3.火成岩成分和分类
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火成岩分类
（4）分类表中酸性岩和中性岩石英含量分界为20％。该 数值是石英的相对含量（即石英、斜长石和碱性长石加 起来重算为100％的含量），并非石英的实际含量。
主要考虑石英、长石、似长石、暗色矿物的种属及含量。 暗色矿物在岩石中的总量一般称为色率。
超基性岩类 SiO2低，不含石英，不含或很少含长石，极
富暗色矿物，色率大于90％为特征。
酸性岩类
正好与超基性岩相反，SiO2高，富含石英 和长石，贫暗色矿物，色率＜15％为特征。
SiO2处于二者之间，但据色率及长石的 种类可以区分。基性岩色率30～50％，
一、火成岩分类基础
1、按化学成分分类
根据SiO2含量的多少，可将火成岩分为：
超基性岩 SiO2＜45％
基性岩
SiO2 45～52％
中性岩
SiO2 52～65％
酸性岩
SiO2＞65％
按K2O＋Na2O的含量可进一步分为：
钙碱性系列 K2O＋Na2O＜13.5％
碱性系列 K2O＋Na2O＞13.5％
2、按矿物成分分类
基性岩和中性岩 主要由暗色矿物和基性斜长石组成。中
性岩色率15～30％，主要由暗色矿物、 中性斜长石和碱性长石组成。
碱性岩
以似长石和碱性暗色矿物为主要组成。
3、按产状、结构构造分类 浅成岩
侵入岩 深成岩 熔岩
喷出岩 火山碎Βιβλιοθήκη 岩书中喷出岩指的是熔岩， 而火山碎屑岩单列一章
三、定量矿物成分分类
火成岩分类及基本特征表
6、脉岩类 7、火山碎屑岩类
几点说明：
（1）脉岩有特殊的成因和产状， 火山碎屑岩类成岩机 制有其特殊性， 因而单列一章。
（2）每一类侵入岩和火山岩在成分上类似， 但成因上 不一定有联系， 也不一定是同源岩浆产物。
主要考虑石英、长石、似长石、暗色矿物的种属及含量。 暗色矿物在岩石中的总量一般称为色率。
超基性岩类 SiO2低，不含石英，不含或很少含长石，极
富暗色矿物，色率大于90％为特征。
酸性岩类
正好与超基性岩相反，SiO2高，富含石英 和长石，贫暗色矿物，色率＜15％为特征。
SiO2处于二者之间，但据色率及长石的 种类可以区分。基性岩色率30～50％，
一、火成岩分类基础
1、按化学成分分类
根据SiO2含量的多少，可将火成岩分为：
超基性岩 SiO2＜45％
基性岩
SiO2 45～52％
中性岩
SiO2 52～65％
酸性岩
SiO2＞65％
按K2O＋Na2O的含量可进一步分为：
钙碱性系列 K2O＋Na2O＜13.5％
碱性系列 K2O＋Na2O＞13.5％
2、按矿物成分分类
基性岩和中性岩 主要由暗色矿物和基性斜长石组成。中
性岩色率15～30％，主要由暗色矿物、 中性斜长石和碱性长石组成。
碱性岩
以似长石和碱性暗色矿物为主要组成。
3、按产状、结构构造分类 浅成岩
侵入岩 深成岩 熔岩
喷出岩 火山碎Βιβλιοθήκη 岩书中喷出岩指的是熔岩， 而火山碎屑岩单列一章
三、定量矿物成分分类
火成岩分类及基本特征表
6、脉岩类 7、火山碎屑岩类
几点说明：
（1）脉岩有特殊的成因和产状， 火山碎屑岩类成岩机 制有其特殊性， 因而单列一章。
（2）每一类侵入岩和火山岩在成分上类似， 但成因上 不一定有联系， 也不一定是同源岩浆产物。
火成岩的产状
火成岩是由地球深部的岩浆在地壳或地表喷发或侵入形成的岩石。
它们的产状通常可以根据以下因素来描述：
1.火成岩的形成过程：火成岩可以分为深成岩和浅成岩两类。
深成岩是在地壳深部形成的，如花岗岩、玄武岩等；浅成岩则是在地壳浅部形成的，如安山岩、流纹岩等。
2.火成岩的形成环境：火成岩可以形成在陆地或海洋中。
陆地上的火成岩通常形成在火山区域，而海洋中的火成岩则形成在海底火山口或裂谷中。
3.火成岩的形态特征：火成岩的形态特征可以分为火山岩和侵入岩两类。
火山岩通常是由火山喷发形成的，如火山灰、熔岩等；侵入岩则是由岩浆在地壳或地表冷却凝固形成的，如岩柱、岩盖等。
4.火成岩的化学成分：火成岩的化学成分可以分为酸性岩、中性岩和基性岩三类。
酸性岩的主要成分是硅酸盐矿物，如安山岩、流纹岩等；中性岩的主要成分是较多的铝和镁，如花岗岩、玄武岩等；基性岩的主要成分是镁铁质矿物，如橄榄岩、辉石岩等。
总之，火成岩的产状与形成过程、形成环境、形态特征和化学成分密切相关，对于研究火成岩的性质、演化和应用具有重要意义。
火成岩概述及基本性质和分类
全球分布
全球各地都有火成岩分布，特别是环 太平洋火山带、地中海-喜马拉雅火山 带和东非大裂谷等地区。
火成岩的组成
01
02
03
主要矿物
火成岩主要由矿物组成， 常见的矿物包括橄榄石、 辉石、长石、角闪石等。
岩石结构
火成岩具有不同的岩石结 构，如斑状结构、块状结 构、流纹状结构等。
岩石类型
根据矿物组成和岩石结构 的不同，火成岩可以分为 多种类型，如花岗岩、玄 武岩、安山岩等。
按岩石化学成分分类
基性岩类
火成岩的化学成分以基性元素 （如铁、镁）为主，含量较高。
中性岩类
火成岩的化学成分以中性元素 （如硅、铝）为主，含量适中。
酸性岩类
火成岩的化学成分以酸性元素 （如硅、钠）为主，含量较高。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
块状构造是指岩石ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ矿物颗粒呈无定向排列，不显示任何特定方向；气孔状构造是指在岩石中存在许 多圆形或椭圆形的空洞，这些空洞可以是气孔、原生晶洞或次生洞穴；杏仁状构造是指岩石中存在许 多不规则的圆形或椭圆形空洞，这些空洞被矿物所充填，形成杏仁状外观。
物理性质
• 火成岩的物理性质主要包括硬度、比重、颜色、透明度等。这 些性质取决于其矿物组成和结构。例如，花岗岩由于主要由石 英和长石组成，比重较轻，硬度较高；而橄榄岩则由于含有大 量橄榄石和辉石，比重较大，硬度较高。
火成岩概述及基本性质和分类
目录
• 火成岩概述 • 火成岩的基本性质 • 火成岩的分类
01 火成岩概述
定义与形成
定义
火成岩是由岩浆冷却和结晶形成 的岩石，是构成地球的主要岩石 之一。
形成
火成岩的形成与地球内部的岩浆 活动密切相关，当岩浆冷却后， 其中的矿物结晶形成火成岩。
全球各地都有火成岩分布，特别是环 太平洋火山带、地中海-喜马拉雅火山 带和东非大裂谷等地区。
火成岩的组成
01
02
03
主要矿物
火成岩主要由矿物组成， 常见的矿物包括橄榄石、 辉石、长石、角闪石等。
岩石结构
火成岩具有不同的岩石结 构，如斑状结构、块状结 构、流纹状结构等。
岩石类型
根据矿物组成和岩石结构 的不同，火成岩可以分为 多种类型，如花岗岩、玄 武岩、安山岩等。
按岩石化学成分分类
基性岩类
火成岩的化学成分以基性元素 （如铁、镁）为主，含量较高。
中性岩类
火成岩的化学成分以中性元素 （如硅、铝）为主，含量适中。
酸性岩类
火成岩的化学成分以酸性元素 （如硅、钠）为主，含量较高。
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块状构造是指岩石ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ矿物颗粒呈无定向排列，不显示任何特定方向；气孔状构造是指在岩石中存在许 多圆形或椭圆形的空洞，这些空洞可以是气孔、原生晶洞或次生洞穴；杏仁状构造是指岩石中存在许 多不规则的圆形或椭圆形空洞，这些空洞被矿物所充填，形成杏仁状外观。
物理性质
• 火成岩的物理性质主要包括硬度、比重、颜色、透明度等。这 些性质取决于其矿物组成和结构。例如，花岗岩由于主要由石 英和长石组成，比重较轻，硬度较高；而橄榄岩则由于含有大 量橄榄石和辉石，比重较大，硬度较高。
火成岩概述及基本性质和分类
目录
• 火成岩概述 • 火成岩的基本性质 • 火成岩的分类
01 火成岩概述
定义与形成
定义
火成岩是由岩浆冷却和结晶形成 的岩石，是构成地球的主要岩石 之一。
形成
火成岩的形成与地球内部的岩浆 活动密切相关，当岩浆冷却后， 其中的矿物结晶形成火成岩。
岩石学-火成岩成分及其分类
二、矿物成分 火成岩中的矿物成分受控于岩浆的化学成分及 结晶条件，因而了解岩石的化学成分和岩石的成因 都有重大的意义，也是火成岩分类和定名的依据。 1． 矿物的成分分类 ． 火成岩中常见的矿物不过二十多种。其中构成 岩石主体，在火成岩分类命名中起作用的是石英、 钾长石、斜长石、似长石（白榴石、霞石）、橄榄 石、辉石、角闪石、黑云母、白云母等。这些矿物 据化学成分可分为两类： 硅铝矿物：矿物中SiO2与Al2O3的含量较高，不含 硅铝矿物 FeO和MgO，包括石英类、长石类及似长石类。它们 基本不含色素原子，颜色较浅，又称为浅色矿物。
3. 同位素 自然界已发现的同位素种类约1400种， 可分为稳定同位素和放射性同位素两类，这两类同 位素在火成岩的研究中均具重要意义。 稳定同位素(Stable 稳定同位素(Stable isotopes)稳定同位素主要有氧、 碳、硫、氢、氦等。如氧同位素由16O、17O和18O组 成，其中16O和和18O因质量差别显著，在地质过程 及岩浆过程中会发生分馏。地质过程中的16O和18O 的分馏造成岩石圈不同组成部分的16O、18O组成的 差异，这样不同源区的岩浆的氧同位素组成就有差 别，可用氧同位素组成来示踪。氧同位素组成以 δ18O(18O/16O)表示。以花岗岩为例，不同成因的花 岗岩δ18O值不同，由沉积岩或变质岩熔融形成的S 型花岗岩，富18O，δ18O>10‰，由幔源岩浆分异形 成的M型花岗岩18O低，δ18O<6‰。
放射性同位素( 放射性同位素(Radiogenic isotopes) 火成岩研究中具重要意 ) 义的放射性同位素主要有K-Ar、 Rb-Sr、Sm-Nd、U-Pb和Th-Pb以及 Re-Os等同位素。它们的主要用途 是确定火成岩的形成年龄和示踪 源区。 147Sm→143Nd+He
岩石学--4火成岩的成分及分类
常见的七种造岩矿物：
石英、钾长石、斜长石、
硅铝矿物 镁铁矿物
橄榄石、辉石、角闪石、黑云母
主要矿物、 次要矿物、 副矿物
主 要 矿 物： 在岩石中含量众 多， 是划分岩石大类的依据 。对于确定岩石名称 是不 可缺少的，在分类命名上起主要 作用。 如石英、钾长石是 花岗岩的主要矿 物。 次 要 矿 物： 在 岩 石 中 含 量 次 于 主 要 矿 物， 对 于 划 分 岩 石 大 类 不 起 主 要 作 用， 但 对 确 定 岩 石 种 属 起 一 定 作 用 的 那 些 矿 物。 如 闪 长 岩 中 的 石 英， 含 量 约2％， 没 有 石 英 也 叫 闪 长 岩； 当 石 英5％ 时， 则 叫 石 英 闪 长 岩。 副 矿 物： 含 量 很 少， 常 小 于1％， 个 别 情 况 可 达 5 ％， 在 一 般 的 分 类 命 名 中 均 不 起 作 用。 但 它 们 对 于 了 解 一 个 岩 体 的 形 成 条 件， 对 比 不 同 岩 体， 确 定 岩 体 时 代 以 及 研 究 稀 散 元 素 有 重 要 意 义。
其中,
① SiO2 = 34%～75%为最重要的成分，是 岩 石 酸 性 程 度（ 基 性 程 度） 的 标 志。 超基性岩 基性岩 中性岩 酸性岩 SiO2<45% SiO2=45～52% SiO2=52～63% SiO2>63%
② 根据岩石中全碱（Na2O+K2O)与SiO2含量的相对关系： 里特曼（RittMann） 指数
2. 碱 质 含 量 对 矿 物 共 生 组 合 的 影 响 碱质(Na2O+K2O)含量对岩浆岩的矿物共生组合也有重大 影响，它决定岩浆岩中长石的含量和种属。 如：从辉长岩→闪长岩→花岗岩，随SiO2含量的增加，全 碱含量逐渐增加，长石含量随之增高，斜长石基性程度降低， 碱性长石比例增大。 但在SiO2含量相同的条件下，K2O、Na2O含量过高时就 会出现富碱质组分的矿物组合（碱性长石、似长石及碱性暗色 矿物）形成偏碱性及过碱性的岩石。 岩石的碱度不同，矿物组合也会有所不同。如同属中性 岩的闪长岩→正长岩→霞石正长岩就是如此。
3第三章 火成岩的成分及其分类
微量元素 元素的质量 百万分数 (part per million of element mass) 举例 Zr, Hf, Y
单位 ( unit )
国内：WB% 国际：Wt %
单位 ( unit )
国内：μg/g 国际：ppm
4. 成分变异图（举例） （a）二维变异图
Alfred Harker (1859-1939)
2 micas granites
Tourmaline granite
Bt
Kfs
Ms Pl
Figure 3-20. a. Pyroxene largely replaced by hornblende. Some pyroxene remains as light areas (Pyx) in the hornblende core. Width 1 mm. b. Chlorite (green) replaces biotite (dark brown) at the rim and along cleavages. Tonalite. San Diego, CA. Width 0.3 mm. © John Winter and Prentice Hall.
主量元素O、Si、Al、Ti、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K、 H、P等，占整个火成岩总重量的 99.25%；一般含量 >0.1% 微量元素：含量（WB%）小于 0.1% （<1000 ppm)： Rb,Sr,Ba,Zr,Nb,Ta,Hf,La,Ce,Sm
2.0.00 11.00 2.80 1.10 3.10 0.48 3.10 0.68 1.90 0.32 1.50 0.25
17.00 45.00 24.00 4.40 1.50 4.00 0.58 3.80 0.82 2.30 0.00 2.30 0.41
第4章火成岩成分及分类
SiO2在主要元素中含量最高，变化于34-75%之间，少数可达80%，同时它对 岩浆及火成岩的物理化学性质及矿物组成的影响最大，因此是火成岩中 最重要的一种氧化物。被用来作为划分火成岩酸性程度和基性程度的参 数。SiO2>66%者，称为酸性岩；SiO2 =53-66%者，称为中性岩；SiO2 = 45-53%者，称为基性岩；SiO2 <45% 者，称为超基性岩。习惯上对SiO2 含 低量 者高 ，1者 谓5 称之之酸为度酸小性，程亦度 可高 称或 基性酸程度度大高，。也P叫h 基性程度低；反之，对含量
粗面岩
61.21 0.70 16.96 2.99 2.29 0.15 0.93 2.34 5.47 4.98
正长岩
58.58 0.84 16.64 3.04 3.13 0.13 1.87 3.53 5.24 4.98
响岩
56.19 0.62 19.04 2.79 2.03 0.17 1.07 2.72 7.79 5.24
玄武岩
49.20 1.84 15.74 3.79 7.13 0.20 6.73 9.47 2.91 1.10
辉长岩
50.14 1.12 15.48 3.01 7.62 0.12 7.59 9.58 2.39 0.93
粗面玄武岩 49.21 2.40 16.63 3.69 6.18 0.16 5.71 7.90 3.96 2.55
Na2O+K2O,wt%
13
11
F
U3
T
9
U2
S3
R
7
5
SiO2
3
1
U1
S2
S1
O3
B
O1
O2
Pc
37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77
火成岩分类
火成岩分类火成岩是地壳中最主要的岩石类型之一，它们形成于地球上的火山喷发和岩浆侵入活动。
根据火成岩形成的过程和成分的不同，可以将其分为不同的分类。
本文将介绍五种常见的火成岩分类：侵入岩、流纹岩、安山岩、火山岩和超深岩。
1. 侵入岩侵入岩是由岩浆在地壳深处冷却凝固而形成的岩石。
侵入岩的冷却时间长，晶体生长充分，因此具有细粒和块状结构。
常见的侵入岩有花岗岩、二长岩和辉长岩。
1.1 花岗岩花岗岩是一种具有粗粒结构的侵入岩，主要由石英、长石和云母组成。
它的颗粒较大，常常形成大块的岩体。
花岗岩广泛分布于地壳中，是建筑和雕刻的重要材料。
1.2 二长岩二长岩是一种由斜长石和钠长石组成的侵入岩。
它的颜色通常呈灰色或绿灰色，并具有条带状结构。
二长岩不仅是重要的建筑材料，还常用于制作平板岩、瓷砖和地板。
1.3 辉长岩辉长岩是由辉石和长石组成的侵入岩。
它的颜色通常呈暗绿色，具有粗粒结构。
辉长岩是一种重要的建筑和雕刻材料，也被广泛用于制作摩擦材料和化学材料。
流纹岩是一种火成岩，由岩浆在地壳上堆积并迅速冷却而形成。
它的特点是具有凝胶结构，晶体较小。
流纹岩常见于火山喷发后的地表，其主要成分为黑云母和角闪石。
3. 安山岩安山岩是一种富含铁镁质矿物的火成岩，由与流纹岩类似的方式形成。
它的颜色通常为深绿色或黑色，具有粗粒结构。
安山岩常用于建筑和装饰。
4. 火山岩火山岩是由于火山爆发而喷发出来的岩浆在地表迅速冷却形成的岩石。
火山岩的结构通常为玻璃体和微小的晶体。
常见的火山岩有玄武岩和安山岩。
4.1 玄武岩玄武岩是一种富含铁镁质矿物的火山岩，成分较为均匀。
它的颜色通常为黑色或暗绿色，质地坚硬。
玄武岩广泛分布于地球表面的火山活动区域。
4.2 安山岩安山岩在火山岩中也有一定比例的分布。
它的颜色通常为深绿色或黑色，与玄武岩相似。
安山岩的质地相对较软，常用于建筑和装饰。
超深岩是在地下深处形成的火成岩，常见于地幔和地核边界。
超深岩的成分和结构复杂多样，包括橄榄石、辉石、斜长石等矿物。
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第三章 火成岩的成分和分类
2020/9/27
一、化学成分 二、矿物成分 三、化学成分与矿物成分的联系 四、分类命名
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一、 火成岩的化学成分
1. 一般特点
• 化学成分是影响岩石矿物成分、结构构造的主要因素， 是岩石一切变化的内因；
• 元素含量有高有低， 主量元素（major elements) ＋ 微量元素(trace elements)；
7.1
1.4
1.7
K
2.3
0.33
0.08
0.11
Na
2.2
1.6
0.15
0.84
Mg
1.9
7.6
24.7
18.8
Ti
0.4
1.1
0.12
0.08
C
0.3
H
0.2
Mn
0.07
0.15
0.07
0.33
Ni
Cr
0.51
特点
以硅酸盐为主，富集Si、O
Core
Outer
Inner
10--15
80--85
80
5
20
铁镍核心
2、化学成分控制因素 a. 地球的层圈和成分
氧化物比例 wB%
成分
(氧化物)
地幔 大洋壳 大陆壳 岩浆岩
(Ringwood, 1975)
(Rudnick and (Ronov, 1976)
Gao, 2003)
(Clarke, 1992)
花岗岩
(Le Maitre, 1976)
SiO2 TiO2
Th 120 5600
U
47 1400
Pb 300 12500
1,200 200 4,300
6100 1600 15000
10700 2,800 20,000
85
17
20
7
138
35
Page 14
5、化学成分的测试方法
(1) X射线荧光光谱 法 (主量元素)
(2) X-ray fluorescence (XRF)
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Page 4
2、化学成分控制因素 a. 地球的层圈和成分
元素比例 wB%
Crust
Mantle
Continental Oceanic
Upper
Lower
O
41.2
43.7
44.7
43.7
Si
28
22
21.1
22.5
Al
14.3
7.5
1.9
1.6
Fe
4.7
8.5
5.6
9.8
Ca
3.9
• 主量元素O、Si、Al、Ti、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、 K、H、P等，占整个火成岩总重量的 99.25%；一般 含量>0.1%
• 微量元素：含量（Wb%）小于 0.1% （<1000 ppm part per million, 10-6 )：Rb、Sr、Ba、Zr、Nb、Ta、 Hf、La、Ce、Sm
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典型火成岩的化学成分
SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO
MgO
CaO Na2O K2O H2O+
橄榄岩 42.26 0.63 4.23 3.61 6.58 0.41 31.24 5.05 0.49 0.34 3.91
玄武岩 49.20 1.84 15.74 3.79 7.13 0.20 6.73 9.47 2.91 1.10 0.95
262.0 12.0
347.0 69.0 5.4 0.6 1.9 16.0 31.0
215.0 88.0 38.0 26.0 78.0
402.0 62.0
281.0 125.0
8.0 0.6 4.0 22.0 22.0 83.0 33.0 25.0 20.0 70.0
550.0 7.0 2.7
112.0 0.6
0.1
350.0 21.0 16.6
190.0 11.2 8.2
14.0 0.6
0.3
1.0 0.0 0.0
5.8 0.3 0.2
22.0 4.5 4.4
11.0 17.1 16.9
35.0 2520.0 2869.0
20.0 1860.0 2028.0
10.0 102.0 111.0
25.0 25.0 0.0
B. 次生矿物：主要是地表风化和岩浆期后蚀变而形成的矿 物(产状上限于风化带内)。如钾长石的高岭土化，橄榄石 的蛇纹石化。
C. 它生矿物：岩浆与围岩或捕虏体反应所形成的矿物。如： 硅灰石、红柱石，不是火成岩中出现的矿物，而是由于同 化、混染所致。
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1、基本矿物类型 b — 根据矿物的相对含量(体积分数)
Quartz
0.0
Feldspar
13.2
Clinopyroxene 6.7
Orthopyroxene 18.3
Olivine
59.9
Oxides
1.8
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0.0 57.3 25.7
4.1 9.9 3.0
13.0 64.3
5.9 14.7 0.0 2.0
主量元素
Page 7
2、化学成分控制因素控制因素 b.地质过程
A.主要矿物：含量高，是划分岩石大类的依据。 例如 花岗岩中的石英、长石
B.次要矿物：含量小于主要矿物，对确定岩石种属起作 用的矿物。例如 花岗岩中的黑云母
C.副矿物：分布广泛，但含量很少(< 1％)，一般不参与 岩石命名。 例如 锆石、磷灰石、榍石
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1、基本矿物类型 c — 根据矿物的化学成分
Cations normalized to 100 cations
Si
38.5
46.1 56.4
Ti
0.5
1.0
0.7
Al
3.6
16.9 17.2
Mg
47.6
10.6
5.4
Fe
6.0
7.9
5.6
Ca
2.8
12.5
5.8
Na
0.9
4.7
5.8
K
0.1
0.5
3.0
O
140.2 153.0 161.3
Mineralogy (oxygen units, XFe3+ = 0.10)
安山岩 57.94 0.87 17.02 3.27 4.04 0.14 3.33 6.79 3.48 1.62 0.83
流纹岩 72.82 0.28 13.27 1.48 1.11 0.06 0.39 1.14 3.55 4.30 1.10
Total
2020/9/27
98.75
99.06
99.33
99.50
(3)(2) 中子活化法 （微量元素）
(4) Neutron activation analysis (INAA and RNAA)
(5)(3) 电感耦合等离子体发射光谱法 （微量元素）
(6) Inductively coupled plasma emission spectrometry (ICP)
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Page 10
4、化学成分变异图 — (a)二维变异图
( Jung et al, 1998, Lithos )
Alfred Harker
(1859-1939)
作用
英国岩石学家
✓ 两种元素之间变化的关联
✓ 岩石系列划分
方法
✓ 岩石系列样品的两个指 标在直角坐标系上的投点
2020/9/27
6.4
5.08
1.85
Na2O K2O P2O5
0.57
2.6
0.13
0.3
-
0.2
3.1
3.84
3.71
1.8
3.14
4.10
0.13
0.299
0.12
2020/9/27
玄武岩
(Le Maitre, 1976)
49.97 1.87
15.99 10.70
0.20 6.84 9.62 2.96 1.12 0.35
(weight percentage of oxide) 如： SiO2, Al2O3
单位 ( unit )
国内：WB% 国际：Wt %
✓ 元素的质量 百万分数 (part per million of element mass) 如： Zr, Hf, Y
单位 ( unit )
国内：μg/g 国际：ppm
71.0 53.3 0.0
Rare Earth Elements in ppm
La 2.50 18.00 Ce 7.50 42.00 Nd 7.30 20.00 Sm 2.63 3.90 Eu 1.02 1.18 Gd 3.68 3.60 Tb 0.00 0.56 Dy 4.57 3.50 Ho 0.00 0.76 Er 3.00 2.20 Tm 0.00 0.32 Yb 3.00 2.00 Lu 0.46 0.33
8.60 20.00 11.00 2.80
1.10 3.10 0.48 3.10 0.68 1.90 0.32 1.50 0.25
17.00 45.00 24.00 4.40 1.50 4.00 0.58 3.80 0.82 2.30
0.00 2.30 0.41
30.00 64.00 26.00 4.50 0.88 3.80 0.64 3.50 0.80 2.30
2020/9/27
一、化学成分 二、矿物成分 三、化学成分与矿物成分的联系 四、分类命名
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一、 火成岩的化学成分
1. 一般特点
• 化学成分是影响岩石矿物成分、结构构造的主要因素， 是岩石一切变化的内因；
• 元素含量有高有低， 主量元素（major elements) ＋ 微量元素(trace elements)；
7.1
1.4
1.7
K
2.3
0.33
0.08
0.11
Na
2.2
1.6
0.15
0.84
Mg
1.9
7.6
24.7
18.8
Ti
0.4
1.1
0.12
0.08
C
0.3
H
0.2
Mn
0.07
0.15
0.07
0.33
Ni
Cr
0.51
特点
以硅酸盐为主，富集Si、O
Core
Outer
Inner
10--15
80--85
80
5
20
铁镍核心
2、化学成分控制因素 a. 地球的层圈和成分
氧化物比例 wB%
成分
(氧化物)
地幔 大洋壳 大陆壳 岩浆岩
(Ringwood, 1975)
(Rudnick and (Ronov, 1976)
Gao, 2003)
(Clarke, 1992)
花岗岩
(Le Maitre, 1976)
SiO2 TiO2
Th 120 5600
U
47 1400
Pb 300 12500
1,200 200 4,300
6100 1600 15000
10700 2,800 20,000
85
17
20
7
138
35
Page 14
5、化学成分的测试方法
(1) X射线荧光光谱 法 (主量元素)
(2) X-ray fluorescence (XRF)
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Page 4
2、化学成分控制因素 a. 地球的层圈和成分
元素比例 wB%
Crust
Mantle
Continental Oceanic
Upper
Lower
O
41.2
43.7
44.7
43.7
Si
28
22
21.1
22.5
Al
14.3
7.5
1.9
1.6
Fe
4.7
8.5
5.6
9.8
Ca
3.9
• 主量元素O、Si、Al、Ti、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、 K、H、P等，占整个火成岩总重量的 99.25%；一般 含量>0.1%
• 微量元素：含量（Wb%）小于 0.1% （<1000 ppm part per million, 10-6 )：Rb、Sr、Ba、Zr、Nb、Ta、 Hf、La、Ce、Sm
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Page 2
典型火成岩的化学成分
SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO
MgO
CaO Na2O K2O H2O+
橄榄岩 42.26 0.63 4.23 3.61 6.58 0.41 31.24 5.05 0.49 0.34 3.91
玄武岩 49.20 1.84 15.74 3.79 7.13 0.20 6.73 9.47 2.91 1.10 0.95
262.0 12.0
347.0 69.0 5.4 0.6 1.9 16.0 31.0
215.0 88.0 38.0 26.0 78.0
402.0 62.0
281.0 125.0
8.0 0.6 4.0 22.0 22.0 83.0 33.0 25.0 20.0 70.0
550.0 7.0 2.7
112.0 0.6
0.1
350.0 21.0 16.6
190.0 11.2 8.2
14.0 0.6
0.3
1.0 0.0 0.0
5.8 0.3 0.2
22.0 4.5 4.4
11.0 17.1 16.9
35.0 2520.0 2869.0
20.0 1860.0 2028.0
10.0 102.0 111.0
25.0 25.0 0.0
B. 次生矿物：主要是地表风化和岩浆期后蚀变而形成的矿 物(产状上限于风化带内)。如钾长石的高岭土化，橄榄石 的蛇纹石化。
C. 它生矿物：岩浆与围岩或捕虏体反应所形成的矿物。如： 硅灰石、红柱石，不是火成岩中出现的矿物，而是由于同 化、混染所致。
2020/9/27
Page 16
1、基本矿物类型 b — 根据矿物的相对含量(体积分数)
Quartz
0.0
Feldspar
13.2
Clinopyroxene 6.7
Orthopyroxene 18.3
Olivine
59.9
Oxides
1.8
2020/9/27
0.0 57.3 25.7
4.1 9.9 3.0
13.0 64.3
5.9 14.7 0.0 2.0
主量元素
Page 7
2、化学成分控制因素控制因素 b.地质过程
A.主要矿物：含量高，是划分岩石大类的依据。 例如 花岗岩中的石英、长石
B.次要矿物：含量小于主要矿物，对确定岩石种属起作 用的矿物。例如 花岗岩中的黑云母
C.副矿物：分布广泛，但含量很少(< 1％)，一般不参与 岩石命名。 例如 锆石、磷灰石、榍石
2020/9/27
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1、基本矿物类型 c — 根据矿物的化学成分
Cations normalized to 100 cations
Si
38.5
46.1 56.4
Ti
0.5
1.0
0.7
Al
3.6
16.9 17.2
Mg
47.6
10.6
5.4
Fe
6.0
7.9
5.6
Ca
2.8
12.5
5.8
Na
0.9
4.7
5.8
K
0.1
0.5
3.0
O
140.2 153.0 161.3
Mineralogy (oxygen units, XFe3+ = 0.10)
安山岩 57.94 0.87 17.02 3.27 4.04 0.14 3.33 6.79 3.48 1.62 0.83
流纹岩 72.82 0.28 13.27 1.48 1.11 0.06 0.39 1.14 3.55 4.30 1.10
Total
2020/9/27
98.75
99.06
99.33
99.50
(3)(2) 中子活化法 （微量元素）
(4) Neutron activation analysis (INAA and RNAA)
(5)(3) 电感耦合等离子体发射光谱法 （微量元素）
(6) Inductively coupled plasma emission spectrometry (ICP)
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4、化学成分变异图 — (a)二维变异图
( Jung et al, 1998, Lithos )
Alfred Harker
(1859-1939)
作用
英国岩石学家
✓ 两种元素之间变化的关联
✓ 岩石系列划分
方法
✓ 岩石系列样品的两个指 标在直角坐标系上的投点
2020/9/27
6.4
5.08
1.85
Na2O K2O P2O5
0.57
2.6
0.13
0.3
-
0.2
3.1
3.84
3.71
1.8
3.14
4.10
0.13
0.299
0.12
2020/9/27
玄武岩
(Le Maitre, 1976)
49.97 1.87
15.99 10.70
0.20 6.84 9.62 2.96 1.12 0.35
(weight percentage of oxide) 如： SiO2, Al2O3
单位 ( unit )
国内：WB% 国际：Wt %
✓ 元素的质量 百万分数 (part per million of element mass) 如： Zr, Hf, Y
单位 ( unit )
国内：μg/g 国际：ppm
71.0 53.3 0.0
Rare Earth Elements in ppm
La 2.50 18.00 Ce 7.50 42.00 Nd 7.30 20.00 Sm 2.63 3.90 Eu 1.02 1.18 Gd 3.68 3.60 Tb 0.00 0.56 Dy 4.57 3.50 Ho 0.00 0.76 Er 3.00 2.20 Tm 0.00 0.32 Yb 3.00 2.00 Lu 0.46 0.33
8.60 20.00 11.00 2.80
1.10 3.10 0.48 3.10 0.68 1.90 0.32 1.50 0.25
17.00 45.00 24.00 4.40 1.50 4.00 0.58 3.80 0.82 2.30
0.00 2.30 0.41
30.00 64.00 26.00 4.50 0.88 3.80 0.64 3.50 0.80 2.30