岩石化学计算法
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。
岩石化学计算方法讲解之四
岩石化学计算方法讲解之四——CIPW标准矿物计算法（一）方法的任务和原理本方法为美国岩石学家克劳斯（Cross）、伊丁斯（Iddings）、皮尔逊（Pirsson）和华盛顿（Washington）四人，于本世纪初（1903年）所创立，后又经A·约翰森、凯尔西等多人修改。
方法的基本任务和内容是根据岩石化学全分析数据，按照各组分间组成矿物的一般规律，将其换算为理论上所应出现的各种矿物成分。
并进而根据矿物成分进行岩石的定量矿物分类。
因此法在计算中，仅只考虑各组分间的化学组合关系和矿物的简单化学成分，而对其形成的物理化学条件和各种矿物实际的复杂成分考虑不多，故所计算出的矿物多与岩石中实际存在的矿物成分有较大出入，故将所计算出的矿物称为“标准矿物”（或“虚拟成分”）。
“标准矿物”成分的计算，主要的依据是其通用的化学分子式中各种组分的数量关系。
CIPW将“标准”矿物划分为硅铝质（SAL）和铁镁质（FEM）两组，即：矿物代号矿物名称分子式SAL组 Q 石英SiO2C 刚玉Al2O3E 锆石ErO2·SiO2or正长石K2O·Al2O3·6SiO2Ab钠长石Na2O·Al2O3·6SiO2An钙长石CaO·Al2O3·2SiO2Lc白榴石K2O·Al2O3·4SiO2Ne 霞石Na2O·Al2O3·2SiO2Kp钾霞石K2O·Al2O3·2SiO2NL石盐NaClTh 无水芒硝Na2SO4Nc钠碳酸盐Na2CO3FEM组Ac 锥辉石Na2O·FeO3·4SiO2Ns 钠硅酸盐Na2O·SiO2Ks 钾硅酸盐K2O·SiO2Di 透辉石CaO·（Mg,Fe）O·2SiO2Wo 硅灭石CaO·SiO2Hy 紫苏辉石（Mg,Fe）O·SiO2En 顽大辉石MgO·SiO2Fs 斜铁辉石FeO·SiO2Ol 橄榄石2（Mg·Fe）O·SiO2Fo 镁橄榄石2MgO·SiO2Fa 铁橄榄石2FeO·SiO2Cs 钙硅酸盐2CaO·SiO2Mt 磁铁矿FeO·Fe2O3Cm 铬铁矿FeO·Cr2O3Hm 赤铁矿Fe2O3ILm 钛铁矿FeO·TiO2TPn 榍石CaO·TiO2·SiO2Pf 钙钛矿CaO·TiO2Ru 金红石TiO2Ap 砱灰石3（3CaO,P2O5）·CaF2F 萤石CaF2Py 黄铁矿FeS2Cc方介石CaO·CO3 标准矿物成分计算的基本原则和程序也是本书第一节所述的那些，这里再着重说明如下几点：1、除可做为常量组分的类质同象混入物以外的所有微量组分，均同相应的组分组成各种副矿物，如石盐（HL—Nacl）、黄铁矿（Pr—FeS2）、砱灰石（Ap—3（3CaO·P2O5）·CaF2）、铬铁矿（Cm—FeO·Cr2O3）、钛铁矿（ILm —FeO·TiO2）……等。
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。
由于岩石的分析结果多用氧化物表示，故原子数一般都不便单独计算，而均根据分子数换算而得。
它与分子数的关系有几种不同情况，需区别对待，其一，当在一个氧化物分子中有一个原子时，其分子数即等于原子数。
岩石化学计算方法讲解之三doc
岩石化学计算方法讲解之三——T·巴尔特氧法(一).方法原理此方法为挪威学者T·巴尔特于1948年提出，它主要用于定量地研究具有交代作用的岩石中各元素输出和输入情况的。
其所依据的基本原理是：1、在交代作用中，元素发生变化，但其体积不变。
2、氧离子（O2-，离子半径r=1.36Å）在硅酸盐结晶格架中亦即在各种岩石中所占的体积居于统治地位。
从结晶化学中知，各金属矿物的结晶格架和体积均由半径较大的氧离子的数目和排列方式所决定，其它正价阳离子则因半径较小仅充填于氧离子间的空隙内。
3、在一定体积的岩石中，氧离子的数目不变。
据巴尔特统计在岩石中每160个氧离子均大约有100个正价元素的离子相配置。
如在最富氧的石英岩中，据石英的化学式SiO2可知，每160氧原子配有80个硅原子（在SiO2中Si：O=1：2），而在最贫氧的杆栏石中，每100个氧原子则配有120个铁，镁和硅的正价原子[在（Mg，Fe）2SiO4中，正价原子（Mg+Fe+Si）：O=3：4]；而在其它大量岩石矿物中氧与其它正价原子的比均接近于160：100。
因而巴尔特建议，把160个氧原子所构成的岩石体积做为一个“标准岩子”做为研究各正价元素输入和输出情况的岩石单位。
但为了在计算中消除小数，契特维里科夫建议不用160而用1600个氧原子做为一个标准岩子的体积。
同时把羟基（OH）也并入氧中计算。
4、该计算法最后目的即是计算出某种岩石中与1600个氧原子（相当于某一“标准岩子”）相配置的各种正价原子在交代作用前后其种类和数量上的变化情况。
（二）。
计算方法和步骤1、将岩石分析结果的重量百分数换算原子数。
2、算出与各正价元素相结合的氧原子数，其方法是用各元素的原子数乘以相应的系数也即各氧化物分子式中的O/R+比值。
如SiO2的O/Si=2，其系数即为2，（因每一个硅原子需有2个氧配置）同理Al 2O 3中O/Al=1.5，其系数为1.5，Na 2O 中O/Na=0.5，其系数为0.5等，以此类推。
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。
常量元素岩石化学计算步骤
一、金属元素含量转换对应氧化物的含量步骤：
对于MnO 、CaO 等阳离子的原子数等于分子数时：
氧化物的含量=氧化物的分子量元素原子量
单元素含量⨯ 注：氧化物的含量一般是百分含量；元素的含量一般为ppm ，记得单位换算喔。
对于Na 2O 、K 2O 、Al 2O 3等阳离子的原子数不等于氧化物分子数时：即D x O Y 型
氧化物的含量=氧化物的分子量元素原子量
单元素含量⨯*X 注：氧化物的含量一般是百分含量；元素的含量一般为ppm ，记得单位换算喔。
二、XRF 测试出的全铁分配为Fe 2O 3与FeO 的方法
1、首先剔除烧失量，将常用的10种氧化物（Fe 的氧化物为分离，H 2O 等挥发分不计）之和换算成100%。
2、在此基础上换算各氧化物的含量，此时换算后全铁氧化物的含量为TFe 代替（下面用）
3、对于不同的岩石选择如下公式计算氧化度（OX ）
然后利用公式：a ：OX=FeO
Fe2O3+FeO b ：TFe=Fe 2O 3+FeO
即可计算出Fe 2O 3与FeO 的百分含量。
注：参考文献，岩石化学（邱家骧）。
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
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四、火成岩系列的划分
（3）其它的划分方法
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Hale Waihona Puke 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？
原理：成分的相关性和演化趋势 解决方式：变异图解－－常用的Harker图解
ANK= Al2O3 /（Na2O+K2O）（分子数比）
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二、火成岩类型 的划分
（5）Ne－Hy－Ol－Q命名法
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三、火成岩碱度的确定
（1） 里特曼（Rittmann，1957）法（组合指数法）
＝[w（K2O+Na2O）2] / [w（SiO2- 43）]
< 3.3
物之间是有差别的，例如：
4、 CIPW标准矿物计算结果的岩石学意义： （1）火成岩的分类命名 （2）在实验相图上投点，来分析岩浆来源深度
和岩浆结晶的温压条件 （在下面将会讲到）
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二、火成岩类型的划分
（1） SiO2含量 超基性岩：<45% 基性岩：45-53% 中性岩：53-66% 酸性岩： >66%
（2）拉斑玄武岩系列和钙碱性系列的划分
AFM图解：更适合于中酸性岩石 A—w（ Na2O+K2O）% F—w（FeO+Fe2O3）% M—w（MgO） %
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四、火成岩系列的划分
（2）拉斑玄武岩系列和钙碱性系列的划分
更适用于基性岩系列划分的图解：
w（FeO）/w（MgO）—w（SiO2）% w（FeO）/w（MgO）—w（FeO）%
岩石化学计算方法讲解之六
岩石化学计算方法讲解之六——吴利仁超基性岩石化学计算方法（一）方法的原理鉴于超基性岩在理论上和实际应用中均有着重要的意义，在化学和矿物组成上也有着一定的特殊性，因而许多研究者，如苏联的索博列夫、我国的王恒升、白文吉、吴利仁、肖序常、高纪璞、李军等地质学者，都提出了专门用于超基性岩的岩石化学计算方法。
这里我们仅将吴利仁的计算方法予以介绍。
其它方法读者可参考有关文献。
吴氏关于超基性岩的岩石化学计算方法的基础是查瓦里茨基计算法，即在查法的基础上，结合超基性岩的岩石化学特点加以修改和补充而成。
他对查法的主要改动是：1、超基性岩中K、Na含量甚微，但它们对超基性岩浆的来源和含矿性有着重要的指示作用，因而不可忽略，仍需予以表示。
为此对超基性岩的主要特征数值仍沿用s、a、b、c等四个。
但因a、c值均很小，若仍按查氏法那样在T形图上投影，则将使全部投影点集中于Sb轴两侧的附近处，使其难以分辩。
为此，吴氏在做投影图时将主要数值从四个减少为三个，即将a和c或a和c值予以合并，做为一个数值表示。
也即是超基性岩的主要数值为s、b和（a+c）或（a+c），且s+b+（a+c）或（a+c）=100。
2、对补充数值，除仍保留了查氏的Q值外，其余根据超基性岩本身的特点予以改动，即：（1）鉴于超基性岩中的镁铁的相对含量，即所称的镁铁比值（m/f），不仅是划分超基性岩的类型和探讨岩浆来源的重要依据，而且也是其含矿性的主要标志。
为此，将其做为超基性岩的一个重要补充数值。
且在计算m/f时，根据Ni2+常同Mg2+、Mn2+常同Fe2+成类质同象混入的实际情况，分别将Ni2+合并到Mg2+中，将Mn2+合并到Fe2+中。
则m/f的计算公式为：++++++++=23222/MnFe Fe Ni Mg f m 根据m/f 值，吴利仁将我国的超基性岩划分为如下三类，即： 岩石类型 m/f 镁质超基性岩 >7-6.5 铁质超基性岩 2-6.5 富铁质超基性岩 0.5-2实践证明，工业铬铁矿床均产于镁质超基性岩中，而铁质超基性岩则与硫化铜镍矿床有密切联系，富铁质超基性岩与钒钛磁铁矿物及碳酸盐矿床（烧绿石）有密切关系。
岩石化学计算方法之一
岩石化学计算方法之一——查瓦里茨基计算法(一)、方法原理这一方法是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，亦即硷铝硅酸盐（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。
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。
岩石质量怎么计算公式
岩石质量怎么计算公式岩石是地球上最主要的固体材料之一，它们由矿物质和有机物质组成。
岩石的质量是指其所含有的物质的总量，通常以千克或吨为单位。
岩石的质量计算对于地质学、矿产资源开发和工程建设等领域都具有重要意义。
在进行岩石的质量计算时，需要考虑岩石的密度、体积和成分等因素。
本文将介绍岩石质量的计算公式及其应用。
岩石质量的计算公式通常包括以下几个要素：岩石的密度、岩石的体积和岩石的成分。
岩石的密度是指单位体积内所含有的质量，通常以千克/立方米或克/立方厘米为单位。
岩石的体积是指岩石所占据的空间大小，通常以立方米或立方厘米为单位。
岩石的成分是指岩石中所含有的各种矿物质和有机物质的种类和含量。
根据这些要素，可以得出岩石质量的计算公式如下：岩石质量 = 岩石的密度×岩石的体积。
在实际应用中，岩石的密度可以通过实验测定或文献查询获得。
岩石的体积可以通过测量岩石的尺寸并计算得出，也可以通过地质勘探和测量获得。
岩石的成分可以通过岩石样品的化学分析或显微镜观察获得。
通过这些数据，就可以计算出岩石的质量。
岩石质量的计算公式可以应用于各种岩石类型和地质条件下。
在地质勘探和资源评价中，可以通过对岩石质量的计算来评估矿产资源的储量和品位。
在工程建设和地质灾害防治中，可以通过对岩石质量的计算来评估岩石的稳定性和承载能力。
在环境保护和地质环境评价中，可以通过对岩石质量的计算来评估岩石对地下水和土壤的影响。
除了岩石质量的计算公式外，还有一些相关的计算方法和技术。
例如，可以通过对岩石的物理性质和力学性质进行测试和分析，来评估岩石的质量和工程性能。
可以通过对岩石的成分和结构进行显微镜观察和化学分析，来评估岩石的成因和演化历史。
可以通过对岩石的变形和破裂进行监测和模拟，来评估岩石的稳定性和破坏机制。
总之，岩石质量的计算公式是地质学和工程学中的重要工具，它对于岩石资源的评价和利用具有重要意义。
通过对岩石质量的计算，可以更好地理解岩石的性质和行为，为地质勘探、矿产开发、工程建设和环境保护提供科学依据。
CIPW岩石标准矿物计算
CIPW标准矿物计算(Norm mineral calculation)CIPW标准矿物计算是根据岩石的化学分析结果计算出岩石中的矿物组成。
此方法是目前最常用的矿物计算方法。
由美国的三位岩石学家Cross, Iddings和Pirrson以及一位地球化学家Washington (1903)共同设计，为纪念他们的贡献就以他们姓名的第一个字母组合CIPW表示该计算方法。
Norm (标准矿物)is a calculated “idealized” mineralogyMode （实际矿物）is the volume % of minerals seen表1-4 用于CIPW标准矿物计算的标准矿物分子式，分子量和氧化物的分子量CIPW计算方法和步骤：1)、氧化物重量百分数除以分子量，得到分子数；2)、将MnO加到FeO中，作为一个整体，因为Mn≒Fe易成类质同象置换；3)、用3.33倍P2O5的CaO与P2O5形成磷灰石;4)、如果FeO>TiO2 ，用等量的FeO和TiO2形成钛铁矿；如果FeO < TiO2，过量的TiO2和相同量的CaO先形成榍石（在形成钙长石后）；如果仍有过量的TiO2，就形成金红石。
5)、用与K2O等量的Al2O3与其（K2O）结合形成正长石。
6)、剩余的Al2O3与等量的Na2O形成钠长石；若Al2O3不足，则进行(10)。
7)、如果仍有Al2O3剩余，则与等量的CaO形成钙长石。
8)、还有Al2O3多余，形成刚玉。
9)、如果CaO 与Al2O3形成钙长石后有CaO剩余，形成透辉石中的硅灰石。
10)、多于Al2O3的Na2O用以形成锥辉石；这时无An，Fe2O3与Na2O结合11)、如果Fe2O3 > Na2O，则剩余的Fe2O3与FeO结合形成磁铁矿。
12)、如果与FeO形成磁铁矿后，仍有Fe2O3剩余，则剩余部分形成赤铁矿。
13)、将MgO与剩余的FeO计算出他们的相对比例。
岩石的比重、孔隙率
.3。
2 岩石的比重、孔隙率a、岩石比重岩石的比重就是指岩石的干比重除以岩石实体体积（不包括孔隙）,再与4℃时水的容重相比,即：式中，Gs－岩石比重Ws－绝对干燥时体积为V的岩石重力(KN)Vs－岩石实体(不包括孔隙）体积(m)γw－在4℃时水的容重，γw＝10（KN/m）b、孔隙率岩石内孔隙体积与总体积(包括孔隙体积）之比,计算式为:根据岩石干容重γd和比重Gs，也可以用下式计算:式中， n－孔隙率,以百分数表示Vv－孔隙、裂隙体积（m）V－岩样总体积（m)图1.3。
1b碳酸盐类岩石的抗压强度与孔隙率的关系。
图1.3.1b描述岩体孔隙性的另一个指标,孔隙比е.它是岩石孔隙体积与岩石实体体积之比,即:一些主要岩石的物理性质岩石名称比重密度孔隙率(%）吸水率（％）（g/cm）岩浆岩花岗岩 2.50～2。
84 2.30~2。
80 0.04～3。
53 0。
2～1.7 花岗闪长岩2。
65～2。
65 1.5~1.8 1.5~1.8闪长岩2。
60～3。
10 2.52～2。
96 0。
25~3。
0 0.18～0。
40 正长岩2。
50～2.90 2.40～2.85 0。
47～1.94 辉长岩 2.70~3.20 2.55～2。
98 0.29～3。
13流纹斑岩 2.62～2。
65 2。
58～2.51 0。
9～2.30 0.14~0.35 流纹岩2。
65 2。
60～2。
65粗面岩2。
40～2。
70 2.30~2.67安山岩 2.40～2。
80 2。
30~2.75 1.09～2.19闪长玢岩 2.66～2。
84 2.49~2.78 2.1～5.1 0.4～1。
0 斑岩2。
62~2。
84 2。
20～2.74 0.29~2.75玢岩2。
60~2.90 2。
40~2.86辉绿岩2。
60～3.10 2.53~2。
97 0.40～6。
38 0。
20～1.0 玄武岩 2.50~3.10 2.53～3.10 0。
35~3.0 0。
39～0。
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• 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。
• 标准矿物可分为三类：
• (1) SiO2不饱和矿物：似长石、橄榄石。 • (2) SiO2 过饱和矿物：石英。 • (3) SiO2饱和矿物：长石、辉石等。 • 饱和矿物和不饱和矿物的出现及其数量，主要取决于岩石
中SiO2含量的饱和程度。 • 岩石中SiO2过饱和时，形成石英+饱和矿物； SiO2饱和
• 分子数是用氧化物重量百分数，除以相应氧化物 的分子量；原子数多指氧化物中用离子数，是氧 化物重量百分数，除以分子量后，再乘以氧化物 中的阳离子数。
• 为了使分子数及原子数成为整数，一般均乘以 1000。
成分 SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO CaO MgO MnO K2O Na2O P2O5
Al2O3
刚玉
ZrO2·SiO2 锆石
K2O·Al2O3·6SiO2 钾长石
Na2O·Al2O3·6SiO2 钠长石
CaO·Al2O3·2SiO2 钙长石
K2O·Al2O3·4SiO2 白榴石
Na2O·Al2O3·2SiO2 霞石
K2O·Al2O3·2SiO2 钾霞石
NaCl
石盐
Th Na2SO4 无水芒硝 Nc Na2CO3 碳酸钠、钠方解石
2、将主要组份结合成主要矿物
• 主要组份:SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO(FeO+MnO)、 MgO、CaO、Na2O、K2O等。按三种岩石化学类型 进行计算：
• Ⅰ正常类型
• CaO+K2O+Na2O＞Al2O3＞K2O+Na2O(分子数) • ① X K2O+X Al2O3 + 6X SiO2 =X Or (见第4项) • ② X Na2O+X Al2O3 + 6X SiO2 =X Ab (见第5项) • 根据正常类型的特点Al2O3在与K2O、Na2O结合成钾
• 总量＜90％的也可能有些分析项目不全，分析结 果可能有用，而总量＞101％的则肯定分析有较 大的误差，一般不能使用。
• 有一些实验室化学分析的精度不够，分析结果误 差太大，此时则应进行外检。
• 岩石化学成分的研究方法，有的用氧化物重量百 分数，有的则用氧化物分子数，有的则用原子数 或阳离子数。
1.1 CIPW标准矿物计算法
• CIPW标准矿物(Normative mineral)计算法，目前 应用仍比较广泛：
• ①结晶差的熔岩中矿物成份，可计算大致求得； • ②岩浆岩结晶实验的物理化学相图的应用，多是以
CIPW标准矿物的重量百分比进行投影的； • ③对已知岩石进行物化条件的成因分析时，须将化学
显微镜岩石学
岩石化学计算法
邹海洋
中南大学地学与环境工程学院
第一章 岩浆岩的岩石化学计算法
• 岩石化学是岩石学的重要分支，是研究岩石化学 成分特征的一门科学。
• 化学成分是岩浆岩最重要的特征之一。对于岩浆 岩的鉴定、对比，分析其成因、演化等来说，若 没有岩石化学成分则是不全面或不可能的；特别 是，对于结晶程度差、成分差异大、矿物多期晶 出、有序度及光性变化大的火山岩来说，除薄片 研究外，必须有化学成分配合，才能得出较为符 合实际和相对正确的结论。
• 若把氧化物按照结晶化学原理，系统计算该岩石标准 矿物成特征数值者，通常称为岩石化学计算。
• 岩浆岩岩石化学计算方法始于十九世纪六十年代。 以后陆续提出了很多计算方法，还有不少人对前 人方法进行了修改和补充。
• 计算方法视研究任务而定，不同的研究任务选择 不同的计算方法。
• 这里仅介绍两种常见的岩浆岩岩石化学计算法： CIPW的标准矿物法和扎瓦里茨基的特征数值法。
80.0582
70.9374
SO2
64.0588
94.196
F
18.9984
61.9789
Cl
35.453
141.9445
S
32.06
• 岩石化学分析结果由于氧化物项目较多，不易对比。 因此，岩石化学研究的任务之一，是把它们合并为最 少的对比单位，或选择最关键的项目进行对比。
• 由于研究的目的不同，采用的方法也不同：有的直接 用某些氧化物；有的算出各种指数；有的计算成标准 矿物；有的换算成特征数值。另外表示数据的方法也 不同：数字、图解。
长石、钠长石之后，剩余的Al2O3分子数为： • Al2O3’＝ Al2O3-(K2O+Na2O) • ③X Al2O3’+ X CaO+2X SiO2 =X An (见第6项) • 则剩余的CaO的分子数为：CaO’＝Ca0- Al2O3’-
• ④ X CaO’+ X SiO2 =X Wo (见第17项) • 硅灰石(Wo)在岩浆岩中不能独立存在，留待⑥项
Wo CaO·SiO2
硅灰石
Hy (Mg,Fe)O·SiO2
紫苏辉石
En MgO·SiO2
顽火辉石
Fs FeO·SiO2
铁辉石
Ol 2(Mg,Fe)O·SiO2
橄榄石
Fo 2MgO·SiO2
镁橄榄石
Fa 2FeO·SiO2
铁橄榄石
Cs 2CaO·SiO2
硅酸钙
Mt FeO·Fe2O3
磁铁矿
Cm FeO·Cr2O3
• 剩余的: MgO”= MgO’-2X1
•
FeO’” = FeO” - 2X2
• X MgO” + X SiO2 ＝X En (见第19项)
• 特别是对喷出岩来说，更应注意其新鲜程 度及代表性问题。对含杏仁体、捕虏体、 捕虏晶、沉积岩脉及含外来碎屑的喷出岩， 不能作为化学分历样品。
• 最好是末分异的以及每次喷出熔岩层中氧 化不强的岩石。
• 此外，还应注意化学分析的精度。化学分析出来 的十三项氧化物总量应近于100％，分析数据精 度一般为小数后第二位，总量最好在99.20— 100.50％范国内，误差最多不应超过±1％。
1.1 计 算 程 序
• 先将各氧化物重量百分数换算成分子数(分子数=氧化物重量 百分数* 1000/分子量)，然后把MnO和 FeO分子数合并为 FeO分子数，然后按下面程序进行运算。先计算副矿物，再 计算主要矿物。
• 1、将微量组分结合成副矿物： • 微量组分包括： TiO2、P2O5、Cr2O3等 • (1)X P2O5+3X CaO=X Ap（见第32项） • (2)X TiO2+X FeO=X Ilm（见第28项） • 若TiO2>FeO，则将剩余的结合成榍石（Tn） • (3)X TiO2’+X CaO+X SiO2=X Tn（见第29项） • (4)X Cr2O3+X FeO=X Cm（见第28项）
表1-1 氧化物的分子量和原子量
分子量
成分
分子量
60.0843 79.8988 101.9613 159.6922
H2O CO2 Cr2O3 NiO
18.0152 44.0098 151.9902 74.6894
71.8464
BaO
153.3294
56.0794
SrO
103.6194
40.3044
SO3
• (2)应选择最新鲜的岩石(除研究风化、蚀变者)，尤 其是风化、蚀变交代强的地区，应在大量露头及钻 孔中，尽量选择新鲜的原岩；
• (3)应在全面调查及观察的基础上，选择有代表性 的岩石进行取样；
• (4)应同时采取岩石薄片样品。
• 有可能的话，应配合重砂、单矿物、电子探针、稀 土、微量元素、同位素等样品。
• a. SiO2’ ＞MgO’ + FeO” 属SiO2 过饱和。
• 剩余的SiO2’、MgO’、FeO” 除结合成饱和的铁 镁硅酸盐—紫苏辉石外，还有多余的SiO2 组成石 英。
• X1 MgO’ + X1 SiO2＝X1 En’ • X2 FeO” + X2 SiO2’＝X2 Fs’ • X1 En’ +X2 Fs’＝(X1+X2)Hy (见第18项) • SiO2’ -(MgO’ + FeO”)＝SiO2”＝Q (见第1项)