火成岩的成分分析

1、l 化学成分化学成分l 矿物成分矿物成分l 化学成分与矿物共生组合的关系化学成分与矿物共生组合的关系l 火成岩形成条件对矿物共生组合的影响火成岩形成条件对矿物共生组合的影响一、一、 火成岩物质成分研究的意义：火成岩物质成分研究的意义：l是火成岩分类命名的基本依据是火成岩分类命名的基本依据l为研究岩浆起源、演化和岩浆物理性质提为研究岩浆起源、演化和岩浆物理性质提供重要依据供重要依据l为岩浆岩浆形成时的大地构造背景和岩石为岩浆岩浆形成时的大地构造背景和岩石圈层的演化提供重要信息圈层的演化提供重要信息1. 主要元素主要元素： O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K, Ti, P,

2、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岩的成分常用氧化物的形式表示火成岩的成分，即：，即：SiO2、TiO2 、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、K2O、Na2O、 P2O5 、H2O和和CO2等等13 种，每种氧化物含量一般种，每种氧化物含量一般0.1%，占，占火成岩平均化学成分的火成岩平均化学成分的99%以上。以上。一、火成岩的化学成分类型：类型：主要元素、微量元素和同位素主要元素、微量元素和同位素 火成岩主要造岩氧化物含量的大致范围是：火成岩主要造岩氧化物含量的大致范围是： SiO2 3475% 少少 数数 可可 达达

3、 80%Al2O3 1020% 在在 纯纯 橄橄 榄榄 岩岩 中中 较较 低低MgO 125%CaO 015% 但但 某某 些些 辉辉 长长 岩岩 中中 达达23%Fe2O3+FeO 115% 一一 般般FeOFe2O3Na2O 015% 霞霞 石石 岩岩 中中 可可 达达19.48%K2O 一一 般般10% 白白 榴榴 石石 岩岩 中中 可可 达达17.94%H2O+( 结结 晶晶 水水) 和和H2O- ( 吸吸 附附 水水) 一一 般般2% ， 个个 别别 达达10% TiO2 02% 很很 少少 超超 过过 5%P2O5 00.5% 很很 少少 超超 过过 3%MnO 00.3% 很很

4、少少 超超 过过 2%1. 主要元素：主要元素： 几种主要造岩氧化物几种主要造岩氧化物（1）SiO2 ：是最重要的成分，含量高，是岩石酸性程度（基：是最重要的成分，含量高，是岩石酸性程度（基性程度）的标志。随着性程度）的标志。随着SiO2含量的变化，其它氧化物呈现规律含量的变化，其它氧化物呈现规律性的增加或减少。性的增加或减少。 超基性岩超基性岩 SiO263%一、火成岩的化学成分火成岩化学成分变化规律火成岩化学成分变化规律 几种主要造岩氧化物几种主要造岩氧化物（2）Al2O3 ：在火成岩中含量仅次于在火成岩中含量仅次于SiO2，Al2O3 、SiO2与与 CaO、Na2O、 K2O一起组成斜

5、长石、碱性长石和似长石等矿一起组成斜长石、碱性长石和似长石等矿物；与物；与FeO、MgO、CaO等结合形成辉石、角闪石、黑云母等结合形成辉石、角闪石、黑云母等矿物。等矿物。（3） Na2O 与与K2O 之和称为全碱含量：之和称为全碱含量：是碱性长石的主要组是碱性长石的主要组成部分，当其含量较高时还可形成碱性暗色矿物和副长石。成部分，当其含量较高时还可形成碱性暗色矿物和副长石。利特曼指数（利特曼指数（）划分岩石酸碱度）划分岩石酸碱度3.3 钙碱性岩；钙碱性岩；为为3.39 碱性岩碱性岩9 过碱性岩过碱性岩一、火成岩的化学成分 几种主要造岩氧化物几种主要造岩氧化物（4） FeO、MgO与与SiO2

6、 结合形成铁镁硅酸盐矿结合形成铁镁硅酸盐矿物，如橄榄石、辉石等矿物。物，如橄榄石、辉石等矿物。一、火成岩的化学成分一、火成岩的化学成分2. 微量元素微量元素: 含量甚微，总量含量甚微，总量90% 浅色岩：浅色岩：习惯上把浅色矿物占优势的岩石称为浅色岩。如习惯上把浅色矿物占优势的岩石称为浅色岩。如花岗岩、正长岩等。其色率在花岗岩、正长岩等。其色率在030之间。之间。 暗色岩：把暗色岩：把暗色矿物占优势的岩石称为暗色岩。如橄榄岩暗色矿物占优势的岩石称为暗色岩。如橄榄岩 、辉长岩等。色率在、辉长岩等。色率在60100。（一）、火成岩中矿物的分类（一）、火成岩中矿物的分类3、据矿物在岩石中的含量及作用

7、分类、据矿物在岩石中的含量及作用分类 a. 主要矿物：主要矿物： 在岩石中含量多，对火成岩大类的划分和定在岩石中含量多，对火成岩大类的划分和定名起决定作用的矿物。名起决定作用的矿物。 如石英、长石是花岗岩的主要矿物。如石英、长石是花岗岩的主要矿物。辉石和斜长石则是辉长岩的主要矿物。辉石和斜长石则是辉长岩的主要矿物。 b. 次要矿物：次要矿物： 在岩石中含量次于主要矿物，不影响火成岩在岩石中含量次于主要矿物，不影响火成岩大类的划分和定名，大类的划分和定名， 但对确定岩石种属的进一步划分可起作但对确定岩石种属的进一步划分可起作用矿物。用矿物。 如闪长岩中的石英，含量约如闪长岩中的石英，含量约2，没

8、有石英也叫闪长，没有石英也叫闪长岩；当石英岩；当石英5时，则叫石英闪长岩。时，则叫石英闪长岩。 c. 副矿物：副矿物： 含量很少，常小于含量很少，常小于1，通常不参与岩石分类和，通常不参与岩石分类和命名。命名。 但它们对于了解一个岩体的形成条件，确定岩体时代但它们对于了解一个岩体的形成条件，确定岩体时代有重要意义。常见的有磁铁矿、磷灰石、锆石、独居石、榍有重要意义。常见的有磁铁矿、磷灰石、锆石、独居石、榍石、褐帘石等。石、褐帘石等。（一）、火成岩中矿物的分类（一）、火成岩中矿物的分类 4、据矿物的成因类型、据矿物的成因类型 a. 原生矿物：原生矿物： 岩浆冷凝过程中形成的矿物。岩浆冷凝过程中形

9、成的矿物。 高温矿物：高温斜长石、高温石英（高温矿物：高温斜长石、高温石英（-石英石英）和高温碱性长）和高温碱性长石（透长石）等。石（透长石）等。 低温矿物：低温斜长石、低温石英（低温矿物：低温斜长石、低温石英（-石英）和低温碱性长石英）和低温碱性长石（正长石）等。石（正长石）等。 b. 成岩矿物成岩矿物：岩浆结晶结束后，由于温度、压力的不断降低：岩浆结晶结束后，由于温度、压力的不断降低，使原生矿物发生转变形成新矿物，该矿物称为成岩矿物。，使原生矿物发生转变形成新矿物，该矿物称为成岩矿物。 高温石英（高温石英（-石英石英） 低温石英（低温石英（-石英）石英） 高温的透长石高温的透长石 低温的正

10、长石低温的正长石（一）、火成岩中矿物的分类（一）、火成岩中矿物的分类 4、据矿物的成因类型、据矿物的成因类型 c. 次生矿物：次生矿物：岩浆期后矿物，岩浆形成之后，因受残余岩浆期后矿物，岩浆形成之后，因受残余的挥发分和岩浆期后热液流体的交代和充填作用形成的的挥发分和岩浆期后热液流体的交代和充填作用形成的新矿物，主要是流体交代原生矿物和成岩矿物所形成的新矿物，主要是流体交代原生矿物和成岩矿物所形成的新矿物，或充填在空隙及气孔之间的新矿物。新矿物，或充填在空隙及气孔之间的新矿物。交代原生矿物和成岩矿物所形成分新矿物称交代原生矿物和成岩矿物所形成分新矿物称蚀变矿物蚀变矿物 充填于气孔和空隙之中的次生

11、矿物充填于气孔和空隙之中的次生矿物次生矿物还包括岩浆期后的气成矿物萤石、电气石等。次生矿物还包括岩浆期后的气成矿物萤石、电气石等。（一）、火成岩中矿物的分类（一）、火成岩中矿物的分类6 种典型的岩浆岩矿物共生组合种典型的岩浆岩矿物共生组合 （1）橄榄石辉石组合）橄榄石辉石组合: 相当于超基性岩，钙、铁、镁多而硅相当于超基性岩，钙、铁、镁多而硅少，且贫碱，出现大量镁铁矿物（橄榄石辉石等），不出现少，且贫碱，出现大量镁铁矿物（橄榄石辉石等），不出现石英和长石。石英和长石。 （2）基性斜长石辉石组合：）基性斜长石辉石组合：相当于基性岩，铝和钙较多，相当于基性岩，铝和钙较多，铁、镁和硅均较充分，主要形

12、成基性斜长石和辉石，二者近于铁、镁和硅均较充分，主要形成基性斜长石和辉石，二者近于1:1，不出现石英。，不出现石英。（3）中性斜长石角闪石组合：）中性斜长石角闪石组合：相当于中性岩，钠、钾略有增相当于中性岩，钠、钾略有增加，铝、硅、钙、铁、镁均较充分，主要形成中性斜长石、角加，铝、硅、钙、铁、镁均较充分，主要形成中性斜长石、角闪石、黑云母，可能出现少量石英和钾长石。浅色矿物：暗色闪石、黑云母，可能出现少量石英和钾长石。浅色矿物：暗色矿物矿物2:1。（二）、火成岩中的矿物共生组合规律（二）、火成岩中的矿物共生组合规律6 种典型的岩浆岩矿物共生组合种典型的岩浆岩矿物共生组合 （4）石英钾长石酸性斜

13、长石黑云母组合：）石英钾长石酸性斜长石黑云母组合：相当于酸性相当于酸性岩，钠、钾、硅含量高，铁、镁、钙低，石英、钾长石、酸岩，钠、钾、硅含量高，铁、镁、钙低，石英、钾长石、酸性斜长石等浅色矿物为主。性斜长石等浅色矿物为主。（5）钾长石黑云母角闪石组合：）钾长石黑云母角闪石组合：其其SiO2 相当于中性岩，相当于中性岩，钠、钾高而铁、镁低，钠、钾高而铁、镁低， 大量出现钾长石。大量出现钾长石。（6）霞石白榴石钾长石碱性暗色矿物组合：）霞石白榴石钾长石碱性暗色矿物组合： 其其SiO2 接近于基性岩（平均接近于基性岩（平均53.36），钠、钾含量很高，出现霞石），钠、钾含量很高，出现霞石、白榴石等矿

14、物，因钠过多，故常出现碱性暗色矿物。、白榴石等矿物，因钠过多，故常出现碱性暗色矿物。（二）、火成岩中的矿物共生组合规律（二）、火成岩中的矿物共生组合规律1. SiO2 饱和度对矿物共生组合的影响饱和度对矿物共生组合的影响 （1）岩浆中）岩浆中SiO2 过饱和：过饱和：石英石英游离的游离的SiO2 结晶产物，结晶产物， 属硅酸过饱和矿物。属硅酸过饱和矿物。 （2）岩浆中）岩浆中SiO2不饱和：不饱和：镁橄榄石、副长石类及黑榴石、镁橄榄石、副长石类及黑榴石、 黄长石和刚玉等，它们不能与石英平衡共生，属硅酸黄长石和刚玉等，它们不能与石英平衡共生，属硅酸 不饱和矿物不饱和矿物 Mg2SiO4 + Si

15、O2 MgSiO3(1557) 镁橄榄石镁橄榄石 液相液相 顽火辉石顽火辉石 NaAlSiO4 + 2SiO2 NaAlSi3O8 霞霞 石石 液液 相相 钠钠 长长 石石 KAlSiO4 + 2SiO2 KAlSi3O8 白白 榴榴 石石 液液 相相 正正 长长 石石 （三）火成岩化学成分与矿物共生组合的关系（三）火成岩化学成分与矿物共生组合的关系1. SiO2 饱和度对矿物共生组合的影响饱和度对矿物共生组合的影响 （3）岩浆中）岩浆中SiO2 饱和：饱和： 除上述以外的一些矿物，如铁橄榄石、大多数除上述以外的一些矿物，如铁橄榄石、大多数辉石、角闪石类、云母类和长石类矿物都属于硅酸辉石、角闪

16、石类、云母类和长石类矿物都属于硅酸饱和矿物，都可以与石英平衡共生。饱和矿物，都可以与石英平衡共生。 （三）火成岩化学成分与矿物共生组合的关系（三）火成岩化学成分与矿物共生组合的关系2、碱质含量对矿物共生组合的影响、碱质含量对矿物共生组合的影响 不同的碱质（不同的碱质（K2O+Na2O）含量的火山岩中含量的火山岩中矿物组合矿物组合有很大差别。火成岩根据有很大差别。火成岩根据划分为划分为：u3.3 钙碱性岩：不出现似长石、黑榴石和碱性暗色矿物（霓钙碱性岩：不出现似长石、黑榴石和碱性暗色矿物（霓石、钠闪石、星叶石等），出现长石、石英、普通辉石、透辉石、斜石、钠闪石、星叶石等），出现长石、石英、普通辉

17、石、透辉石、斜方辉石和普通角闪石等；方辉石和普通角闪石等；u为为3.39 碱性岩：常见的是碱性长石和碱性暗色矿物，可以出现碱性岩：常见的是碱性长石和碱性暗色矿物，可以出现石英、似长石和除钠长石以外的斜长石；石英、似长石和除钠长石以外的斜长石；u9 过碱性岩：常出现似长石和碱性暗色矿物（霓石、霓辉过碱性岩：常出现似长石和碱性暗色矿物（霓石、霓辉石、钠闪石、星叶石、富铁云母等）长石主要是碱性长石，黑榴石也石、钠闪石、星叶石、富铁云母等）长石主要是碱性长石，黑榴石也较常见，不见斜方辉石和石英。较常见，不见斜方辉石和石英。 （三）火成岩化学成分与矿物共生组合的关系（三）火成岩化学成分与矿物共生组合的关

18、系3、Al2O3对矿物组合的影响对矿物组合的影响 根据：根据： Al2O3与与CaO、K2O+Na2O之间的关系，火成之间的关系，火成岩可分为过碱质、过铝质和偏铝质岩可分为过碱质、过铝质和偏铝质 （1） 过铝质岩石过铝质岩石: Al2O3(CaO+K2O+Na2O) 除长石、石英、黑云母外，还出现白云母、黄玉、电气除长石、石英、黑云母外，还出现白云母、黄玉、电气石、锰铝铁铝榴石、刚玉、红柱石和矽线石、堇青石等石、锰铝铁铝榴石、刚玉、红柱石和矽线石、堇青石等富吕矿物。富吕矿物。 （三）火成岩化学成分与矿物共生组合的关系（三）火成岩化学成分与矿物共生组合的关系3、Al2O3和和K2O+Na2O的含量对矿物成分的影响的含量对矿物成分的影响（2） 偏铝质岩石偏铝质岩石: (K2O+Na2O)Al2O3(CaO+K2O+Na2O) 不出现似长石、碱性暗色矿物以及大多数富铝矿物，而不出现似长石、碱性暗色矿物以及大多数富铝矿物，而出现长石、石英、普通角闪石、普通辉石、透辉石和黑云母出现长