岩浆岩和化学成分及矿物成分有什么关系

岩浆岩和化学成分及矿物成分有什么关系,第1张

虽然各种岩浆岩之间存在着化学成分、矿物成分、结构、产状和成因等方面的差异,但是它们彼此之间又有着一定的过渡关系

一、岩浆岩的化学成分

地球化学研究资料表明,差不多地壳中所有的元素都可以在岩浆岩中出现,但其含量却很不相同,含量最多的是:O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti等元素,这些元素称为造岩元素,其总和约占岩浆岩总重量的9925%,其次为P、H、Mn、B等元素,氧的含量最高,占岩浆岩重量4659%,占体积942%

在研究岩浆岩的化学成分时常常用氧化物重量百分比来表示

二、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分类和鉴别的主要依据组成岩浆岩的矿物,常见的不过20几种,这些构成岩石的矿物通称为造岩矿物

例如花岗岩有五种共生矿物:钾长石约50%,石英约25%,酸性斜长石约14%,黑云母约5%,角闪石4%

随着SiO2含量的增加,岩石中浅色矿物含量增加,而随岩石中FeO、MgO含量升高,则暗色矿物的含量增高,可划分出下列六种典型组合:

(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,故构成大量铁镁暗色矿物(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,Al2O3和CaO多,FeO、MgO和SiO2均较充分,主要形成基性斜长石和辉石,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,Na2O和K2O略有增加,Al2O3、SiO2、CaO、FeO、MgO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,浅色矿物同暗色矿物之比约2:1

(4)、石英—钾长石—酸性斜长石组合:相当于酸性岩,Na2O、K2O和SiO2含量高,FeO、MgO和CaO含量低,因而大量出现石英、钾长石、酸性斜长石等浅色矿物,暗色矿物很少,浅色矿物同暗色矿物之比一般大于十比一

(5)、钾长石—黑云母—角闪石组合:该组合按SiO2含量相当于中性岩,Na2O和K2O多,FeO和MgO低,因而大量出现钾长石

(6)、霞石—钾长石组合:按SiO2含量较接近于基性岩(SiO2平均为5336%),Na2O和K2O含量高,所以出现霞石,因Na2O过多,故常出现碱性暗色矿物

岩浆岩中的矿物共生组合与化学成分有什么关系一、岩浆岩的物质组成岩浆岩的物质成分分为化学成分(已述)和矿物成分。一)岩浆岩的矿物成分岩浆岩中常见矿物约十余种,根据其在不同岩类中的含量和分类命名中所起的作用,可分为三大类。1主要造岩矿物:在岩石中含量较高,对岩石的命名起主要作用的矿物。例如石英、长石、橄榄石等。2次要造岩矿物:在岩石中含量较少,对岩石的大类划分不起作用,但对岩石的进一步划分起作用的矿物,如黑云母、角闪石等。3副矿物:岩石中含量极少(一般10mm。2)粗粒结构:矿物颗粒为10-5mm。3)中粒结构:矿物颗粒为5-2mm。4)细粒结构:矿物颗粒为2-02mm。5)微粒结构:矿物颗粒<02mm。6)隐晶质结构:肉眼不可辩矿物颗粒组成岩石的统称按相对大小:1)等粒结构矿物颗粒大小相等。2)不等粒结构矿物颗粒大小不相等,但差别不大。3)斑状结构与似斑状结构:矿物颗粒大小相差悬殊,大的称为斑晶,小的称为基质。当基质为隐晶质时,称为斑状结构,若为显晶质时称为似斑状结构。3按矿物的自形成度(晶体矿物发育的完整程度)1)自形结构:矿物晶体具有完整的晶形,2)半自形结构:组成岩石的单个矿物晶体上,部分晶面完整,部分不完整,而构成的一种结构。3)它形结构:矿物颗粒无完整晶形的一种结构。二)岩浆岩的构造 常见的构造有以下几种:1块状构造:岩石中的矿物均匀分布,各矿物的排列无规律。2斑杂构造:岩石中的矿物不均匀分布,某些矿物局部相对集中,而形成如同豹皮状的一种构造。3条带状构造:深浅色矿物呈层分布,而形成的一种构造。条带状构造一般多发育于岩体的边缘部位。4流纹构造、气孔和杏仁构造、枕状构造等三、岩浆岩的分类 岩浆岩可从以下几个方面进行分类:一)按化学成分的分类在岩浆的划分中,起较大作用的化学成分是酸度和碱度, 一般先以SiO2含量将岩浆划分为:超基性岩( SiO2〈45%)、基性岩( SiO245%-53%)、中性岩( SiO253%-66%)和酸性岩( SiO2 〉66%)四大类。然后再根据碱度( Na 2O 、 K2O)的含量或里特曼指数(δ= ( Na 2O +K2O)ª/ SiO2 –43)将上述各类进一步划分为:钙碱性系列( δ〈33)、碱性系列( δ=33—9)、过碱性系列( δ〉9)三个系列。二)按矿物成分分类主要依据石英、长石、似长石(霞石、白榴石)和暗色矿物的含量及种类,来划分岩浆岩大类中的岩石系列。超基性岩以不含石英、基本不含长石和含大量暗色矿物为其特征;酸性岩类以含石英和贫暗色矿物为特征;基性岩及中性岩类以所含长石类型及暗色矿物种类加以区别。钙碱性系列岩石以不含似长石为特征,碱性岩以含似长石为特征。三)按岩石的产状、结构构造分类岩浆岩的产状与其结构构造也是分类的重要依据,因为,即使岩石的化学成分相同,因其产状、结构构造的不同,可将其分为深成岩、浅成岩和喷出岩。参考上述分类方案,本教材将岩浆岩分为五大类:1超基性岩类:橄榄岩—苦橄岩类;2基性岩类:辉长岩—玄武岩;3中性岩类:1)钙碱性岩:闪长岩—安山岩类(以斜长石为主);2)碱性岩类:正长岩—粗面岩类(以钾长石为主);4酸性岩类:花岗岩—流纹岩类;5脉岩类;具体划分方案见P168表11-3。(注意该表中错误的更正)关于“玢岩”与“斑岩”的用法1)玢岩是指浅成岩中具有斑状结构且斑晶以斜长石、暗色矿物为主的岩石。例如,苦橄玢岩、闪长玢岩等。2)斑岩是指浅成岩中具有斑状结构且斑晶以钾长石、似长石、石英为主的岩石。例如,正长斑岩、花岗斑岩等。岩浆岩中的矿物共生组合与化学成分有什么关系

1、石英 石英是花岗岩类岩石的主要矿物。其形态除在文像花岗岩中呈蠕虫状外和在浅成岩和喷出岩中可呈六方双锥的斑晶外,在绝大多数情况下呈它形粒状的晶体。颜色从无色到烟灰色。晶面呈玻璃光泽,但常见到的是断口面上的油脂光泽。与钾长石、酸性斜长石、黑云母共生。抗风化能力强,在岩石风化面上常呈现出明显的凸起。与长石的区别在于无解理,看不到双晶,油脂光泽和无风化产物。

2、钾长石 钾长石包括正长石、微斜长石、条纹长石、透长石等。产于侵入岩中的主要是正长石和微斜长石,在浅成岩和喷出岩中可以是透长石。条纹长石是正长石或微斜长石与钠长石交生的产物,其中正长石或微斜长石多于钠长石。颜色是鉴别钾长石的一个重要标志。钾长石通常是肉红色的,但也有呈紫红色、白色、灰白色,甚至灰黑色。钾长石在风化过程中颜色会发生改变,肉红色可变成灰白色,灰白色也可变为肉红色。而且酸性斜长石也常呈肉红色。因此,颜色不能作为钾长石鉴定时的特征性标志。产于深成岩中的钾长石、微斜长石常呈它形粒状晶体。当钾长石在斑状、似斑状岩石中构成斑晶时,常呈板状、板柱状自形的晶体。野外鉴定长石时要特别注意双晶的观察。当旋转标本,发现长石解理面上出现一半反光,一半不反光时,此即为卡斯巴双晶;当出现相间反光时即为聚片双晶。钾长石常具卡斯巴双晶,而斜长石常具聚片双晶。这才是区别钾长石和斜长石最重要的标志。如果在大的钾长石晶体上,见有根须状的细脉,而且细脉的颜色又较浅,则为条纹长石。钾长石风化时,常生成白色的土状高岭石。

3、斜长石 斜长石广泛出现在各类岩浆岩中。斜长石的种类和含量对于岩浆岩的分类和鉴定至关重要。斜长石可呈不同的色调,一般基性斜长石颜色较深,为深灰色到灰白色;酸性斜长石颜色较浅,可呈灰白、肉红色。基性斜长石由于遭受钠黝帘石化,其蚀变产物常带绿色色调;而酸性斜长石易绢云母化,其风化产物多呈灰白色。在基性浅成岩或喷出岩(如辉绿岩、玄武岩)中,由于斜长石颜色较深且结晶细小,因此很难辩认。这时,可采集半风化的标本观察,由于斜长石风化后颜色变浅,而与暗色矿物易于区别。聚片双晶是斜长石的重要鉴定标志。将标本向不同方向旋转,直到用野外或放大镜看到晶面或解理面上出现一组平行的明暗相间的直线或折线,这就是双晶纹。一般情况下,酸性斜长石双晶纹密集且平直,而基性斜长石的双晶纹较稀且不够平直。

4、普通角闪石 普通角闪石是闪长岩、正长岩中常出现的矿物,也常出现在花岗岩中。普通角闪石多呈黑色、暗绿色,有时为褐色。在侵入岩中的角闪石多呈长柱状晶体,但在某些花岗岩、花岗闪长岩中,角闪石的一向伸长的结晶习性并不显著。角闪石在解理、光泽、硬度上与辉石相近,因此易与辉石混淆。野外鉴定时可根据解理夹角相区分。具体做法是:在照射光下看到一组反光良好的阶梯状反光面(解理面),然后在眼睛的注视下转动标本,直到观察到第二组反光面,其旋转角度就是解理夹角。估计这个角度,若近90度,即为辉石;若为较明显的锐角或钝角,则为角闪石。另外,普通角闪石常与石英、钾长石、黑云母共生;而辉石则常与橄榄石、基性斜长石共生。在花岗岩中,普通角闪石与黑云母有时也会混淆,其区别在于,角闪石硬度大于小刀,用小刀刻划只能得到碎屑状颗粒,解理面上为玻璃光泽;而黑云母硬度小于小刀,用小刀可挑成薄片,解理面具珍珠光泽。另外,遭受风化后的角闪石常具绿色色调,而黑云母风化后常具褐色色调。

5、辉石 辉石为超基性岩和基性岩中最主要的矿物,另外在安山岩中常以斑晶出现。大多数辉石呈绿黑色,少量辉石呈灰绿色(如透辉石)。产于侵入岩中的辉石一般呈等轴的粒状。辉石具两组近于垂直的解理,常构成不整齐的阶梯状断口。辉石最常见的次生变化是蛇纹石化和纤闪石化。蛇纹石交代辉石常形成具丝绢光泽的“绢石”。

6、橄榄石 橄榄石是超基性岩和基性岩中常见的矿物,其含量是这两类岩石分类鉴定的重要依据。新鲜的橄榄石是砂糖状晶体,呈橄榄绿色或黄绿色,一般为油脂光泽,贝壳状断口,不具解理,因此较易与辉石区别。侵入岩的橄榄石常蚀变为蛇纹石和滑石,由橄榄石蚀变的蛇纹石常呈黑绿色、黑色,具油脂光泽,并常可见由细粒磁铁矿组成的网状细脉。喷出岩(玄武岩)中橄榄石斑晶常蚀变成褐红色的具橄榄石假象的伊丁石。橄榄石是抗风化能力很弱的矿物,地表露头上很难见到新鲜的橄榄石。

7、黑云母 黑云母主要出现在酸性的岩石中,新鲜的黑云母呈黑色或黑褐色,风化后褪色,常呈金**,解理极完全,常呈片状,在手标本中常可见到与晶体大小一致的平整的反光面,并可见珍珠光泽,硬度小于小刀。根据以上特征,不难将它与普通角闪石、辉石相区分。

8、霞石 霞石仅出现在SiO2不饱和的碱性岩中。侵入岩中的霞石因结晶常呈它形粒状,颜色为肉红色或灰白色,解理不完全,常具油脂光泽,易与石英混淆。与石英的区别是,石英一般呈烟灰色,在风化面上呈凸起状,而霞石一般呈肉红色,抗风化能力弱,常有风化产物存在。另外石英一般与富钾的碱性长石、酸性斜长石、黑云母共生,而霞石常与富钠的碱性长石(如歪长石)、碱性辉石共生。根据解理不发育、油脂光泽,可与正长石区分。

一、岩浆岩的化学成分

(一)岩浆岩的主要造岩元素

根据地壳中元素丰度值的研究,地壳主要由元素O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K组成,它们占地壳总质量的98%以上,称为主要造岩元素。岩浆岩的主要造岩元素也是这些元素,其中含量最多的是:O、Si、Al、Ca、Fe、Mg、Na、K、Ti,它们占岩浆岩总质量的9925%(表1-1-1),占体积的942%。

表1-1-1 岩浆岩平均化学成分表

(据FWClark和HSWashington,1924)

由表1-1-1 看出,SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、K2O、Na2O和H2O九种氧化物最为主要,占岩浆岩平均化学成分的98%左右。其中SiO2是岩浆岩的基本成分,据SiO2含量把岩浆岩分为超基性岩(SiO2<45%)、基性岩(SiO245%~53%)、中性岩(SiO253%~66%)、酸性岩(SiO266%~75%)以及超酸性岩(SiO2>75%)。

在岩浆岩中,各种主要氧化物之间关系很密切,如图1-1-1 所示,以SiO2含量为横坐标,做出相应的六种氧化物的变化曲线。可以看出,岩浆岩中各种氧化物随SiO2含量的增减呈有规律的变化:随着SiO2含量的增加,FeO及MgO逐渐减少,也就是说,基性岩中FeO及MgO比酸性的岩石中的要多;反之随着SiO2含量的增加,K2O和Na2O的含量增加,超基性岩中几乎不含K2O、Na2O;CaO、MgO、Al2O3在纯橄榄岩中含量很低,但在辉石岩和基性岩中随 SiO2增加先急剧增加,而后又逐渐下降。

图1-1-1 岩浆岩中SiO2与其他主要氧化物之间的关系

Na2O 和 K2O 的含量虽不及FeO、Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3等高,但在岩浆岩研究中意义很大,通常把Na2O+K2O质量分数之和称为全碱含量(碱的含量,用ALK表示)。常用里特曼(Rittmann,1957)指数(σ)反映岩石的碱性程度:

σ=[w(Na2O)+w(K2O)]2/[w(SiO2)-43%]

σ越大,碱性程度愈强。σ<33 者称为钙碱性岩;σ为33~9 者为碱性岩;σ>9者为过碱性岩。碱性岩与钙碱性岩的矿物组合区别见表1-1-2。

表1-1-2 碱性和钙碱性岩石矿物组合的对比

(二)岩浆岩中的微量元素

除了主要造岩元素外,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,又称痕量元素,它们的含量多以10-6(即百万分之一,过去曾用ppm)来表示。不同的岩石,随主要造岩元素含量的变化,其微量元素也呈现规律性变化。岩石酸度增加,K及Na的含量也增高,以类质同象代替K、Na的第一族碱金属微量元素Li、Rb、Cs的含量也随之增加;相反,对于亲铁元素如V、Co、Ni、Cr等,随着岩石酸度增高,其含量急剧降低,但随着岩石基性程度增高,而明显增加。岩石的碱度增高,明显有利于稀有元素的富集。

(三)岩浆岩中的稀土元素

稀土元素(REE)一般指原子序数为57~71 的元素:La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu 以及 Sc(21)、Y(39),一般为三价态(除Ce4+和Eu2+外),这是一组化学性质近似、难熔且难分离的元素族,前六个元素加上Eu称为轻稀土,归铈族,其总量以ΣLREE表示;后九种元素(Gd-Lu+Y)属钇族,称重稀土,其总量以ΣHREE表示。它们在地球重力场的作用下,在岩浆形成、演化过程中,由于稀土元素本身性质差异及在矿物中赋存状态的不同,轻、重稀土元素发生分异,这种分异导致稀土元素丰度值的变化,称稀土元素的分馏。

二、岩浆岩的矿物成分

除极少数玻璃质岩石以外,绝大部分岩浆岩都由矿物组成。组成岩浆岩的矿物常见的不过20多种,这些构成岩石的矿物通称为造岩矿物。

(一)硅铝矿物和铁镁矿物

常见造岩矿物根据其化学成分特点可分为两类:

(1)硅铝矿物:SiO2与Al2O3的含量较高,不含Fe、Mg,包括石英、长石类及似长石类。这些矿物颜色较浅,又称浅色矿物或淡色矿物。

(2)铁镁矿物:FeO与MgO的含量较高,SiO2含量较低,包括橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云母类等。这些矿物的颜色一般较深,又称暗色矿物。

暗色矿物和浅色矿物在岩浆岩中的比例,是岩浆岩鉴定和分类的重要标志之一。岩浆岩中暗色矿物的体积百分含量称色率。根据岩浆岩的色率,可大致推知岩石的化学性质、岩石分类等,如浅色的花岗岩(色率0~30),反映岩石中SiO2含量高,属酸性岩类。

(二)主要矿物、次要矿物、副矿物

根据矿物在岩石中的含量及其在岩浆岩分类中所起的作用可分为:

(1)主要矿物:指岩石中含量高并在确定岩石大类名称上起主要作用的矿物。例如,花岗岩类的主要矿物是石英和钾长石,没有石英或石英含量不高,则岩石为正长岩类,没有钾长石则为石英岩或脉石类,所以对于花岗岩来说,石英、长石为主要矿物。

(2)次要矿物:指岩石中含量次于主要矿物的矿物,对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矿物,含量一般小于15%。如闪长岩类,石英是次要矿物,闪长岩中有石英(含量达5%)者称石英闪长岩,无石英或石英<5%者,则称闪长岩,但二者均属闪长岩大类,所以对闪长岩来说,石英是次要矿物。

(3)副矿物:岩石中含量很低,通常不到1%。它们通常不参与岩石命名,只有对岩石成因或成矿方面有特殊意义时,有选择地用作岩石定名的前缀。如独居石花岗岩,独居石以副矿物存在,但指示该花岗岩富稀土元素。

(三)岩浆岩矿物的成因类型

岩浆岩矿物按其形成的阶段及形成时的物理化学条件分为:

(1)原生矿物:是在岩浆冷却过程中形成的矿物。按成因特点又可分为正常矿物、残余矿物和反应矿物三个亚类。

——正常矿物:是直接从岩浆中结晶出来而且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,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余部分称为残余矿物。而反应、分解所形成的新矿物称反应矿物。例如,如岩浆中析出的镁橄榄石,与岩浆中SiO2反应形成顽火辉石,那么顽火辉石就是反应矿物,而未反应完、残留的橄榄石就是残余矿物。

(2)成岩矿物:在岩浆中完全结晶后,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称成岩矿物。如高温β-石英转变成低温α-石英。

(3)岩浆期后矿物:在岩浆基本凝固成固体的岩石后,由于受残余挥发分和岩浆期后溶液的作用(蚀变、交代及充填)而生成的矿物称岩浆期后矿物。它们往往交代原生矿物或填充在矿物的孔隙和晶洞中。它既包括气成矿物,如电气石、萤石、黄玉等,也包括那些交代变质矿物,如橄榄石变成蛇纹石、滑石、皂石,斜长石的钠黝帘石化(即钠长石、黝帘石等)矿物。

(4)他生矿物:它们是由岩浆同化了围岩和捕虏体所形成的矿物。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、红柱石及铁铝榴石等;与碳酸盐岩类接触时往往出现富钙矿物:钙铁榴石、透辉石、硅灰石等。

(5)外生矿物:又称表生矿物,是岩石受到各种外界营力(主要是地表风化)而形成的矿物,如钾长石风化成高岭土等。

(四)岩浆岩中矿物结晶顺序的确定

1根据岩石中矿物的特征确定矿物结晶顺序

(1)矿物颗粒的相对自形程度:一般来说矿物自形愈好,晶出愈早,至少结晶期结束早的比结晶期结束晚的自形好。

(2)矿物的包裹关系:一般被包裹的客晶形成早于包裹它的主晶。

(3)矿物晶体的相对大小:一般大的矿物先结晶,小的矿物后结晶。但也有许多例外情况,如同时结晶的矿物就有大小之分,而对交代作用形成的矿物则是后形成的,反而更大。

(4)矿物共生组合关系:如果花岗岩中自形的榍石被黑云母或斜长石包裹,且晶体延长方向切穿它们的解理方向,那么这种榍石应为岩石早期结晶的产物;但如果见到的是不规则或呈自形的榍石晶体,分布于绿泥石中部或边部附近,绿泥石是后期蚀变矿物,则这种榍石一般认为是黑云母变为绿泥石时,析出Ti、Ca等元素生成的,即使榍石为自形晶,但分布于解理、裂隙中者,也很可能是后来形成的。

但是实际应用这些原则时仍需注意其他因素,如:①矿物中由液态包裹体结晶的客晶应当晚于主晶形成;②晚期溶液沿着晶体的细小裂缝如解理渗入而形成的矿物,容易误认为是结晶较早的被包裹的客晶;③固溶体的出溶;④岩浆后期及岩浆期后的交代蚀变现象;⑤某些早期形成的矿物受残余岩浆的熔蚀形成的他形晶;⑥晚开始结晶成的矿物,其自形程度也可能比早期结晶的矿物好,如伟晶岩中的电气石晶体。

2根据鲍文反应系列确定矿物的结晶顺序

1922年鲍文(NLBowen)在模拟玄武岩浆结晶作用时,结合岩石观察,从中总结出岩浆岩矿物生成的一般规律——鲍文反应系列。其主要内容是:岩浆在结晶过程中,先析出的矿物由于物理化学条件的改变与剩余岩浆会发生反应,矿物成分会发生变化而产生新的矿物。随着温度的降低,反应继续进行便有规律地产生一系列矿物,称反应系列。反应系列分两支(图1-1-2)。

图1-1-2 鲍文反应系列

(1)连续系列:反应岩浆结晶过程中浅色矿物(斜长石系列)的生成顺序。该系列的矿物在结晶过程中成分呈连续渐变的关系,从高温到低温依次为钙质斜长石向钠质斜长石方向变化。

(2)不连续系列:表示暗色矿物(铁镁矿物)从岩浆中晶出的先后顺序,相邻矿物之间结晶格架发生显著变化,所以在上下两类矿物间不存在类质同象替代关系。

随着岩浆的冷却,岩浆中同时析出一种斜长石和一种暗色矿物,两者相互独立地进行。两支之间位于同一水平的矿物可构成共结关系。共结物成分相当于某类岩石的主要成分,两分支在下部汇合成简单的不连续系,石英是它的最后产物。

1972年海德曼(DWHyndaman)对鲍文反应系列做了一些修正(图1-1-3),增补了第三个分支——钾钠长石系列,表示富钾的钾钠长石可与基性斜长石共生,而富钠的钾钠长石可与酸性斜长石共生。从不连续系中分出一个分支,用以反映玄武岩浆与碱性玄武岩结晶作用过程中矿物的共生规律。如在橄榄玄武岩中,橄榄石或斜长石最先结晶,其次是辉石,但在拉斑玄武岩中,辉石和斜长石同时结晶。

图1-1-3 经海德曼修正的鲍文反应系列

鲍文反应原理是岩浆岩研究中的一项重要总结和概括,从理论上可解释一些基本规律:①能说明岩浆岩中一般矿物的结晶顺序与共生规律;②能解释岩浆岩种属多样性的原因;③能解释斜长石的环带结构和暗色矿物的反应边结构。

但是想用它去说明一切岩浆岩都是由玄武岩浆演化而来的观点是片面的,因为根据鲍文反应原理去解释与基性岩共生的小型花岗岩岩体是可能的,但用它去解释一切花岗岩成因是不可能的。因为在大陆上花岗岩岩体的体积比玄武岩要大25倍,它不可能全是玄武岩浆的分异产生,此外矿物结晶顺序也不是固定不变的,它与岩浆中造岩元素的浓度、性质及相互关系有关。

三、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的温度、压力等因素影响外,主要取决于岩浆岩的化学成分。

(一)SiO2含量对岩浆岩中矿物共生组合的影响

在岩浆岩中,SiO2与其他金属氧化物结合形成各类硅酸盐矿物,从而决定岩浆岩中矿物的共生组合。石英的出现表示岩浆岩中 SiO2含量过剩,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,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不饱和的标志。硅酸盐熔体中富含铁镁而SiO2含量适度,这类岩浆岩中能出现斜方辉石。

岩浆岩中不饱和矿物镁橄榄石与过饱和矿物石英,在平衡的条件下,不能共生。因为镁橄榄石和熔体中的SiO2反应,则形成饱和矿物顽火辉石。其反应式如下:

岩石鉴定

与此类似,在某些富含钾钠的岩石中,SiO2通常与Al2O3、K2O、Na2O结合形成大量的钾钠长石,如SiO2含量不足时只能生成似长石(如霞石、白榴石等)。凡出现似长石类矿物的岩浆岩,都指示SiO2不饱和。在平衡条件下,石英和似长石不能共生,硅酸盐熔体中的SiO2会与霞石、白榴石反应形成钠长石和正长石:

岩石鉴定

根据SiO2与其他氧化物的比例,即根据岩浆岩中有无石英或不饱和矿物,将岩浆岩分为:过饱和(含石英)岩石、饱和岩石(不含石英也不含不饱和矿物)和不饱和岩石(含不饱和矿物)等三大类。代表性的饱和、不饱和矿物见表1-1-3。

表1-1-3 饱和与不饱和矿物一览表

按照岩石中SiO2渐增的顺序,不同成分岩浆岩矿物的共生组合不同。现以钙碱性岩石为例:在超基性岩中,SiO2的含量低于45%,富含FeO、MgO,而K2O、Na2O含量低,因此,表现在矿物成分上,铁镁矿物占主要地位(色率达90 以上),主要是辉石和橄榄石。在基性岩中,SiO2含量为45%~53%,FeO、MgO 较超基岩中的减少,另外Al2O3、CaO大量出现,因此表现为辉石和基性斜长石共生,暗色矿物占40%~90%(一般40%~70%)。中性岩中SiO2增至53%~66%,FeO、MgO、CaO均较前减少,而K2O、Na2O的含量相对增加,因此,在中性岩中角闪石常与中性斜长石共生,暗色矿物占15%~40%。酸性岩中,SiO2达66%以上,FeO、MgO、CaO大大减少,而K2O、Na2O显著增加。因此,在酸性岩中常出现钾长石、酸性斜长石、石英、黑云母,暗色矿物含量<15%。各大类岩浆岩矿物成分变化的关系如图1-1-4所示。

图1-1-4 岩浆岩矿物成分变化简图

(二)碱质的含量对矿物共生组合的影响

除了SiO2之外,碱质(K2O+Na2O)的含量对岩浆岩矿物共生组合也有重大影响。岩浆岩中碱质的含量一般随着 SiO2含量的增加而增加,但在 SiO2含量相同的岩石中,K2O及Na2O含量比正常的偏高,就会形成碱度大的岩石,据里特曼指数(σ)不同,岩石的碱度不同,矿物的组合特点不同(表1-1-4)。

(三)Al2O3含量对岩浆岩矿物成分的影响

Al2O3的含量对铝硅酸盐矿物的种属影响很大,根据Al2O3与CaO、K2O、Na2O的相对值及在矿物成分上的反映划分为:

(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:K2O+Na2O<Al2O3<CaO+K2O+Na2O,出现的铝硅酸盐矿物为黑云母、角闪石、黄长石。

表1-1-4 碱度不同的岩浆岩中矿物组合特征

(3)亚铝质岩石:Al2O3=K2O+Na2O,主要含铝矿物是长石和似长石。

(4)过碱质岩石:Al2O3<K2O+Na2O,Al2O3<K2O,较少见,以出现碱性铁镁质矿物为特征。如霓辉石、霓石、钠闪石、碱锰闪石和斜红闪石等。

(四)挥发分对岩浆岩矿物成分的影响

除了上述主要成分影响矿物共生组合外,还要考虑岩浆中挥发分的影响:在基性、超基性岩浆结晶时,常见的是后期蚀变产生的次生产物如绿泥石、蛇纹石;中性岩中挥发分加入暗色矿物形成角闪石等;酸性岩中挥发分更为富集,除形成角闪石、黑云母外,尚能出现电气石、绿柱石、黄玉、萤石等,它们在伟晶岩中尤为常见。

在挥发分的作用以及碱金属活动的影响下,稀有元素将发生迁移和富集,在岩石中形成许多含稀有、稀土、放射性元素的矿物,如锆石、独居石、褐帘石等。

在地表喷出条件下,挥发分大量散失,所以含挥发分的矿物如角闪石、黑云母都不稳定(斑晶暗化,基质中不见),仅出现一些高温、低压下稳定的不含挥发分的矿物,如易变辉石、透长石、高温斜长石、高温石英、白榴石等,这些在深成岩中是不会出现的。

地壳中存在的所有元素在岩浆岩中几乎都有发现,但最主要的是O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti、Mn、P、H等12种元素;它们占地壳总质量的99%以上,称为主要造岩元素。因岩浆岩的化学成分常用这些元素的氧化物质量分数来表示,因此常用造岩氧化物来表示岩石的成分。据统计,造岩氧化物的含量在不同的岩浆岩中变化很大,如表1-2、表1-3所示。

表1-2 岩浆岩的化学成分及含量变化

表1-3 中国各岩浆岩的平均化学成分(wB/%)

括号内的数值为统计样品数。 (据黎彤等,1963)

从上述两表可以看出,绝大多数岩浆岩以SiO2含量为最多,其次为Al2O3,它们的变化通常反映了岩浆岩的化学性质并影响矿物成分。因此,在研究岩浆岩时,常依据SiO2含量,将岩浆岩划分为不同的类型,即SiO2含量<45%,为超基性岩,45%~52%,为基性岩,52%~66%,为中性岩,>66%,为酸性岩。

岩浆岩中的主要造岩氧化物含量变化是有规律的,从图1-1和表1-3中可以看出,从超基性岩至酸性岩,随着SiO2增加,FeO、MgO逐渐减少,K2O、Na2O渐显增加,CaO和Al2O3由超基性的纯橄榄岩至基性的辉长岩增加较大,随后向中性的闪长岩、酸性的花岗岩则减少。

岩浆岩中除主要和次要造岩氧化物以外,常有一些含量甚微的元素(总量<1),称为微量元素(trace elements),如:Li、Be、Nb、Ta、Sr、U、Th、Zr、Hf、Rb、Cs、Pb、Zn、Sn等。这些元素虽然量微,但在有利条件下可富集成矿,有的可用以研究岩浆岩的成因,所以具有重要的意义。

岩浆岩中还常含有微量的稀土元素(REE),即元素周期表中的镧系元素和Y,共16种元素;它们又可分为轻稀土(即铈族元素)及重稀土(即钇族元家)。稀土元素赋存于岩石中而且不易遭受后期变化,所以常用作研究岩浆的起源、演化和岩浆岩成因。常应用的稀土元素特征值包括稀土元素总量(∑REE)、轻稀土(LREE)和重稀土(HREE)及其比值、铕异常值(Eu/Eu)、球粒陨石标准化值(岩石/球粒陨石)(图1-2)以及其他一些比值,不同成因的岩石,这些值和比值有很大的差异。

对岩浆岩中同位素组成的研究也已引起广泛重视,同位素丰度值及其变化规律可以有效解决岩浆岩的形成时代,判断岩浆的起源、演化和岩浆岩的成因等问题。应用研究较多的有18O/16O、87Sr/86Sr、34S/32S、206Pb/204Pb、207Pb/204Pb等。

图1-1 侵入岩SiO2与其他氧化物之间的关系

图1-2 不同岩浆岩的稀土元素配分型式(据CJAllegre等,1978)

岩浆岩:

岩浆涌向地表或地下一定深处,因其理化环境即压力和温度条件发生了变化,使之冷凝而成的岩石,称为岩浆岩。

产状:1岩基和岩株,深成侵入。2

岩脉、岩盘和岩床,浅成侵入。3

喷出岩的产状多形成火山颈、火山锥、岩流、岩被等。

岩浆岩的化学成分,绝大多数岩浆以硅酸盐为主。其中o、si、al、fe、ca、na、k、mg、h等九种元素,以o、si的含sio2量为最多

岩浆岩的矿物成分,花岗岩中的长石和石英是主要矿物。

岩浆岩结构,由于是直接由高温熔融状的岩浆而成,具有明显的晶质结构,这种结构反映在组合矿物上有先后冷凝结晶的顺序性。

岩浆岩构造,随着岩浆性质,产出条件和凝固过程中运动状态的不同而呈现出不同的构造现象。侵入岩产生时,常因岩浆冷却散热过程中矿物晶体间产生的凝聚力,使不同矿物晶体聚合成块状,喷出常因矿物呈玻璃质或隐晶质而形成岩流纹、杏仁状、气孔状构造以及致密块状的构造。

沉积岩

沉积岩是在地表常温常压环境下,由外动力地质作用促使地壳表层先成的矿物和岩石遭到破坏,将其松散、碎屑、浮悬物、溶解物搬运到适宜的地带沉积下来,再经压固、胶结形成层状的岩石。

沉积岩的矿物组成,橄榄岩,黑云母,钙长石,钠长石石英,白云母,粘土矿物,铁质矿物。

沉积岩结构,是原岩经风化、剥蚀、搬运、沉积、压固胶结而成,具明显的物质沉积规律的结构特征,即具有碎屑结构,泥质结构和生物化学结构的特征,其中化学结晶结构反映出由溶液中沉淀或重结晶的化学性。

沉积岩:层理构造、层状构造、块状构造。

变质岩

地壳中原岩受到温度、压力及化学活动性流体等的影响,在固体状态下发生剧烈变化后重新排列结晶所形成的新的岩石,称为变质岩。

变质岩结构,是由于不同原岩受不同程度的变质因素影响而形成不同的变质岩,在结构上既有继承性有独特性,而呈现出变晶,变余和碎裂等结构,变质岩的结构反映出各种矿物在固态情况下受定向压力进行重结晶而具有定向性。

从构造上看变质岩:片理构造,块状构造。

您好,现在我来为大家解答以上的问题。常用岩石的主要造岩矿物有,主要造岩矿物(岩浆岩和沉积岩)有几种相信很多小伙伴还不知道,现在让我们

您好,现在我来为大家解答以上的问题。常用岩石的主要造岩矿物有,主要造岩矿物(岩浆岩和沉积岩)有几种相信很多小伙伴还不知道,现在让我们一起来看看吧!

1、岩浆岩又称火成岩,是由岩浆喷出地表或侵入地壳冷却凝固所形成的岩石,有明显的矿物晶体颗粒或气孔,约占地壳总体积的65%,总质量的95%。

2、岩浆是在地壳深处或上地幔产生的高温炽热、粘稠、含有挥发分 [1]  的硅酸盐熔融体,是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。

3、岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程,称为岩浆作用。

4、作用方式岩浆作用主要有两种方式:喷出作用和侵入作用。

5、并据此将岩浆岩分为喷出岩和侵入岩。

6、岩浆岩的化学成分主要造岩元素包括:O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、K、Na、Ti等,还有少量的P、H、N、C、Mn等。

7、 主要化合物由SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O等九种氧化物组成。

8、岩浆岩的矿物成分主要矿物、次要矿物、副矿物。

9、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。

10、次要矿物指在岩石中含量少于主要矿物的矿物。

11、副矿物指在岩石中含量很少,在一般岩石分类命名中不起作用的矿物。

12、2、硅铝矿物和铁镁矿物。

13、 硅铝矿物也称为浅色矿物,指SiO2和Al2O3的含量较高,不含铁镁的矿物。

14、如石英、长石等。

15、铁镁矿物也称暗色矿物,指FeO与MgO含量较高,SiO2含量较低的矿物。

16、如橄榄石、辉石、角闪石及黑云母等矿物。

17、3、岩浆岩矿物的成因类型。

18、 按矿物成因可分为原生矿物、他生矿物及次生矿物。

19、 原生矿物是指在岩浆结晶过程中形成的矿物。

20、 他生矿物是指由岩浆同化围岩和俘虏体使其成分改变而形成的矿物。

21、次生矿物是指在岩浆形成后,由于受到风化作用和岩浆期后热液蚀变作用,原来的矿物发生变化而形成的新矿物。

22、沉积岩,三大岩类的一种,又称为水成岩,是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一(另外两种是岩浆岩和变质岩)。

23、是在地壳发展演化过程中,在地表或接近地表的常温常压条件下,任何先成岩遭受风化剥蚀作用的破坏产物,以及生物作用与火山作用的产物在原地或经过外力的搬运所形成的沉积层,又经成岩作用而成的岩石。

24、在地球地表,有70%的岩石是沉积岩。

25、岩石形成沉积岩是由风化的碎屑物和溶解的物质经过搬运作用、沉积作用和成岩作用而形成的。

26、形成过程受到地理环境和大地构造格局的制约。

27、古地理对沉积岩形成的影响是多方面的。

28、最明显的是陆地和海洋,盆地外和盆地内的古地理影响。

29、陆地沉积岩的分布范围比海洋沉积岩的分布范围小;盆地外沉积岩的分布范围或能保存下来的范围,比盆地内沉积岩的分布或能保存下来的范围要小一些。

一、岩浆岩

1、花岗岩

花岗岩是分布最广的深成侵入岩。主要矿物成分是石英、长石和云母,浅灰色和肉红色最为常见,具有等粒状结构和块状构造。

2、玄武岩

玄武岩是一种分布最广的喷出岩。矿物成分以斜长石、辉石为主,黑色或灰黑色,具有气孔构造和杏仁状构造,斑状结构。

3、安山岩

喷出岩之一,分布很广,仅次于玄武岩。主要矿物成分是斜长石、角闪石和少量的辉石等。新鲜时呈灰黑、灰绿或棕色,具斑状结构。

二、沉积岩

1、砾岩

是粗碎屑含量大于30% 的岩石。绝大部分砾岩由粒度相差悬殊的岩屑组成,砾石或角砾大者可达1米以上,填隙物颗粒也相对比较粗。具有大型斜层理和递变层理构造。

2、砂岩

在沉积岩中分布仅次于黏土岩。它是由粒度在2~01毫米范围内的碎屑物质组成的岩石。在砂岩中,砂含量通常大于50%,其余是基质和胶结物。

3、粉砂岩

岩中,01~001mm粒级的碎屑颗粒超过50%,以石英为主,常含较多的白云母,钾长石和酸性斜长石含量较少,岩屑极少见到。

三、变质岩

1、大理岩

接触热变质岩,白、灰绿、黄或浅蓝色,等粒或变晶结构,块状构造,主要矿物为方解石、白云石;次要矿物为透闪石、透辉石。

2、蛇纹岩

接触交代变质岩,灰绿-黄绿色,隐晶质变晶结构,块状构造,主要矿物为蛇纹石;次要矿物为磁铁矿、钛铁矿。

3、板岩

区域变质岩,灰至黑色,隐晶质变晶结构,板状构造,主要矿物为石英、粘土、绢云母。

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