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岩浆岩岩石学-第2章岩浆岩的物质成分-西北大学-国家级精品课程 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第第 二二 章章 岩岩 浆浆 岩岩 的的 物物 质质 成成 分分 化化 学学 成成 分分 矿矿 物物 成成 分分 共共 生生 组组 合合 与与 化化 学学 成成 分分 的的 关关 系系一、一、岩岩 浆浆 岩岩 的的 化化 学学 成成 分分1.造造 岩岩 元元 素：素：O,Si,Al,Fe,Mg,Ca,Na,K,Ti 等，等，其其 总总 和和 约约 占占 岩岩 浆浆 岩岩 总总 重重 量量 的的 99.25%氧氧 的的 含含 量量 最最 高高,占占 岩岩 浆浆 岩岩 重重 量量 的的46.59%,46.59%,占占 体体 积积 的的 94.2%94.2%2.次次 要要 元元 素素：P,H,Mn,B 等等 3.以以 氧氧 化化 物物 表表 示示:SiO2,Al2O3,Fe2O3,FeO,MgO,CaO,K2O,Na2O 和和 H2O 等等9 种种 最最 重重 要要,占占 岩岩 浆浆 岩岩 平平 均均 化化 学学 成成 分分 的的98%左左 右右.SiO2 3475%少少 数数 可可 达达 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 0.515%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 少少 超超 过过 2%4.SiO2 是是 最最 重重 要要 的的 成成 分。分。是是 岩岩 石石 酸酸 性性 程程 度度（基基 性性 程程 度）度）的的 标标 志。志。超超 基基 性性 岩岩 SiO266%5.岩岩 浆浆 岩岩 化化 学学 成成 分分 变变 化化 规规 律律6.微微 量量 元元 素素岩岩 浆浆 中中 存存 在在 大大 量量 微微 量量 元元 素：素：Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Ba、Ta、Pb、Th、U 等等 微微 量量 元元 素素 丰丰 度度 及及 其其 比比 值（值（如如 K/Rb、K/Ba、Rb/Sr、Nb/Ta、Th/U 等，等，对对 探探 讨讨 岩岩 石石 成成 因因 和和 岩岩 浆浆 演演 化化 有有 重重 要要 意意 义。义。7.同同 位位 素素 及及 其其 比比 值值 Sr87/Sr86,Pb206/Pb204,Pb207/Pb204,O18/O16,S34/S32 等等 同同 位位 素素 丰丰 度度 及及 其其 比比 值值 对对 于于 探探 讨讨 岩岩 浆浆 起起 源源 及及 其其 演演 化化 具具 有有 重重 要要 意意 义义.二二.岩岩 浆浆 岩岩 的的 矿矿 物物 成成 分分 岩岩 浆浆 岩岩 的的 矿矿 物物 成成 分分,对对 于于 了了 解解 岩岩 石石 的的 化化 学学 成成 分、分、生生 成成 条条 件，件，以以 及及 岩岩 石石 成成 因因 都都 有有 重重 大大 意意 义。义。同同 时，时，它它 也也 是是 岩岩 浆浆 岩岩 分分 类类 和和 鉴鉴 别别 的的 主主 要要 依依 据。据。组组 成成 岩岩 浆浆 岩岩 的的 矿矿 物，物，常常 见见 的的 不不 过过20 几几 种，种，这这 些些 构构 成成 岩岩 石石 的的 矿矿 物物 统统 称称 为为 造造 岩岩 矿矿 物。物。（一）、一）、硅硅 铝铝 矿矿 物物 和和 铁铁 镁镁 矿矿 物物 1.硅硅 铝铝 矿矿 物物 ：SiO2 和和Al2O3 含含 量量 较较 高，高，不不 含含 铁铁 镁。镁。如如 石石 英、英、长长 石石 类类 及及 似似 长长 石石 类。类。这这 些些 矿矿 物物 颜颜 色色 均均 较较 浅，浅，所所 以以 又又 叫叫 浅浅 色色 矿矿 物。物。2.铁铁 镁镁 矿矿 物物：FeO 与与MgO 含含 量量 较较 高，高，SiO2 含含 量量 较较 低。低。如如 橄橄 榄榄 石、石、辉辉 石石 类、类、角角 闪闪 石石 类类 和和 黑黑 云云 母母 类。类。这这 些些 矿矿 物物 颜颜 色色 一一 般般 较较 深，深，所所 以以 又又 叫叫 暗暗 色色 矿矿 物。物。3.色色 率率：岩岩 浆浆 岩岩 中中 暗暗 色色 矿矿 物物 的的 百百 分分 含含 量量 称称 为为 色色 率。率。4.浅浅 色色 岩岩：习习 惯惯 上上 把把 花花 岗岗 岩、岩、正正 长长 岩岩 等等 浅浅 色色 矿矿 物物 占占 优优 势势 的的 岩岩 石石 称称 为为 浅浅 色色 岩。岩。其其 色色 率率 在在030 之之 间。间。5.暗暗 色色 岩岩：色色 率率 在在60100，以以 暗暗 色色 矿矿 物物 占占 优优 势势 的的 岩岩 石石 称称 为为 暗暗 色色 岩。岩。如如 橄橄 榄榄 岩、岩、辉辉 长长 岩岩 等。等。6.根根 据据 色色 率率:可可 以以 粗粗 略略 判判 断断 岩岩 石石 的的 成成 分分 和和 酸酸 性性 程程 度。度。（二）、二）、主要矿物、主要矿物、次要矿物、次要矿物、副矿物副矿物 1.主主 要要 矿矿 物物：在在 岩岩 石石 中中 含含 量量 众众 多，多，对对 于于 确确 定定 岩岩 石石 名名 称称 是是 不不 可可 缺缺 少少 的，的，在在 分分 类类 命命 名名 上上 起起 主主 要要 作作 用。用。如如 石石 英、英、钾钾 长长 石石 是是 花花 岗岗 岩岩 的的 主主 要要 矿矿 物。物。2.次次 要要 矿矿 物物：在在 岩岩 石石 中中 含含 量量 次次 于于 主主 要要 矿矿 物，物，对对 于于 划划 分分 岩岩 石石 大大 类类 不不 起起 主主 要要 作作 用，用，但但 对对 确确 定定 岩岩 石石 种种 属属 起起 一一 定定 作作 用用 的的 那那 些些 矿矿 物。物。如如 闪闪 长长 岩岩 中中 的的 石石 英，英，含含 量量 约约2，没没 有有 石石 英英 也也 叫叫 闪闪 长长 岩；岩；当当 石石 英英5 时，时，则则 叫叫 石石 英英 闪闪 长长 岩。岩。3.副副 矿矿 物物：含含 量量 很很 少，少，常常 小小 于于1，个个 别别 情情 况况 可可 达达 5，在在 一一 般般 的的 分分 类类 命命 名名 中中 均均 不不 起起 作作 用。用。但但 它它 们们 对对 于于 了了 解解 一一 个个 岩岩 体体 的的 形形 成成 条条 件，件，对对 比比 不不 同同 岩岩 体，体，确确 定定 岩岩 体体 时时 代代 以以 及及 研研 究究 稀稀 散散 元元 素素 有有 重重 要要 意意 义。义。（三）、三）、岩岩 浆浆 岩岩 矿矿 物物 的的 成成 因因 类类 型型 按按 矿矿 物物 形形 成成 阶阶 段段 及及 形形 成成 时时 的的 物物 理理 化化 学学 条条 件件 划划 分分 1.原原 生生 岩岩 浆浆 矿矿 物物：岩岩 浆浆 冷冷 凝凝 过过 程程 中中 形形 成成 的的 矿矿 物。物。按按 成成 因因 特特 点点 又又 可可 分分 为为 以以 下下 三三 类：类：正正 常常 矿矿 物物：直直 接接 从从 岩岩 浆浆 中中 结结 晶晶 出出 来来 而而 且且 在在 岩岩 石石 形形 成成 过过 程程 中中 稳稳 定定 的的 矿矿 物。物。残残 余余 矿矿 物物 和和 反反 应应 矿矿 物物：矿矿 物物 从从 岩岩 浆浆 中中 析析 出出 后，后，因因 温温 度、度、压压 力、力、成成 分分 等等 发发 生生 变变 化，化，使使 这这 些些 矿矿 物物 受受 到到 部部 分分 溶溶 蚀、蚀、反反 应应 或或 分分 解。解。其其 中中 尚尚 未未 遭遭 受受 变变 化化 的的 残残 余余 部部 分分 叫叫 残残 余余 矿矿 物；物；已已 经经 受受 反反 应、应、分分 解解 而而 形形 成成 的的 新新 矿矿 物物 称称 反反 应应 矿矿 物。物。如如 橄橄 榄榄 石石 的的 辉辉 石石 反反 应应 边。边。2.成成 岩岩 矿矿 物物：在在 岩岩 浆浆 完完 全全 结结 晶晶 后，后，由由 于于 外外 界界 物物 理理 化化 学学 条条 件件 的的 变变 化（化（主主 要要 是是 温温 度度 和和 压压 力力 的的 降降 低，低，使使 原原 生生 岩岩 浆浆 矿矿 物物 发发 生生 转转 变变 而而 新新 形形 成成 的的 矿矿 物物 叫叫 成成 岩岩 矿矿 物。物。如如 透透 长长 石石 正正 长长 石。石。3.岩岩 浆浆 期期 后后 矿矿 物物：在在 岩岩 浆浆 已已 基基 本本 上上 凝凝 固固 成成 固固 体体 的的 岩岩 石石 后，后，由由 于于 受受 残残 余余 挥挥 发发 份份 和和 岩岩 浆浆 期期 后后 溶溶 液液 作作 用用 而而 生生 成成 岩岩 浆浆 期期 后后 矿矿 物。物。它它 们们 往往 往往 交交 代代 原原 生生 矿矿 物物 或或 充充 填填 在在 矿矿 物物 的的 孔孔 隙隙 及及 晶晶 洞洞 中。中。4.它它 生生 矿矿 物物：它它 们们 是是 由由 于于 岩岩 浆浆 同同 化化 了了 围围 岩岩 和和 捕捕 虏虏 体体 所所 引引 起起 的。的。这这 类类 矿矿 物物 的的 形形 成成 反反 映映 了了 岩岩 浆浆 中中 外外 来来 组组 分分 的的 参参 与。与。如如 富富 铝铝 矿矿 物物 红红 柱柱 石、石、堇堇 青青 石、石、矽矽 线线 石石 就就 是是 岩岩 浆浆 同同 化化 了了 富富 铝铝 围围 岩岩 的的 产产 物。物。5.外外 生生 矿矿 物物：岩岩 浆浆 受受 外外 营营 力，力，如如 地地 表表 风风 化化 形形 成成 的的 矿矿 物，物，也也 称称 表表 生生 矿矿 物。物。如如 绢绢 云云 母、母、高高 岭岭 石。石。岩岩 浆浆 期期 后后 矿矿 物，物，尤尤 其其 是是 一一 些些 自自 变变 质质 矿矿 物物 常常 常常 与与 外外 生生 矿矿 物物 难难 以以 区区 别，别，镜镜 下下 无无 法法 区区 分分 时，时，统统 称称 为为 次次 生生 矿矿 物。物。（四）、四）、矿物共生组合规律及其与化学成分的关系矿物共生组合规律及其与化学成分的关系 1.SiO2 含含 量量 对对 矿矿 物物 共共 生生 组组 合合 的的 影影 响响 石石 英英 游游 离离 的的SiO2 结结 晶晶 产产 物物 岩岩 浆浆 中中SiO2 过过 饱饱 和和 指指 示示 矿矿 物物 镁镁 橄橄 榄榄 石石 岩岩 浆浆 中中SiO2 不不 足（足（不不 饱饱 和和）指指 示示 矿矿 物物 岩岩 浆浆 中中 石石 英英 与与 镁镁 橄橄 榄榄 石石 不不 共共 生生 Mg2SiO4 +SiO2 MgSiO3(1557)镁镁 橄橄 榄榄 石石 液液 相相 顽顽 火火 辉辉 石石霞霞 石、石、白白 榴榴 石石 等等 似似 长长 石石 类类 矿矿 物物 与与 石石 英英 不不 共共 生生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 饱饱 和和 矿矿 物：物：岩岩 浆浆 中中 可可 以以 与与 石石 英英 共共 生生 的的 矿矿 物。物。不不 饱饱 和和 矿矿 物：物：岩岩 浆浆 中中 不不 能能 与与 石石 英英 共共 生生 的的 矿矿 物。物。过过 饱饱 和和 岩岩 石石 饱饱 和和 岩岩 石石 不不 饱饱 和和 岩岩 石石六六 种种 典典 型型 的的 岩岩 浆浆 岩岩 矿矿 物物 共共 生生 组组 合合 （1）橄橄 榄榄 石石 辉辉 石石 组组 合合:相相 当当 于于 超超 基基 性性 岩岩,钙、钙、铁、铁、镁镁 多多 而而 硅硅 少，少，且且 贫贫 碱，碱，出出 现现 大大 量量 镁镁 铁铁 矿矿 物（物（橄橄 榄榄 石石 辉辉 石石 等），等），不不 出出 现现 石石 英英 和和 长长 石。石。（2）基基 性性 斜斜 长长 石石 辉辉 石石 组组 合：合：相相 当当 于于 基基 性性 岩，岩，铝铝 和和 钙钙 较较 多，多，铁、铁、镁镁 和和 硅硅 均均 较较 充充 分，分，主主 要要 形形 成成 基基 性性 斜斜 长长 石石 和和 辉辉 石，石，二二 者者 近近 于于1：1，不不 出出 现现 石石 英。英。（3）中中 性性 斜斜 长长 石石 角角 闪闪 石石 组组 合：合：相相 当当 于于 中中 性性 岩，岩，钠、钠、钾钾 略略 有有 增增 加，加，铝、铝、硅硅、钙、钙、铁铁、镁、镁 均均 较较 充充 分，分，主主 要要 形形 成成 中中 性性 斜斜 长长 石石、角角 闪闪 石、石、黑黑 云云 母，母，可可 能能 出出 现现 少少 量量 石石 英英 和和 钾钾 长长 石，石，浅浅 色色 矿矿 物：物：暗暗 色色 矿矿 物物2：1。（4）石石 英英 钾钾 长长 石石 酸酸 性性 斜斜 长长 石石 组组 合：合：相相 当当 于于 酸酸 性性 岩，岩，钠、钠、钾、钾、硅硅 含含 量量 高，高，铁、铁、镁、镁、钙钙 低，低，石石 英、英、钾钾 长长 石、石、酸酸 性性 斜斜 长长 石石 等等 浅浅 色色 矿矿 物物 为为 主。主。（5）钾钾 长长 石石 黑黑 云云 母母 角角 闪闪 石石 组组 合：合：其其SiO2 相相 当当 于于 中中 性性 岩，岩，钠、钠、钾钾 高高 而而 铁铁、镁、镁 低，低，大大 量量 出出 现现 钾钾 长长 石。石。（6）霞霞 石石 钾钾 长长 石石 组组 合：合：其其SiO2 接接 近于基性近于基性 岩（岩（平平 均均53.36，钠、钠、钾钾 含含 量量 很很 高，高，出出 现现 霞霞 石，石，因因 钠钠 过过 多，多，故故 常常 出出 现现 碱碱 性性 暗暗 色色 矿矿 物。物。2.碱碱 质质 含含 量量 对对 矿矿 物物 共共 生生 组组 合合 的的 影影 响响 在在 岩岩 浆浆 岩岩 中，中，碱碱 质质 含含 量量 一一 般般 随随SiO2 含含 量量 的的 增增 加加 而而 增增 加，加，但但 在在SiO2 含含 量量 相相 同同 的的 岩岩 石石 中，中，有有 些些 岩岩 石石K2O+Na2O 含含 量量 偏偏 高，高，就就 会会 形形 成成 富富 含含 碱碱 质质 的的 岩岩 石。石。通通 常常 根根 据据 岩岩 石石 中中SiO2 及及 K2O+Na2O 含含 量量 以以 及及 里里 特特 曼曼 指指 数，数，可可 将将 岩岩 石石 划划 分分 为：为：钙钙 碱碱 性性 系系 列列:（9）里里 特特 曼曼 指指 数：数：也也 称称 组组 合合 指指 数，数，是是 用用 以以 反反 应应 岩岩 浆浆 岩岩 组组 合合 及及 岩岩 浆浆 岩岩 岩岩 石石 碱碱 性性 特特 征征 的的 参参 数，数，由由 里里 特特 曼曼1957 年年 提提 出。出。其其 表表 达达 式式 为为（K2O+Na2O)2/(SiO2-43),其其 中中K2O、Na2O、SiO2 均均 为为 氧氧 化化 物物 重重 量量 百百 分分 数。数。3.Al2O3 含含 量量 对对 岩岩 浆浆 岩岩 矿矿 物物 成成 分分 的的 影影 响响 Al2O3 含含 量量 与与 铝铝 硅硅 酸酸 盐盐 矿矿 物物 的的 种种 属属 有有 很很 大大 关关 系系.通通 常常 根根 据据Al2O3 与与CaO、K2O、Na2O 分分 子子 数数 的的 相相 对对 值值,及及 在在 矿矿 物物 成成 分分 上上 的的 反反 映映,可可 将将 岩岩 浆浆 岩岩 划划 分分 为为 四四 种种 类类 型型:(1)过过 铝铝 质质 岩岩 石石:Al2O3(CaO+K2O+Na2O),特特 征征 矿矿 物物 是是 白白 云云 母、母、黄黄 玉、玉、电电 气气 石、石、锰锰 铝铝 铁铁 铝铝 榴榴 石、石、刚刚 玉、玉、红红 柱柱 石石 和和 矽矽 线线 石。石。(2)偏偏 铝铝 质质 岩岩 石石:（K2O+Na2O)Al2O3(CaO+K2O+Na2O).出出 现现 的的 铝铝 硅硅 酸酸 盐盐 矿矿 物物 是是 黑黑 云云 母、母、角角 闪闪 石石 和和 黄黄 长长 石。石。(3)亚亚 铝铝 质质 岩岩 石石:Al2O3(CaO+K2O+Na2O),主主 要要 含含 铝铝 矿矿 物物 是是 长长 石石 和和 似似 长长 石石.(4)过过 碱碱 质质 岩岩 石石:Al2O3(K2O+Na2O),Al2O3 K2O 较较 少少 见见.以以 出出 现现 碱碱 性性 铁铁 镁镁 质质 矿矿 物物 为为 特特 征征,如如 霓霓 辉辉 石、石、霓霓 石、石、钠钠 闪闪 石、石、碱碱 锰锰 闪闪 石石 和和 斜斜 红红 闪闪 石石 等。等。