2-岩石地球化学之一--岩石化学数据检(查)调(整)及参数计算
岩石化学计算方法基础知识讲解之二
岩石化学计算方法基础知识讲解之二岩石化学计算方法基础知识讲解之二——岩石中主要化学组分的性状及组成矿物的一般规律组成硅酸卤盐岩石的主要氧化物有：SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O等八种，这也是造岩矿物的主要成分。
根据大量的实际资料和有关的物理化学实验，它们组成矿物的主要规律是：SiO2：在岩浆岩中含量为24-80%，在岩浆结晶过程中，SiO2首先同各种金属元素组成各种饱和的硅酸盐矿物，其中镁铁硅酸盐有辉石、角闪石、铝硅酸盐为斜长石，钾长石。
在形成饱和矿物后，若SiO2仍有剩余，则以游离的SiO2即石英出现，当SiO2不足时，即不能和全部金属离子形成硅饱和矿物，而只能形成硅不饱和矿物。
其中镁铁硅酸盐为杆栏石，铝硅酸盐为白榴石和霞石。
因此，在一般情况下，硅不饱和矿物（杆栏石、白榴石、霞石等）在岩石中是不能同石英共生的，但在喷出岩中因来不及反应，也可以出现这种共生。
Al2O3：在火成岩中平均含量15.5%，变动在0-20%之间，极少数情况可达28%。
Al首先可以取代硅，即占据硅氧四面体中硅的位置，但此时由于Al3+代替了Si4+，则周围的氧有1/4电价未满足，这就要求有一个较大的一价或二价阳离子进入格架中，以平衡此1/4电价。
这些大的阳离子需要被8个或更多的氧离子所包围，此种离子只能是半径小，配位数为8或8以上的K、Na、Ca，而不能是半径小于6次配位的Mg、Fe离子。
由此则形成了一方面是K、Na、Ca的铝硅酸盐（长石类）；另一方面则是Mg、Fe的简单硅酸盐（辉石、角闪石）两个系统，从而构成了浅、暗两大矿物系列。
但当岩石中的Al量在使全部K、Na、Ca组成长石后，仍有剩余时，剩余的Al也参加到暗色矿物中，首先代替6次配位的Mg2+、Fe2+，但因这样替换造成原子价不平衡，因此也就必须同时代替4次配位的Si4+，结果就使(MgFe)2[Si2O6]分子中混入了Al2[Si2O6]分子。
岩石地球化学-杨学明全解
第一章岩石地球化学数据的控制因素和分析方法第一节引言本书主要讨论岩石地球化学数据及其如何用来获取有关地质过程和成因信息的方法。
习惯上，地球化学数据可分四类：主要元素、微量元素、放射性成因同位素和稳定同位素地球化学数据(见表1.1)。
我们将以这四类地球化学数据为主线，分别来进行介绍和编写本书的主要章节。
每一章将说明如何用特定的地球化学数据来追索一套岩石的成因，讨论数据的表达方式和评价其优缺点。
表1.1 津巴布韦Belingwe绿岩带科马提岩岩流的全岩地球化学数据(据Nisbet等，1987) ZV14 ZV85 ZV10 ZV14 ZV85 ZV10主要元素氧化物(wt%) 微量元素(ppm)SiO2 48.91 45.26 45.26 Ni 470 1110 1460TiO2 0.45 0.33 0.29 Cr 2080 2770 2330Al2O3 9.24 6.74 6.07 V 187 140 118Fe2O3 2.62 2.13 1.68 Y 10 6 6FeO 8.90 8.66 8.70 Zr 21 16 14MnO 0.18 0.17 0.17 Rb 3.38 1.24 1.38MgO 15.32 22.98 26.31 Sr 53.3 32.6 31.2CaO 9.01 6.94 6.41 Ba 32 12 10Na2O 1.15 0.88 0.78 Nd 2.62 1.84 2.31K2O 0.08 0.05 0.04 Sm 0.96 0.68 0.85P2O5 0.03 0.02 0.02S 0.04 0.05 0.05 放射性成因同位素比值H2O+ 3.27 3.41 2.20 εNd+2.4 +2.4 +2.5H2O- 0.72 0.57 0.28 87Sr/86Sr 0.7056 0.70511 0.70501CO2 0.46 0.84 1.04总计100.38 99.03 99.20 稳定同位素比值(‰)δΟ+7.3 +7.0 +6.8*注明: 主要元素和微量元素Ni，Cr，V，Y，由XRF测定；FeO由湿化学法测定；H2O和CO2由量重法测定；Rb，Sr，Sm，Nd由IDMS测定。
岩石化学成分查氏计算及图解
国外学者的岩石化学研究方法基本上是一类僵死的纯化学研究法.例如A，H.查瓦里茨基的研究方法只能说明硅酸岩的某些概略化学特征，而不能反应出造岩元素的地球化学作用，更难找出与微量有益元素的内在联系.因而这种研究不具什么现实意义。
不仅如此，国外学者研究岩石化学还带有相当的片面性和主观唯心主义.例如他们在处理岩石化学分析数据的归纳组合上，常常出现客观不存在的人为组合，从这种组合中既看不出元素的运动规律.更看不出与矿产有关或无关的岩石化学特征.查氏在批判其他岩石学者提出的岩石化学研究方法时，提出自己认为最合理的方法.即用相对原子数表示岩石化学特征，制定了a，c，b，s为主要特征参数和一系列的辅助参数，并用卜(3a+2c+b)求出O值，以此为依据对硅酸岩进行化学分类。
下面予以简要讨论:1.查氏的这种岩石化学研究成果，只能反应出酸性岩、中性岩、基性岩、超基性岩之间的某些区别来，其他无显著作用.若单纯的为了找寻上述岩类之间的差别.那么用今天的地质研究水平和手段，无需用那么大的精力就可达到上述目的。
2.查氏的理论和实践是自相矛盾的.查氏认为用岩石化学分析数据中除氢氧之外的所有其它原子相对数表示岩石化学性质是最好的，但在计算过程中查氏却把与钾、钠、钙结合的铝原子去掉不计算在相对原子数中，又把与碱金属、碱土金属以及铁、镁结合的和不结合的硅原子全部计算在相对原子数内，很明显，这是自我否定.3.a、e值在相当数量的岩石中很少或不存在(例如超基性岩类的岩石)，把。
、c 作为这类岩石的数字特征是没有意义的。
碱金属是酸性岩类的特征标记元素，但把钾、钠合并与a表示.就很难找出同是酸性岩与矿有关或无关的岩石化学特征。
镁、铁是超基性岩类的特征标记元素.但把镁、铁合并用b来表示同样也反应不出同是超基性岩与矿有关或无关的岩石化学特征.4.关于c与c的矛盾问题。
查氏认为当N勺0+K:O>A12Os时，则有c出现.因无CaAI:的结合，故无C存在。
岩石化学计算方法之二
岩石化学计算方法之二——尼格里“数”法（一）原理及数值计算尼格里认为：绝大部分的岩石化学特征主要是由（Fe 2O 3+FeO+MgO+MnO ）、Al 2O 3、CaO 和（Na 2O+K 2O ）及SiO 2这五组氧化物的含量及其间的比例关系来体现的。
由于在硅酸盐类岩石中SiO 2的含量常较其它四组成分大得多，不便一起表示。
因此他首先将前四组的含量做为说明岩石化学特征的四个主要指标，又因这些成分在岩石中彼此组合成造岩矿物是以分子数量（或原子数量）的关系配置的，故对其数量亦采用分子数，而非重量数。
对SiO 2的含量则另一数值q z 表达。
此外对其它次要组分及各组分之间的其它关系，则用另一些次要数值来表达。
综上所述，尼格里“数”法的主要指标及其计算公式如下：100al ⨯∑=Al Al'—代表岩石中Al 2O 3的分子数；Σ—代表Al'+Fm'+C+AlK'分子数的和（见下述）100f m ⨯∑'=m F Fm'=FeO'+MgO+MnO （分子数）FeO'=FeO+2×Fe 2O 3 （分子数）式中Fe 2O 3 之所以乘2，是因为一个Fe 2O 3 分子近似等于2个FeO 的分子数，其误差不超过10%，即Fe 2O 3=2FeO+O ，以144克分子的FeO 代替，166克分子的Fe 2O 3仅接近损失10%。
100⨯∑'=C C C'=CaO 的分子数。
100alk ⨯∑'=k Al AlK'=Na 2O+K 2O 的分子数和。
计算中对各种微量组分，均按其通常类质同象代替关系处理如下： Cr 2O 3并入Al 2O 3中；NiO 、CoO 并入FeO 中；BaO 、SrO 并入CaO 中；LiO 并入K 2O+NaO 中；次要的补充数值有：S i=100⨯∑Si （式中分子均为分子数， 表示SiO 2与Σ的百分比例。
岩石化学计算方法基础知识讲解
岩石化学计算方法基础知识讲解岩石化学计算方法基础知识讲解岩石化学是研究岩石化学特征及其应用的学科。
是岩石学的一个分支，又称化学岩石学。
岩石化学主要应用于结晶岩（火成岩、变质岩）的研究，其中又以火成岩研究为主，应用最为广泛的则为结晶程度差的火山岩。
以下是店铺为大家整理的岩石化学计算方法基础知识讲解相关内容，仅供参考，希望能够帮助大家。
1、岩石类型（或岩石系列）用以说明岩石主要化学组分之间的含量关系。
岩石类型（或系列）不同，不仅其化学组成上有重大差异，而且更表现在其矿物组成上具有明显的不同特点。
同时其岩石化学的计算程序和结果也各有差异。
因此在计算中，应首先根据各组分之间含量上的相互关系确定岩石所属的类型（或系列）。
在岩石化学计算中，一般是将岩浆岩划分如下四个类型（或系列）。
(1) 正常类型，也称为钙硷系列。
指岩石中Al的含量能全部和K、Na及部分Ca组成长石类矿物，而多余的Ca则参加到暗色矿物中去。
因而岩石中既可有钾长石、钠长石及斜长石，也可以有单斜石和角闪石的存在，其表达方式因计算方法不同而有所不同，但基本意义是相同的。
即：查氏公式：K+NaAl）（2）硷极度过饱和：指岩石中K、Na含量不仅使全部的Al消耗殆尽而组成硷性长石，同时也能使全部Fe3+和Fe2+，Mg2+、Mn2+等消耗完而组成霓石类矿物，并且还有剩余。
少数情况下出现霞石等硅不饱和矿物。
表达式：查氏公式：K+Na;Al+Fe2++Mn2+ 尼氏公式：AlK;Fe3++Fe2++Mn2+2、分子数与原子数岩石化学全分析结果，都是用重量百分含量表达的，但岩石化学在把各种元素或其氧化物按其组成矿物的规律进行换算时，是根据各矿物分子式中各元素的原子或氧化物的分子之间的量比关系进行的。
故在计算时，都要根据某一方法的需要，将化学分析结果的氧化物重量百分含量换算为原子数或分子数。
例如：SiO2的重量百分含量为50%，其分子量为60.08，则分子数为50/6008=0.833，为消除小数点，均将计算结果乘以1000，故SiO2的分子数为0.833×1000=833。
岩石化学计算方法基础知识讲解之一
岩石化学计算方法基础知识讲解之一——岩浆岩的化学组成及主要造岩矿物的化学特征许多地质工作者反映，对岩石化学计算方法的道理不好理解。
其原因主要是许多讲述这些方法的文献没有对其有关原理没有说明。
为此在讲述各种计算方法之前，有必要说明一下有关的道理和依据，弄清楚这些道理就很容易理解和掌握各种计算方法了。
因为岩石化学计算方法主要是用于解决和说明岩浆岩的化学及有关特征的，因而这里在论述有关内容时均以岩浆岩为主，只有在涉及其它类型岩石时，再做具体的说明。
众所周知，岩浆岩主要是由硅酸盐熔浆经冷却结晶作用所形成的。
组成硅酸盐熔浆的主要化学成份是：SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O等。
这些组分在结晶作用中，按照其各自的晶体化学特征互相结合组成各种造岩矿物。
已知岩浆岩的主要造岩矿物可分如下两大类：1、暗色矿物：以铁镁硅酸盐为主，包括杆栏石、辉石、角闪石、霓石等。
2、浅色矿物：以钾、钠、钙的铝硅酸盐为主。
主要有钾长石，斜长石、石英、霞石、白榴石等。
所有矿物尽管各方面都有很多特点和性质，彼此也有很多差别，但在大多数情况下之所以做为一种矿物存在的最本质的因素则是其化学成分。
正是这一内在的因素，决定了各种矿物间许多的不同特点和性质，现将各主要造岩矿物化学组成上的特点分述于后：1、暗色（铁镁）矿物（1）杆栏石：属岛状硅酸盐，为一类质同象系列矿物的总称。
其化学通式为（Mg,Fe）2SiO4。
其中铁镁可以任意比例混合形成相对应的各种杆栏石。
如图4所示（所标的百分数为镁杆栏石的含量）Mg2SiO4 镁杆栏石贵杆栏石镁铁杆栏石铁镁杆栏石铁杆栏石Fe2SiO4100% 90 70 50 10 0图4：杆栏石的种属划分杆栏石在化学组成上的特点是：（i）为含铁、镁组分的简单硅酸盐；（ii）其中的金属离子（Mg,Fe）与硅离子之比例关系为2：1。
即每一个硅离子需要两个Mg或Fe或（Mg+Fe）离子相匹配。
岩石地球化学2-分类测试评价
80-400℃
逸 出 结果
不 破 坏晶 格
化 学 式表 达
不写入
举例
S i O2。 nH2O
晶 体 破坏 新物相
写入
石膏
C a[SO4]·2 H2O
晶 体 破坏 新物相
写入
云母
K{Al 2[AlSi 3O 10](OH) 2l2Si3 O 10].2H2O
微量元素 （痕量元素，trace elements) 岩石中含量<0.1%的， 用ppm (g/g, 10－6), ppb (ng/g, 10－9)表示，
放射性同位素 (radiogenic isotopes) 稳定同位素（stable isotopes） (凡是原子可以稳定存在时间大于1017年的就称为稳定同位素，
层间水
Inte rlayer wate r
H2O
层间域
110℃
层 间 域缩 小 ， 可再 吸附
写入
胶体水为特殊的吸附水，需写入化学式。
蛭石, 蒙托石
一、主量元素
4. 烧失量与烧增量（ LOI ）
岩石样品 (称重＝m1)，灼烧到1100 ºC (再称重m2)
出现2种情况：
m2<m1—— 烧失量，H2O，CO2等逸出 m2>m1——烧增量，FeO→ Fe2O3 —烧——失——量——＝——L—O——I＝———lo—s—s——o—n—i—g—n—it—io—n——4——F—e——O——+—O——2—=——2——F—e—2—O3 化学方法——可以给出H2O，CO2 XRF方法——统一用LOI表示，不再仔细区分
主量元素在周期表中的位置
一、主量元素
2. Fe的价态与Fe2+和Fe3+计算方法
岩石化学计算法
• ⑤X Fe2O3+X FeO=X Mt 这项计算时可据有三种情 况：
• a. FeO在结合成副矿物时已全部用尽，则不能形成Mt，
• X Fe2O3=X Hm • b. 如Fe2O3 ＞ FeO，则剩余Fe2O3’ = Fe2O3 – FeO， • X Fe2O3`=X Hm • c. 若Fe2O3 ＜ FeO，则剩余FeO’= FeO – Fe2O3
• Fs+En=Wo … (1) Fs:En=FeO’:MgO …(2)
• 剩余的MgO’=MgO - En
• 剩余的FeO”=FeO’- Fs
• (w2 - SiO2(前面计算中所消耗的)
• ⑦ 待⑥项计算结束后，根据剩余的剩余的SiO2’、 MgO’、FeO”分子数，可出现三种情况：
• Hy + Ol＝ SiO2’ ………….(1) • Hy + 2Ol＝ MgO’+FeO” ……(2)
• 则Ol= （MgO’+FeO”）- SiO2’
• 设橄榄石中Fo为X1，Fa为X2(X1、X2为分子数) • X1 + X2 ＝ Ol。 • X1 : X2 ＝ MgO’/FeO” • 2X1 MgO + X1 SiO2 ＝ X1 Fo (见第22项) • 2X2 FeO + X2 SiO2 ＝ X2 Fa (见第23项) • 上二式形成橄榄石Ol
分析结果换算成CIPW标准矿物再投到有关的相图中； • 此外，一些岩石学中常用的参数，不少是通过CIPW
标准矿物进行换算的。 • 所以这种方法应熟练掌握。
• 其计算法思想，是将岩石化学分析中各主要氧化物按其化 学性质，结合成理想的标准矿物分子。这些理想的标准矿 物分子，虽与岩石中实际矿物的种类及含量有差别，但可 以作为统一的对比标准。
岩石化学计算方法基础知识讲解之一
岩石化学计算方法基础知识讲解之一——岩浆岩的化学组成及主要造岩矿物的化学特征许多地质工作者反映，对岩石化学计算方法的道理不好理解。
其原因主要是许多讲述这些方法的文献没有对其有关原理没有说明。
为此在讲述各种计算方法之前，有必要说明一下有关的道理和依据，弄清楚这些道理就很容易理解和掌握各种计算方法了。
因为岩石化学计算方法主要是用于解决和说明岩浆岩的化学及有关特征的，因而这里在论述有关内容时均以岩浆岩为主，只有在涉及其它类型岩石时，再做具体的说明。
众所周知，岩浆岩主要是由硅酸盐熔浆经冷却结晶作用所形成的。
组成硅酸盐熔浆的主要化学成份是：SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O等。
这些组分在结晶作用中，按照其各自的晶体化学特征互相结合组成各种造岩矿物。
已知岩浆岩的主要造岩矿物可分如下两大类：1、暗色矿物：以铁镁硅酸盐为主，包括杆栏石、辉石、角闪石、霓石等。
2、浅色矿物：以钾、钠、钙的铝硅酸盐为主。
主要有钾长石，斜长石、石英、霞石、白榴石等。
所有矿物尽管各方面都有很多特点和性质，彼此也有很多差别，但在大多数情况下之所以做为一种矿物存在的最本质的因素则是其化学成分。
正是这一内在的因素，决定了各种矿物间许多的不同特点和性质，现将各主要造岩矿物化学组成上的特点分述于后：1、暗色（铁镁）矿物（1）杆栏石：属岛状硅酸盐，为一类质同象系列矿物的总称。
其化学通式为（Mg,Fe）2SiO4。
其中铁镁可以任意比例混合形成相对应的各种杆栏石。
如图4所示（所标的百分数为镁杆栏石的含量）Mg2SiO4 镁杆栏石贵杆栏石镁铁杆栏石铁镁杆栏石铁杆栏石Fe2SiO4100% 90 70 50 10 0图4：杆栏石的种属划分杆栏石在化学组成上的特点是：（i）为含铁、镁组分的简单硅酸盐；（ii）其中的金属离子（Mg,Fe）与硅离子之比例关系为2：1。
即每一个硅离子需要两个Mg或Fe或（Mg+Fe）离子相匹配。
岩石地球化学数据处理及图解相关问题讲解
岩石地球化学数据处理及图解相关问题讲解【摘要】本文介绍了岩石地球化学数据处理及图解通用原则，并详细解释了用于处理和绘图分析这类数据的各种工具和方法，以及如何利用这些工具和方法来解决挑战性的科学问题，为科学家提供实用的技术和参考方法。
【Introduction】岩石地球化学数据处理及图解一直是地球科学研究的重要组成部分。
它以岩石、地质、地球化学及地球物理的相关数据为基础，通过技术手段对地球结构和作用机制进行分析，挖掘地质图谱有价值的信息。
随着数字化技术的发展，越来越多的数据处理和图解方法被开发，这为地质研究发掘更深入的地质资源和信息提供了巨大便利。
本文旨在通过介绍岩石地球化学数据处理及图解通用原则，并详细解释用于处理和绘图分析这类数据的各种工具和方法，以及如何利用这些工具和方法来解决挑战性的科学问题，为科学家提供实用的技术和参考方法。
【岩石地球化学数据处理原理】岩石地球化学数据处理和图解的通用原则是“从数据中提取和表征有用的信息”。
在数据处理和图解方面，需要用到计算机、统计学、地质学和地球化学等学科的知识，进行一系列数学建模、数据可视化和空间模拟等技术操作，以抽取和描绘数据中的有价值信息，从而更深入地探索地质资源和机理。
具体而言，岩石地球化学数据处理和图解可从以下四个方面进行： 1.据准备：对数据进行校正和格式转换，以将原始数据转换成统一的和可分析的数据格式；2.据挖掘：挖掘数据内部的有价值信息，可以通过聚类分析、因子分析等矩阵统计学方法，以及基于深度学习的算法等技术手段来对数据进行深入分析；3.据可视化：通过地球化学、地质学和地球物理的相关统计图，利用各种图形化分析技术，以有效的模式来表示和理解数据；4.据建模：将地球化学数据引入复杂的数学建模，包括非线性最小二乘法、概率密度函数、神经网络和其他统计和机器学习方法，结合空间模拟和数据可视化，更深入地探索数据的含义。
【Conclusion】岩石地球化学数据处理及图解是地球科学研究的重要组成部分。
岩石地球化学数据处理及图解相关问题讲解
岩石地球化学数据处理及图解相关问题讲解岩石地球化学作为一个较为复杂的学科，是由地球化学、岩石学和地质学三个理论领域综合而成的重要学科。
它研究块状岩石的成因及岩石体中物质的元素组成及其空间分布规律，从而了解地球内部深弹幕室元素组成种类、分布与物质交换的空间时空变化规律，进而探讨地球圈层的结构及演化机制。
岩石地球化学数据处理是岩石地球化学研究过程中的重要环节，是从岩石样品中提取元素组成、放射性百分比及其空间分布规律等数据，并对其进行计算和分析，以获得有用信息的一系列操作。
常见的数据处理步骤有：原始数据及数据预处理、数据分析及图解处理、统计学处理、数据可视化等。
原始数据及数据预处理是岩石地球化学研究的基础，需要进行收集、归类和检验。
收集的数据可以通过室内实验、实地测量、采样分析等方法获得，并通过图表等形式记录，比如手绘地质图、实验室分析结果表等。
在进行数据预处理之前，需要对原始数据进行检验，检查数据准确性、完整性和一致性，以保证数据质量。
数据分析及图解处理是岩石地球化学研究过程中最重要的部分，它涉及多种数据分析方法，如多元统计分析、化学物理计算分析和地球物理数据处理等，其中最常用的是多元统计分析、地球物理数据处理以及图解（如块体结构图、图解概念图等）。
多元统计分析方法，可以从岩石地球化学数据中提取出统计特征参数，用以表征地质构造特征和来源、物质分布特征、岩性特征等；地球物理数据处理，可以提取出有用的图形数据，如深度曲线、垂向曲线和三维曲线等，从而进行地质构造的空间分析；而图解处理，则可以提取出岩石结构的空间关系，从而进行岩石结构的研究与分析。
统计学处理是岩石地球化学研究中常用的数据处理方法，它是基于多元统计分析等方法，从原始数据中提取出统计学参数，并对其进行排序、计算和分析，以及因子分析等复杂方法，进而深入挖掘出更多有用的信息。
数据可视化是岩石地球化学研究最后一步，是将处理好的数据转换为可视的形式。
通常会采用熟悉的可视化手段，如K-map法、气泡图、多变量图、柱状图和线图等，其中，K-map法是对岩石地球化学研究常用的可视化技术，它可以将复杂的数据及其空间空间关联转换为容易理解的K-map图形。
岩石地球化学1
玄武岩的TiO2-Y/Nb判别图解
玄武岩的P2O5-Zr判别图解
玄武岩的TiO2-Zr/(P2O5×104)判别图解
玄武岩Nb/Y-Zr/（P2O5×104)判别图解
2.三角图解
AI为板内碱性玄武岩；AII为板内碱性玄武岩与板内拉斑玄武岩；B为E型MORB；C为 板内拉斑玄武岩与火山弧玄武岩；D为N型MORB与火山弧玄武岩
砂岩判别函数图解
判别别函1 0.0447SiO 0.140MgO 0.195CaO 0.719Na 2 0.972TiO 2 0.008Al 2 O3 0.267Fe 2 O3 0.208FeO 3.028MnO 2 O 0.032K 2 O 7.510P 2 O5 0.303
玄武岩的La/10-Y/15-Nb/8三角判别图解
花岗岩Hf-Rb/10-Ta×3判别图解
花岗岩Hf-Rb/30-Ta×3判别图解
1.2.2 微量元素地球化学
ΣREE LREE/HREE δEu （La/Sm）N （La/Yb）N （Gd/Yb）N δCe 总分配系数D
CL 1 C0 D (1 D)F CL 1 C0 D (1 P)F
WPG
qz alkali syenite
ORG
alk . gr
granite
granodiorite
qz syenite
qz qz monzosy. monzon.
e alit ton
qz diorite
Alkali feldspar
COLG
Plagioclase feldspar
玄武岩TiO2－K2O－P2O5判别图解
火成岩类R1-R2因子判别图
R1 4Si 11(Na K) 2(Fe T i)
岩石化学计算方法之二
岩石化学计算方法之二岩石化学计算方法之二——尼格里“数〞法〔一〕原理及数值计算尼格里认为：绝大局部的岩石化学特征主要是由〔Fe2O3+FeO+MgO+MnO〕、Al2O3、CaO和〔Na2O+K2O〕及SiO2这五组氧化物的含量及其间的比例关系来表达的。
由于在硅酸盐类岩石中SiO2的含量常较其它四组成分大得多，不便一起表示。
因此他首先将前四组的含量做为说明岩石化学特征的四个主要指标，又因这些成分在岩石中彼此组合成造岩矿物是以分子数量〔或原子数量〕的关系配置的，故对其数量亦采用分子数，而非重量数。
对SiO2的含量那么另一数值qz表达。
此外对其它次要组分及各组分之间的其它关系，那么用另一些次要数值来表达。
综上所述，尼格里“数〞法的主要指标及其计算公式如下：Alal??100?Al'—代表岩石中Al2O3的分子数；Σ—代表Al'+Fm'+C+AlK'分子数的和〔见下述〕Fm?fm??100?Fm'=FeO'+MgO+MnO 〔分子数〕 FeO'=FeO+2×Fe2O3 〔分子数〕式中Fe2O3 之所以乘2，是因为一个Fe2O3 分子近似等于2个FeO的分子数，其误差不超过10%，即Fe2O3=2FeO+O，以144克分子的FeO代替，166克分子的Fe2O3仅接近损失10%。
C?C??100? C'=CaO的分子数。
Alk?alk??100? AlK'=Na2O+K2O的分子数和。
计算中对各种微量组分，均按其通常类质同象代替关系处理如下： Cr2O3并入Al2O3中； NiO、CoO并入FeO中； BaO、SrO并入CaO中； LiO并入K2O+NaO 中；次要的补充数值有：SiSi=?100〔式中分子均为分子数，?表示SiO2与Σ的百分比例。
ti?TiO2?100 ?表示TiO2与Σ的百分比例。
P?P2OS?100 ?表示P2OS与Σ的百分比例。
岩石地球化学
粗面英安岩
响岩质 碱玄岩
(Q ＞ 20% ) 粗安岩
7
( O l＜ 1 0 % ) 玄 武 碧玄岩 粗面粗安岩
玄武岩 5
流纹岩
3
玄武岩
玄武 安山岩
安山岩
英安岩
1
37 41 45 49 53
超基性
基性
45
52
57 61 65 69
中性
酸性
63
73 77 W t%
二、火成岩类型的划分
（3） SiO2—K2O
四、火成岩系列的划分
3个主要系列：碱性系列、钙碱性系列和拉斑玄武岩系列 （1）碱性和亚碱性系列的划分
➢ SiO2－（Na2O+K2O）变异图：适用于侵入岩和火山岩
Alkali vs. Silica diagram for Hawaiian volcanics: Seems to be two distinct groupings: alkaline and subalkaline
Pla板te块M边a缘rgin
Ser系ies 列 Con汇v聚er的gent Di离ve散rg的ent
Alkaline
yes
Tholeiitic
yes
yes
Calc-alkaline yes
W板ith块in内P部late
O大ce洋a的nic Co大nt陆in的ental
yes
yes
yes
yes
七、火成岩形成构造环境的判别
四、火成岩系列的划分
（3）其它的划分方法
五、岩浆演化－ Harker图解
问题的提出：在一个地区常出现一组密切共生、成分变化大的火成岩－－ 那么这些岩石间的成因关系如何？演化方式如何？
岩石化学计算方法之一 ——查瓦里茨基计算法
(一)、方法原理 一、这一方法是 A·H·查瓦里茨基于一九三五年提出的。它主要用来研究岩浆岩的化学特征及进行火成 岩的化学分类。几十年来一直颇为流行。直到目前在我国的大量有关文献中仍广泛使用着。 该方法的基本原理，主要的就是我们前面所阐述的那些内容。即岩石中的各种化学组分均按一定的原 子比例组合成各类矿物，而决定一种岩石的主要特征的矿物成分则由下列四个方面反映出来： 1、硅酸盐的饱和度，即岩石中是否有硅不饱和矿物存在或有无石英； 2、浅色矿物与暗色矿物在岩石中的比例，即铝硅酸盐（长石）与铁镁硅酸盐（暗色矿物）的各自含量； 3、长石的性质，亦即碱铝硅酸盐（钾钠长石）同钙铝硅酸盐的比例； 4、有无碱性辉石、角闪石的出现。 此外，还有一些次要特征，也由岩石的化学组分体现出来。其中主要有： 1、碱性长石中的 K、Na 比例； 2、暗色矿物中 Mg、Fe、Ca 等各占的比例。查瓦里茨基为了反映出岩石的上述主要和次要特征，而制 定了相应的主要指标和次要指标，并以投形图示的方法简明地表示出这些指标的情况和其间的相互关系。 (二)、数值计算： 1、主要指标：有四个，即 s、a、c、b，它们分别反映岩石前述四个方面的主要特征。即： s—为岩石中硅原子的相对数目， 用以反映二氧化硅的饱和程度 （进一步尚有次要指标 Q 值具体说明） 。 a—组成碱性长石的碱金属原子的相对数，用以反映岩石中碱性长石的相对含量； c—组成钙长石的钙原子数，用以反映岩石中钙长石的相对含量； b—组成简单硅酸盐（暗色矿物）的所有的金属原子相对数，用以反映岩石中暗色矿物的相对含量。 鉴于岩石中矿物的组成尚受岩石系列类型的控制，故各指标的计算方法和公式，视岩石所属系列不同 而有所不同。现按不同岩石系列介绍各指标的计算方法和公式。 （1）正常系列：即当 K+Na<Al<K+Na+2Ca 时，岩石中各成分组成矿物的情况是： i 全部的钾和钠均同硅、铝组成碱性长石。 ii 部分的钙组成钙长石，其数量等于 1/2[Al-（K+Na）]（因为每个钙长石 CaAl2Si2O8 分子中，钙与铝的 原子比为 1： 2， 故消耗在钙长石中的钙的原子数， 只能相当于组成碱性长石后剩下的铝原子数的二分之一） 。 剩余的钙则参加到暗色矿物中，同镁、铁、硅等组成单斜类简单硅酸盐（单斜辉石、单斜角闪石等） 。 iii 所有的镁铁（包括 Fe2+和 Fe3+）均同硅组成简单硅酸盐。在此情况下组成岩石的主要矿物成分是：长石 类（钾长石和斜长石） ，单斜和斜方辉石、闪石类，当二氧化硅饱和时有石英出现。用以表示这一类矿物组 成部分特征的指标计算公式是：
岩石化学第02讲--岩石化学数据检查与铁调整
OX允计算公式
综前所述，岩石中SiO2 、Alk愈高，OX允愈小， 则允许的 Fe2O3上限值愈大；反之，SiO2、Alk 愈低，OX允愈大，则允许的Fe2O3上限值也愈 小。火山岩与深成岩OX允计算式不同。
深成岩：OX允=0.88-0.0016SiO2-0.027(K2O+Na2 O)
火山岩： OX允=0.93-0.0042SiO2-0.022(K2O+Na2O)
即：OX实=FeO／(FeO+ Fe2O3)
OX允
所谓OX允，是由岩石化学分析结果中的SiO2、 K2O、Na2 O值计算所得。 深成岩与火山岩的计算式不同，反映岩石中根 据SiO2、K2O+Na2O（Alk）确定岩石中允许的 氧化度。 由于岩石易于氧化，因此OX实的数值不一定可 靠，常常由于Fe2O3高、FeO低，而使OX实低。 而由SiO2、K2O+Na2O（Alk）确定，因此是岩 石真正氧化度的标准值。
岩石化学
第二讲 岩石化学数据检查与铁调整
李永军
一、岩石化学数据的检查与校正
岩石化学数据的检查与校正
数据检查
分析的岩石化学数据在计算前，必须进行百 分化检查，主要步骤如下： 1.剔除不能进入计算Cl、S、有机质
岩石化学数据的校正与检查
OX =[FeO+0.9(Fe2O3-x))/(FeO+0.9 (Fe2O3- x)+x]
如何进行调整?-2
得x= (1-OX)(FeO+0.9 Fe2O3)/(0.1OX+0.9） 此x值为调整后的Fe2O3，也即Fe2O3的上 限值；该式中OX为OX允，即OX实=OX允。 调整后的FeO设为y，则y=FeO +0.9(Fe2O3-x)
岩石地球化学计算
岩石地球化学计算1. TFe2O3=FeO+0.9Fe2O3FeOT(wt.%)=FeO(wt.%)+Fe2O3(wt.%)*0.8998=FeO(wt.%)+Fe2O3(wt.%)*(71.844/(159.6882/2))2. LOI 烧失量3. Mg#=100*(MgO/40.3044)/(MgO/40.3044+FeOT/71.844)FeOm71.85 ；MgOm40.31上述是分别测试分析了FeO和Fe2O3的计算方法，如果是测试的全铁，也可以近似计算。
通常说的高Mg，是指岩石具有较高的MgO含量，如火山岩中的高镁安山岩（通常情况下，异常高的MgO含量指示着可能有地幔物质参与，如俯冲带地幔楔或者软流圈熔体上涌等等）。
Mg#（镁指数）也可以定量的表示岩石中的Mg含量高低。
Mg#通常用于镁铁质岩石，可以粗略指示地幔岩石的部分熔融程度，高Mg#的地幔橄榄岩可能经历了更高程度的部分熔融，常在92-93左右，而原始地幔会相对富集，Mg#较低，在88-89左右。
4. 里特曼组合指数δ或里特曼指数δ=（K2O+Na2O）2/（SiO2-43）（wt%）δ<3.3 者称为钙碱性岩，δ=3.3-9 者为碱性岩，δ>9 者为过碱性岩。
5.A/NK = Al2O3/102/(Na2O/62+K2O/94)6.A/CNK = Al2O3/102/(CaO/56+Na2O/62+K2O/94)7.全碱ALK = Na2O+K2O8.AKI = (Na2O/62+K2O/94)/Al2O3*1029.AR = (Al2O3+CaO+Na2O+K2O)/(Al2O3+CaO-Na2O-K2O)10.固结指数(SI) =MgO×100/(MgO+FeO+F2O3+Na2O+K2O) (Wt%)11.阳离子R1-R2图（岩石氧化物wt%总量不用换算成100%）R1=（4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti)*1000R2=（6Ca+2Mg+Al）*100012.(La/Sm)N对δEu的双变量斜边图解认识Eu异常。
岩石地球化学主量处理
第三章、岩石地球化学数据的处理与解释
第一节、主量元素数据处理与解释
一、岩石化学的主要指标 二、主量元素数据直接用于岩石分类和系列划分 三、CIPW计算后用于岩石分类和系列划分 四、主量元素用于判别岩浆（地球化学）作用过程 五、主量元素应用于实验岩石学
1. 火山岩的TAS图解 (Total Alkalis-Silica diagram)
橄榄岩
玄武岩
花岗闪长岩
花岗岩
SiO2饱和度与矿物共生组合的关系
(1) SiO2过饱和——SiO2很多（过多），除形成硅 酸盐矿物外，还有剩余—石英， Q就是过饱和矿 物，含有Q的岩石，就是SiO2过饱和岩石。
(2) SiO2不饱和： SiO2不足，出现镁橄榄石，似长 石类（霞石、白榴石等）矿物，不含Q。
岩浆岩分类表
岩石系列 岩石类型 Si O2含 量 (%) 石英含量
长石种类和含量
超基性岩 <45 无
一般无长 石
橄榄石， 暗色矿物种类和含量 辉石，
>90%
深成岩 浅成岩 喷出岩
中粗粒/似 橄榄岩 斑状结构 辉岩 细粒/斑状 苦橄玢岩
结构 金伯利岩 班状/玻璃 苦橄岩 质/隐晶质 科马提岩
钙 基性岩 45-53 无或很少
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
响岩 56.19
0.62 19.04
2.79 2.03 0.17 1.07 2.72 7.79 5.24 1.57
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岩石化学的表达形式-1
1. 过去，氧化物重量百分数（wt%） 2. 现在，氧化物质量百分数（wB%）
岩石化学以氧化物形式表达是人为的，实际
上组成岩石的矿物成分并非以氧化物形式结合 中。硅酸盐熔体的近代物理和测试研究表明， 不存在氧化物，但已形成习惯，且易于组合在 造岩矿物，故仍以氧化物形式表达。
化学成分是岩石的主要成分的一种表现形式。岩石化 学成分研究的范围日益广泛，其重要性也与日俱增。
岩石化学基本概念-2
1946年，扎瓦里茨基定义：“从广义来解释， 岩石化学应该包括当研究岩石的化学性质时， 我们所碰到的一切化学问题”
1956年，契特维里科夫认为：“查明各个岩石 及天然组合（岩系）中的全部化学联系属于岩 石化学的研究领域，岩石化学的任务不仅在于 研究岩石及其共生组合的化学亲合性，而且还 要发现岩石组分和矿物成分中的规律性，并且 查明它们在矿物成分上的发生的变化规律”
19世纪以来，随着硅酸盐物理化学和结晶化学 的发展，把氧化物进行合理的归并，换算成少 数几个参数或换算成标准矿物成分，因而出现 了不同类型的计算方法。 CIPW法（ 1900 ）、尼格里法（1919）、扎瓦 里茨基法（1933）巴尔特法（1948）…
岩石化学发展简史-2
20世纪50年代到21世纪初，发展迅速。 1. 矿床的火山成因说受到极大重视，岩石化学走
关于烧失量
当样品加热到灼烧温度（一般为1000℃ ）时， CO2 、 H2O+ 、 F、Cl、S、有机质等这些组分 分解放出，样品重量的变化 。是灼烧过程中 各种化学反应所引起的重量增加或减少的代数 和。大多是变轻（只有FeO很高时灼烧变重）。
重量增加或减少是很复杂的，很难明确确定， 测烧失量就没有意义，因此在计算时应剔出。
出了岩类学范围，与找矿结合，促进行岩石化学。 2.岩石化学有了新的更新，如里特曼计算法，解
决了火成岩不同岩类的化学成分与造岩矿物之间 的关系…超基性岩的计算方法 3.岩石化学研究深入到岩石学和地质学的各个领 域。在岩浆岩成因、火山岩形成构造环境、岩浆 源深度、含矿性… 4. 数学地质和计算机的应用…
关于H2O+、 H2O-
H2O+为结构水，结晶水 H2O-为吸附水 结晶水以H2O形式存在于矿物晶格中，如石膏为
CaSO4 ·H2O，加热200～ 500℃ 或更高才能失去，而 结构水以（OH）-或（ H3O ）+形式参加晶体结构水， 加热300～ 1300℃ 才开始分解放出。 H2O+为矿物中 的固有成分，应参加计算和求总和 H2O-是以水分子形式存在于岩石、矿物的表面或孔隙 中， 100～ 105℃ 时全逃逸，所以不能参加计算和求 总和。
岩石化学基本概念-4
岩石化学成分不能机械和简单的理解为岩石的 主要氧化物，只少还应包括矿物的化学成分 （氧化物）。这是狭义的岩石化学。
…等地球化学…
岩石化学发展简史-1
18世纪初到20世纪50年代，主要是岩类学方面 的研究。
最初是根据岩石化学的分析数据，以氧化物形 式进行岩石的对比和分类。
岩石化学基本概念-3
王人镜指出：“岩石化学”是以全岩分析数据 为基础，研究各种岩石及矿物其自然组合中的 化学联系，分类命名、成因、演化、以及与成 矿元素的内在联系的一门学科。
邱家骧指出：“岩石化学”是研究岩石化学特 征，比较化学成分之间关系，设计各种岩石化 学计算方法，分析岩石及岩系的碱度系列、矿 物组合、分类命名、成因来源、演化规律、构 造环境、物化条件、有关矿产等问题的一门学 科。
岩石地球 化学讲座
岩石地球化学 NO.1
岩石化学数据检（查）调（整） 及参数计算
岩石化学基本概念-1
岩石化学（Petrochemistry），又称化学岩石学，是岩 石学的一个分支。主要是研究岩石的化学成分和化学 性质。根据化学分析资料，按照结晶化学原理，进行 化学成分计算，有的做出图解，进行分析对比。通过 岩石化学的研究，不仅在鉴别岩石中起着很大的作用， 而且对于研究岩石共生组合的规律，弄清岩浆的演化 以及查明与成矿作用有关的关系，均具有一定意 义。——地质辞典。
岩石化学的表达形式-2
硅酸盐的化学分析一般以13项氧化物来表达： 依次有： SiO2、 Ti2O、AI2O3 、 Fe2O3 、 FeO、 MnO、 MgO 、 CaO 、 Na2O、 K2O、 P2O5 、 H2O+、 H2O-
为了研究某些成分或某些岩石的特殊要求，还 要分析以下项目： ZrO2、Cr2O3 、 V2O5 、 NiO 、 BaO 、 SrO、 Li2O、S、 CO2 、F、Cl 等
关于分析误差和精度要求
规定的各计算项之和在99.75～ 100.25者为合 格。
不合格的样品数据原则上是不能直接进入计算 的。
注意！！！：有时，对样品数据剔出合理应剔 出的各项外，数据误差太大时，要进行百分化 （加权百分化）处理后再参与计算。
岩石化学计算前的数据检验
分析数据中，如果H2O+ 大于2%， CO2大于0.5%，或是二者总和大于 2.5%，不能使用。
为了计算标准矿物，应对FeO与Fe2O3 进行调整检查，并去H2O+ 和 CO2 ， 并百分化后，方可转入计算。
注意！！
岩石化学虽然应用较广，行之有效，但它并不是 万能的。它既不能代替地质分析，也不能代替岩 相观察，当然也不能代替岩石实验与岩石测试。 正确的方法是，应把岩石化学的研究，与地质学、 岩相学、矿物学、地球化学、实验岩石学、岩石 物理化学、板块构造学等学科密切地结合起来， 综合分析，才能更深入、更准确的解决地质学、 岩石学等问题。不研究地质背景，忽视岩石学研 究，仅靠岩石化学成分的计算与投图解决问题， 是不全面的，也是不可能很准确的，甚至会得出 错误的结论。
强调！！
过去不少化学分析的结果不理想，关键是化学分 析的样品不能真正反映岩浆岩的真实成分。常见 的问题是，岩石样品不新鲜及布外来混入物，这 种样品的化学分析结果与岩石实际成分差别很大。 不仅岩石的氧化物含量有差错，而且用该岩石测 定的稀土、微量，同位素含量值，以及重砂旷物、 同位素年龄等结果也都将不正确。不仅浪费了人 力、经费，而且误己、误人，前车之鉴不少，应 很好吸取教训。因此，采集样品必须新鲜及无外 来物，应在看过薄片的基础上再选择化学分析等 样品，这是关键问题，不得马虎。