巖石地球化學(xué)3-主量處理

3月22日

周六-綜合教學(xué)樓-702室3月23日周日-取消3月28日周五下午2點(diǎn)，19樓-201教室3月29日周六下午2點(diǎn)-階梯-1教室

{考博士占教室}4月4日周五下午2點(diǎn)，19樓-201教室4月11日周五下午2點(diǎn)，19樓-201教室《巖石地球化學(xué)》上課時(shí)間-地點(diǎn)預(yù)告第一節(jié)、主量元素?cái)?shù)據(jù)處理與解釋第二節(jié)、微量元素?cái)?shù)據(jù)處理與解釋第三節(jié)、同位素?cái)?shù)據(jù)處理與解釋第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋計(jì)算CIPW的軟件，Norm3Geokit,路遠(yuǎn)發(fā)編寫ATEXTURALATLASOFMINERALSINTHINSECTION,軟件,編寫者為DanielJ.Schulze,UniversityofToronto.RaglandP.C.BasicanalyticalPetrology.OxfordUniversityPress,NewYork,1989.【書號(hào)：350R12】WilsonM.IgneousPetrogenesis.KluwerAcademicPublishers,London.2001推薦軟件和參考書(1)

MacKenzieW.S.andAdamsA.E.Acoloratlasofrocksandmineralsinthinsection.JohnWiley&Sons,Inc.NewYork,1993,192p

(有掃描件)

(2)

MacKenzieW.S.,DonaldsonC.H.,andGuilfordC.Atlasofigneousrocksandtheirtextures.JohnWiley&Sons,Inc.NewYork,1982(有掃描件)

(3)

BestM.G.Igneousandmetamorphicpetrology.2ndedition.BlackwellScienceLtd,2003(有掃描件)

(4)LeMaitre(ed),IgneousRocks:AclassificationandGlossaryofTerms(2ndedition).CambridgeUniversityPress,2002.【書號(hào)360/L46/2】關(guān)于巖石化學(xué)/顯微結(jié)構(gòu)英文參考書（可供）推薦參考書(研究生教材)鄧晉福，羅照華，蘇尚國(guó)，等.巖石成因、構(gòu)造環(huán)境與成礦作用。地質(zhì)出版社，2004推薦參考書GillR.Igneousrocksandprocesses,apracticalguide.Wiley-Blackwell,pp.428,2010推薦參考書牛耀齡.全球構(gòu)造與地球動(dòng)力學(xué)——巖石學(xué)與地球化學(xué)方法應(yīng)用實(shí)例.2013.北京：科學(xué)出版社.pp307第一節(jié)、主量元素?cái)?shù)據(jù)處理與解釋第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋一、巖石化學(xué)的主要指標(biāo)二、主量元素?cái)?shù)據(jù)直接用于巖石分類和系列劃分三、CIPW計(jì)算后用于巖石分類和系列劃分四、主量元素用于判別巖漿（地球化學(xué)）作用過(guò)程五、主量元素應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)

代表性巖漿巖的化學(xué)成分

橄欖巖玄武巖

安山巖

流紋巖

響巖SiO242.2649.2057.9472.8256.19TiO20.631.840.870.280.62Al2O34.2315.7417.0213.2719.04Fe2O33.613.793.271.482.79FeO6.587.134.041.112.03MnO0.460.17MgO31.246.733.330.391.07CaO5.059.476.791.142.72Na2O0.492.913.483.557.79K2O0.341.101.624.305.24H2O+3.910.950.831.101.57Total98.7599.0699.399.5099.23(引自Winter,2001)10

純橄巖玄武巖安山巖閃長(zhǎng)巖英安巖花崗閃長(zhǎng)巖花崗巖流紋巖粗面巖響巖N(樣品數(shù))93359426008726518852485670534340SiO241.0449.9758.758.3465.9866.9171.8473.9562.3157.43TiO20.11.870.880.960.590.550.310.280.710.63Al2O31.9515.9917.2416.9216.1515.9214.4313.4817.2719.46Fe2O33.853.853.312.542.43.042.85FeO10.057.244.094.992.332.761.651.132.332.07MnO0.720.090.080.050.060.150.17MgO40.666.843.373.771.811.760.720.40.941.09CaO1.089.626.886.684.383.881.851.162.382.78Na2O0.212.963.533.593.853.83.713.615.577.96K2O0.091.121.641.792.22.764.14.375.075.36P2O50.210.350.210.220.070.210.18石英(Q)

12.3710.2822.7322.3629.0632.875

方解石(C)0.8

0.260.921.02

正長(zhǎng)石(Or)0.476.529.610.4212.8216.1124.525.4429.4130.96鈉長(zhǎng)石(Ab)1.6924.6629.4429.9632.0731.7331.1330.0746.2635.48鈣長(zhǎng)石(An)1.1726.6226.0224.420.0117.348.044.767.051.5白榴石(Lc)

霞石(Ne)

16.5透輝石(Di)

14.024.844.670.11

2.146.89硅灰石(Wo)

0.73紫蘇輝石(Hy)14.4815.29.4912.565.737.43.371.342.06

橄欖石(Ol)67.381.5

磁鐵礦(Mt)5.25.494.743.633.5321.752.144.334.05鈦鐵礦(Il)0.183.491.651.81.091.030.580.541.341.18磷灰石(Ap)0.470.820.50.680.340.420.280.170.490.41典型巖漿巖的平均化學(xué)成分(wt.%)和礦物成分一、巖石化學(xué)的主要指標(biāo)1.SiO2與巖石分類SiO2在主要元素中含量最高，變化范圍:34-80%，意義:對(duì)巖漿及巖漿巖的物理化學(xué)性質(zhì)及礦物組成的影響最大，因此是火成巖中最重要的一種氧化物。2.SiO2含量是巖漿巖4大類劃分的依據(jù)3.酸性程度就是指SiO2含量高低4.SiO2飽和度決定礦物組合巖漿巖分類表SiO2用于巖漿巖的4大類劃分SiO2(wt.%)巖石大類典型巖石<45超基性橄欖巖-科馬提巖45-53基性輝長(zhǎng)巖-玄武巖53-66中性閃長(zhǎng)巖-安山巖>66酸性花崗巖-流紋巖酸性增強(qiáng)玄武巖花崗閃長(zhǎng)巖花崗巖橄欖巖(3)SiO2飽和礦物：SiO2含量充足（剛好），則形成輝石、角閃石、斜長(zhǎng)石，鉀長(zhǎng)石，云母等————不含Q，也不含SiO2不飽和礦物。(1)SiO2過(guò)飽和——SiO2很多（過(guò)多），除形成硅酸鹽礦物外，還有剩余—石英，Q就是過(guò)飽和礦物，含有Q的巖石，就是SiO2過(guò)飽和巖石。(2)SiO2不飽和：SiO2不足，出現(xiàn)鎂橄欖石，似長(zhǎng)石類（霞石、白榴石等）礦物，不含Q。【為什么?若有Q存在會(huì)發(fā)生反應(yīng)（見下頁(yè)）】SiO2過(guò)飽和巖石SiO2不飽和巖石SiO2飽和巖石SiO2飽和度與礦物共生組合的關(guān)系不能與SiO2共存，屬于SiO2不飽和礦物1.霞石霞石Na[AlSiO4]——鉀霞石K[AlSiO4],高溫時(shí)為連續(xù)固熔體系列產(chǎn)于富含Na2O而SiO2不飽和巖漿巖中，六方短柱，厚板狀2.白榴石，K[AlSi2O6],正方晶系（假等軸晶系）自形晶，四角三八面體

白榴石西藏白榴石斑巖特別強(qiáng)調(diào)：似長(zhǎng)石類礦物霞石六方短柱，厚板狀霞石----似長(zhǎng)石類礦物霞石Na3K(SiAlO4)4霞石SiO2不飽和礦物與SiO2反應(yīng)式Mg2SiO4+SiO2=2MgSiO3

橄欖石熔體頑火輝石NaAlSiO4+SiO2=NaAlSi3O8

霞石熔體鈉長(zhǎng)石KAlSi2O6+SiO2=KAlSi3O8

鉀霞石熔體鉀長(zhǎng)石

SiO2飽和度與礦物組合2.Na2O+K2ONa2O+K2O-稱為全堿含量,里特曼指數(shù)（

,RittmannIndex）<3.3 鈣堿性巖=3.3-9 堿性巖>9 過(guò)堿性巖大小與巖石系列劃分=巖漿巖的分類(SiO2=大類；全堿=系列)<33.3-9>9鈣堿性堿性過(guò)堿性堿性長(zhǎng)石較酸性巖石普遍出現(xiàn)斜長(zhǎng)石普遍偏酸性巖石基性巖石英普遍最酸性巖石不似長(zhǎng)石不<5%>5%輝石或閃石普通輝石或閃石含Na(霓石、霓輝石)或Ti(鈦輝石)，含Na閃石（鈉閃石、鈉鈣閃石、棕閃石）堿質(zhì)(Na2O+K2O)與礦物組合3.Al2O3飽和度與礦物組合鉀長(zhǎng)石:KAlSi3O8,K2O/Al2O3=1鈉長(zhǎng)石:NaAlSi3O8,Na2O/Al2O3=1鈣長(zhǎng)石:CaAl2Si2O8,CaO/Al2O3=1根據(jù)Al2O3/（K2O+Na2O+CaO）比值判定Al2O3的飽和度。Al2O3飽和度與礦物組合b.Aluminasaturationindices(Shand,1927)withanalysesoftheperaluminousgraniticrocksfromtheAchalaBatholith,Argentina(LiraandKirschbaum,1990).InS.M.KayandC.W.Rapela(eds.),PlutonismfromAntarcticatoAlaska.Geol.Soc.Amer.SpecialPaper,241.pp.67-76.

K2O-Na2O-CaO-Al2O3用于劃分巖石的鋁飽和特征過(guò)堿性偏鋁質(zhì)過(guò)鋁質(zhì)根據(jù)Al2O3/（CaO+Na2O+

K2O）比值判定Al2O3的飽和度。Figure18-2.AluminasaturationclassesbasedonthemolarproportionsofAl2O3/(CaO+Na2O+K2O)(“A/CNK”)afterShand(1927).Commonnon-quartzo-feldspathicmineralsforeachtypeareincluded.AfterClarke(1992).GranitoidRocks.ChapmanHall.石榴石黑云母白云母輝石角閃石堇青石紅柱石霓石鈉閃石鈉角閃石偏鋁質(zhì)過(guò)鋁質(zhì)過(guò)堿性第一節(jié)、主量元素?cái)?shù)據(jù)處理與解釋第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋一、巖石化學(xué)的主要指標(biāo)二、主量元素?cái)?shù)據(jù)直接用于巖石分類和系列劃分三、CIPW計(jì)算后用于巖石分類和系列劃分四、主量元素用于判別巖漿（地球化學(xué)）作用過(guò)程五、主量元素應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)1.火山巖的TAS圖解

(TotalAlkalis-Silicadiagram)（引自LaMaitre等，2002）basanite,碧玄巖tephrite,堿玄巖foidite,似長(zhǎng)石巖picrite,苦橄巖phonolite,響巖trachyte,粗面巖火山巖的TAS圖解是國(guó)際地科聯(lián)（IUGS）巖漿巖分類學(xué)分會(huì)推薦的火山巖分類圖解,參見新書LeMaitre(ed),IgneousRocks:AClassificationandGlossaryofTerms(2ndedition).CambridgeUniversityPress,2002.【書號(hào)360/L46/2】火山巖的TAS圖解使用方法1.適用于新鮮的、無(wú)蝕變和未變質(zhì)的火山巖（因?yàn)镵和Na活潑易于帶入帶出），不適合于高M(jìn)g巖石（高M(jìn)g的見另外圖）。2.計(jì)算投圖：主量元素?cái)?shù)據(jù)中，先剔除H2O，CO2，LOI。再重新計(jì)算到100％，之后投圖。3.TAS圖中，有些是2個(gè)巖石類型，成分一致，但是根據(jù)特征礦物細(xì)分，例如是粗面巖還是粗面英安巖，需要根據(jù)CIPW計(jì)算結(jié)果，確定Q含量，若Q<20為粗面巖，若Q>20為粗面英安巖?；鹕綆r的TAS圖解使用：

——注意Na2O與K2O的相對(duì)含量與巖類劃分原因：在TAS圖解中，僅僅是Na2O與K2O的加和，沒(méi)有考慮它們相對(duì)的含量不同，巖石類型也不同?；鹕綆r的TAS圖解使用：

——注意高鎂巖石分類TAS投點(diǎn)之前需要先剔除低堿－高鎂的樣品，如果是高鎂的(>8%)，用右邊的圖解。強(qiáng)調(diào)：MgO和TiO2含量（引自LaMaitre等，1989）火山巖的TAS圖解使用：——高鎂巖石分類(LeBas,2000)火山巖的TAS圖解使用：高鎂巖石分類(LeMaitre,2002)火山巖的TAS圖解使用：注意高鎂巖石分類注意高鎂巖石分類實(shí)際判別火山巖TAS圖解邊界點(diǎn)巖漿巖分類的鑒別步驟基本的火山巖TAS使用步驟：1.MgO>8%,SiO2>52,TiO2<0.5%——玻鎂安山巖2.MgO>18%,SiO2=30-52%,Na2O+K2O<2%——

科馬提巖或者麥鎂奇巖，再使用TiO2—— 科馬提巖(<1%)

麥鎂奇巖(>1%)3.MgO>12%,SiO2=30-52%,Na2O+K2O<3%——苦橄巖4.不符合以上條款——

使用其余的TAS圖解火山巖TAS圖解邊界點(diǎn)和作圖方法（個(gè)人作法）A.先在繪圖軟件(如Photoshop,CorelDraw,我用Illustrator畫圖)中畫好一個(gè)空白的有所有邊界和名稱的TAS圖.C.把Excel中投點(diǎn)圖粘貼到繪圖軟件中,疊合之后形成自己樣品的TAS投點(diǎn)圖.其他各類地球化學(xué)投點(diǎn)圖均如此作圖.B.在Excel中處理數(shù)據(jù),畫好二維TAS投點(diǎn)圖,做好圖形花紋符號(hào)修飾見舉例演示.舉例：TAS圖解應(yīng)用——西藏鉀質(zhì)超鉀質(zhì)巖石具體作法：1.先檢驗(yàn)MgO含量是否符合TAS作圖要求【見數(shù)據(jù)表和右圖,符合】2.去除LOI計(jì)算到100％，得到全堿和SiO2含量，投圖?！疽娧菔尽繎?yīng)用舉例：西藏鉀質(zhì)超鉀質(zhì)巖石具體作法舉例舉例：TAS圖解應(yīng)用——西藏鉀質(zhì)超鉀質(zhì)巖石3.由于樣品投入玄武粗安巖和粗安巖區(qū)域，需要進(jìn)一步鑒別名稱：【見舉例數(shù)據(jù)計(jì)算】鑒別結(jié)果均為Na2O-2.0<K2O因此，我們命名為：橄欖玄武粗安巖安粗巖具體作法：TAS圖解GeokitMinPet其他作法——使用小軟件2.侵入巖的TAS圖(1)右圖(a)是Cox（1979）的火山巖分類圖，(b)是Wilson（1989）直接轉(zhuǎn)換為侵入巖分類圖。(2)由于邊界是為火山巖設(shè)計(jì)，而且實(shí)際界線與LaMaitre等（1989）的界線有出入，因此是初步的分類方法。(3)這是目前可以直接應(yīng)用巖石化學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行侵入巖鑒別的最好方法。(4)真正的侵入巖分類應(yīng)該使用礦物成分的QAP圖解精確分類。(4)真正的侵入巖分類應(yīng)該使用礦物成分的QAP圖解精確分類。2.侵入巖的TAS圖FromRollinson19933.(Na2O+K2O)-SiO2用于劃分巖石系列MacDonald(1968)界線堿性系列亞堿性系列夏威夷玄武巖可以分為2群，堿性系列和亞堿性系列FromWinter,2001.Figure8-11.Totalalkalisvs.silicadiagramforthealkalineandsub-alkalinerocksofHawaii.AfterMacDonald(1968).GSAMemoir116舉例:Na2O+K2O用于劃分巖石系列Fig.8-17.AfterLeMaitre(1976)J.Petrol.,17,589-637.LaMaite(1989)劃分出低K、中K、高K巖石（紅色虛線為界線）4.K2O-SiO2用于劃分巖石系列

分別與Rinwood(1989)劃分的低K拉斑系列、鈣堿性系列和高K鈣堿性系列相對(duì)應(yīng)（黃色區(qū)域是Rinwood匯總的界線區(qū)域）離群數(shù)據(jù)

Y-1-1,Y-2,Y-3,Y-4

羊應(yīng)鄉(xiāng)地?zé)崽飿悠罚械責(zé)崃黧w活動(dòng)，導(dǎo)致火山巖遭受水熱蝕變，其中K2O和Na2O已經(jīng)有帶入，有K化舉例：西藏鉀質(zhì)超鉀質(zhì)巖石K2O-SiO2超鉀質(zhì)鉀質(zhì)5.K2O-Na2O用于劃分鉀質(zhì)與鈉質(zhì)巖石

用于區(qū)分K2O與Na2O之間的關(guān)系屬于前一個(gè)圖解中shoshoniteseries系列的進(jìn)一步劃分可以與前一個(gè)配合，也可以獨(dú)立使用舉例：西藏超鉀質(zhì)巖石SiO2=45.4~61.6K2O=6.0~8.8K2O/Na2O=2.0~4.4MgO=2.1~12.3%關(guān)于鉀質(zhì)、高鉀等術(shù)語(yǔ)含義

鉀質(zhì)或者富鉀是指K2O-Na2O的關(guān)系（下圖）

高鉀是指K2O-SiO2的關(guān)系(右圖)，不考慮Na2O的含量。

一般來(lái)說(shuō)，高鉀大體上都是鉀質(zhì)的。關(guān)于鉀質(zhì)和鈉質(zhì)不同作者有區(qū)別。關(guān)于“超鉀質(zhì)巖石”的定義：Foley等(1987)對(duì)超鉀質(zhì)巖石(Ultrapotassicrocks)定義：K2O>3%K2O/Na2O>2MgO>3%離群數(shù)據(jù)

Y-1-1,Y-2,Y-3,Y-4

羊應(yīng)鄉(xiāng)地?zé)崽飿悠凡皇浅涃|(zhì)巖石b.Aluminasaturationindices(Shand,1927)withanalysesoftheperaluminousgraniticrocksfromtheAchalaBatholith,Argentina(LiraandKirschbaum,1990).InS.M.KayandC.W.Rapela(eds.),PlutonismfromAntarcticatoAlaska.Geol.Soc.Amer.SpecialPaper,241.pp.67-76.

6.K2O-Na2O-CaO-Al2O3用于劃分巖石的鋁飽和特征過(guò)堿性偏鋁質(zhì)過(guò)鋁質(zhì)根據(jù)Al2O3/（CaO+Na2O+

K2O）比值判定Al2O3的飽和度。I-型花崗巖S-型花崗巖FAMCalc-alkaline

TholeiiticFigure8-14.AFMdiagramshowingthedistinctionbetweenselectedtholeiiticrocksfromIceland,theMid-AtlanticRidge,theColumbiaRiverBasalts,andHawaii(solidcircles)plusthecalc-alkalinerocksoftheCascadevolcanics(opencircles).FromIrvingandBaragar(1971).AfterIrvineandBaragar(1971).Can.J.EarthSci.,8,523-548.7.AFM圖解用于拉斑玄武巖和鈣堿性玄武巖劃分用途：區(qū)別亞堿性巖石系列中的拉斑玄武巖和鈣－堿性巖石按巖石化學(xué)成分劃分拉斑玄武巖——SiO2多(49-51%)，堿少(K2O+Na2O為2-4%） 礦物為基性

Pl+Py，可以有Ol，并呈斑晶 廣泛分布，產(chǎn)于島嶼，洋中脊，深海盆地和大陸 如：峨嵋山玄武巖 高鋁玄武巖——Al2O3高（>16%），SiO2比拉斑少， 礦物成分同上相似，但斑晶中可出現(xiàn)堿性長(zhǎng)石 分布于島弧，活動(dòng)大陸邊緣，造山帶

堿性玄武巖——SiO2(45-48%),SiO2不飽和，堿高,K2O更高 礦物成分同上相似，常含有大量Ol

，可以有 堿性長(zhǎng)石，似長(zhǎng)石 產(chǎn)出環(huán)境：大陸，大洋島嶼 如：我國(guó)東部很多，海南島—五大連池以東回顧：玄武巖的劃分AFM圖解作圖方法

屬于三變量圖解，需要把三個(gè)變量進(jìn)行歸一化計(jì)算到100％

圖解直接應(yīng)用主量元素分析結(jié)果A=Na2O+K2OF=FeOT=FeO+0.8998Fe2O3M=MgO計(jì)算A+F+M=100%補(bǔ)充：三角圖的作圖方法三變量A+B+C=100％舉例：補(bǔ)充：三角圖的作圖方法推薦一個(gè)三角圖軟件第一節(jié)、主量元素?cái)?shù)據(jù)處理與解釋第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋一、巖石化學(xué)的主要指標(biāo)二、主量元素?cái)?shù)據(jù)直接用于巖石分類和系列劃分三、CIPW計(jì)算后用于巖石分類和系列劃分四、主量元素用于判別巖漿（地球化學(xué)）作用過(guò)程五、主量元素應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)模式礦物與標(biāo)準(zhǔn)礦物模式礦物含量（Mode）是觀察到的礦物體積百分?jǐn)?shù)橄欖玄武巖Ol＋Cpx＋Pl

（MacKenzie等，1982

標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算（Norm）是巖石經(jīng)過(guò)計(jì)算的理想化的礦物組成，肉眼無(wú)法鑒定具體礦物含量，如火山巖類橄欖巖CIPWNormModeisthevolume%ofmineralsseenNormisacalculated“idealized”mineralogy模式礦物含量（Mode）是觀察到的礦物體積百分?jǐn)?shù)

標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算（Norm）是巖石經(jīng)過(guò)計(jì)算的理想化的礦物組成，肉眼無(wú)法鑒定具體礦物含量，如火山巖類CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算方法（CIPWNorm）名稱由來(lái)：20世紀(jì)初四位美國(guó)巖石學(xué)和地球化學(xué)家設(shè)計(jì)的，Cross，Iddings，Pirrson，Washington巖石的CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物與實(shí)際礦物含量是有出入的，主要是CIPW計(jì)算是以無(wú)水巖漿中礦物結(jié)晶順序，按照標(biāo)準(zhǔn)礦物理想分子式進(jìn)行計(jì)算，得到巖石中各種標(biāo)準(zhǔn)礦物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，簡(jiǎn)化了很多內(nèi)容，如標(biāo)準(zhǔn)礦物是無(wú)水的，因此計(jì)算中不考慮含水礦物黑云母、角閃石等。何梁何利基金

（CIPWNorm）何梁何利基金是香港愛(ài)國(guó)金融實(shí)業(yè)家何善衡、梁銶琚、何添、利國(guó)偉共同捐資4億港元，于1994年設(shè)立的公益性科技獎(jiǎng)勵(lì)基金，獎(jiǎng)勵(lì)取得杰出成就的科技工作者。該獎(jiǎng)每年評(píng)獎(jiǎng)一次，分設(shè)科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)、科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)和科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)。到2012年10月，我校已有王鴻禎、楊遵儀、郝詒純、楊起、翟裕生5位院士獲得何梁何利基金獎(jiǎng)勵(lì),計(jì)算CIPW的軟件，Norm3推薦軟件CIPW計(jì)算之后可以進(jìn)行一系列的巖石分類1.Ab-An-Or圖解用于花崗巖分類

根據(jù)O’Connor(1965),應(yīng)用CIPW計(jì)算之后的Ab-An-Or，三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)礦物，換算100％后投圖。舉例：西藏花崗巖演示：三角圖做法Ab-An-Or圖解用于花崗巖分類特點(diǎn)與要求

用于標(biāo)準(zhǔn)礦物Q>10％的酸性巖分類，為簡(jiǎn)便方法可以有效地區(qū)分英云閃長(zhǎng)巖、更長(zhǎng)花崗巖、花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖。

也可以謹(jǐn)慎地用于變形和變質(zhì)的花崗質(zhì)巖石，判斷原巖類型2.玄武巖Ne-Di-Ol-Hy-Q分類圖Thompson(1984)紫蘇輝石三個(gè)三角區(qū)域分別代表SiO2不飽和、飽和、過(guò)飽和玄武巖玄武巖/輝長(zhǎng)巖詳細(xì)分類圖Gill,2010,pp.94橄長(zhǎng)巖蘇長(zhǎng)巖國(guó)際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUGS)推薦的火成巖命名三角圖基性巖的分類超鎂鐵巖的分類Figure6.5超鎂鐵巖的分類三、CIPW計(jì)算后用于巖石分類和系列劃分其他分類：火山巖和侵入巖多陽(yáng)離子R1-R2分類Jenson分類——科馬提巖，拉斑質(zhì)和鈣堿性巖石分類沉積巖陸源砂巖分類，等等。請(qǐng)參考《巖石地球化學(xué)》第一節(jié)、主量元素?cái)?shù)據(jù)處理與解釋第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋一、巖石化學(xué)的主要指標(biāo)二、主量元素?cái)?shù)據(jù)直接用于巖石分類和系列劃分三、CIPW計(jì)算后用于巖石分類和系列劃分四、主量元素用于判別巖漿（地球化學(xué)）作用過(guò)程五、主量元素應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)依據(jù)的原理——

判別巖漿（地球化學(xué)）作用過(guò)程，主要是看一系列巖石的主量元素成分的變化趨勢(shì)使用的方法——

雙變量、三變量圖解法雙變量圖解法——又稱為哈克圖解法.

AHarker，1909年開始使用SiO2作為橫坐標(biāo)(x)/其他元素作為縱坐標(biāo)(y)的雙變量圖，后來(lái)稱為哈克圖解。HarkerdiagramForCraterLakeAfterWinter，2001Figure8-2.Harkervariationdiagramfor310analyzedvolcanicrocksfromCraterLake(Mt.Mazama),OregonCascades.DatacompiledbyRickConrey(personalcommunication).

雙變量圖解哈克圖解Bivariate(x-y)diagramsHarkerdiagramForCraterLake雙變量圖解哈克圖解AfterWinter，2001Figure8-2.Harkervariationdiagramfor310analyzedvolcanicrocksfromCraterLake(Mt.Mazama),OregonCascades.DatacompiledbyRickConrey(personalcommunication).

三變量圖解例如:AFM圖解，(alkalis-FeO*-MgO)AfterWinter，2001Figure8-2.AFMdiagramforCraterLakevolcanics,OregonCascades.DatacompiledbyRickConrey(personalcommunication).

FromWinter(2001).1.哈克圖解的做法

以SiO2為橫坐標(biāo)，其他氧化物為縱坐標(biāo)，投出一組樣品的結(jié)果，得到不同氧化物對(duì)SiO2的散點(diǎn)圖。

推廣：任意兩個(gè)組分之間的二元投點(diǎn)都可以稱為哈克圖解。

意義：如果一組巖石樣品具有成因和演化關(guān)系，則全部樣品將顯示正的或者負(fù)的相關(guān)關(guān)系。哈克圖解橫坐標(biāo)表示分異結(jié)晶過(guò)程，SiO2為橫坐標(biāo)，可以指示從基性到酸性，范圍寬，如果主要是基性熔巖，可以用MgO、或者Zr為橫坐標(biāo)(AfterWilson,2001)原始巖漿成分原始巖漿成分(AfterWilson2001)SiO2為橫坐標(biāo)哈克圖解作法(AfterWilson2001)MgO為橫坐標(biāo)哈克圖解作法FromWinter(2001).2.哈克圖解代表的過(guò)程SiO2變化代表：分異系數(shù)趨勢(shì)代表：部分熔融作用、分離結(jié)晶作用、巖漿混合作用、地殼混染作用FromWinter(2001).(1)分離結(jié)晶作用——是指巖漿中，某個(gè)礦物持續(xù)從巖漿中結(jié)晶出去，剩余的巖漿就會(huì)發(fā)生成分的有規(guī)律變化?？傮w為液相→固相可以把巖石中斑晶礦物作為分離結(jié)晶的礦物，例如Ol各種巖漿作用過(guò)程如何從主量元素變化趨勢(shì)中顯示出來(lái)？西藏超鉀質(zhì)巖石的Ol斑晶(1)分離結(jié)晶作用——需要從巖石鑒定中找到斑晶礦物Ol，才可以確認(rèn)是Ol的分離結(jié)晶作用過(guò)程各種巖漿作用過(guò)程如何從主量元素變化趨勢(shì)中顯示出來(lái)？(2)同化作用和分離結(jié)晶作用————在礦物分離結(jié)晶作用發(fā)生的同時(shí)，還存在圍巖或者外來(lái)物質(zhì)的加入和混合，導(dǎo)致主量元素圖解不顯示明顯的連續(xù)變化趨勢(shì)。——存在上述過(guò)程，則不一定顯示好的線性關(guān)系。各種巖漿作用過(guò)程如何從主量元素變化趨勢(shì)中顯示出來(lái)？是指巖石從固相——到液相的過(guò)程，固相的礦物不斷加入到液相中，使得液相的成分發(fā)生有規(guī)律的變化。部分熔融與分離結(jié)晶這2個(gè)作用過(guò)程是互為可逆的過(guò)程，因此顯示在主量元素哈克圖解上，難于區(qū)分?？赡艿膮^(qū)分是，在深部階段為部分熔融，為某些礦物加入巖漿，而到淺部結(jié)晶時(shí)，另一些礦物發(fā)生分離結(jié)晶。2個(gè)過(guò)程，可能被區(qū)分出來(lái)，但是需要其他元素和同位素證據(jù)。各種巖漿作用過(guò)程如何從主量元素變化趨勢(shì)中顯示出來(lái)？(3)部分熔融作用——趨勢(shì)代表：部分熔融作用、分離結(jié)晶作用、地殼混染作用、巖漿混合作用。巖漿房演化圖示揭示巖漿作用過(guò)程——Wilson，1989，F(xiàn)ig.1.2a舉例：

連續(xù)變化趨勢(shì)

一致受控于一種巖漿作用過(guò)程，例如，夏威夷Kilauea火山1959－1960年噴發(fā)的KilaueaIki火山(AfterWilson2001)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的含義3.哈克圖解的解釋轉(zhuǎn)折點(diǎn)或者曲折趨勢(shì)，表示結(jié)晶作用過(guò)程出現(xiàn)一個(gè)新的礦物相，或者在部分熔融的過(guò)程中消耗了一個(gè)礦物相。需要掌握不同礦物的成分特征。原始巖漿——SiO2-48%,MgO=8%(AfterWilson2001)3.哈克圖解的解釋一相或者多相礦物分離結(jié)晶中巖漿演化趨勢(shì)需要掌握不同礦物的成分特征。原始巖漿——SiO2-48%,MgO=8%礦物結(jié)晶分離與殘余巖漿演化的數(shù)學(xué)原理礦物結(jié)晶析出的數(shù)量與殘余巖漿演化可用杠杠原理討論E(%)=100×（PM-DM距離）/（E-DM距離）礦物結(jié)晶分離與殘余巖漿演化礦物結(jié)晶析出的數(shù)量與殘余巖漿演化可用杠杠原理討論Gill,2010先復(fù)習(xí)主要礦物的化學(xué)成分特征橄欖石

Ol，輝石

Py＝Cpx，Opx，斜長(zhǎng)石

Pl復(fù)習(xí)與回顧斜方晶系，晶體呈厚板狀、粒狀或短柱狀，解理{010}，{100}不完全。黃綠色-綠色，薄片下無(wú)色，正高突起-正極高突起，一般見不到解理，常見不規(guī)則的裂紋。干涉色I(xiàn)I級(jí)-III級(jí)，平行消光。橄欖石：(Mg,Fe)2[SiO4]橄欖石類OlivineGroup

橄欖石類是二價(jià)元素為陽(yáng)離子構(gòu)成的硅酸鹽，具有典型的孤立硅氧四面體構(gòu)造，一般式為R2[SiO4]，R＝Mg、Fe2+、Mn以及Ca、Zn?？煞譃槿齻€(gè)類質(zhì)同象系列：

1．鎂橄欖石Mg2[SiO4]—鐵橄欖石Fe2[SiO4]2．錳橄欖石Mn2[SiO4]—鐵橄欖石Fe2[SiO4]3．鈣鎂橄欖石(Ca，Mg)[SiO4]—鈣鐵橄欖石(Ca，F(xiàn)e)[SiO4]

自然界分布最廣泛的是鎂橄欖石(Fo)—鐵橄欖石(Fa)系列，可形成完全的類質(zhì)同象系列。輝石的分類輝石主要為Ca、Mg、Fe三個(gè)端元組分的固溶體斜方輝石斜方輝石斜方輝石亞類由頑火輝石（En，Mg2Si2O6）和斜方鐵輝石（Fs，F(xiàn)e2Si2O6）兩種獨(dú)立端元組分組成的連續(xù)固溶體，根據(jù)比例不同，分為六個(gè)亞種：頑火輝石（En100-88Fs0-12）古銅輝石（En88-70Fs12-30）紫蘇輝石（En70-50Fs30-50）鐵紫蘇輝石（En50-30Fs50-70）易熔石或尤萊輝石（En30-12Fs70-88）斜方鐵輝石（En12-0Fs88-100）單斜輝石單斜輝石的成分較為復(fù)雜，是一系列端元組分的復(fù)雜固溶體。其組成除了Fe、Mg之外，Ca是含量較高的組分，有的變種還含有較多的Na、Al、Fe3+等。常見的單斜輝石種屬（透輝石－鈣鐵輝石亞類）一般采用由波爾德瓦特和赫斯（1951）首先提出的四組分CaMgSi2O6－CaFeSi2O6－Mg2Si2O6－Fe2Si2O6方法進(jìn)行分類命名，堿性輝石亞類可以采用克拉克等（Clarke等，1968）提出的方法進(jìn)行分類命名。單斜輝石對(duì)比-Ol,Opx,Cpx成分透輝石－鈣鐵輝石亞類，四組分分類和命名CaMgSi2O6－CaFeSi2O6－Mg2Si2O6－Fe2Si2O6單斜輝石（Cpx）橄欖石（Ol）鎂橄欖石Mg2[SiO4]—鐵橄欖石Fe2[SiO4]斜方輝石(Opx)頑火輝石(En,Mg2Si2O6)—斜方鐵輝石(Fs,Fe2Si2O6）歸納：橄欖石需要的Mg-Fe最多，消耗量大，導(dǎo)致的趨勢(shì)線斜率最大長(zhǎng)石的三個(gè)端元和長(zhǎng)石分類

鉀長(zhǎng)石KAlSi3O8(Or)

鈉長(zhǎng)石NaAlSi3O8(Ab)

鈣長(zhǎng)石CaAl2Si2O4(An)Ca長(zhǎng)石Na長(zhǎng)石K長(zhǎng)石堿性長(zhǎng)石（K-Na長(zhǎng)石）亞類，不連續(xù)固溶體系列（An5-10%）斜長(zhǎng)石（Ca-Na長(zhǎng)石）亞類，連續(xù)固溶體系列（Or5-10%）K-Ca長(zhǎng)石不形成固溶體長(zhǎng)石類輝長(zhǎng)巖Gill,2010長(zhǎng)石類斜長(zhǎng)石類Plagioclase化學(xué)通式：M[T4O8]或M[(Al,Si)Si2O8]其中M=K,Na,Ca,Ba斜長(zhǎng)石系列劃分三斜晶系基性酸性中性巖漿巖標(biāo)志礦物基性巖漿巖標(biāo)志礦物AnAb磷灰石六方晶系A(chǔ)patite

Ca5[PO4]3(F,Cl,OH)

自形的磷灰石（P），橫切面為六邊形，縱切面為長(zhǎng)方形。單偏光。自形的磷灰石（P），干涉色一級(jí)灰，橫切面垂直光軸，全消光。正交偏光?！揪w結(jié)構(gòu)】等軸晶系。反尖晶石型?！拘螒B(tài)】八面體{111},較少呈菱形十二面體{110}。在菱形十二面體面上長(zhǎng)對(duì)角線方向?，F(xiàn)條紋。雙晶依尖晶石律(111)成接觸雙晶。集合體常成