岩浆岩分类命名++超基性岩

1、1 矿物结晶顺序只适用于封闭的温压环境矿物结晶顺序只适用于封闭的温压环境 23一、一、 岩岩 浆浆 岩岩 的的 化化 学学 成成 分分 酸酸 度度 和和 碱碱 度度 是是 岩岩 浆浆 岩岩 分分 类类 的的 重重 要要 化化 学学 成成 分分 依依 据，酸据，酸 度度 即即SiO2 含含 量，量， 据据SiO2 重重 量量 百百 分分 数，数， 通通 常常 将将 岩岩 浆浆 岩岩 分分 为为 四四 大大 类：类： 超超 基基 性性 岩岩 SiO2 66% 岩岩 浆浆 岩岩 的的 分分 类类4一一. . 岩浆岩的化学成分岩浆岩的化学成分Na2O+K2O与岩石的碱度与岩石的碱度Na2O+K2O-称

2、为全碱含量称为全碱含量,里特曼指数里特曼指数 （Rittmann Index）)%( 432SiO2O)2KO2(Nawt钙碱性岩钙碱性岩 95二、二、 岩岩 浆浆 岩岩 的的 矿矿 物物 成成 分分 岩岩 石石 中中 石石 英、英、 长长 石、石、 似似 长长 石、石、 暗暗 色色 矿矿 物物 的的 种种 属属 及及 含含 量量 在在 不不 同同 岩岩 类类 中中 有有 明明 显显 区区 别。别。 钙钙 碱碱 性性 岩：岩： 以以 不不 含含 似似 长长 石石 及及 碱碱 性性 暗暗 色色 矿矿 物物 为为 特特 征，征， 而而 且且 斜斜 长长 石石 更更 富富 含含An 组组 份。份。

3、碱碱 性性 岩：岩： 以以 富富 含含 碱碱 性性 长长 石石 和和 碱碱 性性 暗暗 色色 矿矿 物物 为为 特特 色。色。 斜斜 长长 石石 一一 般般 比比 钙钙 碱碱 性性 系系 列列 的的An 偏偏 低。低。 过过 碱碱 性性 岩：岩： 以以 似似 长长 石石 和和 碱碱 性性 暗暗 色色 矿矿 物物 为为 主主 要要 组组 成。成。6三、三、 岩岩 浆浆 岩岩 的的 相相 及及 结结 构构根根 据据 岩岩 浆浆 岩岩 的的 相相 特特 征征 可可 将将 岩岩 浆浆 岩岩 分分 为：为： 1. 火火 山山 岩岩 a. 熔熔 岩岩 b. 火火 山山 碎碎 屑屑 岩岩 c. 次次 火火

4、山山 岩岩 d. 火火 山山 碎碎 屑屑 沉沉 积积 岩岩 及及 沉沉 积积 火火 山山 碎碎 屑屑 岩岩 2. 侵侵 入入 岩岩 a. 浅浅 成成 岩岩 b. 中中 生生 成成 岩岩 c. 深深 成成 岩岩7 1. 橄橄 榄榄 岩岩 苦苦 橄橄 岩岩 类类 2. 金金 伯伯 利利 岩岩 类类 3. 霓霓 霞霞 岩岩 霞霞 石石 岩岩 类类 4. 碳碳 酸酸 岩岩 类类 5. 辉辉 长长 岩岩 玄玄 武武 岩岩 类类 6. 碱碱 性性 辉辉 长长 岩岩 碱碱 性性 玄玄 武武 岩岩 类类 7. 闪闪 长长 岩岩 安安 山山 岩岩 类类 8. 正正 长长 岩岩 粗粗 面面 岩岩 类类 9. 霞霞

5、 石石 正正 长长 岩岩 响响 岩岩 类类 10. 花花 岗岗 岩岩 流流 纹纹 岩岩 类类 11. 脉脉 岩岩 类类 12. 火火 山山 碎碎 屑屑 岩岩 类类 其其 中，中，1、2、3、4 属属 超超 基基 性性 岩（岩（ 包包 括括 超超 镁镁 铁铁 质质 岩）；岩）；5 和和6 属属 基基 性性 岩；岩；7 、8、9 属属 中中 性性 岩；岩；10 属属 酸酸 性性 岩。岩。四、四、 岩岩 浆浆 岩岩 的的 共共 生生 组组 合合8岩浆岩分类表碱碱 性性超基性岩超基性岩基性岩基性岩酸性岩酸性岩碱性岩碱性岩6653-66无无无或很少无或很少20%无无一般无长一般无长石石斜长石为斜长石为主

6、主斜长石为斜长石为主主钾长石为钾长石为主主钾长石钾长石斜长石斜长石钾长石为钾长石为主，含似主，含似长石长石橄榄石，橄榄石，辉石，辉石，90%主要为辉主要为辉石，可有石，可有角闪石，角闪石，黑云母，黑云母，橄榄石，橄榄石，90%黑云母为黑云母为主，次为主，次为角闪石，角闪石，10-15 %碱性辉石碱性辉石和碱性角和碱性角闪石，闪石，40%深成岩深成岩中粗粒中粗粒/似似斑状结构斑状结构 橄榄岩橄榄岩辉岩辉岩辉长岩辉长岩闪长岩闪长岩正长岩正长岩花岗岩花岗岩霞石正长霞石正长岩岩浅成岩浅成岩细粒细粒/斑状斑状结构结构 苦橄玢岩苦橄玢岩金伯利岩金伯利岩辉绿岩辉绿岩闪长玢岩闪长玢岩正长斑岩正长斑岩花岗斑岩花

7、岗斑岩霞石正长霞石正长斑岩斑岩喷出岩喷出岩班状/玻璃班状/玻璃质/隐晶质质/隐晶质 苦橄岩苦橄岩科马提岩科马提岩玄武岩玄武岩安山岩安山岩粗面岩粗面岩流纹岩流纹岩响岩响岩角闪石为主，次为黑角闪石为主，次为黑云母，辉石，云母，辉石，15-40%长石种类和含量长石种类和含量暗色矿物种类和含量暗色矿物种类和含量石英含量石英含量8080专用名词专用名词4、用、用“变变”（前缀）来表示已变质的火成岩，如变安山岩、（前缀）来表示已变质的火成岩，如变安山岩、变玄武岩等，但是只有当火成结构仍保留，能够恢复原岩时才变玄武岩等，但是只有当火成结构仍保留，能够恢复原岩时才能应用。能应用。18主要化学参数及其应用19S

8、iO2饱和度与矿物组合饱和度与矿物组合20SiO2（wt %）岩石大类岩石大类典型岩石典型岩石66酸性酸性花岗岩花岗岩-流纹岩流纹岩SiO2重要意义重要意义把岩浆岩分为把岩浆岩分为4类类酸性酸性增强增强21钙碱指数（皮科克指数）钙碱指数（皮科克指数）以以SiO2（）为横坐标，以（）为横坐标，以CaO和和K2O+Na2O为纵坐标，作出一个系列火山岩成分的为纵坐标，作出一个系列火山岩成分的CaO和和K2O+Na2O两个变异线，两个变异线的交点（即两个变异线，两个变异线的交点（即K2O+Na2O CaO）所对应的）所对应的SiO2值，称为钙值，称为钙碱指数（碱指数（CA)。22 9钙碱性钙碱性碱性碱

9、性过碱性过碱性碱性长石碱性长石较酸性岩石较酸性岩石普遍出现普遍出现斜长石斜长石普遍普遍偏酸性岩石偏酸性岩石基性岩基性岩石石 英英普遍普遍最酸性岩石最酸性岩石不不似长石似长石不不5 %辉石或辉石或闪石闪石普通辉石或闪普通辉石或闪石石含含Na (霓石、霓辉石霓石、霓辉石) 或或Ti (钛辉石钛辉石)，含含Na闪石（钠闪石、钠钙闪石、棕闪石（钠闪石、钠钙闪石、棕闪石）闪石）碱质碱质(Na2O+K2O)与矿物组合与矿物组合Na2O+K2O- 称为全碱含量称为全碱含量)%( 432SiO2O)2KO2(Nawt里特曼指数里特曼指数23Alkaline and Subalkaline Rock Suite

10、s15,164 samplesLe Bas et al., 1992; Le Roex et al., 1990; Cole, 1982; Hildreth & Moorbath, 198824亚碱性系列可分为亚碱性系列可分为：Tholeiitic vs. Calc-alkaline Trends（AFM wt)Terms emerged from tangled history spanning many decades. CA label proposed by Peacock in 1931. Tholeiite originated in mid-1800s from Thol

11、ey, western Germany. Rocks show stronger Fe/Mg enrichment than CA trend. Tholeiites are commonly found island arcs, while CA rocks are more commonly found in continental arcs. Cole, 1982常用常用Fe调整方法：调整方法：F=FeO+0.8998Fe2O325K2O vs. SiO2 content of subalkaline rocksK2O contentmay broadlycorrelate withcr

12、ustal thickness.Low-K 12 kmMed-K 35 kmHigh-K 45 kmEwart, 198226Al2O3饱和度与矿物组合饱和度与矿物组合v过铝质岩石：过铝质岩石： Al2O3/（K2O+Na2O+CaO）1,特征矿特征矿物：物：白云母、矽线石、红柱石白云母、矽线石、红柱石v偏铝质：偏铝质： K2O+Na2OAl2O3Al2O3, 特征矿物：特征矿物：碱性镁铁质碱性镁铁质矿物类：霓辉石、霓石、碱锰闪石等。矿物类：霓辉石、霓石、碱锰闪石等。27主量元素主量元素主量元素含义和表示方法主量元素含义和表示方法又称为又称为常量元素、主要元素常量元素、主要元素, 英文英文ma

13、jor elements岩石中占绝对多含量的元素岩石中占绝对多含量的元素单位：用单位：用100表示表示Sam pl eSi O2Ti O2A l2O3Fe2O3FeOM nOM gOC aON a2OK2OP2O5LO ITO TA LD S-141.594.409.7812.905.080.179.2612.492.993.140.982.0199.71举例：举例：28地球化学常用分类地球化学常用分类微量元素微量元素： Li, Rb, Cs, V, Co, Ni, Cr等等稀土元素稀土元素： 57-71号：号：15个元素个元素+Y=16个元素个元素La,Ce,Pr,Nd, Pm, Sm, E

14、u, Gd,Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, LuY其中其中Pm是人造的，自然界还没有发现是人造的，自然界还没有发现, , 因此不用表示因此不用表示29稀土元素La系Y30Rare Earth ElementsLa Ce Pr Nd Pm Sm Lan ce prince needs 61(extinct) smallEu Gd Tb Dy Ho European gods tobe dyed whollyEr Tm Yb Lu early tomorrow whybe ludicrous!31稀土元素分组方法稀土元素分组方法, , 最常用两种：最常用两种：1.1.两分法两分法：

15、La,Ce,Pr,Nd, Pm, Sm, Eu, Gd,Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, LuY轻稀土轻稀土(LREE)Ce族稀土族稀土重稀土（重稀土（HREE） Y族稀土族稀土2.2.三分法三分法La,Ce,Pr,Nd Sm, Eu, Gd,Tb, Dy, HoEr, Tm, Yb, LuY轻稀土轻稀土(LREE)中稀土中稀土重稀土重稀土32按照元素在岩浆作用中行为分类按照元素在岩浆作用中行为分类相容元素：相容元素：D1, 优先进入矿物相，或残留相优先进入矿物相，或残留相例如：例如：Ni, Co, V, Cr不相容元素：不相容元素：D1，优先进入熔体相，优先进入熔体相，D0.1

16、为强不相容元素为强不相容元素3334 称呼：称呼：中文表达方式中文表达方式原始地幔原始地幔(球粒陨石球粒陨石)标准化多元素图解标准化多元素图解, 微量元素含量蜘微量元素含量蜘蛛图蛛图英语表达方式英语表达方式Normalized multi-element diagrams /incompatible element diagrams / spider diagramsPrimitive mantle-normalized incompatible trace element variation diagrams Trace element concentrations normalized t

17、o chondrite of Spider diagram of 35I 原始地幔原始地幔 （primitive/primordial mantle）目前常用的元素排列顺序和数值根据目前常用的元素排列顺序和数值根据Sun & MacDonough, 1989II 球粒陨石球粒陨石Sun & MacDonough, 1989III MORB, Pearce, 1983多元素标准化数据多元素标准化数据36元素元素RbBaThUNbTaKLaCePbPrSrNd原始地幔原始地幔0.6356.9890.0850.0210.7130.0412500.6871.7750.1850.2762

18、1.11.354元素元素PSmZrHfEuTiGdTbDyHoYErTmYb原始地幔原始地幔950.44411.20.3090.16813000.5960.1080.7370.1644.550.480.0740.493目前常用作标准化的原始地幔顺序和成分目前常用作标准化的原始地幔顺序和成分（primitive/primordial mantle）37Sun & MacDonough, 198938A brief summary of some particularly useful trace elements in igneous petrologyElementUse as a p

19、etrogenetic indicatorNi, Co, Cr Highly compatible elements. Ni (and Co) are concentrated in olivine, and Cr in spinel andclinopyroxene. High concentrations indicate a mantle source.V, TiBoth show strong fractionation into Fe-Ti oxides (ilmenite or titanomagnetite). If they behavedifferently, Ti prob

20、ably fractionates into an accessory phase, such as sphene or rutile.Zr, HfVery incompatible elements that do not substitute into major silicate phases (although they mayreplace Ti in sphene or rutile).Ba, RbIncompatible element that substitutes for K in K-feldspar, micas, or hornblende. Rb substitut

21、esless readily in hornblende than K-spar and micas, such that the K/Ba ratio may distinguish thesephases.SrSubstitutes for Ca in plagioclase (but not in pyroxene), and, to a lesser extent, for K in K-feldspar. Behaves as a compatible element at low pressure where plagioclase forms early, butas an in

22、compatible at higher pressure where plagioclase is no longer stable.REEGarnet accommodates the HREE more than the LREE, and orthopyroxene and hornblende doso to a lesser degree. Sphene and plagioclase accommodates more LREE. Eu2+ is stronglypartitioned into plagioclase.YCommonly incompatible (like H

23、REE). Strongly partitioned into garnet and amphibole. Spheneand apatite also concentrate Y, so the presence of these as accessories could have asignificant effect.39Isotope GeochemistryvIsotopes do not fractionate during partial melting of fractional melting processes, so will reflect the characteri

24、stics of the source40参考书介绍参考书介绍Faure G. 2001. Origin of igneous rocks: the isotopic evidence, Springer41参考书介绍参考书介绍Faure G. 1986. Principles of isotope geology (2nd edition), John Wiley & Sons42参考书介绍参考书介绍1. Condie Kent C. 2001. Mantle plumes and their record in Earth history. Cambridge Univ. Pres

25、s. 2. Ernst R. E. and Buchan K. L. (eds) Mantle plumes: Their indentification through time. GSA Special paper 352. 43参考书介绍参考书介绍Ozima M, Podosek F A. 2002. Noble gas geochemistry (2nd edition), Cambridge Press44第第 二二 章章 岩浆岩各论岩浆岩各论超超 基基 性性 岩岩 类（类（Ultrabasic rocks) 以以SiO2含量含量45及不含石英为特征，包及不含石英为特征，包含四大类岩

26、石：橄榄岩苦橄岩类，金伯利含四大类岩石：橄榄岩苦橄岩类，金伯利岩类，霓霞岩霞石岩类，碳酸岩类。岩类，霓霞岩霞石岩类，碳酸岩类。 超超 基基 性性 岩与岩与 超超 镁镁 铁铁 质质 岩岩 45种种 属属 划划 分（分（ 岩岩 石石 分分 类）类）46橄榄岩类种属划分橄榄岩类种属划分超基性超基性侵入岩的主要类型侵入岩的主要类型n1.1.主要类型主要类型n(1)(1)橄榄岩类橄榄岩类n(2)(2)辉石岩类辉石岩类n(3)(3)角闪石岩类角闪石岩类47超基性岩中常量元素的变化趋势图超基性岩中常量元素的变化趋势图48超基性岩石中主要造岩矿物种类的变化规律超基性岩石中主要造岩矿物种类的变化规律 nPeri

27、dotite：contains mostly olivine and is at the very beginning of the Bowens reaction series. It is composed almost entirely of ferromagnetic minerals. 491. 纯纯橄榄岩橄榄岩（DUNITE）This is an ultramafic (very low silica, very high Mg+Fe) igneous intrusive rock.The bulk of these specimens consists of glassy gre

28、en olivine crystals. The few black grains black arrows are of a pyroxene group mineral. Not even plagioclase feldspar is found in these ultramafic rocks.一、一、 超超 基基 性性 侵侵 入入 岩岩 类类（一）（一） 常常 见见 岩岩 石石 类类 型型50DUNITE is composed of 90-100% olivine. As a result it is characteristically olive-greens in colo

29、r.This material is thought to have originated in the upper mantle of the Earth. 512. 橄榄岩（橄榄岩（peridotite）超基性超基性深成岩深成岩（1 1）黑色）黑色/ /暗色暗色/ /深色深色（2 2）主要矿物：）主要矿物：Ol+PyOl+Py（3 3）次要矿物：角闪石，基性斜长石，黑云母）次要矿物：角闪石，基性斜长石，黑云母（4 4）副矿物：）副矿物：磁铁矿，铬铁矿，磁铁矿，铬铁矿，钛铁矿，尖晶石，磷灰石钛铁矿，尖晶石，磷灰石（5 5）结构：具细粒粗粒结构，常呈）结构：具细粒粗粒结构，常呈包含结构包含结构、海绵陨铁海绵陨铁结构、网状结构结构、网状结构（6 6）构造：块状，带状）构造：块状，带状（7 7）产出）产出Peridotite xenolithBasa