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第4章火成岩成分及分类


SiO2在主要元素中含量最高,变化于34-75%之间,少数可达80%,同时它对 岩浆及火成岩的物理化学性质及矿物组成的影响最大,因此是火成岩中 最重要的一种氧化物。被用来作为划分火成岩酸性程度和基性程度的参 数。SiO2>66%者,称为酸性岩;SiO2 =53-66%者,称为中性岩;SiO2 = 45-53%者,称为基性岩;SiO2 <45% 者,称为超基性岩。习惯上对SiO2 含 低量 者高 ,1者 谓5 称之之酸为度酸小性,程亦度 可高 称或 基性酸程度度大高,。也P叫h 基性程度低;反之,对含量
粗面岩
61.21 0.70 16.96 2.99 2.29 0.15 0.93 2.34 5.47 4.98
正长岩
58.58 0.84 16.64 3.04 3.13 0.13 1.87 3.53 5.24 4.98
响岩
56.19 0.62 19.04 2.79 2.03 0.17 1.07 2.72 7.79 5.24
玄武岩
49.20 1.84 15.74 3.79 7.13 0.20 6.73 9.47 2.91 1.10
辉长岩
50.14 1.12 15.48 3.01 7.62 0.12 7.59 9.58 2.39 0.93
粗面玄武岩 49.21 2.40 16.63 3.69 6.18 0.16 5.71 7.90 3.96 2.55
Na2O+K2O,wt%
13
11
F
U3
T
9
U2
S3
R
7
5
SiO2
3
1
U1
S2
S1
O3
B
O1
O2
Pc
37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77
SiO2,wt%
NaK2O2O+K在2O地在幔岩和浆地中壳的中含的量含称量为差全别碱显(箸A(lk表)4含-1量)。,因二为者N又a是2O、 主要元素中最容易熔融的组分,因而对源区的组成、部分 熔融程度的变化以及岩浆的演化过程反应敏感,在火成岩 的的研相究对中关意系义来重对大火。成在岩火进成行碱岩度中及,系常列用的碱划含分量。与SiO2 含量
硬玉
Jadeite
Jd
角闪石 Amphibole Amp
普通角闪石 Hornblende Hb
蓝闪石
透闪石 阳起石
金云母 黑云母 白云母
Glaucophane Gl
Tremalite
Tre
Actinolite Act
Phlogopite Phl
Biotite
Bi
Muscovite Ms
斜长石
钙长石
钠长石 钾长石 正长石 霞石 钾霞石 白榴石 石英 方解石 白云石
英文名称 缩写 中文名称 英文名称 缩写
Plagioclase Pl 磁铁矿
Anorthite An 铬铁矿
Albite
Ab 钛铁矿
K-feldspar Kf 赤铁矿
Orthoclase Or 磷灰石
Nepheline Ne 尖晶石
Kaliophilite Kp 绿帘石
Leucite
Lc 石榴石
Quartz Calcite Dolomite
橄榄粗安岩 50.52 2.09 16.71 4.88 5.86 0.26 3.20 6.14 4.73 2.46
粗安岩
58.15 1.08 16.70 3.26 3.21 0.16 2.57 4.96 4.35 3.21
安粗岩
61.25 0.81 16.01 3.28 2.07 0.09 2.22 4.34 3.71 3.87
3.08
12.5
5.8
5.08
大于0.1%,总和占火成 Na2O
0.57
2.6
3.2
3.84
岩平均化学成分的98% K2O
0.13
0.3
2.5
3.13
(表4-1),他们也是地 P2O5
-
0.2
0.2
0.3
球、地幔及地壳的主要
a. Ringwood (1975), b. Ronov (1976), c. Taylor (1964), d. Clark
同位素示踪
稀土配分与蛛网图
二、矿物成分
火成岩中的矿物成 分受控于岩浆的 化学成分及结晶 条件,因而对于 了解岩石的化学 成分和岩石的成 因都有重大的意 义,同时它也是 火成岩分类和定 名的依据。
中文名称 英文名称 缩写 中文名称
橄榄石 Olivine
Ol
镁橄榄石 Forsterite
Fo
铁橄榄石 Fayalite
2
0
30
40
50
60
70
80
W ( S i O 2) / %
图 3-13 太 行 山 造 山 带 侵 入 岩 哈 克 型 图 解
F
TH A
CA
Galapagos
Witu ls L.Antilles ke
AFM图解
矿物颗粒与化学成分
粗细不均造成的影响
矿物颗粒与化学成分
细小颗粒百分含量的统计
氧 化 物 变 异 图 解
“Liquid lines of descent” - LLDs ?
From <<The Evolution of the Igneous Rocks>> by N.L. Bowen, 1928
标准矿物 (Norm)与实际矿物(modal)
火成岩中矿物组合及含量是 岩石分类及对比的基础。 但是当岩石结晶粒度细小、 尤其是快速冷凝的火山岩 中存在大量的玻璃质时, 岩石的实际矿物含量无法 测量,因而无法进行矿物 及含量的对比,为解决此 类问题,不少人提出了通 过统一的计算程序,利用 化学成分计算火成岩中理 想矿物组成及含量的方法, 称为标准矿物(normative minerals)计算方法。
硅铝Mg矿O物,:包矿括物石中英S类iO、2与长A石l2类O3及的似含长量石较类高。,他不们含基Fe本O不和 含色素原子,颜色较浅,所以又称为浅色矿物。
1T
9
U2
S3
R
Na2O+K2O,wt%
7
U1
S2
5
S1
O3
3
B
O1
O2
1
Pc
37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77
SiO2,wt%
(Mg,Fe)O是火成岩中重要的组分,经常控制暗色矿 物的比例,同时,由于Fe是变价元素,对体系的 氧化还原条件很敏感,经常作为岩石形成环境的 指示器。
Qz 绿泥石 Cc 榍石 Dol 锆石
蛇纹石
滑石
萤石
电气石
金红石
刚玉
Magnitite Mt
Chromite Cm
Ilmenite Ilm Hematite Hem
Apatite Ap
Spinel
Sp
Epidote Ep
Garnete Ga
Chlorite Chl
Sphene
Sph
Zircon
Zr
Serpentine Sep
1、 主元素(major elements)
表 4-1 地幔 、地壳及岩浆岩的平均化学成分
主要元素的分析结果一般
以氧化物质量百分数的 氧化物
地幔 a
大洋壳 大陆壳 c 岩浆岩平均
形式给出,它们是SiO2、
b
d
TiO2、Al2O3、Fe2O3、 SiO2
45.2
49.4
60.3
59.12
FeO、MnO、MgO、
花岗闪长岩 66.09 0.54 15.73 1.38 2.73 0.08 1.74 3.83 3.75 2.73
流纹岩
72.82 0.28 13.27 1.48 1.11 0.06 0.39 1.14 3.55 4.30
花岗岩
71.30 0.31 14.32 1.21 1.64 0.05 0.71 1.84 3.68 4.07
70
80
W ( S i O 2) / %
性岩到基性岩增加较 快,到最大值,然后 随酸度增加而降低。
W(K 2O)/%
8
6
1
2
3
4
5
6
4
7
8
9
10
11
12
1-符 山 2-符 山 包 体
3-符 山 岩 脉
4-邯 邢
5-矿 山
6-洪 山
7-包 体
8-窑 沟
9-王 安 镇
10-包 体
11-岩 脉 12-紫 荆 关
Talc
Tc
Fluorite F
Tourmaline Tur
Rutite
Ru
Corundum C
1. 矿物的成分分类
火成岩中已发现的矿物种类繁多,但常见的不过二十多 种,其中构成岩石主体,在火成岩分类命名中起作用 的是石英、钾长石、斜长石、似长石(白榴石、霞 石)、橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、白云母等。 这些矿物据化学成分可分为两类:
Na2O+K2O
Al2O3在火成岩的平均组成中含量仅次于SiO2,岩浆中Al2O3的 丰度高,则粘度加大;而且暗示岩浆岩中长石的含量高。同
Al2O3
时它还是岩石进一步分类和成因研究中的重要参数。如亚碱 性玄武岩中Al2O3>16%者被称为高铝玄武岩,是岛弧火山岩 中(15的摩一尔个数重,要 常特 表征 示。 为花A/C岗N岩K中)A>Pl1h2.O1者3/(,N多a2为O+S型K2花O+岗C岩aO。)
P2O5 H2O+ H2O- CO2 0.20 4.19 0.25 0.43 0.11 1.27 0.03 0.08 0.09 1.17 0.14 0.14 0.74 1.20 0.42 0.18 0.35 0.95 0.43 0.11 0.24 0.75 0.11 0.07 0.59 0.98 0.49 0.10 0.75 1.27 0.87 0.15 0.41 1.25 0.58 0.08 0.33 1.09 0.57 0.19 0.21 0.83 0.34 0.05 0.29 1.15 0.21 0.10 0.25 1.04 0.20 0.14 0.18 0.85 0.19 0.08 0.07 1.10 0.31 0.08 0.12 0.64 0.13 0.05 0.21 1.15 0.47 0.09 0.29 0.99 0.23 0.28 0.18 1.57 0.37 0.08
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