岩浆岩的物质成分

Lu、Y
二、岩浆岩的化学成分 3. 同位素：
(1) 稳定同位素：炭、氢、氧、硫
研究意义：主要用来获得岩浆源区的信息 (2) 放射性同位素：火成岩研究中具有重要意义的放射性同位素主要 有 K-Ar、Rb-Sr、Sm-Nd、U-Pb、Th-Pb、Re-Os 和 Hf。 研究意义：主要以此确定火成岩的形成年龄和岩浆源区及岩浆演 化的示踪。
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⑵ 岩浆期后矿物：是岩浆已基本凝固之后，由于受残余 流体
影响而行成的一些矿物。它们往往可交代岩浆岩矿物或充填于
矿物孔隙中，其中包括一些气成矿物和一些自变质矿物，如斜
长石的钠黝帘石化形成的钠长石、黝帘石。
闪长岩 长石受 钠黝帘石化
蛇纹石化辉石橄榄岩
⑶ 成岩矿物：岩浆完全凝固成岩后，由于物化条件的改 变，原处于高温下稳定的矿物就不稳定，会向着更稳定的
图1-1 SiO2与其它氧化物之间的关系
3. 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(基性程度)的
标志。随着SiO2含量的变化，其它氧化物呈现规律性增加或减少。
(2)Al2O3 ：在岩浆岩中含量仅次于 SiO2 ， SiO2 、 Al2O3 与 CaO 、 Na2O、 K2O一起组成长石和副长石类矿物；与 FeO* 、MgO、 CaO
副矿物：指在岩石中含量很少，不到1%，偶达到5%。如 磷灰石、磁铁矿、榍石、锆石，在岩石分类和命 中一般 不起作用。但偶尔可作定种属名称，如 榍石花岗岩。 副矿物的存在也能反映岩浆岩的含矿性和生成条件等 方面的一些特征，对确定岩浆岩形成的时代也可提供一些 依据。
造岩矿物都是随着岩浆岩的物理化学条件的改变而先 后结晶出来的，形成之后还会随着物理化学条件的改变而 变化。
一般不以独立的矿物相出现。主要以类质同像形式替代矿物中
的主要元素，其次是保存在快速固结和冷凝的火山玻璃或气-液包裹
体中，第三是吸附在矿物表面或以杂质的形式存在于矿物矿物晶体 缺陷的间隙中。
Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Pb、Th、U、Zn、Rb、Sr、Ba、Zr、
Nb、Ta、Au、Ag、Pt、W、Sb、Bi、Sn La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、
难于析出的矿物，如花岗岩浆同化泥质岩石后形成的铁铝
榴石、堇青石、红柱石等。
⑸ 次生矿物：岩石在表生作用下形成新的矿物，又称表生
矿物，如长石在表生作用下形成的粘土矿物。
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4. 根据颜色可将矿物分两种：硅铝矿物和铁镁矿物
(1) 硅铝矿物：SiO2与Al2O3的含量较高，不含铁镁，其中包括石英、
En Ol
3. 可按照岩浆岩矿物的形成阶段和形成时的物化条件，将 矿物分成不同的成因类型。 ⑴ 原生矿物：在岩浆结晶过程中所形成的矿物，如橄榄石、辉
石、角闪石、云母、长石、石英等。也包括部分岩浆作用晚期 析出的富含挥发份的矿物，如电气石、萤石等。
先生成的正岩浆矿物可与残浆的反应而形成新矿物，
称为反应矿物。如反应不彻底，原来的矿物还有部分残留， 如反应边内部的橄榄石就称为残余物。
SiO254% SiO248%
斜方辉石 (Fe,Mg)2Si2O6 普通辉石 (CaNaK)…Al(AlSi)2O6
角闪石
黑云母 石 英 钾长石 斜长石 霞 石
CaNaK…(Al4O11)2(OH…) SiO239%
KAl…(AlSiO3O10)(OH…) SiO239% K2O10% SiO2 KAlSi3O8 NaAlSi3/CaAl2Si2O8 NaAlSiO4 SiO2100% SiO271% K2O8% SiO268-50% SiO240% Na2O16%
3. 主要造岩氧化物 (4) FeO*、MgO、MnO与SiO2 结合形成橄榄石、辉石等矿物。
(5) TiO2与FeO 组成钛铁矿，与CaO结合生成榍石，与P2O5、CaO结 合则形成磷灰石。TiO2结合形成橄榄石、辉石等矿物。
二、岩浆岩的化学成分 2. 微量元素： 含量甚微，usually < 0.1%。
(2) 影响矿物共生组合的因素，除了温度、压力外，主要决
定于岩浆岩的化学成分，特别是SiO2的含量。
① 当SiO2含量过饱和时，除了形成硅酸盐矿物之外，可以形
成石英。
② 当SiO2含量不足时，可能出现橄榄石、霞石、白榴石等矿 物，这些矿物称为SiO2不饱和的矿物。
Mg2SiO4 + SiO2 镁橄榄石 液相 NaAlSiO4 + 2SiO2 霞石 液相 KAlSiO4 + 2SiO2 白榴石 液相 MgSiO3(1557℃) 顽火辉石 NaAlSi3O8 钠长石 KAlSi3O8 正长石
碱性岩
64.30
0.52 16.21 2.44 2.57 0.16 0.63 1.71 5.00 5.51 0.32 0.12 0.51 100.00
70.4
0.31 14.48 1.38 1.77 0.08 0.94 1.93 3.77 3.99 0.65 0.18 0.32 100.00
从表1-2、1-3可以看出，决大多数岩浆岩以SiO2含量为最多， 其次是 Al2O3，它们的变化常反映了岩浆岩的化学性质并影响矿 物成分。
等结合形成辉石、角闪石、黑云母等矿物。
(3) Na2O 和K2O ：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。
a. Al2O3< Na2O +K2O (分子数比，下同)：碱过饱和岩石
b. Al2O3> Na2O +K2O+CaO(分子数比)：铝过饱和岩石 c. Na2O +K2O < Al2O3 < Na2O +K2O+CaO ：钙碱性岩
基性岩
48.25
2.08 14.90 4.17 7.61 0.21 6.93 8.27 3.30 1.72 1.47 0.56 0.53 100.00
超基性岩
43.67
0.90 4.53 4.22 7.77 0.25 25.34 8.79 0.90 0.41 2.84 0.11 0.27 100.00
一、岩浆岩的矿物成分
(一) 矿物成分：能够反映岩石的化学成分，也是岩石分类命
名的主要依据，还是判断岩石生成条件的重要标志。
1. 矿物成分作为岩浆岩分类和定名的主要依据；组成 岩浆岩的矿物，称为造岩矿物，常见的只有20多种。
实用矿物化学
橄榄石 (Fe,Mg)2SiO4 SiO239% MgO40%
30 35 37 38 98
更长石 中长石
拉长石 黑云母 角闪石 斜方辉石 单斜辉石 橄榄石 磁铁矿 钛铁矿
5 1
2 7 4
3 13
1 3 6 14 7 2 2
2 1 微 微
9
2 1 微 微
16
1 微 1
18
2 微 微
18
磷灰石 榍石 色率
注意：
长石、石英是岩浆岩鉴别和分类的重要依据。
2. 造岩矿物按其含量和在岩浆岩分类和命名中所以的作 用，将它们分为：
第三章 岩浆岩的物质成分
1. 岩浆岩的矿物成分
2. 岩浆岩的化学成分
3. 岩浆岩的矿物共生组合规律以及化学成分关系
4. 火成岩形成条件对矿物共生组合的影响
二、岩浆岩的化学成分
类型：主要元素、微量元素和同位素
1. 主要元素：
O, Si, Al, Fe, Na, K, Mg, Ca, Ti, P, H, Mn, C等，其中氧的含量 最高。 常用氧化物的形式表示岩浆岩的成分，即： SiO2 、 TiO2 、 Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、K2O、Na2O、 P2O5 、 H2O和CO2等13 种，每种氧化物含量一般>0.1%，占岩浆岩平均化 学成分的98%左右。
第三章 岩浆岩的物质成分
1. 岩浆岩的矿物成分
2. 岩浆岩的化学成分
3. 岩浆岩的矿物共生组合规律以及化学成分关系
4. 火成岩形成条件对矿物共生组合的影响
3. 岩浆岩的矿物共生组合规律 以及化学成分关系
(1) 自然界的岩浆岩不是任意组合的，而是有规律的共生，
这种规律称为共生组合。反映在矿物成分的共生规律称为矿物 共生组合。
③ 当SiO2含量饱和时，可能出现辉石、角闪石、斜长石、钾
长石等，这些矿物称为SiO2饱和的矿物。
※6 种典型的岩浆岩矿物共生组合
(1) 橄榄石＋辉石组合: 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），不出现石英和长石。
(2) 基性斜长石＋辉石组合： 相当于基性岩，铝和钙较多，铁、镁和硅均较充分，主要形成
表1-1 常见岩浆岩类平均矿物成分
矿物Байду номын сангаас
石英 正长石或斜长 石
岩类
花岗岩
正长岩
花岗 闪长岩
石英 闪长岩
闪长 岩
辉长岩
橄榄 辉绿岩
辉绿岩
纯橄榄 岩
25 40 26 72 12
21 15 46
20 6 56 4 8 1 3
2 3 64 65 63 62 1 1 21 12 2 2 29 3 2 2 95 3 5 12 3 8 2 微 微
基性斜长石和辉石，二者近于1:1，不出现石英。 (3) 中性斜长石＋角闪石组合： 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≈2:1。
※6 种典型的岩浆岩矿物共生组合
(4) 石英＋钾长石＋酸性斜长石＋黑云母组合： 相当于酸性岩，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。 (5) 钾长石＋黑云母＋角闪石组合：