岩浆的化学成分和矿物成分

1、掌所至握火成岩的物质成分特点（常量、微量、同位素）了解火成岩的物质成分的研究方法及意义了解火成岩的分类原则，掌握本教材的分类系统 火成岩的成分 一、 火成岩的化学成分 二、矿物成分 要求：主要元素微量元素同位素 在火成岩的成因研究中均具有重要意义，其中直接用于火成岩分类的是主要元素。 一、 火成岩的化学成分第三讲 火成岩的成分、分类1主要元素 1）特征及主要参数13项（含量一般大于0.1%）：SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5、H2O 、CO2， 总和占火成岩平均化学成分的98%一、 火成岩的化学成分 最高，变化于34-75%

2、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。酸性岩：SiO266% 中性岩：SiO2 =53-66%基性岩：SiO2 = 45-53%超基性岩：SiO2 45% 习惯上对SiO2含量高者称之为酸性程度高或酸度大，也叫基性程度低；反之，对含量低者，谓之酸度小，亦可称基性程度高。(1） SiO2 含量 在岩浆中的含量称为全碱（Alk）含量。因为Na2O、K2O在地幔和地壳中的含量差别显箸，是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

3、成岩的研究中意义重大。火成岩碱度及系列的划分：最常用的方法有两种：（2）Na2O+K2O （Alk -全碱含量）里特曼（组合）指数（）=（K2O+Na2O）2/（SiO2 -43）（wt%）9者为过碱性岩。可将火成岩划分为碱性系列（A）和亚碱性系列（S）。 K2O/Na2O比值等也常作为火成岩研究的一个重要参数S型花岗岩：一般具 K2O/Na2O1，M型或I型花岗岩：K2O/Na2O16%者被称为高铝玄武岩，是岛弧火山岩中的一个重要特征。花岗岩中A/CNK =Al2O3/（ CaO + Na2O+K2O）（摩尔数） 1.1者，多为S型花岗岩。（3） Al2O3 MgO、FeOT与SiO2为负相

4、关 K2O、Na2O与SiO2成正相关 Al2O3、CaO变化较复杂，从超基性岩到基性岩增加较快，到最大值，然后随酸度增加而降低。（4）各主要元素之间的关系 2）火成岩主要元素的研究义容及意义 （1）火山岩系列及类型的划分 对于一组密切共生、成分变化范围很宽的火成岩，需查清这些岩石之间的成因联系：是否存在相互派生关系？是否都来源于共同的母岩浆？它们是通过什么方式演化的？ 可通过变异图获取答案。成分变异图通常以SiO2或MgO作为参量（横座标），其它氧化物作因变量（纵座标）来投点，称为Harker图解。(2)主要氧化物变异图解-火成岩成因研究 由同源岩浆演化的一组岩石投点应具有较好的相关性微量元

5、素:是指在体系中不作为任何物相的主要组分存在的非化学计量的分散元素，由于含量很低，它们在岩浆中的物理化学形为可以近似地用稀溶液定律来描述。 微量元素的存在方式： （1）呈类质同象占据矿物晶格内晶体化学性质相近的其它元素的位置，例如Cr、Ni可占据橄榄石和辉石中Mg、Fe的位置，Li、Rb、Cs可占据钾长石和云母中K的位置等； （2）保存在火山玻璃和气-液包体中； (3)第三是吸附在矿物表面或以杂质的形式存在于矿物晶体缺陷的间隙内。2.微量元素(Trace elements)什么是微量元素?微量微量元素地球化学形为：地幔相容元素： 地幔熔融岩浆的过程中，残留富集于地幔岩的矿物之中的元素，如：Cr

6、、Ni、Co、Yb、Er等元素；地幔不相容元素： 在岩浆中强烈富集，这些元素有Cs、Rb、K、Ba、Sr、La、Y、REE、Th、U、Hf、Zr、Ti、Ta、Nb和P等。 2.微量元素(Trace elements)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。二、矿物成分在火成岩中最常见的且在分类命名中起作用的矿物有： 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： 硅铝矿物：矿物中SiO2与Al2O3的含量较高，不含FeO和MgO，

7、包括石英类、长石类及似长石类。又称为浅色矿物。 镁铁矿物：矿物中FeO、MgO的含量较高，包括橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云母类。又称为暗色矿物。 色率： 暗色矿物在火成岩中的含量（体积百分数）称色率。 是火成岩鉴定和分类重要标志之一，如： 色率随岩石酸度的变化情况大致为：超基性岩色率90，基性岩色率=40-90、中性岩色率=15-40，酸性岩色率15。1 矿物的成分分类原生矿物： 在岩浆冷凝过程中结晶形成的矿物。原生矿物据形成的环境不同，又可分为高温型和低温型。 高温型：火山岩中者，如高温斜长石、高温石英（石英）， 低温型：深成岩中者，低温斜长石和低温石英（石英）2 矿物的成因分类原生矿物

8、、 成岩矿物、次生矿物成岩矿物： 在岩浆完全结晶后，由于外界物理化学条件的变化（主要是温度和压力的降低），使原生矿物发生转变而新形成的矿物。 如高温-石英，在温度降低时，会转变为同质异相的低温的-石英，透长石会转变为正长石等。另外，温度降低还会使某些固溶体矿物降低混溶程度，发生固溶体分解而形成成岩矿物，如钾长石分解为条纹长石。次生矿物： 在岩浆基本上凝固成固相的岩石后，由于受残余挥发组分和岩浆期后流体的作用（蚀变、交代及充填）而生成的矿物 它往往交代原生矿物，或充填在矿物的孔隙及晶洞中，如岩浆期后的流体可形成电气石、萤石、黄玉等矿物，也可以交代原生矿物形成蚀变矿物，如橄榄石变成的蛇纹石，斜长石

9、遭受钠黝帘石化形成钠长石及黝帘石等。（1）SiO2含量对岩浆岩中矿物共生组合的影响 SiO2饱和矿物：可与石英共生，如辉石、长石、角闪石、云母类矿物SiO2不饱和矿物：不能与石英共生，如富镁橄榄石、似长石等。3矿物成分与化学成分的关系在平衡结晶的条件下，橄榄石（如镁橄榄石Fo）或似长石（如霞石，Ne）与熔体中的SiO2反应分别生成顽火辉石或钠长石 Mg2SiO4+SiO2 = 2MgSiO3 Fo L En NaAlSiO4+2SiO2=NaAlSi3O8 Ne L Ab 当岩浆中SiO2过剩（过饱和）时，岩石中会出现SiO2饱和矿物与石英共生，而SiO2不足（不饱和）时会出现SiO2不饱和矿物，而不出现石英。SiO2含量适当（饱和）时，则仅出现SiO2饱和矿物。火成岩中SiO2含量与矿物组成的关系： 从超基性岩到酸性岩随SiO2的渐增，具镁铁矿物由多到少，浅色矿物渐增，石英由无到有，含量渐增的变化趋势。 在超基性岩中，SiO290），主要由橄榄石和辉石组成。 在基性岩中，SiO2=45%53%, FeO、MgO较超基性岩减少，Al2O3、CaO大量出现，因此矿物成分为辉石与基性斜长石共生，镁铁矿物占40%90%（一般为40%70%）。 中性岩中SiO2增至53%66%,