第2章_火成巖的基本特征與分類(1)-物質(zhì)成分

1、第第 二二 章章 火成巖的基本特征與分類火成巖的基本特征與分類一、一、 火成巖的物質(zhì)成分火成巖的物質(zhì)成分l化學(xué)成分化學(xué)成分l礦物成分礦物成分l化學(xué)成分與化學(xué)成分與礦物共生組合的關(guān)系共生組合的關(guān)系l火成巖形成條件對(duì)火成巖形成條件對(duì)礦物共生組合的影響共生組合的影響一、火成巖的物質(zhì)成分一、火成巖的物質(zhì)成分 火成巖物質(zhì)成分研究的意義：火成巖物質(zhì)成分研究的意義：l是火成巖分類命名的基本依據(jù)是火成巖分類命名的基本依據(jù)l為研究巖漿起源、演化和巖漿物理性質(zhì)提為研究巖漿起源、演化和巖漿物理性質(zhì)提供重要依據(jù)供重要依據(jù)l為巖漿巖漿形成時(shí)的大地構(gòu)造背景和巖石為巖漿巖漿形成時(shí)的大地構(gòu)造背景和巖石圈層的演化提高重要信息圈

2、層的演化提高重要信息1. 主要元素主要元素（Major elements） ： O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K, Ti, P, H, Mn, C等，其中等，其中氧的氧的含量最高。含量最高。 常用氧化物的形式表示火成巖的成分常用氧化物的形式表示火成巖的成分，即：，即：SiO2、TiO2 、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、K2O、Na2O、 P2O5 、H2O和和CO2等等13 種，每種氧化物含量一般種，每種氧化物含量一般0.1%，占，占火成巖平均化學(xué)成分的火成巖平均化學(xué)成分的98%左右。左右。（一）火成巖的化學(xué)成分類型：類型：主要元素、痕量元素和

3、同位素主要元素、痕量元素和同位素 火成巖主要造巖氧化物含量的大致范圍是：火成巖主要造巖氧化物含量的大致范圍是： SiO2 3475% 少少 數(shù)數(shù) 可可 達(dá)達(dá) 80%Al2O3 1020% 在在 純純 橄橄 欖欖 巖巖 中中 較較 低低MgO 125%CaO 015% 但但 某某 些些 輝輝 長(zhǎng)長(zhǎng) 巖巖 中中 達(dá)達(dá)23%Fe2O3+FeO 115% 一一 般般FeOFe2O3Na2O 015% 霞霞 石石 巖巖 中中 可可 達(dá)達(dá)19.48%K2O 一一 般般10% 白白 榴榴 石石 巖巖 中中 可可 達(dá)達(dá)17.94%H2O+( 結(jié)結(jié) 晶晶 水水) 和和H2O- ( 吸吸 附附 水水) 一一 般般

4、2% ， 個(gè)個(gè) 別別 達(dá)達(dá)10% TiO2 02% 很很 少少 超超 過(guò)過(guò) 5%P2O5 00.5% 很很 少少 超超 過(guò)過(guò) 3%MnO 00.3% 很很 少少 超超 過(guò)過(guò) 2%1. 主要元素：主要元素： 幾種主要造巖氧化物幾種主要造巖氧化物（1）SiO2 ：是最重要的成分，含量高，是巖石酸性程度（基：是最重要的成分，含量高，是巖石酸性程度（基性程度）的標(biāo)志。隨著性程度）的標(biāo)志。隨著SiO2含量的變化，其它氧化物呈現(xiàn)規(guī)律含量的變化，其它氧化物呈現(xiàn)規(guī)律性的增加或減少。性的增加或減少。 超基性巖超基性巖 SiO263%（一）火成巖的化學(xué)成分火成巖化學(xué)成分變化規(guī)律火成巖化學(xué)成分變化規(guī)律 幾種主要造巖

5、氧化物幾種主要造巖氧化物（2）Al2O3 ：在火成巖中含量?jī)H次于在火成巖中含量?jī)H次于SiO2，SiO2 、Al2O3 與與 CaO、Na2O、 K2O一起組成長(zhǎng)石和副長(zhǎng)石類礦物；與一起組成長(zhǎng)石和副長(zhǎng)石類礦物；與FeO*、MgO、CaO等結(jié)合形成輝石、角閃石、黑云母等礦物。等結(jié)合形成輝石、角閃石、黑云母等礦物。（3） Na2O 和和K2O ：是堿性長(zhǎng)石的主要組成部分，當(dāng)其含量是堿性長(zhǎng)石的主要組成部分，當(dāng)其含量較高時(shí)還可形成堿性暗色礦物和副長(zhǎng)石。較高時(shí)還可形成堿性暗色礦物和副長(zhǎng)石。a. Al2O3 Na2O +K2O+CaO（分子數(shù)比）：鋁過(guò)飽和巖石（分子數(shù)比）：鋁過(guò)飽和巖石c. Na2O +K2

6、O Al2O3 Na2O +K2O+CaO ：鈣堿性巖：鈣堿性巖（一）火成巖的化學(xué)成分 幾種主要造巖氧化物幾種主要造巖氧化物（4） FeO*、MgO、MnO與與SiO2 結(jié)合形成橄欖結(jié)合形成橄欖石、輝石等礦物。石、輝石等礦物。（5） TiO2與與FeO 組成鈦鐵礦，與組成鈦鐵礦，與CaO結(jié)合生成結(jié)合生成榍石，與榍石，與P2O5、CaO結(jié)合則形成磷灰石。結(jié)合則形成磷灰石。TiO2結(jié)結(jié)合形成橄欖石、輝石等礦物。合形成橄欖石、輝石等礦物。（一）火成巖的化學(xué)成分（一）火成巖的化學(xué)成分2. 痕量元素痕量元素(Trace elements): 含量甚微，含量甚微，usually 90% 淺色巖：淺色巖：習(xí)

7、慣上把花崗巖、正長(zhǎng)巖等淺色礦物占優(yōu)勢(shì)的巖習(xí)慣上把花崗巖、正長(zhǎng)巖等淺色礦物占優(yōu)勢(shì)的巖石稱為淺色巖。其色率在石稱為淺色巖。其色率在030之間。之間。 暗色巖：暗色巖：色率在色率在60100，以暗色礦物占優(yōu)勢(shì)的巖石稱為，以暗色礦物占優(yōu)勢(shì)的巖石稱為暗色巖。如橄欖巖暗色巖。如橄欖巖 、輝長(zhǎng)巖等。、輝長(zhǎng)巖等。1、火成巖中礦物的劃分、火成巖中礦物的劃分（3）據(jù)礦物在巖石中的含量）據(jù)礦物在巖石中的含量 a. 主要礦物：主要礦物： 在巖石中含量多，對(duì)火成巖大類的劃分和定在巖石中含量多，對(duì)火成巖大類的劃分和定名起決定作用的礦物。名起決定作用的礦物。 如石英、長(zhǎng)石是花崗巖的主要礦物。如石英、長(zhǎng)石是花崗巖的主要礦物。

8、 b. 次要礦物：次要礦物： 在巖石中含量次于主要礦物，不影響火成巖在巖石中含量次于主要礦物，不影響火成巖大類的劃分和定名，大類的劃分和定名， 但對(duì)確定巖石種屬的進(jìn)一步劃分可起作但對(duì)確定巖石種屬的進(jìn)一步劃分可起作用礦物。用礦物。 如閃長(zhǎng)巖中的石英，含量約如閃長(zhǎng)巖中的石英，含量約2，沒有石英也叫閃長(zhǎng)，沒有石英也叫閃長(zhǎng)巖；當(dāng)石英巖；當(dāng)石英5時(shí)，則叫石英閃長(zhǎng)巖。時(shí)，則叫石英閃長(zhǎng)巖。 c. 副礦物：副礦物： 含量很少，常小于含量很少，常小于1，通常不參與巖石分類和，通常不參與巖石分類和命名。命名。 但它們對(duì)于了解一個(gè)巖體的形成條件，確定巖體時(shí)代但它們對(duì)于了解一個(gè)巖體的形成條件，確定巖體時(shí)代有重要意義。

9、常見的有磁鐵礦、磷灰石、鋯石、獨(dú)居石、榍有重要意義。常見的有磁鐵礦、磷灰石、鋯石、獨(dú)居石、榍石、褐簾石等。石、褐簾石等。1、火成巖中礦物的劃分、火成巖中礦物的劃分 （4）據(jù)礦物的成因類型）據(jù)礦物的成因類型 a. 原生礦物：原生礦物： 巖漿冷凝過(guò)程中形成的礦物。巖漿冷凝過(guò)程中形成的礦物。 高溫礦物高溫礦物 低溫礦物低溫礦物 b. 次生礦物：次生礦物：在巖漿已基本上凝固成固體的巖石后，由于受在巖漿已基本上凝固成固體的巖石后，由于受殘余揮發(fā)份和巖漿期后流體作用（蝕變、交代、充填）而生成的殘余揮發(fā)份和巖漿期后流體作用（蝕變、交代、充填）而生成的礦物，常交代原生礦物或充填在礦物的孔隙及晶洞中。其中原生礦

10、物，常交代原生礦物或充填在礦物的孔隙及晶洞中。其中原生礦物常發(fā)生以水化或碳酸鹽化為主的蝕變作用，礦物常發(fā)生以水化或碳酸鹽化為主的蝕變作用，生成蝕變礦物生成蝕變礦物 。 c. 它生礦物：它生礦物：它們是由于巖漿同化了圍巖和捕虜體所引起的。它們是由于巖漿同化了圍巖和捕虜體所引起的。這類礦物的形成反映了巖漿中外來(lái)組分的參與。這類礦物的形成反映了巖漿中外來(lái)組分的參與。 如有些富鋁礦物如有些富鋁礦物紅柱石、堇青石、矽線石就是巖漿同化了富鋁圍巖的產(chǎn)物。紅柱石、堇青石、矽線石就是巖漿同化了富鋁圍巖的產(chǎn)物。1、火成巖中礦物的劃分、火成巖中礦物的劃分6 種典型的巖漿巖礦物共生組合種典型的巖漿巖礦物共生組合 （1

11、）橄欖石輝石組合）橄欖石輝石組合: 相當(dāng)于超基性巖，鈣、鐵、鎂多而硅相當(dāng)于超基性巖，鈣、鐵、鎂多而硅少，且貧堿，出現(xiàn)大量鎂鐵礦物（橄欖石輝石等），不出現(xiàn)少，且貧堿，出現(xiàn)大量鎂鐵礦物（橄欖石輝石等），不出現(xiàn)石英和長(zhǎng)石。石英和長(zhǎng)石。 （2）基性斜長(zhǎng)石輝石組合：）基性斜長(zhǎng)石輝石組合：相當(dāng)于基性巖，鋁和鈣較多，相當(dāng)于基性巖，鋁和鈣較多，鐵、鎂和硅均較充分，主要形成基性斜長(zhǎng)石和輝石，二者近于鐵、鎂和硅均較充分，主要形成基性斜長(zhǎng)石和輝石，二者近于1:1，不出現(xiàn)石英。，不出現(xiàn)石英。（3）中性斜長(zhǎng)石角閃石組合：）中性斜長(zhǎng)石角閃石組合：相當(dāng)于中性巖，鈉、鉀略有增相當(dāng)于中性巖，鈉、鉀略有增加，鋁、硅、鈣、鐵、鎂均

12、較充分，主要形成中性斜長(zhǎng)石、角加，鋁、硅、鈣、鐵、鎂均較充分，主要形成中性斜長(zhǎng)石、角閃石、黑云母，可能出現(xiàn)少量石英和鉀長(zhǎng)石。淺色礦物：暗色閃石、黑云母，可能出現(xiàn)少量石英和鉀長(zhǎng)石。淺色礦物：暗色礦物礦物2:1。2、火成巖中的礦物共生組合規(guī)律、火成巖中的礦物共生組合規(guī)律6 種典型的巖漿巖礦物共生組合種典型的巖漿巖礦物共生組合 （4）石英鉀長(zhǎng)石酸性斜長(zhǎng)石黑云母組合：）石英鉀長(zhǎng)石酸性斜長(zhǎng)石黑云母組合：相當(dāng)于酸性相當(dāng)于酸性巖，鈉、鉀、硅含量高，鐵、鎂、鈣低，石英、鉀長(zhǎng)石、酸巖，鈉、鉀、硅含量高，鐵、鎂、鈣低，石英、鉀長(zhǎng)石、酸性斜長(zhǎng)石等淺色礦物為主。性斜長(zhǎng)石等淺色礦物為主。（5）鉀長(zhǎng)石黑云母角閃石組合：）

13、鉀長(zhǎng)石黑云母角閃石組合：其其SiO2 相當(dāng)于中性巖，相當(dāng)于中性巖，鈉、鉀高而鐵、鎂低鈉、鉀高而鐵、鎂低， 大量出現(xiàn)鉀長(zhǎng)石。大量出現(xiàn)鉀長(zhǎng)石。（6）霞石白榴石鉀長(zhǎng)石堿性暗色礦物組合：）霞石白榴石鉀長(zhǎng)石堿性暗色礦物組合： 其其SiO2 接近于基性巖（平均接近于基性巖（平均53.36），鈉、鉀含量很高，出現(xiàn)霞石），鈉、鉀含量很高，出現(xiàn)霞石、白榴石等礦物，因鈉過(guò)多，故常出現(xiàn)堿性暗色礦物。、白榴石等礦物，因鈉過(guò)多，故常出現(xiàn)堿性暗色礦物。2、火成巖中的礦物共生組合規(guī)律、火成巖中的礦物共生組合規(guī)律1. SiO2 飽和度對(duì)礦物共生組合的影響飽和度對(duì)礦物共生組合的影響 （1）巖漿中）巖漿中SiO2 過(guò)飽和：過(guò)飽和

14、：石英石英游離的游離的SiO2 結(jié)晶產(chǎn)物，結(jié)晶產(chǎn)物， 屬硅酸過(guò)飽和礦物。屬硅酸過(guò)飽和礦物。 （2）巖漿中）巖漿中SiO2不飽和：不飽和：鎂橄欖石、副長(zhǎng)石類及黑榴石、鎂橄欖石、副長(zhǎng)石類及黑榴石、 黃長(zhǎng)石和剛玉等，它們不能與石英平衡共生，屬硅酸黃長(zhǎng)石和剛玉等，它們不能與石英平衡共生，屬硅酸 不飽和礦物不飽和礦物 Mg2SiO4 + SiO2 MgSiO3(1557) 鎂橄欖石鎂橄欖石 液相液相 頑火輝石頑火輝石 NaAlSiO4 + 2SiO2 NaAlSi3O8 霞霞 石石 液液 相相 鈉鈉 長(zhǎng)長(zhǎng) 石石 KAlSiO4 + 2SiO2 KAlSi3O8 白白 榴榴 石石 液液 相相 正正 長(zhǎng)長(zhǎng)

15、石石 （三）火成巖化學(xué)成分與礦物共生組合的關(guān)系（三）火成巖化學(xué)成分與礦物共生組合的關(guān)系1. SiO2 飽和度對(duì)礦物共生組合的影響飽和度對(duì)礦物共生組合的影響 （3）巖漿中）巖漿中SiO2 飽和：飽和： 除上述以外的一些礦物，如鐵橄欖石、大多數(shù)除上述以外的一些礦物，如鐵橄欖石、大多數(shù)輝石、角閃石類、云母類和長(zhǎng)石類礦物都屬于硅酸輝石、角閃石類、云母類和長(zhǎng)石類礦物都屬于硅酸飽和礦物，都可以與石英平衡共生。飽和礦物，都可以與石英平衡共生。 提提 示：示： 過(guò)飽和巖石過(guò)飽和巖石 飽飽 和和 巖巖 石石 不飽和巖石不飽和巖石 （三）火成巖化學(xué)成分與礦物共生組合的關(guān)系（三）火成巖化學(xué)成分與礦物共生組合的關(guān)系2

16、、Al2O3和和K2O+Na2O的含量對(duì)礦物成分的影響的含量對(duì)礦物成分的影響 不同的堿和不同的堿和Al2O3含量火成巖，其礦物組合有很大差含量火成巖，其礦物組合有很大差別。具體可簡(jiǎn)單總結(jié)如下：別。具體可簡(jiǎn)單總結(jié)如下：（1） 鋁過(guò)飽和巖石鋁過(guò)飽和巖石（過(guò)鋁質(zhì)巖石）（過(guò)鋁質(zhì)巖石）: Al2O3(CaO+K2O+Na2O) 特征是常出現(xiàn)富鋁的礦物，如白云母、黃玉、電氣石、特征是常出現(xiàn)富鋁的礦物，如白云母、黃玉、電氣石、錳鋁鐵鋁榴石、剛玉、紅柱石和矽線石，斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)錳鋁鐵鋁榴石、剛玉、紅柱石和矽線石，斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石和石英是常見礦物。石和石英是常見礦物。 （三）火成巖化學(xué)成分與礦物共生組合的關(guān)系（三）

17、火成巖化學(xué)成分與礦物共生組合的關(guān)系2、Al2O3和和K2O+Na2O的含量對(duì)礦物成分的影響的含量對(duì)礦物成分的影響（2） 鈣堿性巖石鈣堿性巖石（偏鋁質(zhì)巖石）（偏鋁質(zhì)巖石）: (K2O+Na2O)Al2O3(CaO+K2O+Na2O) 出現(xiàn)的礦物是黑云母、普通角閃石、普通輝石、透輝石出現(xiàn)的礦物是黑云母、普通角閃石、普通輝石、透輝石、斜長(zhǎng)石、堿性長(zhǎng)石和石英。不見堿度高的暗色礦物。、斜長(zhǎng)石、堿性長(zhǎng)石和石英。不見堿度高的暗色礦物。（3） 堿過(guò)飽和巖石堿過(guò)飽和巖石（過(guò)堿質(zhì)巖石）（過(guò)堿質(zhì)巖石）: Al2O3 (K2O+Na2O) 以出現(xiàn)堿性鐵鎂礦物為特征，如霓輝石、霓石、黑榴石、以出現(xiàn)堿性鐵鎂礦物為特征，如

18、霓輝石、霓石、黑榴石、鈉閃石、鈉鐵閃石和富鐵云母等，還有黃長(zhǎng)石、堿性火山玻鈉閃石、鈉鐵閃石和富鐵云母等，還有黃長(zhǎng)石、堿性火山玻璃，以堿性長(zhǎng)石為主，副長(zhǎng)石常見。而斜長(zhǎng)石無(wú)或很少，石璃，以堿性長(zhǎng)石為主，副長(zhǎng)石常見。而斜長(zhǎng)石無(wú)或很少，石英只在高硅巖石中出現(xiàn)，其它巖石中無(wú)或很少。英只在高硅巖石中出現(xiàn)，其它巖石中無(wú)或很少。 （三）火成巖化學(xué)成分與礦物共生組合的關(guān)系（三）火成巖化學(xué)成分與礦物共生組合的關(guān)系（四）火成巖形成條件對(duì)礦物組合的影響（四）火成巖形成條件對(duì)礦物組合的影響1、深成巖：、深成巖：巖漿在地下深處，溫度下降緩慢，壓力較高，巖漿在地下深處，溫度下降緩慢，壓力較高，結(jié)晶時(shí)間充足結(jié)晶時(shí)間充足低溫礦物組合。低溫礦物組合。 出現(xiàn)：出現(xiàn)：-石英、正長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、低溫斜長(zhǎng)石、普通輝石石英、正長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、低溫斜長(zhǎng)石、普通輝石、透輝石，角閃石和黑云母無(wú)暗化，無(wú)玻璃質(zhì)。、透