《岩浆岩石学》岩浆岩的成分

2）次要矿物：指在岩石中含量少于主要矿物的矿 物。对于划分岩石大类虽不起作用，但对确定岩石种 属起一定作用趵矿物，含量一般小于15％。如闪长岩 类中，石英是次要矿物。闪长岩中有石英(含量达5％) 可称石英闪长岩，无石英，或石英含量<5％，则称闪 长岩，但二者均属闪长岩大类。所以对闪长岩来说， 石英不影响大类名称，是次要矿物。 3）副矿物：在岩石中含量很少，通常不到1％。在 一般岩石分类命名中不起作用。但一个岩石中副矿物 的种类、含量、标型特征，所含微量元素等等，对于 了解其形成条件，对比不同岩体，确定岩体时代，以 及对于某些稀散元素的普查找矿，都有重要的意义。
σ越大，碱性程度愈强。根据碱度，可将岩浆岩分 为三类：σ<3.3者称为钙碱性岩(σ<1.8者，称为 钙性岩；σ=1.8～3.3者，为钙碱性岩);σ=3.3～9 者为碱性岩；σ>9者为过碱性岩。
岩浆岩中，各主要氧化物之间关系很密切，其变化也有规律。 钙碱性系列酸度不同的岩浆岩中各种氧化物，随SiO2含量的增减， 作有规律的变化： 1）随SiO2含量增加，FeO 及MgO逐渐减少，即比较 基性的岩石中FeO及MgO 比酸性岩中要多； 2）SiO2含量增加，K2O及 Na2O的含量逐渐增加， 在超基性岩中几乎不含 K2O及Na2O。 3）CaO和A12O3在纯橄榄 岩中含量很低，但在辉石 岩和基性岩中达最大值， 以后随着SiO2含量的增加 又逐渐下降。
岩浆岩的稀土元素的研究，主要有四方面： (1)稀土元素的丰度； (2)轻、重稀土元素的相对丰度； (3)Eu的相对丰度； (4)稀土元素在不同矿物及矿物与熔休之间的分 配系数和分配系数的变化。 详细研究岩浆岩中的稀土丰度，稀土元素的配 分模式，Eu的异常以及稀土元素的分配系数等， 可以解决岩石构造环境、成因、来源，物化条件、 演化机理等问题。
三）Al2O3含量对矿物成分的影响
根据[K2O]/[Al2O3]，[Na2O]/[Al2O3]、CaO/[Al2O3](分子数) 比值，将比值小于1的称Al2O3过饱和矿物；大于1的，称Al2O3不 饱和矿物。 根据Al2O3与CaO、K2O、Na2O分子数的相对值，及在矿物成分 上的反映，划分为四种铝饱和度不同的岩石类型： 1）过铝质岩石：Al2O3>(CaO+K2O+Na2O)；特征矿物是白云母 、黄玉、电气石、锰铝-铁铝榴石、刚玉、红柱石或矽线石。 2)偏铝质岩石：(K20+Na2O)<Al2O3<(CaO+K20+Na20)。出现的 铝硅酸盐矿物是黑云母、角闪石和黄长石。 3)亚铝质岩石： Al2O3≌(Na2O+K2O)。主要含铝矿物是长石和 似长石。 4)过碱质岩石：Al2O3<(Na20+K2O)。出现碱性铁镁质矿物：霓 辉石、霓石、钠闪石、碱锰闪石和斜红闪石等。
微量元素是岩石种类及系列划分 的标志之一，同时也是岩石成因及 演化的重要信息。定量的研究微量 元素的丰度、变化、分配，不仅可 以帮助我们探讨岩石形成的物理化 学条件，而且对研究大地构造环境 及指导找矿，也有重要意义。
三、岩浆岩中的稀土元素
稀土元素一般指原子序数为57-71的元素外，另加Sc(21)和 Y(39)。这是一组化学性质近似，难熔，而且难分离的元素族。 在岩浆岩中，除Pm主要为人工放射性产物外，其余16个元素及 其同位素的地球化学性质十分近似。它们常常紧密共生，共同产 出，不易受后期次生变化的干扰，一经“记录”于岩石中，容易被 保存下来，因此它是岩浆岩的一种很好的成因标志。 不同稀土元素的性质和在岩石中的行为毕竟还有差别。由LaSm这前六种元素加上Eu，称轻稀土元素，归铈族，后九种元素 (Gd—Lu外加Y)属钇族，称重稀土。它们在岩浆形成演化过程中， 在重力场的作用下，由于稀土元素本身性质的差异及在矿物中赋 存状态的不同，导致轻、重稀土元素的分异。这种分异导致稀土 元素丰度值的变化，这又称稀土元素的分馏(分离)。
二、岩浆岩中的微量元素
岩浆岩中还有一些含量甚微的元素，其总量一般不超 过千分之一，称为微量元素，又称痕迹元素。其含量 多以ppm来表示。 不同岩石，随主要造岩元素含量的变化，其微量元 素也呈有规律的变化： 1）岩石酸度增高，K及Na的含量也增高，能够以 类质同像代替K、Na离子的第一族碱金属微量元素的 含量也随之增加。 2）亲铁微量元素，如V、Co，Ni、Cr，随着岩石酸 度增高，其含量急剧减少，但随着岩石基性程度的增 高，而明显增加。 3）岩石中碱度的增高，明显地有于稀有元素饱和的条件下 形成，可分为饱和矿物和不饱和矿物。
不饱和矿物在平衡条件下，不能与石英共生。但在不平衡条 件下，则可共存。而不饱和矿物及石英都可与饱和矿物共生。
按照岩石中SiO 2渐增的顺序，不同成 分岩浆岩中，矿物的共生组合不同。
二）碱质的含量对矿物共生组合的影响
2）成岩矿物：岩浆完全结晶后，外界物理化学条件 的变化使原生矿物发生转变而新形成的矿物叫成岩矿 物。如透长石转变成的正长石就是成岩矿物。固溶体 的分解也可形成成岩矿物，如钾钠长石分解成条纹长 石。从高温的无序状态变为低温下稳定的有序状态这 些晶体内部结构经过调整的矿物，也都是成岩矿物。 3）岩浆期后矿物：在岩浆基本上凝固成岩后，由于 受残余挥发份和岩浆期后溶液的作用而生成的矿物， 叫岩浆期后矿物。它往往交代原生矿物，或充填在矿 物的孔隙及晶洞中。包括气成矿物，如电气石、萤石、 黄玉等，也包括那些自-它变质矿物，例如由橄榄石变 成的蛇纹石，滑石、皂石，斜长石的钠黝帘石化。
第四章 岩浆岩的物质成分
第一节 第二节 第三节 岩浆岩的化学成分 岩浆岩的矿物成分 岩浆岩的矿物成分 与化学成分的关系
第一节 岩浆岩的化学成分
一、岩浆岩的主要造岩元素 据地壳中元素丰度值的研究，地 壳主要由十二种元素O，Si，Ti、Al、 Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K、H、P 组成，这些元素占地壳总重量的99 ％以上，称为主要造岩元素。
四、矿物的成因分类 岩浆岩矿物按其形成的阶段及 形成时的物理化学条件，可划 分出不同的成因类型：原生矿 物、成岩矿物、岩浆期后矿物、 它生矿物、外生矿物。
1）原生矿物：是在岩浆冷凝过程中形成的矿物。按 成因特点可分为正常矿物，残余矿物和反应矿物。 正常矿物；直接从岩浆中结晶出来，在岩石形成过 程中相对稳定的矿物。如喷出岩中新鲜的透长石斑晶。 残余矿物和反应矿物：矿物从岩浆中析出后，因温 度、压力，成分等发生变化，使这些矿物受到部分反 应、分解。其中尚未遭受变化的残留部分叫残余矿物， 而反应、分解所形成的新矿物，称反应矿物。例如由 岩浆中早期析出的镁橄榄石，与岩浆中SiO2反应形成 了顽火辉石，那么顽火辉石就是反应矿物；而未反应 完的残留的橄榄石就是残余矿物。 原生矿物因其形成时环境不同，又可分为高温型和 低温型，一般火山岩中的为高温型 (高温矿物)，深成 岩中的为低温型(低温矿物)。
SiO2是岩浆岩中最重要的一种氧化物。 其含量是岩石分类的一个主要参数。 分类标准为： SiO2>66％，为酸性岩； SiO2=53-66％，为中性岩； SiO2=45～53％，为基性岩； SiO2<45％，为超基性岩。
Na2O和K2O的含量在岩浆岩研究中的意义很重大。 通常把K2O+Na2O重量百分数之和称为全碱含量。岩 石的碱性程度 (碱度)是指岩石中碱的饱和程度。利 用全碱含量可确定岩浆岩的碱性程度 常用的方法是里特曼的组合指数(σ)，又叫系列指 数或里特曼指数。
四、岩浆岩中的同位素
岩浆岩中同位素除了可以解决岩 石的形成时代之外，它还可以帮助 阐明岩石的成因，如岩浆的起源， 岩浆演化过程中是否发生过变化， 某些成分特殊的岩石是否属于岩浆 成因等等问题。
第二节 岩浆岩的矿物成分
岩浆岩的矿物成分，对于了解岩石 的化学成分，生成条件，以及岩石 成因都有重大的意义。同时它也是 岩浆岩的分类和定名的主要依据。
第三节 矿物成分与化学成分的关系
岩浆岩中的矿物组合，是自然界的 一种有规律的矿物共生现象。这种共 生，除了受其形成温度、压力等因素 控制外，主要取决于岩浆岩的化学成 分。而岩浆岩的化学成分不仅决定着 岩浆岩的矿物共生组合，也直接控制 着类质同像矿物的成分。
一）SiO2的含量对矿物共生组合的影响
在岩浆岩中，SiO2与其它金属氧化物结合，可形成 各类硅酸盐矿物，从而决定岩浆岩中矿物共生组合。 岩浆岩中石英的出现，表示岩浆中SiO2含量过剩(过 饱和)，它是硅酸盐熔体中游离的SiO2结晶的产物，所 以石英是岩浆岩中SiO2过饱和的指示矿物 如果岩浆中SiO2含量不足(不饱和)，这样的岩浆岩 中就会出现镁橄榄石或似长石，所以说，镁橄榄石， 似长石的出现，是岩浆中SiO2不饱和的一种指示矿物。 若岩浆岩中既没有石英，又没有镁橄榄石，似长石， 则表示岩浆中SiO2含量适当(饱和)，不多也不少，这 时岩浆中出现的仅是辉石、长石等饱和矿物。
三、矿物的含量分类
不同类型岩石中出现的矿物含量很不同。按照 矿物在岩浆岩中的含量和在岩浆岩分类中的作 用，可分为主要、次要和副矿物三类。 1）主要矿物：指在岩石中含量多，并在确定 岩石大类名称上起主要作用的矿物。例如，一 般花岗岩的主要矿物是石英和长石，没有石英 或石英含量不够，则岩石为正长岩类；没有长 石则为石英岩或脉石英。所以对花岗岩来说， 石英和长石都是主要矿物。
四）(Mg,Fe)O含量对矿物共生组合的影响
(Mg,Fe)O含量直 接影响镁铁质 矿物的出现与 否以及它们在 岩石中所占的 比例，因而也 影响岩石分类 命名。当岩石 中镁铁质矿物 含量>90%时， 我们就称其为 超镁铁质岩石
4）它生矿物：它们是由岩浆同化了围 岩和铺虏体所生成的矿物。在纯净的正常 岩浆中不会析出这类矿物。如花岗岩与富 铝泥质岩石接触出现的富铝矿物：堇青石、 红柱石、矽线石以及铁铝榴石等。 5）外生矿物：岩石受到各种外界营力， 主要是地表风化而形成的矿物，又称表生 矿物；这些矿物的形成，与原来的岩浆及 岩浆期后气液体的活动没有成因上的联系。 如钾长石风化成高岭土等。