第三章火成巖的物質(zhì)成分

第三章火成巖的物質(zhì)成分火成巖研究的基本內(nèi)容有火成巖的成分、產(chǎn)狀、相、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等，而物質(zhì)成分則是最基本與最重要的。因為火成巖的成分是內(nèi)因，決定了其它如相、產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的特點以及巖石的成因及含礦性，而且還是分類命名的依據(jù)火成巖的物質(zhì)成分包括化學成分與礦物成分兩方面一、火成巖的化學成分化學成分是影響巖石礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等的主要因素，是巖石一切變化的內(nèi)因在火成巖中幾乎地殼中所有元素都能發(fā)現(xiàn)，在其作用與含量上又是很不相同的1、主要元素(主要造巖元素)：指在火成巖中含量較多，起主要作用的元素，它們是O、Si、Al、Ti、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K、H、P等，占整個火成巖總重量的99.25%第三章火成巖的物質(zhì)成分①表示法及變化范圍主要元素通常用氧化物的重量百分數(shù)表示，最主要的氧化物是(按價態(tài)排列)SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5、CO2、H2O十三項。它們占火成巖平均化學成分的98％±，一般化學分析給出的結(jié)果也是這十三項其中幾個主要氧化物的變化范圍是：SiO234－75%，最高80%；Al2O310-20％；MgO1－15%；CaO0－15%，可達23%；Fe的范圍0.5－15%，F(xiàn)eO一般高于Fe2O3，Na2O一般為0－15％，最高可達19.48%；K2O<10％，最高達17.94％上述十三項在化學分析時是必須的，它們是通過化學分析的方法獲得，根據(jù)需要可增加NiO、Cr2O3、F等第三章火成巖的物質(zhì)成分第三章火成巖的物質(zhì)成分②火成巖的化學成分分類SiO2是火成巖中最重要的一種氧化物，通常它決定了火成巖的酸性程度與基性程度根據(jù)SiO2含量可將火成巖分為

SiO2<45％超基性巖

45－53％基性巖

53－66％中性巖酸度增高>66％酸性巖堿度:(K2O+Na2O)是全堿的含量，但還須考慮SiO2等①李特曼組合指數(shù)σ來確定火成巖的堿度

σ＝(SiO2－43)(Na2O+K2O)2σ大，巖石堿度大，σ小，堿度小第三章火成巖的物質(zhì)成分σ：<3.3鈣堿性巖3.3－9堿性巖>9過堿性巖這兩種劃分可結(jié)合起來使用，不是完全獨立的。如超基性巖、基性巖、中性巖又可劃分為鈣堿性、堿性、過堿性；而酸性巖僅有過堿性和堿性②SiO2－(K2O＋Na2O)圖解該圖解是較常使用的堿度系列劃分圖解，可將火成巖劃分為堿性系列(A)和亞堿性系列(S)第三章火成巖的物質(zhì)成分③氧化物之間的關(guān)系這些主要氧化物之間是有規(guī)律變化的，以鈣堿性巖石為例，隨SiO2增加，其它氧化物有規(guī)律變化：FeO、MgO逐漸減少，K2O、Na2O逐漸增加，CaO與Al2O3在超基性巖中很少，而在基性巖中最高，然后隨SiO2增加而減少，Al2O3減少幅度不大第三章火成巖的物質(zhì)成分④研究意義A、火山巖系列和類型的劃分堿性系列(A)亞堿性系列(S)拉斑玄武巖系列(T)鈣堿性系列(C)上圖適用于基性巖下圖適用于中酸性巖第三章火成巖的物質(zhì)成分B、主要氧化物變異圖解通常以SiO2或MgO作為橫坐標，其它氧化物作為縱坐標，稱為Harker圖解可以研究巖漿演化C、標準礦物計算用途：1、分類命名2、溫壓條件計算第三章火成巖的物質(zhì)成分2、微量元素指在火成巖體系中不作為任何物相現(xiàn)在的分散元素，其總量不超過千分之一，常用ppm(百萬分之一)來表示其含量微量元素可通過中子活化、x熒光等手段定量分析，對火成巖成因很有價值例如：Li、Rb、V、Co、Ni、Cr等以及稀土元素盡管這些元素含量很低，但是對確定火成巖的成因是極為重要的?，F(xiàn)在在火成巖的研究中很受重視，已形成一門獨立的學科；此外，它們在火成巖中的成礦性也很重要3、同位素穩(wěn)定同位素放射性同位素第三章火成巖的物質(zhì)成分二、火成巖的礦物成分火成巖中出現(xiàn)的礦物很多，但常見的不過20余種，最常見、最重要的是：石英、長石、云母、輝石、角閃石、橄欖石等稱為主要造巖礦物通常根據(jù)礦物的成因與所起作用可劃分為：1、硅鋁礦物與鎂鐵礦物：硅鋁礦物(淺色礦物)：主要由SiO2、Al2O3等組成，不含F(xiàn)eO、MgO，如長石類、石英類、似長石類。鎂鐵礦物(暗色礦物)：FeO、MgO含量高，SiO2含量低，顏色深，如橄欖石、輝石、角閃石、黑云母等淺色礦物與暗色礦物的比例是鑒定巖石的重要標志之一。所以將火成巖中暗色礦物的含量(體積百分數(shù))稱為色率。根據(jù)色率可大致判斷它們是屬于哪一大類巖石第三章火成巖的物質(zhì)成分2、主要礦物、次要礦物、副礦物主要礦物：含量眾多，是劃分巖石大類的依據(jù)，如花崗巖中的長石和石英次要礦物：含量小于主要礦物，但對確定巖石種屬起作用的礦物。副礦物：含量很少，通常不到1％的礦物，在分類命名中不起作用例如：輝長巖中，輝石占45％，斜長石占45％，黑云母占8％，磁鐵礦，榍石各占1％，則：輝石、斜長石為主要礦物，決定了巖石的大類，黑云母為次要礦物，磁鐵礦、榍石為副礦物。定名：黑云母輝長巖第三章火成巖的物質(zhì)成分3、根據(jù)礦物成因分為：①原生礦物：直接從巖漿中結(jié)晶形成，并在巖石形成過程中相對穩(wěn)定的礦物

如角閃石、長石②成巖礦物：在巖漿完全結(jié)晶后，由于外界物理化學條件變化，原生礦物發(fā)生轉(zhuǎn)變而形成的新礦物。

如β-石英－α-石英，堿性長石－出溶形成條紋長石③巖漿期后礦物：巖漿冷凝后，由于揮發(fā)分和巖漿期后溶液作用(蝕變、交代、充填)而形成的礦物。

如氣成礦物：電氣石、螢石、黃玉；蝕變礦物：蛇紋石④它生礦物：巖漿與圍巖或捕虜體反應所形成的礦物

如：硅灰石、紅柱石，不是火成巖中出現(xiàn)的礦物，而是由于同化、混染所致⑤次生礦物：主要是地表風化形成的礦物(產(chǎn)狀上限于風化帶內(nèi))

如鉀長石的高嶺土化第三章火成巖的物質(zhì)成分4、按是否與石英共生劃分為①硅酸不飽和礦物：不能與石英共生。Mg2SiO4(Fo)+SiO2=2MgSiO3(En)NaAlSiO4(Ne)+SiO2=NaAlSi3O8(Ab)所以Ol、Ne為硅酸不飽和礦物，出現(xiàn)在不飽和巖石中②硅酸飽和礦物：可與石英共生的礦物，除Ol、似長石之外的礦物③硅酸過飽和礦物：Q，出現(xiàn)石英，表示SiO2過剩第三章火成巖的物質(zhì)成分第三章火成巖的物質(zhì)成分三、化學成分與礦物成分的關(guān)系巖石的礦物成分除了受形成條件控制外，主要取決于化學成分，化學成分是決定礦物成分變化的內(nèi)因1、SiO2(酸度)對火成巖礦物組合的影響火成巖中，SiO2與其它氧化物結(jié)合，形成各類硅酸鹽礦物。若出現(xiàn)石英，則表明巖石SiO2過飽和，若有鎂橄欖石、似長石出現(xiàn)，表明SiO2不飽和；既無Q也無不飽和礦物，表明SiO2含量適當(飽和)因此，SiO2較多表明巖石可能出現(xiàn)石英和飽和礦物，SiO2不足則出現(xiàn)不飽和礦物，據(jù)此可將巖石劃分為：過飽和巖石(含Q)、飽和巖石(不含Q與不飽和礦物)，不飽和巖石隨著巖石SiO2增加，火成巖礦物共生組合發(fā)生變化，以鈣堿性巖為例SiO2<45橄欖石、輝石Fe、Mg高45－53輝石、基性斜長石Al、Ca高53－66角閃石、中性斜長石Fe、Mg低，K、Na高>66Q、鉀長石、酸性斜長石K、Na高，F(xiàn)e、Mg、Ca低第三章火成巖的物質(zhì)成分2、堿度對礦物共生組合的影響第三章火成巖的物質(zhì)成分四、侵入巖與火山巖中礦物的差別侵入巖是在地下高溫或高壓下緩慢結(jié)晶而成而火山巖有較復雜的結(jié)晶歷史，它們的斑晶是在地下結(jié)晶形成的，而基質(zhì)(細粒部分)是在地表快速冷凝結(jié)晶形成的，這就決定了它們的差異①礦物成分不同：火山巖中斑晶成分與基質(zhì)同種礦物成分不同，如pl斑晶中An比基質(zhì)高，成分變化大；而侵入巖中成分是均勻的。同種成分的侵入巖與噴出巖相比，兩者礦物成分也不同，斑晶多比侵入巖中斜長石的An要高②有序度不同：指長石類礦物中Si