岩浆岩成因导论课件第三章 岩石成因的化学和岩相学标志.ppt

第三章岩石起源的化学和岩石学标志，样品收集的必要岩石成分数据处理和应用微量元素和稀土元素岩石包裹体，第一，样品收集要求，起源和熔融烃源岩的化学和矿物成分对岩浆的化学成分起基本控制作用。熔体的主要和微量元素组成取决于熔化作用类型和熔化程度，在岩浆上升到表面的过程中会发生明显变化。放射性同位素比率一般在部分熔化和岩浆室内的分化过程中不会发生太大变化，因此岩浆源区的特性可以由同位素组成决定。但是，源区域本身是源区域各种组件的混合函数。例如，与俯冲有关的岩浆岩石可能包括地幔、俯冲板块和地壳等多种物质的痕迹。岩浆室过程：大部分岩浆岩侵入浅部，在喷发到表面之前被过滤。在岩浆室内，结晶、岩浆混合、同化混合和分离这些多种作用的动态混合通常会改变部分熔化产生的初级岩浆的成分。要有效地理解这些过程对岩石组成的影响，需要综合使用各种岩石学和地球化学工具，对岩石原因进行定量模拟，并结合实验岩石学和岩浆力学资料确定其局限性。定性岩浆室内部过程分析采用双组分共变度法。脱气，与流体的相互作用：岩浆的位置和喷发后，火成岩的成分会发生脱气作用(outgassing)，与流体的相互作用，从而引起化学变化。火成岩的脱气作用主要影响稳定同位素化学，与流体的相互作用可能影响岩石化学成分的多种特性。如果火成岩研究不是以变化作用和矿化探索为目的，则应尽可能选择新鲜的岩石，但这种条件并不总是可能的。例如海底火山岩和金属矿区岩浆岩的研究。岩石的风化作用：对主要元素有很大影响，一些风化作用对一些非活性成分和放射性同位素比率的变化影响不大。在采集化学分析样品时，应注意以下事项：1，目的：基于现场地质及板材观察，研究目的，工作抽样，不太精密的追求，避免浪费。2，代表性：采集的样品必须能代表要研究的岩石，对于岩石学中稍有变化的岩石，或者通过岩石学系统采集样品或块样品，反映出岩体的实际成分。3、系统：为了对不同的岩体或同一基岩的时间、空间变化进行系统分析，需要采集系统基岩的样品。4、全面性：对采化学分析样品的岩石，应采薄的岩石样品，必要时还应同时收集稀土、微量纱、电子探针、同位素等样品，通过综合分析得出综合结论。5、真实性：岩石必须新鲜、风化、变化、说明作用，不能有外来混合物，有杏仁体、包体(虏体、分离隔离、同源、异种包体等)、静脉体等，不新鲜，有外来水的人要严格去除一般要求是岩石标本必须能代表岩石的实际成分。表2.1统一岩石取样质量与岩石粒度的关系(WagerandBrown，1960)，取样方法的理论考虑，每个样品提取多少量？WagerandBrown(1960)提出了各种粒度均匀岩石合理取样所需质量的经验方案(表2.1)。需要带多少样品？在某些岩石学地球化学研究方面，需要的样本数量取决于研究目的，受到研究资金和研究时间的限制。为了确保取样质量，没有提出任何普遍适用的原则，但有以下几点指导方针：要研究的变量越大，地质体的划分类型就越多，需要的样本数量也越多。如果在现场工作的成本较高，最好进行过多的取样，这样可以避免返工进行取样。好的项目实际上比很多抽样更重要，高水平的抽样和分析往往比很多抽样更重要。在一个点上提取多个样品，将一个组合样品组合在一起，通常会提高样品的准确性。部分岩石学专题研究的取样要求、I .花岗岩类岩石的成因及形成的大陆动力学背景主要包括岩浆的原岩和壳、地幔物质的贡献岩浆产生的热源岩浆的演化、一种岩石成分多样性的原因岩体的结构模式、与区域结构的关系岩体的形成年龄岩石渗透和岩浆结晶条件、岩体、岩脉、巨晶等不同岩石单位的岩石、 样本数包括岩体大小和内部结构的复杂性程度(通常为10个以上)和基础片麻岩样本(几个以上)，可能参与岩浆形成时地幔熔液的样本(几个)岩石块的原因的其他变质岩样本岩石内外的定向样本年龄测量样本，II。 划分，所属同位素映射，样本：酸性片麻岩和部分花岗岩全部岩石样品数取决于研究区域，但至少有20个样品与其相应板材最佳主要氧化物(含稀土元素)和同位素匹配测定，第二，岩石成分数据处理和应用，岩石化学研究岩石的化学成分特性，比较化学成分之间的关系，各种岩石化学主要用于晶体(岩浆、变质岩)，沉积岩应用较少，在结晶岩中广泛应用于岩浆岩。尤其是在结晶度低的火山岩研究中使用最多，成为研究岩石学、石利学最重要、最常用的手段之一。岩浆的主要岩石元素(主要元素):o，Si，Ti，Al，Fe，Mn，Mg，Ca，Na，k，p，H(12个元素)，高含量。通常以氧化物的重量百分比表示。岩石经过化学分析，以氧化物重量的100%表示。岩石以硅酸盐为主，硅酸盐分析一般为SiO2，TiO2，Al2O3，Fe2O3，FeO，MnO，MgO，CaO，Na2O，K2O，H2O，H2O-，P2O5，其中H2O实际上，构成岩石的矿物成分不是氧化物连接的。硅酸盐熔体的现代物理及测试研究也表明氧化物不存在，但是岩石的化学成分已经习惯了，并且容易合成岩石矿物成分，因此仍被标记为氧化物。岩石成分处理方法1、铁调整2、CIPW标准矿物计算3、全岩石特性数值计算4、常用岩石化学指数钙碱指数(CA)、结合指数()、碱度(AR)、分化指数(DI)、综合指数(DI)因此，FeO，Fe2O3是否需要调整以及调整方法是国际上岩石化学研究中最重要的问题之一。没有必要调整铁的研究内容：岩体形成岩浆所在的深度越小，喷发越强，Fe2O3越多，FeO就越少。熔岩上熔岩层上层一般氧化，风化最强，下层次之，中层最差。喷发的顶部通常是棕色，底部是棕色灰色，中间是黑色，像没有变化的熔岩流。在海上火山岩中，一般FeO高，陆地熔岩一般Fe2O3高。岩石酸度高的岩石，Fe2O3越高，FeO越低。结构环境不同，火山岩的FeO、Fe2O3也不同。在相同碱含量条件下，岛弧造山带比板内Fe2O3高，FeO低。二次变化岩石的二次变化(风化、变化等)越强，一般Fe2O3越高，FeO越低。玄武岩的风化一般呈红色。变化的岩石通常为Fe2O3上升FeO减少。库兹涅佐夫研究：弱蛇纹石化初期成岩，Fe2O3=4.91%，FeO=2.22%，强蛇纹石化初期成岩，Fe2O3=7.11%，FeO=0.43%上限是多少，理解不同，方法也不同。FeO，Fe2O3调整方法：将超出上限的Fe2O3调整为FeO，以降低Fe2O3并提高FeO。要从FeO切换到FeO，必须乘以0.89981(即FeO=Fe2O30.89981)将其替换为FeO=Fe2O30.9以简化操作。与原始岩石的FeO交换的FeO是调整后的FeO，调整到上限Fe2O3的Fe2O3。玄武岩和岩浆岩的一般调整方法(略)，岩石化学计算方法可以概括为两类：1、计算特性数值(1935年苏联著名岩石学者a.h .扎瓦里茨基提出的岩石化学计算方法、俄里因的超系岩石化学计算方法、尼格里岩化学计算方法)2、以标准矿物计算、以扎瓦里茨为基础的岩石化学p是不可忽视的，Mn是Fe2+原子数，Ti是Si原子数，o原子数是根据其他金属原子数确定的，因此无需计算。 这是岩石中7个主要元素Si，Al，Fe(Fe2+，Fe3+)，Mg，Ca，k，Na根据结晶化学理论将这7个主要元素组合成4个组，构成了a，c，b，s的4个主要特性值。A-碱性长石中碱金属原子的总和和c-钙长石中钙原子的数量b-深色矿物(碱性深色矿物除外)中Fe、Mg、Ca、Al、Na的原子数量的总和。S-Si原子总数之和必须将四个主要特性值分别转换为a、c、b和s，以便于对比。Q-岩石中硅原子的过剩或不足n-碱性长石中Na原子的百分比f-深色矿物中Fe原子的百分比m-深色矿物中Mg原子的百分比c-深色矿物中Ca原子的百分比a-深色矿物中Al原子的百分比，如果岩石中有a ，则cn在深色矿物中，Na(K)原子的比例，在岩石化学计算中，根据K2O、Na2O、CaO、Al2O3、FeO、Fe2O3的分子数量，将岩浆岩分为四种岩石化学类型。1，正常类型：Cao Na2O k2 OA L2 O3 na 2 o k2o2铝过饱和类型：Al2 O3 Cao Na2O k2 O3碱过饱和类型：Na2O k2 OA L2 o 34碱强烈过饱和类型：Na2O k2 OA L2 o 3 FeO/c4，碱过饱和类型：a、C-、b、s、q、n、n 、m 、C 、CIPW(Cross、dings、Pirsson、) 标准矿物与实际矿物不同，但它以单一的对比标准研究岩石学很有用。标准矿物有两类：SiO2饱和矿物和SiO2不饱和矿物。钾长石、钠长石、辉石等电子，在岩石中SiO2含量过饱和的情况下，形成石英饱和矿物，在SiO2完全饱和的情况下，形成饱和矿物，而石英不出现，在SiO2不饱和的情况下，形成不饱和矿物饱和矿物。岩石的SiO2饱和度不同，计算方法略有不同。将岩石分类命名法和标准矿物注入相图，可以分析岩石形成的物质化条件和岩石的原因等。figure 8-10a . plotofcao(green)and(na2ok2o)(red)vs . SiO 2 forthecraterlakedata . peacock(1931)us交点的SiO2数值称为钙碱指数(ca)或皮革焦炭指数。这个指数反映了岩系的碱性程度，值越小，岩系碱性程度越高。需要大量的岩石