巖漿巖的成分及其分類

化學(xué)成分礦物成分化學(xué)成分與礦物成分的聯(lián)系分類命名一、火成巖的化學(xué)成分1.常量元素地殼中存在的元素幾乎巖漿巖中都有分布，但其含量卻很不相同。主要是O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti、Mn、P、H、C等，這些元素稱為常量元素或造巖元素，其總和約占巖漿巖總重量99.25%以上。氧的含量最高,占巖漿巖重量的46.59%,占體積的94.2%?；瘜W(xué)成分是影響巖石礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的主要因素，是巖石一切變化的內(nèi)因。巖漿巖的主要元素含量2.以氧化物表示:

SiO2,Al2O3,Fe2O3,FeO,MgO,CaO,K2O,Na2O和H2O等9種最重要,占巖漿巖平均化學(xué)成分的98%左右.SiO234～75%少數(shù)可達(dá)80%Al2O310～20%在純橄欖巖中較低MgO1～25%CaO0～15%但某些輝長巖中達(dá)23%Fe2O3+FeO0.5～15%一般FeO>Fe2O3Na2O0～15%霞石巖中可達(dá)19.48%K2O一般<10%白榴石巖中可達(dá)17.94%H2O+(結(jié)晶水)和H2O-(吸附水)一般<2%個(gè)別達(dá)10%TiO20～2%很少超過5%P2O50～0.5%很少超過3%MnO0～0.3%很少超過2%其中,

SiO2=34%～75%為最重要的成分，是巖石酸性程度（基性程度）的標(biāo)志。

超基性巖SiO2<45%

基性巖SiO2=45～52%

中性巖SiO2=52～63%

酸性巖SiO2>63%根據(jù)巖石中全堿（Na2O+K2O)與SiO2含量的相對(duì)關(guān)系：里特曼（RittMann）指數(shù)σ＜3.3者稱為鈣堿性巖；σ＝3.3-9者為堿性巖；σ＞9者為過堿性巖。分為：σ越大，堿性程度愈強(qiáng)。3.微量元素

巖漿中存在大量微量元素：Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Ba、Ta、Pb、Th、U等微量元素豐度及其比值（如K/Rb、K/Ba、Rb/Sr、Nb/Ta、Th/U等〕，對(duì)探討巖石成因和巖漿演化有重要意義。4.同位素示蹤和放射性同位素分析：

Sr87/Sr86,Pb206/Pb204,Pb207/Pb204,O18/O16,S34/S32等同位素豐度及其比值對(duì)于探討巖漿起源及其演化具有重要意義.5.巖石化學(xué)成分的測(cè)試方法X射線熒光光譜法(主量元素)電子探針分析法（主量元素）(2)中子活化法（微量元素）(3)電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（微量元素）氣體源質(zhì)譜法（同位素）二、火成巖的礦物成分

巖漿巖的礦物成分,對(duì)于了解巖石的化學(xué)成分、生成條件，以及巖石成因都有重大意義。同時(shí)，它也是巖漿巖分類和鑒別的主要依據(jù)。組成巖漿巖的礦物，常見的不過20幾種，這些構(gòu)成巖石的礦物統(tǒng)稱為造巖礦物。硅鋁礦物

：SiO2

和Al2O3

含量較高，不含鐵鎂。如石英、長石類及似長石類。這些礦物顏色均較淺，所以又叫淺色礦物。鐵鎂礦物：FeO與MgO含量較高，SiO2

含量較低。如橄欖石、輝石類、角閃石類和黑云母類。這些礦物顏色一般較深，所以又叫暗色礦物。硅鋁礦物和鐵鎂礦物色率

:巖漿巖中暗色礦物的百分含量稱為色率。淺色巖：習(xí)慣上把花崗巖、正長巖等淺色礦物占優(yōu)

勢(shì)的巖石稱為淺色巖。其色率在0～30之間。暗色巖：色率在60～100，以暗色礦物占優(yōu)勢(shì)的巖石稱為暗色巖。如橄欖巖、輝長巖等。根據(jù)色率可以粗略判斷巖石的成分和酸性程度。鎂鐵礦物石英、鉀長石、斜長石、橄欖石、輝石、角閃石、黑云母硅鋁礦物常見的七種造巖礦物：主要礦物：在巖石中含量眾多，是劃分巖石大類的依據(jù)。對(duì)于確定巖石名稱是不可缺少的，在分類命名上起主要作用。如石英、鉀長石是花崗巖的主要礦物。次要礦物：在巖石中含量次于主要礦物，對(duì)于劃分巖石大類不起主要作用，但對(duì)確定巖石種屬起一定作用的那些礦物。如閃長巖中的石英，含量約2％，沒有石英也叫閃長巖；當(dāng)石英5％時(shí)，則叫石英閃長巖。副礦物：含量很少，常小于1％，個(gè)別情況可達(dá)5％，在一般的分類命名中均不起作用。但它們對(duì)于了解一個(gè)巖體的形成條件，對(duì)比不同巖體，確定巖體時(shí)代以及研究稀散元素有重要意義。主要礦物、次要礦物、副礦物三、火成巖礦物的成因類型按礦物形成階段及形成時(shí)的物理化學(xué)條件劃分●

1.原生巖漿礦物：巖漿冷凝過程中形成的礦物。按成因特點(diǎn)又可分為以下三類：

正常礦物：直接從巖漿中結(jié)晶出來而且在巖石形成過程中穩(wěn)定的礦物。

殘余礦物和反應(yīng)礦物：礦物從巖漿中析出后，因溫度、壓力、成分等發(fā)生變化，使這些礦物受到部分溶蝕、反應(yīng)或分解。其中尚未遭受變化的殘余部分叫殘余礦物；已經(jīng)受反應(yīng)、分解而形成的新礦物稱反應(yīng)礦物。如橄欖石的輝石反應(yīng)邊?！?/p>

2.成巖礦物：在巖漿完全結(jié)晶后，由于外界物理化學(xué)條件的變化（主要是溫度和壓力的降低〕，使原生巖漿礦物發(fā)生轉(zhuǎn)變而新形成的礦物叫成巖礦物。如透長石→正長石?！?/p>

3.巖漿期后礦物：在巖漿已基本上凝固成固體的巖石后，由于受殘余揮發(fā)份和巖漿期后溶液作用而生成巖漿期后礦物。它們往往交代原生礦物或充填在礦物的孔隙及晶洞中?！?/p>

4.它生礦物：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組分的參與。如富鋁礦物紅柱石、堇青石、矽線石就是巖漿同化了富鋁圍巖的產(chǎn)物?！?/p>

5.外生礦物：巖漿受外營力，如地表風(fēng)化形成的礦物，也稱表生礦物。如絹云母、高嶺石。巖漿期后礦物，尤其是一些自變質(zhì)礦物常常與外生礦物難以區(qū)別，鏡下無法區(qū)分時(shí)，統(tǒng)稱為次生礦物。四、礦物共生組合規(guī)律及其與化學(xué)成分的關(guān)系●

1.SiO2

含量對(duì)礦物共生組合的影響

石英→游離的SiO2

結(jié)晶產(chǎn)物→巖漿中SiO2過飽和指示礦物鎂橄欖石→巖漿中SiO2

不足（不飽和）指示礦物

巖漿中石英與鎂橄欖石不共生

Mg2SiO4+SiO2MgSiO3(1557℃)

鎂橄欖石液相頑火輝石霞石、白榴石等似長石類礦物與石英不共生NaAlSiO4+2SiO2NaAlSi3O8

霞石液相鈉長石KAlSiO4+2SiO2KAlSi3O8白榴石液相正長石

飽和礦物：巖漿中可以與石英共生的礦物。不飽和礦物：巖漿中不能與石英共生的礦物。

過飽和巖石

飽和巖石

不飽和巖石六種典型的巖漿巖礦物共生組合●

（1）橄欖石－輝石組合:

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)石英和長石?！?/p>

（2）基性斜長石－輝石組合：相當(dāng)于基性巖，鋁和鈣較多，鐵、鎂和硅均較充分，主要形成基性斜長石和輝石，二者近于1：1，不出現(xiàn)石英?！?/p>

（3）中性斜長石－角閃石組合：相當(dāng)于中性巖，鈉、鉀略有增加，鋁、硅、鈣、鐵、鎂均較充分，主要形成中性斜長石、角閃石、黑云母，可能出現(xiàn)少量石英和鉀長石，淺色礦物：暗色礦物≈2：1?！?/p>

（4）石英－鉀長石－酸性斜長石組合：相當(dāng)于酸性巖，鈉、鉀、硅含量高，鐵、鎂、鈣低，石英、鉀長石、酸性斜長石等淺色礦物為主?！?/p>

（5）鉀長石－黑云母－角閃石組合：其SiO2

相當(dāng)于中性巖，鈉、鉀高而鐵、鎂低，大量出現(xiàn)鉀長石?！?/p>

（6）霞石－鉀長石組合：其SiO2

接近于基性巖（平均53.36％〕，鈉、鉀含量很高，出現(xiàn)霞石，因鈉過多，故常出現(xiàn)堿性暗色礦物。2.堿質(zhì)含量對(duì)礦物共生組合的影響堿質(zhì)(Na2O+K2O)含量對(duì)巖漿巖的礦物共生組合也有重大影響，它決定巖漿巖中長石的含量和種屬。如：從輝長巖→閃長巖→花崗巖，隨SiO2含量的增加，全堿含量逐漸增加，長石含量隨之增高，斜長石基性程度降低，堿性長石比例增大。

但在SiO2含量相同的條件下，K2O、Na2O含量過高時(shí)就會(huì)出現(xiàn)富堿質(zhì)組分的礦物組合（堿性長石、似長石及堿性暗色礦物）形成偏堿性及過堿性的巖石。

巖石的堿度不同，礦物組合也會(huì)有所不同。如同屬中性巖的閃長巖→正長巖→霞石正長巖就是如此。2、堿質(zhì)含量對(duì)礦物共生組合的影響堿度（Na2O+K2O）鈣堿性堿性過堿性鉀長石酸性巖中才見到全部出現(xiàn)全部出現(xiàn)斜長石普遍出現(xiàn)比過堿性巖An低僅見于基性巖石英中酸性巖中常見酸性巖中不出現(xiàn)似長石無少量常見輝石普通輝石、斜方輝石霓石、霓輝石霓石、霓輝石角閃石普通角閃石堿性角閃石堿性角閃石云母酸性巖中出現(xiàn)富鐵黑云母無3.Al2O3

含量對(duì)巖漿巖礦物成分的影響

Al2O3

含量與鋁硅酸鹽礦物的種屬有很大關(guān)系.通常根據(jù)Al2O3

與CaO、K2O、Na2O分子數(shù)的相對(duì)值,及在礦物成分上的反映,可將巖漿巖劃分為四種類型:●(1)過鋁質(zhì)巖石:Al2O3>(CaO+K2O+Na2O),

特征礦物是白云母、黃玉、電氣石、錳鋁－鐵鋁榴石、剛玉、紅柱石和矽線石?！?2)偏鋁質(zhì)巖石:（K2O+Na2O)<Al2O3<(CaO+K2O+Na2O).

出現(xiàn)的鋁硅酸鹽礦物是黑云母、角閃石和黃長石?！?3)亞鋁質(zhì)巖石:Al2O3≈(CaO+K2O+Na2O),主要含鋁礦物是長石和似長石.●(4)過堿質(zhì)巖石:Al2O3<(K2O+Na2O),Al2O3<K2O

較少見.以出現(xiàn)堿性鐵鎂質(zhì)礦物為特征,如霓輝石、霓石、鈉閃石、堿錳閃石和斜紅閃石等。3

對(duì)礦物共生組合的控制因素Al2O3及鋁飽和指數(shù)ASI(AluminumSaturationIndex)分子摩爾數(shù)之比

A–Al2O3;C–CaO;N–Na2O;K–K2OACNK=molarAl2O3/(CaO+Na2O+K2O)火成巖的分類命名自然界的火成巖多種多樣，已有巖石名稱多達(dá)1000種以上，它們之間在成分、結(jié)構(gòu)、共生組合、產(chǎn)狀和成因上，既有聯(lián)系也有差異。因而，正確地認(rèn)識(shí)這些聯(lián)系和差異，進(jìn)行合理的歸納，是火成巖分類的主要任務(wù)。分類命名的要求（1）符合巖石形成的物理化學(xué)條件（2）與傳統(tǒng)用法習(xí)慣一致，遵循自然科學(xué)術(shù)語從先的慣例（3）簡(jiǎn)明易用（4）根據(jù)它們現(xiàn)在是什么，而不是原來可能是什么分類依據(jù)：根據(jù)火成巖的產(chǎn)狀特征可將巖漿巖分為：●

侵入巖

a.淺成巖

<3km

b.中深成巖

3－10km

c.深成巖

>10km●火山巖

a.熔巖

b.火山碎屑巖

c.次火山巖

d.火山碎屑沉積巖及沉積火山碎屑巖依據(jù)火成巖的產(chǎn)狀及結(jié)構(gòu)構(gòu)造依據(jù)火成巖的化學(xué)成分σ里特曼組合指數(shù)=(K2O+Na2O)2/(SiO2-43)

酸度和堿度是巖漿巖分類的重要化學(xué)成分依據(jù)，酸度即SiO2

含量，據(jù)SiO2

重量百分?jǐn)?shù)，通常將巖漿巖分為四大類：

超基性巖SiO2<45%

基性巖SiO2

＝45～52％

中性巖SiO2

＝53～63％

酸性巖SiO2>63%據(jù)堿度可將巖漿巖劃分為三種主要類型:

鈣堿性巖σ<3.3

堿性巖σ＝3.3～9

過堿性巖σ>9依據(jù)火成巖的礦物成分劃分的大類一般按巖石的色率分為：超鎂鐵質(zhì)巖90～100鎂鐵質(zhì)巖50～90中性巖15～50長英質(zhì)巖0～15Q（Quartz）：石英A（Alkalifeldspar）：堿性長石（正長石、微斜長石、條紋長石、鈉長石（An<5）等）,

P（Plagioclase）：斜長石（An=5-100）F（Feldspathoid）：似長石類:（霞石、白榴石、藍(lán)方石、鈣霞石、假白榴石、方鈉石，等等）深成巖的分類命名

是以實(shí)際礦物含量為基礎(chǔ)的QAPF雙三角形圖解來表示的。說明：1、分類表中只確定了巖石的基本名稱，巖石的全名還需考慮暗色礦物的種類和含量；據(jù)暗色礦物含量可進(jìn)一步分為淺色巖、中色巖和暗色巖，其中淺色巖和暗色巖在相應(yīng)巖石名稱前加“淺色”和“暗色”前綴；如淺色花崗巖、淺色閃長巖、暗色輝長巖等；暗色礦物名稱作為基本名稱的前綴參加命名，如黑云角閃花崗巖，含量多者位于后；2、在富斜長石的區(qū)域內(nèi)均有兩個(gè)以上可選巖石名稱，最終定名要考慮斜長石的牌號(hào)和鎂鐵礦物的含量和種類；換算成坐標(biāo)系投影？1、使用QAPF圖解注意問題(1)巖石必須是火成的深成巖(2)巖石的暗色礦物總量M<90%(3)必須重新計(jì)算Q（或F）、A、P的相對(duì)體積百分含量Q+A+P=100%或F+A+P=100%M<90%的巖石中，鎂鐵礦物含量不參加計(jì)算2、QAPF圖解的不足或存在的問題(1)不同類型的巖石落在同一個(gè)分區(qū)內(nèi)；(2)有時(shí)，巖石在QAP或FAP圖解上投影在分區(qū)線上；(3)有些火成巖不能在QAPF圖解中分類，有一定的局限性。侵入巖的命名原則1、以巖石中所含次要礦物（>5%）為前綴，例如閃長巖中含有10%的輝石，為輝石閃長巖；次要礦物不止一個(gè)時(shí)，按“少前多后”的原則排列，例如橄欖巖中含有斜方輝石10%，褐色角閃石5%時(shí)，命名？2、特殊礦物無論含量多少都可參加命名，如綠簾石花崗閃長巖。3、特殊結(jié)構(gòu)構(gòu)造，如晶洞花崗巖4、巖石受蝕變，需強(qiáng)調(diào)，把蝕變礦物放在前面，如蛇紋石化二輝橄欖巖、絹云母化閃長玢巖5、附加修飾詞不超3種，順序：蝕變作用—顏色—化學(xué)術(shù)語—成因術(shù)語—構(gòu)造結(jié)構(gòu)術(shù)語—特殊礦物—次要礦物—基本名稱火山巖的分類1、火山巖的QAPF分類前提：能測(cè)定出實(shí)際礦物含量(M<90%)火山巖（Na2O+K2O）—SiO2（TAS）的化學(xué)分類圖(據(jù)LeBasetal.,1986)2、火山巖的化學(xué)成分分類TAS（totalalkaliandsilica）分類TAS圖解的適用性（1）適用于非高鎂火山熔巖(MgO<8%)；（2）所使用的巖石應(yīng)為未蝕變（或一些低級(jí)變質(zhì)）的新鮮巖石；（3）H2O<2%,CO2<0.5%（燒失量<2.5%)；（4）去掉揮發(fā)份后，以100%重新計(jì)算各氧化物的含量，然后投圖高鎂火山巖巖石類型的劃分名稱SiO2MgONa2O+K2OTiO2玻鎂（古）安山巖>53%>8%—<0.5%苦橄欖巖苦欖巖<53%>18