31-32--第十一章--岩浆岩岩石化学应用

<3.3 者称为钙碱性岩
< 1.8者称为钙性岩 =1.8~3.3称为狭义的钙碱性岩
=3.3~9者称为碱性岩
> 9者称为过碱性岩
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硅-碱与组合指数关系图解
• 里特曼用汤姆凯夫(S.I.Tomkeieff，1957)方法，以 K2O+Na2O与SiO2(重量％)作直坐标图，图中σ值 多呈抛物线分布。抛物线起点是SiO2=43， K2O+Na2O=0处。此图只须用岩石的K2O+Na2O 与SiO2值投影，即可读出大致的σ 值大小，在图上还 可看出某个火山岩系的演化趋势。对比不同火山岩系 之差异，分析岩浆是否同源(同源的σ值是连续的)。里 特曼在该图上标绘出6个典型地区的火山岩系，以虚线 表示，便于对比。
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1．硅-碱图
• (1) 米德莫斯特的硅-碱图
• (2) 邱家骧的硅-碱图
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(1) 米德莫斯特(E.A.K.Middlemost)的硅-碱图
• 以SiO2百分含量划分大类；对于SiO2为38～65 ％者，再以Na2O+K2O百分含量划分碱度不同的 岩石。按SiO2含量可分7大类： ①非硅酸盐类，SiO2＝0～20％，有磁铁熔岩、 碳酸熔岩等； ②麦美奇岩类，SiO2＝20～38％，有麦美奇岩、 黄长岩、金伯利岩等，③苦橄-霞石岩类，SiO2 ＝～38～45％，有苦橄岩，霞石岩等； ④玄武岩类， SiO2＝ 45～53.5％，有亚碱性玄 武岩(拉斑玄武岩、高铝玄武岩等)、碱性玄武岩、 过碱性玄武岩(粗面玄武岩，中长玄武岩等)； ⑤安山岩类，SiO2＝53.5～62％，有安山岩、 粗安岩及部分粗面岩、响岩。粗安岩中Na2O／ K2O<1.5者为富钾粗安岩；>1.5者为富钠粗安岩。 ⑥英安岩类，SiO2＝62～70％，有英安岩及部 分粗面岩(K2O+Na2O>9％)； ⑦流纹岩类，SiO2>70％，有流纹岩、碱性流纹 岩等。
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里特曼（组合）指数（）
• 碱性程度（碱度）是指岩石中碱的饱和程度。确定岩 浆岩碱性程度的方法很多，最方便而又常用的是里特 曼的组合指数() ，又叫系列指数或里特曼指数 （Rittmann Index） 。 • ＝[w (Na2O＋K2O)2] / [wSiO2 -43]
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越大，碱性程度越强。
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(2) 邱家骧的硅-碱图
• 据SiO2可划分岩石酸度；据SiO2及K2O+Na2O可确定σ(σ ＝ (K2O+Na2O)2／(SiO2－43))值、碱度及系列。由SiO2及 K2O+Na2O含量，从图上即可简便地同时确定火山岩的碱度、系列、 岩石组合及岩石名称。 σ<1.8者为钙性岩，属拉斑玄武岩系列； σ=l.8～3.3者为钙碱性岩，属钙碱性系列。 前二者又总称为钙碱性岩及亚碱性系列。 • • ♣ σ=3.3～9者碱钙性(碱性)岩，属碱性玄武岩系列； σ>9者为碱性(过碱性)岩，属过碱性系列。
火山岩IUGS的TAS分类
Total alkali and silica
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似长石 正长岩 似长石 深成岩 正长岩
闪长岩
二长岩
副长 辉长岩 二长辉长岩 橄榄岩 辉长岩 二长 闪长岩
闪长岩
闪长岩 花岗闪长岩 辉长 闪长岩
花岗岩
铜陵地区侵入岩TAS分类图
底图据Middlemost（1994）；虚线为碱性系列和 亚碱性系列分界线（Irvine & Baragar, 1971）。 1–似长石深成岩；2–似长石正长岩；3–正长岩； 4–似长二长正长岩；5–似长二长闪长岩；6–副长 辉长岩；7–二长岩；8–二长闪长岩；9–二长辉长 岩；10–橄榄岩；11–辉长岩；12–辉长闪长岩； 13–闪长岩；14–花岗闪长岩；15–石英二长岩； 16–花岗岩。
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• 中国中生代火山岩从东而西，碱度变大，尤以深断裂 带中碱度最大：
浙东CA>61，属钙性岩； 鲁东、苏东56～61，属钙碱性岩； 鲁西、张家口、大兴安岭等，51 ～ 56，属碱钙性岩； 山东沂沭深断裂带<51，属碱性岩。
• 又如宁芜地区，中生代喷出岩，CA=54.7，而次火山 岩CA=52.1，二者虽皆为碱钙性岩，但次火山岩碱度 较高。 • 山东蒙阴中生代钾质火山岩亦如此。
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AR-SiO2图解
• 莱特(J. B. Weight)以AR 作横坐标，以SiO2(Wt％) 作纵坐标，制成碱度分区 图，划分岩浆岩为钙碱性、 碱性、过碱性3级。 • 莱特的钙碱性岩，包括皮 科克的钙性岩及钙碱性岩， 其碱性岩相当皮科克的碱 钙性岩，而其过碱性岩与 皮科克的碱性岩相当。
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三、系列的划分
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Total alkali and silica
3. Hy、Q、Ol、Ne标准矿物
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对于玄武岩类的分类命名，国外常用而又方便的方法是在CIPW法标准矿物计算的基础上， 据Hy（紫苏辉石）、Q及Ol、Ne（霞石）等划分三个系列及岩石的名称： (1) Hy>3％，拉斑玄武岩系列： ①有Hy，无Q，无Ol，拉斑玄武岩 ②有Hy，有Q，石英拉斑玄武岩 ③有Hy，有Ol，橄榄拉斑玄武岩 ④岩石中Al2O3>16者，高铝玄武岩 (2) Hy<3％，不含Ne，有Ol，过渡玄武岩系列： ①Ol<25％，橄榄玄武岩 ②Ol＝25~40％，苦橄玄武岩 ③Ol>40％，苦橄岩 (3) 出现Ne，碱性玄武岩系列： ①Ne<5，Ol<5，碱性玄武岩 ②Ne<5，Ol>5，碱性橄榄玄武岩 ③Ne>5，Ol<5，碱(灰)玄岩 ④Ne>5，O1=5~25，碧玄岩 ⑤有Ne，O1>25，碱性苦橄玄武岩。 ⑥有Ne，O1>25，Di>20，富辉橄榄玄武岩。 ⑦有Ne、O1、Di，不含Ab，(橄榄)霞石岩 过渡系列中，还可根据Hy／(Hy+Di)小于或大于0.45，以及A'(A'=2EnHy-5FsHy)大于或小于 0，进一步划分为碱性玄武岩系列或拉斑玄武岩系列。 15
• CA<(51 碱性岩(过碱性岩)
• CA=51~56 碱钙性岩(碱性岩)
• CA=56~61 钙碱性岩 • CA>61 钙性岩
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1. 皮科克法
• 从某火山岩系列的钙 碱指数图解可见随着 岩石中SiO2增加，则 CaO减少、 K2O+Na2O增加。 二变异交点的相应 SiO2值，即为钙碱指 数(CA＝54.3)。
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后二者总称为碱性岩及碱性玄武岩系列。
对于SiO2<45％超基性岩可用硅-碱含量定名，对于SiO2>45的岩石， 在知道σ范围及系列的基础上，可据SiO2含量直按定出岩石名称。
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2．Q’-F’-Anor图
• 为了与国际地质科学联合会通过的火成岩(侵入岩、火山岩)分类 命名方案(1972~1979)一致，有利于国际上统一、交流，使用 施特雷凯森等(1979)提出的Q' 、F' 、Anor值投影，以代替QA-P-F双三角图，更为方便。它不仅可以解决Ab的分配(A及P中 皆需Ab)问题，直坐标也易于投影。
• 火山岩一般分为碱性和亚碱性系列，亚碱性系列又可 进一步分为拉斑玄武岩系列及钙碱性系列。 • 拉斑玄武岩系列：主要为拉斑玄武岩，拉斑玄武安山 岩(冰岛岩)等。 • 钙碱性系列：以安山岩、英安岩、流纹岩及侵入的花 岗闪长岩等为主，并有拉斑玄武岩、高铝玄武岩、钾 玄岩等。 • 碱性玄武岩系列：以碱性橄榄玄武碧及碧玄岩等为主， 并可能有粗面岩、粗安岩、响岩、霞石岩等。
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碱度率(AR)
• 碱度率(Alkalinity ratio，简化为AR)的公式是:
AR=[Al2O3+CaO+(K2O+Na2O)] /
[Al2O3+CaO-(K2O+Na2O)]
• 其中氧化物均为Wt％。 • 当岩浆岩中SiO2>50％，而且2.5>K2O／ Na2O>1时，式中K2O+Na2O)用(2×Na2O)代替。
• Q'、F'、Anor为尼格里-巴尔特阳离子标准矿物计算的数值(与 CIPW法计算结果相似)，如下式所示，岩石名称除了缺少1号与 15号外(少见)，其它同国际地科联1979年的双三角图。 • Q'=Q/(Q+Or+Ab+An) • F'=(Ne+Lc+Kp)/(Ne+Lc+Kp+Or+Ab+An) • Anor=An*100/(Or+An)
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(1) 米德莫斯特(E.A.K.Middlemost)的硅-碱图
• 对于CaO>1％的英安岩、流纹岩，又称高钙英安岩、高钙流纹岩。 • 拉斑玄武岩与高铝玄武岩的区别是A12O3含量，前者<16％，后者>16％。 • 苦橄岩、富辉橄玄岩等总称为堆集玄武岩，常与碱性玄武岩共生。米德莫斯特 认为，堆集玄武岩乃是碱性玄武岩浆重力分异的堆集产物。 • 1980年，米氏又提出新的火山岩分类命名图，他把地球上玄武岩类与苦橄-霞 石岩类的SiO2分界线改为44％，而不是45％。地球上玄武岩比月海玄武岩富 硅、碱、水，而贫钙，且铝、铁变化范围小。 • 亚碱性玄武岩进一步分为：高铝、低钾(K2O<0.4％)、高镁(MgO>A12O3)、 标准亚碱性4种。 • 碱性玄武岩，进一步分为钠质类型(Na2O／K2O>2)、钾质类型(Na2O／ K2O<2)2种，前者为中长玄武岩，后者为粗面玄武岩。 • 对粗面岩、流纹岩的过碱性与非过碱性之区别，主要用Al2O3与K2O+Na2O 分子比的相对大小去划分。