1.87 15.99 10.70 0.20 6.84 9.62 2.96 1.12 0.35
TiO2 Al2O3 FeOT MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5
地幔 SiO2 TiO2 Al2O3 MgO FeO CaO Na2O K2O Total 45.2 0.7 3.5 37.5 8.5 3.1 0.6 0.1 99.2
第四章 岩浆岩的成分和分类
化学成分 矿物成分 化学成分与矿物成分的联系 分类命名
第一节 岩浆岩的化学成分
1.一般特点 1.一般特点
化学成分是影响岩石矿物成分、结构构造的主要因素， 化学成分是影响岩石矿物成分、结构构造的主要因素， 是岩石一切变化的内因 内因； 是岩石一切变化的内因； 元素含量有高有低， 主量元素（major elements) ＋ 元素含量有高有低， 主量元素（ 微量元素(trace elements)； 微量元素(trace elements)； 主量元素O Si、Al、Ti、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、 主量元素O、Si、Al、Ti、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K、 99.25%； H、P等，占整个火成岩总重量的 99.25%；一般含量 >0.1% 微量元素：含量（ ppm)： 微量元素：含量（WB%）小于 0.1% （<1000 ppm)： Rb,Sr,Ba,Zr,Nb,Ta,Hf,La,Ce,Sm