第4章火成岩成分及分类
第四章 火成岩的结构构造
第四章 火成岩的结构构造
②反应关系 a. 反应边结构：早形成的矿物与熔浆发生反应，当反应不彻底时，会 在早形成的矿物边缘形成一个反应边。 Ol Py Py Hb Mg2SiO4 (Ol) + SiO2(L) 2MgSiO3(Py)
第四章 火成岩的结构构造
b. 环带结构：同种矿物成分从中心到边缘规律变化 如斜长石：中心基性，边缘酸性，正环带 中心酸性，边缘基性，反环带
第四章 火成岩的结构构造
结构、构造是火成岩的重要特征 结构：是指组成岩石的矿物的结晶程度、颗粒大小、 晶体形态(自形程度)以及矿物间(包括玻璃)的相互 关系
构造：是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合 体与其它组成部分之间的排列、充填方式 火成岩的结构构造不仅是分类命名的主要依据，而 且可以反映地质与物理化学条件、岩浆的成分变化， 是鉴定岩石种属的重要依据
第四章 火成岩的结构构造
②相对大小
等粒结构：同种矿物颗粒大小大致相同 不等粒结构：同种矿物颗粒大小不等，大小都有 如颗粒从大到小依次降低，称连续不等粒结构 斑状结构：岩石中矿物颗粒可分为大小截然不同的两群，大者称斑晶， 小者及不结晶的称为基质。是浅成岩和喷出岩的重要特征 斑晶早于基质，形成于不同的世代。斑晶多在深处或上升过程中 晶出，结晶早，结晶时间长，颗粒大；随后，携带斑晶的岩浆上升到 地表或较浅处，快速冷凝，形成细小的晶体，隐晶质，微晶，甚至来 不及结晶而成玻璃质，即为基质
自形结构：岩石由自形矿物晶体组成。自形晶：晶体具有完整的晶面，镜下 由规则的多边形组成，多为直边接触 它形结构：岩石由它形晶组成。晶体呈它形，不规则的曲线所包围 半自形结构：岩石由半自形晶组成。部分晶面发育良好，其它晶面发育不好
4、相互关系：包括矿物之间相互关系及其与火山玻璃及隐晶 质之间的关系
火成岩分类
二、本书采用的分类
综合考虑矿物成分、化学成分、结构和产状进行分类
1、超基性岩类（橄榄岩－科马提岩） 2、基性岩类（辉长岩－玄武岩类） 3、中性岩类（闪长岩－安山岩类；
二长岩－粗面安山岩； 正长岩－粗面岩）
4、酸性岩类（花岗岩－流纹岩类） 5、碱性岩类（霓霞岩－霞石岩及黄长石岩、碳酸岩；
霞斜岩－碧玄岩、碱玄岩； 霞石正长岩－响岩）
6、脉岩类 7、火山碎屑岩类
几点说明：
（1）脉岩有特殊的成因和产状， 火山碎屑岩类成岩机 制有其特殊性， 因而单列一章。
（2）每一类侵入岩和火山岩在成分上类似， 但成因上 不一定有联系， 也不一定是同源岩浆产物。
（3）“斑岩”和“玢岩”仅用于浅成岩中斑状结构的岩 石。“斑岩”的斑晶是以石英、 碱性长石和似长石为主； “玢岩”的斑晶以斜长石和暗色矿物为主。对于喷出岩 中斑状结构的 岩石，不使用“斑岩”和“玢岩”的名称。
主要考虑石英、长石、似长石、暗色矿物的种属及含量。 暗色矿物在岩石中的总量一般称为色率。
超基性岩类 SiO2低，不含石英，不含或很少含长石，极
富暗色矿物，色率大于90％为特征。
酸性岩类
正好与超基性岩相反，SiO2高，富含石英 和长石，贫暗色矿物，色率＜15％为特征。
SiO2处于二者之间，但据色率及长石的 种类可以区分。基性岩色率30～50％，
一、火成岩分类基础
1、按化学成分分类
根据SiO2含量的多少，可将火成岩分为：
超基性岩 SiO2＜45％
基性岩
SiO2 45～52％
火成岩概述及基本性质和分类
全球各地都有火成岩分布，特别是环 太平洋火山带、地中海-喜马拉雅火山 带和东非大裂谷等地区。
火成岩的组成
01
02
03
主要矿物
火成岩主要由矿物组成， 常见的矿物包括橄榄石、 辉石、长石、角闪石等。
岩石结构
火成岩具有不同的岩石结 构，如斑状结构、块状结 构、流纹状结构等。
岩石类型
根据矿物组成和岩石结构 的不同，火成岩可以分为 多种类型，如花岗岩、玄 武岩、安山岩等。
按岩石化学成分分类
基性岩类
火成岩的化学成分以基性元素 （如铁、镁）为主，含量较高。
中性岩类
火成岩的化学成分以中性元素 （如硅、铝）为主，含量适中。
酸性岩类
火成岩的化学成分以酸性元素 （如硅、钠）为主，含量较高。
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块状构造是指岩石ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ矿物颗粒呈无定向排列，不显示任何特定方向；气孔状构造是指在岩石中存在许 多圆形或椭圆形的空洞，这些空洞可以是气孔、原生晶洞或次生洞穴；杏仁状构造是指岩石中存在许 多不规则的圆形或椭圆形空洞，这些空洞被矿物所充填，形成杏仁状外观。
物理性质
• 火成岩的物理性质主要包括硬度、比重、颜色、透明度等。这 些性质取决于其矿物组成和结构。例如，花岗岩由于主要由石 英和长石组成，比重较轻，硬度较高；而橄榄岩则由于含有大 量橄榄石和辉石，比重较大，硬度较高。
火成岩概述及基本性质和分类
目录
• 火成岩概述 • 火成岩的基本性质 • 火成岩的分类
01 火成岩概述
定义与形成
定义
火成岩是由岩浆冷却和结晶形成 的岩石，是构成地球的主要岩石 之一。
形成
火成岩的形成与地球内部的岩浆 活动密切相关，当岩浆冷却后， 其中的矿物结晶形成火成岩。
岩石学-火成岩成分及其分类
二、矿物成分 火成岩中的矿物成分受控于岩浆的化学成分及 结晶条件，因而了解岩石的化学成分和岩石的成因 都有重大的意义，也是火成岩分类和定名的依据。 1． 矿物的成分分类 ． 火成岩中常见的矿物不过二十多种。其中构成 岩石主体，在火成岩分类命名中起作用的是石英、 钾长石、斜长石、似长石（白榴石、霞石）、橄榄 石、辉石、角闪石、黑云母、白云母等。这些矿物 据化学成分可分为两类： 硅铝矿物：矿物中SiO2与Al2O3的含量较高，不含 硅铝矿物 FeO和MgO，包括石英类、长石类及似长石类。它们 基本不含色素原子，颜色较浅，又称为浅色矿物。
3. 同位素 自然界已发现的同位素种类约1400种， 可分为稳定同位素和放射性同位素两类，这两类同 位素在火成岩的研究中均具重要意义。 稳定同位素(Stable 稳定同位素(Stable isotopes)稳定同位素主要有氧、 碳、硫、氢、氦等。如氧同位素由16O、17O和18O组 成，其中16O和和18O因质量差别显著，在地质过程 及岩浆过程中会发生分馏。地质过程中的16O和18O 的分馏造成岩石圈不同组成部分的16O、18O组成的 差异，这样不同源区的岩浆的氧同位素组成就有差 别，可用氧同位素组成来示踪。氧同位素组成以 δ18O(18O/16O)表示。以花岗岩为例，不同成因的花 岗岩δ18O值不同，由沉积岩或变质岩熔融形成的S 型花岗岩，富18O，δ18O>10‰，由幔源岩浆分异形 成的M型花岗岩18O低，δ18O<6‰。
放射性同位素( 放射性同位素(Radiogenic isotopes) 火成岩研究中具重要意 ) 义的放射性同位素主要有K-Ar、 Rb-Sr、Sm-Nd、U-Pb和Th-Pb以及 Re-Os等同位素。它们的主要用途 是确定火成岩的形成年龄和示踪 源区。 147Sm→143Nd+He
岩石学--4火成岩的成分及分类
(3)电感耦合等离子体发射光谱法 （微量元素）
(5) 气体源质谱法 （同位素）
二、火成岩的矿物成分
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 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 统 称 为 造 岩 矿 物。
岩浆岩的主要元素含量
2.以 氧 化 物 表 示:
SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, K2O, Na2O 和 H2O 等9 种 最 重 要, 占 岩 浆 岩 平 均 化 学 成 分 的98% 左 右. SiO2 34～75% 少 数 可 达 80% Al2O3 10～20% 在 纯 橄 榄 岩 中 较 低 MgO 1～25% CaO 0～15% 但 某 些 辉 长 岩 中 达23% Fe2O3+FeO 0.5～15% 一 般FeO>Fe2O3 Na2O 0～15% 霞 石 岩 中 可 达19.48% K2 O 一 般<10% 白 榴 石 岩 中 可 达17.94% H2O+( 结 晶 水) 和H2O- ( 吸 附 水) 一 般<2% 个 别 达10% TiO2 0～2% 很 少 超 过 5% P2O5 0～0.5% 很 少 超 过 3% MnO 0～0.3% 很 少 超 过 2%
硅铝矿物和铁镁矿物
硅铝矿物 ：SiO2 和Al2O3 含 量 较 高， 不 含 铁 镁。 如 石 英、 长 石 类 及 似 长 石 类。 这 些 矿 物 颜 色 均 较 浅， 所 以 又 叫 浅 色 矿 物。
火成岩的分类
2）火成岩的矿物分类：
色率：暗色矿物在火成岩中的含量（体 积分数），通常称为色率——是 火成岩鉴定和分类的重要标志之一。
超镁铁岩：色率（M）>90% 镁铁质岩：色率（M） =10~90% 中性岩：色率（M） = 10~ 90%；Q 小于5% 长英质岩：色率< 10；Q >5%
3）矿物的成因分类
原生矿物：岩浆冷凝过程中结晶的矿物。 根据其形成环境不同，又可分为：
角砾凝灰岩 凝灰角砾岩
火山碎屑角砾岩 或集块岩
a. 基于火山物质的类型
b.基于火山物质的大小
(四) 三角图解岩石定名方法
X、Y、Z—— 代表三种矿物
A点的成分构 成——7 0% X, 20% Y, and 10% Z 注：假如三种矿物 总量没有达到 100%，可将其标 准化成100%，然 后投图.
中性岩
闪长岩
Q > 5% 长英质岩 花岗岩类
二、IUGS火成岩分委会推荐的分类方案
主要根据地质产状、矿物组成分为七大类：
1. 深成岩 2. 火山岩 3.火山碎屑岩
5. 煌斑岩类 6. 碳酸岩类 7.紫苏花岗岩类
4. 黄长岩类
(一).深成岩的分类
Q
石英岩
90
90
富石英的 花岗岩类
60
60
Granite
60
60
(Foid)olites
F
Q
硅英岩
（英石岩）
90
90
富石英花岗岩类
60
60
碱
长 花
花岗岩
岗 （正长 （二长 岩 花岗岩） 花岗岩）
英 云
花岗 闪 闪长岩 长
岩
20 10
35
火成岩分类
火成岩分类火成岩是地壳中最主要的岩石类型之一，它们形成于地球上的火山喷发和岩浆侵入活动。
根据火成岩形成的过程和成分的不同，可以将其分为不同的分类。
本文将介绍五种常见的火成岩分类：侵入岩、流纹岩、安山岩、火山岩和超深岩。
1. 侵入岩侵入岩是由岩浆在地壳深处冷却凝固而形成的岩石。
侵入岩的冷却时间长，晶体生长充分，因此具有细粒和块状结构。
常见的侵入岩有花岗岩、二长岩和辉长岩。
1.1 花岗岩花岗岩是一种具有粗粒结构的侵入岩，主要由石英、长石和云母组成。
它的颗粒较大，常常形成大块的岩体。
花岗岩广泛分布于地壳中，是建筑和雕刻的重要材料。
1.2 二长岩二长岩是一种由斜长石和钠长石组成的侵入岩。
它的颜色通常呈灰色或绿灰色，并具有条带状结构。
二长岩不仅是重要的建筑材料，还常用于制作平板岩、瓷砖和地板。
1.3 辉长岩辉长岩是由辉石和长石组成的侵入岩。
它的颜色通常呈暗绿色，具有粗粒结构。
辉长岩是一种重要的建筑和雕刻材料，也被广泛用于制作摩擦材料和化学材料。
流纹岩是一种火成岩，由岩浆在地壳上堆积并迅速冷却而形成。
它的特点是具有凝胶结构，晶体较小。
流纹岩常见于火山喷发后的地表，其主要成分为黑云母和角闪石。
3. 安山岩安山岩是一种富含铁镁质矿物的火成岩，由与流纹岩类似的方式形成。
它的颜色通常为深绿色或黑色，具有粗粒结构。
安山岩常用于建筑和装饰。
4. 火山岩火山岩是由于火山爆发而喷发出来的岩浆在地表迅速冷却形成的岩石。
火山岩的结构通常为玻璃体和微小的晶体。
常见的火山岩有玄武岩和安山岩。
4.1 玄武岩玄武岩是一种富含铁镁质矿物的火山岩，成分较为均匀。
它的颜色通常为黑色或暗绿色，质地坚硬。
玄武岩广泛分布于地球表面的火山活动区域。
4.2 安山岩安山岩在火山岩中也有一定比例的分布。
它的颜色通常为深绿色或黑色，与玄武岩相似。
安山岩的质地相对较软，常用于建筑和装饰。
超深岩是在地下深处形成的火成岩，常见于地幔和地核边界。
超深岩的成分和结构复杂多样，包括橄榄石、辉石、斜长石等矿物。
火成岩分类
火成岩分类火成岩是地球上最常见的岩石之一，由于其独特的形成过程和组成成分，被广泛应用于地质学和矿产资源研究领域。
火成岩主要由岩浆在地壳或地下形成并冷却而成。
根据其形成过程和矿物成分的差异，火成岩可以分为几种不同的类型。
1. 基性火成岩基性火成岩是一类富含镁铁矿物和较少硅酸盐的火成岩。
其主要成分为辉石和斜长石，少量含有矿物质如黑云母、辉石和角闪石等。
基性火成岩常常呈现为黑色或暗绿色，具有密度高、结构紧密和硬度高的特点。
常见的基性岩石有玄武岩、辉长岩等。
玄武岩是最常见的一种基性岩石，主要由辉石和斜长石组成。
它具有细粒、致密、块状构造和高密度等特点，通常呈暗灰色或黑色。
玄武岩广泛分布于地球上，尤其是大洋中脊和火山活跃地区。
辉长岩是另一种典型的基性岩石，主要成分为辉石和斜长石。
与玄武岩相比，辉长岩富含铝和钙，具有较浅色的外观。
辉长岩常出现在地壳较浅的地区，如洋壳和陆壳的边缘带。
2. 酸性火成岩酸性火成岩是一类富含硅酸盐的火成岩，其成分相对而言较为丰富。
酸性火成岩具有低密度、多孔性和颗粒间的质块相对较大等特点。
酸性火成岩通常呈现为浅色，如浅灰色或浅粉色。
花岗岩是酸性火成岩中最常见的类型之一，主要由石英、长石和黑云母组成。
花岗岩具有均质的颗粒结构和大块状的结构特征，其颗粒细腻且晶体发育良好。
花岗岩可分为斑状花岗岩和块状花岗岩两种类型，前者结构较粗大，后者则由许多小块状结构组成。
一些较为特殊的酸性火成岩包括英安岩和花岗闪长岩。
英安岩的主要矿物组成为斜长石和角闪石，与花岗岩相似，但斜长石的含量较高。
花岗闪长岩则富含钠长石和角闪石，其颜色较为深黑而具有金属光泽。
3. 中性火成岩中性火成岩是介于基性火成岩和酸性火成岩之间的一类岩石。
其岩石成分介于两者之间，具有较高的硅酸盐含量和较低的镁铁含量。
中性火成岩在颜色上通常为灰色，呈现出明显的颗粒状结构。
安山岩是一种典型的中性火成岩，成分主要由斜长石、辉石和少量黑云母等矿物组成。
火成岩的主要化学成分和矿物成分
火成岩的主要化学成分和矿物成分火成岩是地球表面岩石中最常见的一类，它们是在火山喷发和岩浆侵入地壳过程中形成的。
火成岩的起源非常复杂，其化学成分和矿物成分也各不相同。
本文将介绍火成岩的主要化学成分和矿物成分。
火成岩的化学成分火成岩的化学成分由主成分元素和次成分元素组成。
以下是火成岩的主要化学成分：1. 矽酸盐 SiO2矽酸盐是火成岩中最常见的化学成分，它是构成地球壳和岩石的主要元素之一。
在火山喷发和地壳侵入过程中，矽酸盐的含量不同，导致形成了不同化学成分的火成岩。
常见的火成岩中，硅酸盐含量从40%至70%不等，且随着矽酸盐含量的增加，岩石的颜色也变浅，质地也变得更细。
2. 铝氧化物 Al2O3铝氧化物是火成岩中第二常见的化学成分，它是在地球化学演化过程中重要的元素。
在很多地质条件下，铝氧化物和矽酸盐会一起形成矽铝酸盐、长石和亚长石等矿物。
3. 氧化镁 MgO氧化镁是火成岩和地幔岩石中常见的一种元素，在岩浆侵入时，由于与镁元素有关的矿物已经熔融，因此其含量会逐渐增加。
高含量的氧化镁可以导致火成岩的颜色变淡。
4. 还原氧化物 FeOT和MnO还原氧化物是指铁和锰在还原状态下的氧化物，它们在火成岩中的含量与否会影响矿物的稳定性和颜色。
较高的还原氧化物含量往往会导致黑色、灰色或绿色的矿物生成。
火成岩的矿物成分火成岩的矿物成分也是多种多样的，具体包括以下几种：1. 石英石英是火成岩中最常见的矿物之一，它是由硅酸盐组成的。
石英是一种透明或白色晶体，有很高的硬度，常被用作建筑材料。
2. 长石长石是一种含铝的矿物，其化学式为KAlSi3O8或NaAlSi3O8。
长石结晶的温度非常高，一般需要在地下深处才能形成。
它的颜色通常为白色或浅灰色。
3. 橄榄石橄榄石是一种富含镁和铁的矿物，它的化学式为(Mg,Fe)2SiO4。
橄榄石常见于较深部的火成岩中，其颜色深浅不一，可以是暗绿色、棕色或黑色。
4. 辉石辉石是一种硅酸盐矿物，其化学式为Ca2(Mg,Fe)3[SiO4]3。
4-(第四章：火成岩的成分及其分类)
（二）微量元素
岩石中的微量元素是指在体系中不作为任何物相的主要组分 存在的非化学计量的分散元素。由于含量很低， 存在的非化学计量的分散元素。由于含量很低，它们在岩浆 中的物理化学行为可以近似地用稀溶液定律来描述。 中的物理化学行为可以近似地用稀溶液定律来描述。微量元 素含量的表示方法为：ppm、ppb、ppt或 素含量的表示方法为：ppm、ppb、ppt或10-6g.g-1。 火成岩中微量元素以多种方式存在： 火成岩中微量元素以多种方式存在：
第四章 火成岩的成分及其分类
内容提要： 内容提要：
一、火成岩的化学成分 二、火成岩的矿物成分 三、火成岩的分类命名
参看《岩石学》p43参看《岩石学》p43-58.
一、火成岩的化学成分
火成岩的化学成分分为主要元素（主量元素）、微量元 火成岩的化学成分分为主要元素（主量元素）、微量元 主要元素 ）、 素和同位素3类。其中直接用于火成岩分类的是主要元素。 素和同位素3 其中直接用于火成岩分类的是主要元素。
酸性岩 中性岩 基性岩 逐渐降低 逐渐增大 逐渐降低 逐渐降低 逐渐降低 （最大） 最大） （最大） 最大） （甚至缺失） 甚至缺失） 逐渐降低 显著降低 超基性岩
SiO2 FeO、MgO 、 K2O、Na2O 、 CaO Al2O3
火成岩中主要元素研究的意义： 火成岩中主要元素研究的源自义：1、火山岩系列和类型的划分
δ 18 Ο =
[18 Ο / 16 Ο]样品 − [18 Ο / 16 Ο]标样 [ Ο / Ο]标样
18 16
× 1000
2、放射性同位素
在火成岩研究中具有重要意义的放射性同位素主要有K Ar、 在火成岩研究中具有重要意义的放射性同位素主要有K-Ar、 Rb-Sr、Sm-Nd、 Pb和Th-Pb以及Re-Os等同位素 以及Re 等同位素。 Rb-Sr、Sm-Nd、U-Pb和Th-Pb以及Re-Os等同位素。主要是用 于确定火成岩的形成年龄和示踪源区。 于确定火成岩的形成年龄和示踪源区。
7、岩石化学
2）亚碱性系列的进一步划分 拉斑玄武岩系列 钙碱性系列
教材中的：w（FeO）/w（MgO）—w（SiO2）% w（FeO）/w（MgO）—w（FeO）% （注：更适用于基性岩） AFM三角变异图解——更适用于中酸性岩 A—w（ Na2O+K2O）% F—w（FeO+Fe2O3）% M—w（MgO） %
右图：球粒陨石标准化的 spider diagrams 从右到左：元素的不相容程 度增加（ L R） 元素排列顺序：没有统一标 准，不同作者稍有差异 (poor standardization)
洋中脊玄武岩（MORB）标准化Spider diagram
Separates LIL and HFS
1). SiO2： 超基性岩：<45%
基性岩：45-53% 中性岩：53-66% 酸性岩： >66% Na O+K Owt%
2 2
2). SiO2 变异图
—（Na
13 2O+K2O） 11 9 7 5 3 1 37 49 53 41 45 超基性 基性 45 52 碱玄质 响岩 副长石岩 响岩质 碱玄岩
<3.3者为钙碱性岩 =3.3—9者为碱性岩 >9者为过碱性岩 4）w（K2O）/w（Na2O）比值： S型花岗岩： >1.0（一般情况） I型花岗岩： <1.0 （一般情况） 5）Al2O3： 亚碱性玄武岩： w（ Al2O3 ） >16.0%为高铝玄武岩 mole（ Al2O3 ）/mole（K2O+Na2O+CaO） >1.1者 多为S型花岗岩
B.应用—REE配分形式-探索岩石的成因及演化 原理：火成岩的REE型式-受控于源岩的REE 地球化学和岩浆演化过程中矿物—熔 体的平衡——分配系数 所用参数： REE总量（丰度）： LREE/HREE比值：LREE—La~Eu HREE—Gd ~Lu MREE—Sm ~Ho Eu=2EuN/（SmN+GdN）：铕异常 实例：石榴石橄榄岩的部分熔融 斜长石的分离结晶或源区残留 大陆弧岩浆作用
05 火成岩的成分、分类
3.1 SiO2含量对岩浆岩中矿物共生组合的影响
3.2 火成岩中SiO2含量与矿物组成的关系
从超基性岩到酸性岩随SiO2的渐增，具镁铁矿物由多到少， 浅色矿物渐增，石英由无到有，含量渐增的变化趋势。
超基性岩：SiO2<45%，富FeO、MgO而贫K2O、Na2O，镁铁矿 物占主要地位（色率>90），主要由橄榄石和辉石组成。 基性岩：SiO2=45%～53%, FeO、MgO较超基性岩减少，Al2O3 、CaO大量出现，因此矿物成分为辉石与基性斜长石共生，镁 铁矿物占40%～90%（一般为40%～70%）。 中性岩：SiO2=53%～66%, FeO、MgO、CaO减少，K2O、Na2O 含量相对增加，常为角闪石与中性斜长石共生，暗色矿物减少， 色率在15～40%之间。 酸性岩：SiO2>66%, FeO、MgO、CaO大大减少，K2O、Na2O显 著增加，钾长石、酸性斜长石、石英为主要矿物，暗色矿物多为 黑云母，色率小于15。
石的形成机理等方面提供重要信息和证据。
3．同位素 （ Isotopes）
• 1）稳定同位素：炭、氢、氧、硫 • 研究意义：主要用来获得岩浆源区的信息； • 2）放射性同位素： • 火成岩研究中具有重要意义的放射性同位素 主要有 K-Ar、Rb-Sr、Sm-Nd、U-Pb、Th-Pb、 Re-Os 和 Hf。 • 研究意义：主要用来确定火成岩的形成年龄、 岩浆源区及岩浆演化的示踪。
不出现斜方辉石 常见似长石和黑榴石，辉石通常富钠（霓 石、霓辉石）或含钛（钛辉石），角闪石 为钠闪石、钠钙闪石、棕闪石
3.3 Al2O3含量对岩浆岩矿物成分的影响
岩石中Al2O3与CaO、K2O、Na2O分子数的相对值，会对矿 物组合产生影响。 过铝质岩石：Al2O3 > CaO+K2O+Na2O；Al2O3在与CaO、K2O、 Na2O结合生成长石类矿物后还有剩余，可形成白云母、黄玉、电 气石、锰铝—铁铝榴石、刚玉、红柱石或矽线石等富铝矿物。
火成岩岩石学
火成岩岩石学概述火成岩是地球上最常见的岩石类型之一，主要由岩浆经过冷却和凝固形成。
火成岩岩石学是研究火成岩形成、演化以及其特性和性质的学科。
火成岩岩石学对于了解地壳演化、构造运动以及资源勘探具有重要意义。
火成岩的分类根据火成岩的成因和矿物组成，可以将火成岩分为以下三类：1.侵入岩：侵入岩是在地下冷却凝固的岩浆形成的。
按照组成和结构，侵入岩可以分为深成侵入岩和浅成侵入岩。
常见的深成侵入岩有花岗岩、辉绿岩等，而浅成侵入岩则包括岩脈、斑岩等。
2.出露岩：出露岩是岩浆直接从地下喷发到地表凝固形成的。
根据岩浆喷发时的粘度和气体含量，出露岩又可分为酸性岩、中性岩和碱性岩。
常见的出露岩包括火山碎屑岩、安山岩、玄武岩等。
3.经交代后的岩石：经过热液交代作用和岩浆流体的改造后形成的岩石称为经交代后的岩石。
这类岩石常常富含矿物或矿石，并广泛应用于资源勘探和工业生产。
火成岩的形成火成岩的形成主要与岩浆的生成、向上运动以及冷却凝固过程密切相关。
1.岩浆生成：岩浆是在地壳深部或上地幔中以熔融态存在的物质。
岩浆的形成与地幔中的高温和高压有关，当地幔物质达到熔点时，形成岩浆。
2.岩浆运动：岩浆由于密度的差异，会向上运动并寻找出口。
岩浆运动受到地壳的构造和断裂的控制，常常通过火山喷发、侵入岩和热液活动等方式进入地壳。
3.冷却凝固：岩浆在地下或地表冷却凝固后形成火成岩。
冷却速率会影响火成岩的颗粒大小和矿物的组成，较快的冷却凝固会形成细粒的火成岩，而较慢的冷却凝固会形成粗粒的火成岩。
火成岩的特征和性质火成岩具有以下几个特征和性质：1.多样的矿物组成：火成岩由于岩浆冷却凝固而形成，其中的矿物组成与岩浆的成分有关。
常见的火成岩矿物包括石英、长石、黑云母、辉石等。
2.晶粒结构：火成岩的颗粒大小与冷却凝固速率有关，较快冷却凝固的火成岩颗粒较小，而较慢冷却凝固的火成岩颗粒较大。
晶粒结构决定了火成岩的质地和外观。
3.火成事件记录：火成岩的形成过程和组成可以提供地球历史演化的重要信息。
岩石火成岩的矿物成分和结构构造
岩石火成岩的矿物成分和结构构造火成岩是地壳中最常见的岩石类型之一，由于其特殊的地质成因，具有独特的矿物成分和结构构造。
一、火成岩的矿物成分火成岩主要由硅酸盐矿物组成，其中常见的矿物有石英、长石、辉石、斜长石和黑云母等。
石英是硅酸盐矿物中含硅最高的一种，具有硬度高、透明度好、抗风化性强等特点。
长石是最常见的岩石成分之一，主要包括正长石、钠长石和钾长石等，具有颜色多样、普遍存在于地壳中的特点。
辉石是一类硅酸盐矿物，具有颜色多样、硬度高、断口呈贝壳状等特点。
斜长石是火成岩中常见的矿物，根据其化学成分的不同，可分为角长石和斜长石。
黑云母是一种含铝的硅酸盐矿物，常见于火成岩中，具有厚片状晶体的特点。
此外，火成岩中还常见其他矿物，如磁铁矿、斜铁矿、方铁矿等。
磁铁矿是一种含铁的氧化物矿物，具有磁性，主要存在于含铁质的火成岩中。
斜铁矿是一种含铁的硫化物矿物，常见于硫化作用较强的火成岩中。
方铁矿是一种含铁的氧化物矿物，常见于含铁质高的火成岩中。
二、火成岩的结构构造火成岩的结构构造主要包括岩石的晶体结构和岩石的岩石学构造。
岩石的晶体结构是指岩石中所含矿物的排列方式和结晶形态。
火成岩中的矿物晶体通常以等轴晶或块状晶体为主，晶体矿物具有明显的晶面、晶角和晶面交接的特点。
此外，火成岩中的矿物晶体通常呈现出均匀的颗粒状或方解石状等结晶形态。
晶体结构的排列方式和结晶形态直接影响火成岩的物理性质和工程性质。
岩石学构造是指火成岩中矿物晶体之间的统一安排和相互关系。
火成岩中的矿物晶体通常以颗粒状、显晶状和斑状等不同形式存在，其中沉积状晶体具有明显的统一面状和流线状特征。
矿物晶体之间的相互关系形成了火成岩中的结构构造，如均质构造、斜交构造、织构构造等。
这些结构构造直接影响火成岩的宏观性质和微观结构。
总结：火成岩的矿物成分和结构构造是岩石学中重要的研究内容，通过研究火成岩的矿物成分和结构构造，可以了解火成岩的成因和形成过程，揭示地球内部的物质组成和地质变化，对于矿产资源的勘探和开发具有重要的科学意义和实践价值。
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SiO2在主要元素中含量最高，变化于34-75%之间，少数可达80%，同时它对 岩浆及火成岩的物理化学性质及矿物组成的影响最大，因此是火成岩中 最重要的一种氧化物。被用来作为划分火成岩酸性程度和基性程度的参 数。SiO2>66%者，称为酸性岩；SiO2 =53-66%者，称为中性岩；SiO2 = 45-53%者，称为基性岩；SiO2 <45% 者，称为超基性岩。习惯上对SiO2 含 低量 者高 ，1者 谓5 称之之酸为度酸小性，程亦度 可高 称或 基性酸程度度大高，。也P叫h 基性程度低；反之，对含量
粗面岩
61.21 0.70 16.96 2.99 2.29 0.15 0.93 2.34 5.47 4.98
正长岩
58.58 0.84 16.64 3.04 3.13 0.13 1.87 3.53 5.24 4.98
响岩
56.19 0.62 19.04 2.79 2.03 0.17 1.07 2.72 7.79 5.24
玄武岩
49.20 1.84 15.74 3.79 7.13 0.20 6.73 9.47 2.91 1.10
辉长岩
50.14 1.12 15.48 3.01 7.62 0.12 7.59 9.58 2.39 0.93
粗面玄武岩 49.21 2.40 16.63 3.69 6.18 0.16 5.71 7.90 3.96 2.55
Na2O+K2O,wt%
13
11
F
U3
T
9
U2
S3
R
7
5
SiO2
3
1
U1
S2
S1
O3
B
O1
O2
Pc
37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77
SiO2,wt%
NaK2O2O+K在2O地在幔岩和浆地中壳的中含的量含称量为差全别碱显（箸A（lk表）4含-1量）。，因二为者N又a是2O、 主要元素中最容易熔融的组分，因而对源区的组成、部分 熔融程度的变化以及岩浆的演化过程反应敏感，在火成岩 的的研相究对中关意系义来重对大火。成在岩火进成行碱岩度中及，系常列用的碱划含分量。与SiO2 含量
硬玉
Jadeite
Jd
角闪石 Amphibole Amp
普通角闪石 Hornblende Hb
蓝闪石
透闪石 阳起石
金云母 黑云母 白云母
Glaucophane Gl
Tremalite
Tre
Actinolite Act
Phlogopite Phl
Biotite
Bi
Muscovite Ms
斜长石
钙长石
钠长石 钾长石 正长石 霞石 钾霞石 白榴石 石英 方解石 白云石
英文名称 缩写 中文名称 英文名称 缩写
Plagioclase Pl 磁铁矿
Anorthite An 铬铁矿
Albite
Ab 钛铁矿
K-feldspar Kf 赤铁矿
Orthoclase Or 磷灰石
Nepheline Ne 尖晶石
Kaliophilite Kp 绿帘石
Leucite
Lc 石榴石
Quartz Calcite Dolomite
橄榄粗安岩 50.52 2.09 16.71 4.88 5.86 0.26 3.20 6.14 4.73 2.46
粗安岩
58.15 1.08 16.70 3.26 3.21 0.16 2.57 4.96 4.35 3.21
安粗岩
61.25 0.81 16.01 3.28 2.07 0.09 2.22 4.34 3.71 3.87
3.08
12.5
5.8
5.08
大于0.1%，总和占火成 Na2O
0.57
2.6
3.2
3.84
岩平均化学成分的98% K2O
0.13
0.3
2.5
3.13
（表4-1），他们也是地 P2O5
-
0.2
0.2
0.3
球、地幔及地壳的主要
a. Ringwood (1975), b. Ronov (1976), c. Taylor (1964), d. Clark
同位素示踪
稀土配分与蛛网图
二、矿物成分
火成岩中的矿物成 分受控于岩浆的 化学成分及结晶 条件，因而对于 了解岩石的化学 成分和岩石的成 因都有重大的意 义，同时它也是 火成岩分类和定 名的依据。
中文名称 英文名称 缩写 中文名称
橄榄石 Olivine
Ol
镁橄榄石 Forsterite
Fo
铁橄榄石 Fayalite
2
0
30
40
50
60
70
80
W ( S i O 2) / %
图 3-13 太 行 山 造 山 带 侵 入 岩 哈 克 型 图 解
F
TH A
CA
Galapagos
Witu ls L.Antilles ke
AFM图解
矿物颗粒与化学成分
粗细不均造成的影响
矿物颗粒与化学成分
细小颗粒百分含量的统计
氧 化 物 变 异 图 解
“Liquid lines of descent” - LLDs ?
From <<The Evolution of the Igneous Rocks>> by N.L. Bowen, 1928
标准矿物 (Norm)与实际矿物(modal)
火成岩中矿物组合及含量是 岩石分类及对比的基础。 但是当岩石结晶粒度细小、 尤其是快速冷凝的火山岩 中存在大量的玻璃质时， 岩石的实际矿物含量无法 测量，因而无法进行矿物 及含量的对比，为解决此 类问题，不少人提出了通 过统一的计算程序，利用 化学成分计算火成岩中理 想矿物组成及含量的方法， 称为标准矿物(normative minerals)计算方法。
硅铝Mg矿O物，：包矿括物石中英S类iO、2与长A石l2类O3及的似含长量石较类高。，他不们含基Fe本O不和 含色素原子，颜色较浅，所以又称为浅色矿物。
1T
9
U2
S3
R
Na2O+K2O,wt%
7
U1
S2
5
S1
O3
3
B
O1
O2
1
Pc
37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77
SiO2,wt%
(Mg,Fe)O是火成岩中重要的组分，经常控制暗色矿 物的比例，同时，由于Fe是变价元素，对体系的 氧化还原条件很敏感，经常作为岩石形成环境的 指示器。
Qz 绿泥石 Cc 榍石 Dol 锆石
蛇纹石
滑石
萤石
电气石
金红石
刚玉
Magnitite Mt
Chromite Cm
Ilmenite Ilm Hematite Hem
Apatite Ap
Spinel
Sp
Epidote Ep
Garnete Ga
Chlorite Chl
Sphene
Sph
Zircon
Zr
Serpentine Sep
1、 主元素(major elements)
表 4-1 地幔 、地壳及岩浆岩的平均化学成分
主要元素的分析结果一般
以氧化物质量百分数的 氧化物
地幔 a
大洋壳 大陆壳 c 岩浆岩平均
形式给出，它们是SiO2、
b
d
TiO2、Al2O3、Fe2O3、 SiO2
45.2
49.4
60.3
59.12
FeO、MnO、MgO、
花岗闪长岩 66.09 0.54 15.73 1.38 2.73 0.08 1.74 3.83 3.75 2.73
流纹岩
72.82 0.28 13.27 1.48 1.11 0.06 0.39 1.14 3.55 4.30
花岗岩
71.30 0.31 14.32 1.21 1.64 0.05 0.71 1.84 3.68 4.07
70
80
W ( S i O 2) / %
性岩到基性岩增加较 快，到最大值，然后 随酸度增加而降低。
W(K 2O)/%
8
6
1
2
3
4
5
6
4
7
8
9
10
11
12
1-符 山 2-符 山 包 体
3-符 山 岩 脉
4-邯 邢
5-矿 山
6-洪 山
7-包 体
8-窑 沟
9-王 安 镇
10-包 体
11-岩 脉 12-紫 荆 关
Talc
Tc
Fluorite F
Tourmaline Tur
Rutite
Ru
Corundum C
1. 矿物的成分分类
火成岩中已发现的矿物种类繁多，但常见的不过二十多 种，其中构成岩石主体，在火成岩分类命名中起作用 的是石英、钾长石、斜长石、似长石（白榴石、霞 石）、橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、白云母等。 这些矿物据化学成分可分为两类：
Na2O+K2O
Al2O3在火成岩的平均组成中含量仅次于SiO2，岩浆中Al2O3的 丰度高，则粘度加大；而且暗示岩浆岩中长石的含量高。同
Al2O3
时它还是岩石进一步分类和成因研究中的重要参数。如亚碱 性玄武岩中Al2O3>16%者被称为高铝玄武岩，是岛弧火山岩 中（15的摩一尔个数重，要 常特 表征 示。 为花A/C岗N岩K中）A>Pl1h2.O1者3/（，N多a2为O+S型K2花O+岗C岩aO。）
P2O5 H2O+ H2O- CO2 0.20 4.19 0.25 0.43 0.11 1.27 0.03 0.08 0.09 1.17 0.14 0.14 0.74 1.20 0.42 0.18 0.35 0.95 0.43 0.11 0.24 0.75 0.11 0.07 0.59 0.98 0.49 0.10 0.75 1.27 0.87 0.15 0.41 1.25 0.58 0.08 0.33 1.09 0.57 0.19 0.21 0.83 0.34 0.05 0.29 1.15 0.21 0.10 0.25 1.04 0.20 0.14 0.18 0.85 0.19 0.08 0.07 1.10 0.31 0.08 0.12 0.64 0.13 0.05 0.21 1.15 0.47 0.09 0.29 0.99 0.23 0.28 0.18 1.57 0.37 0.08