第三讲分类超基性基性岩

65
(foid)-bearing
PP
Andesite/Basalt
10
斜长石
长石
Phonolite
Tephrite
火成岩TAS分类图（IUGS, 1989)
600
(Foid)ites
以全岩的主要化学为定名依据，更加适合隐晶质的火山岩
火山岩可根据 60 斑晶类型简易
定名：
似长石
F
4. 岩浆岩划分类别小结
碱性长石 A
Syenite
10 Syenite 35 (Foid)-bearing Syenite
10
Quartz Monzonite
Monzonite (Foid)-bearing
Monzonite
(Foid)-bearing Alkali Fs. Syenite
20 Qtz. Diorite/
Quartz
(橄榄岩)
(辉橄岩)
（3）次要矿物: Hb ,Pl (基性斜长石)，Bi
（4）副矿物: 磁铁矿， 钛铁矿， 尖晶石，铬 铁矿， 磷灰石
（5）结构: 粒状，粗-中粒半自形粒状结构
（6）构造： 块状 带状 （7）产状： 超基性岩体，碱性玄武岩中包体， 如汉诺坝
（8）次生变化：
由于 H2O、CO2、SiO2 的加入，形成新的更稳定矿物
蛇纹石化、碳酸盐化 （滑石菱镁岩）
例1：水化 2Mg2SiO4+3H2O = Mg3Si2O5(OH)4+ Mg(OH)2 Ol(橄榄石) Serpent(蛇纹石) 水镁石
例 2：水化和硅化
3Mg2SiO4+SiO2+4H2O = 2Mg3Si2O5(OH)4
Ol(橄榄石)
Ser(蛇纹石)
例3：碳酸盐化
长石(pl) (4)色率>70,
(5) 产状：
（a）呈层状产于镁铁质杂岩体中，如南非最大的 Bushveld 侵入体;
（b）分布在环状超镁铁质-镁铁质杂岩体中心，如 阿拉斯加环状杂岩体，
（c）构成基性碱性杂岩的一部分; （d）蛇绿岩套: 西藏,秦岭 和 Alps 造山带; （e）在玄武岩和金伯利岩中呈捕虏体，中国东部。
在课程学习中，完成下表： 据火成岩矿物组合确定岩石名称与主量元素
超基性和基性岩
5.1.1 超基性岩
5.1 一般特征
(1) 化学成分:
低硅: SiO2<45 %, 硅酸不饱和岩石 （K2O+Na2O）<1%, CaO+Al2O3
高: FeO, MgO
(2) 主要矿物：橄榄石(ol)、辉石(py) (3) 次要矿物：角闪石(hb)、黑云母(bi)、斜
98%。也是地核、地幔及地壳的主要组成。
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：
(e) 次生变化
辉石 阳起石，透闪石 斜长石 钠长石, 绿帘石
(f) 辉长岩的亚类
（a）色率：
类型
铁镁矿物
暗色辉长岩 >65%
辉长岩
35-65
浅色辉长岩 10-35
斜长岩
<10
硅铝矿物 <35%
65-35
90-65 >90
Note 向超基性岩过渡
典型辉长岩: Py:Pl=58:42
岩石命名： （b）据次要矿物: （C）据特征矿物：
硅铝矿物：矿物中SiO2与Al2O3的含量较高， 不含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。
镁铁矿物：矿物中FeO、MgO的含量较高， 包括橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云 母类。这些矿物的颜色一般较深 ，又称 为暗色矿物。暗色矿物在火成岩中的含量 （体积百分数）通常称为色率，是火成岩 鉴定和分类重要标志之一，如色率随岩石 酸度的变化情况大致为：超基性岩色率 >90，基性岩色率=40-90、中性岩色率=1540、酸性岩色率<15。
Ca-Pl, Py， Ol
Ol
多孔状
玻璃质
火山碎屑 岩
粗粒 中粒 细粒
浮岩
黑曜岩 集块岩 火山角砾岩 凝灰岩
火山渣
产状
结构
色率
代表矿物
侵入岩
喷 出 岩
火山熔 岩
显晶 质
半晶 质
斑晶
酸性 淡色 Qtz, K-fs, Na-Pl 花岗闪长岩
英安岩
Qtz, K-fs, Na-Pl
成分（SiO2含量）
中性
中性
中色
K-fs, Amp Pl, K-fs
正长岩
二长岩
粗面岩
粗安岩
K-fs, Amp Pl, K-fs
据火成岩矿物组合
确定岩石名称与主量元素
结合矿物化学资料，可以 由岩石的主要实际 矿物含量/最主要氧化 物含量 (%)估计出对应的 岩石大类和最主要矿物含 量 (%) / 最主要实际矿 物组合
常见造岩矿物化学成分
地幔橄榄岩的P-T 图解.
纯橄榄岩
橄榄岩（地幔岩）
石榴石橄榄岩
辉石岩
科马提岩
金伯利岩
5.1.2 基性岩类
(1) 化学成分：SiO2 (45-53%) 、K2O、Na2O， MgO、FeO
(2) 矿物成分: 主要矿物：Py+Pl (基性斜长石) （~1:1） 次要矿物: Ol ，Hb, Bi(黑云母)， 稀少: Q (quartz,石英)、Kf (K-feldspar, 钾长 石)
根据矿物在岩浆岩中的含量及在岩浆岩分 类中的作用，可分为三类：
1. 主要矿物：指在岩石中含量多，并在确定岩石 大类名称上起重要作用的矿物。例如，一般花 岗岩的主要矿物是石英和长石。
2. 次要矿物：在岩石中含量一般不超过15%，对 于划分岩石大类不起作用，但对确定岩石种属 起一定作用。例如，在闪长岩类中，石英为次 要矿物。
SiO2 40% MgO 49 % SiO2 54% SiO2 52% SiO2 48% SiO2 39% K2O 10 % SiO2 100% SiO2 65% K2O 17 % SiO2 69-43% SiO2 42% Na2O 22 %
含量计算实例： 钾长石SiO2含量(%)＝（×6×SiO2/(6×SiO2+K2O+Al2O3)） =(6×60.1/((6×60.1+94.2+102))=0.65=0.65%
橄榄辉长岩、角闪辉长岩
产状
结构
色率 代表矿物
侵入岩 显晶质
喷 出 火山熔岩 半晶质 岩
酸性 淡色 Qtz, K-fs, Na-Pl 花岗岩
流纹岩
斑晶 Qtz, K-fs,
成分（SiO2含量）
中性
基性
超基性
中色
暗色
Na-Ca Pl, Amp
Ca-Pl, Py
Py, Ol
闪长岩
辉长岩
橄榄岩
安山岩
玄武岩
苦橄岩
Na-Ca Pl, Amp
(3) 色率: 40-90
主要基性侵入岩
(1) 辉长岩
(a) 颜色: 黑色，深灰，灰 (b) 结构：中粗粒半自形粒状结构—
辉长结构(Gabbro texture）： 指基性斜长 石和辉石自形程度相同，都呈半自形或他形颗 粒，是从岩浆同时析出的结果。是基性深成岩 相的典型结构
辉长结构
Py Mt Py Py
铁镁矿物 % （色率）
岩石名称
0-15
长英质岩
Felsic
15-40
中性岩 Intermediate
40-90
镁铁质岩
Mafic
>90
超镁铁质岩 Ultramafic
注意：超镁铁质岩 超基性岩 角闪石：SiO2>45%,故角闪石岩是超镁铁岩，但不是超基性岩
石英 Q
3. 国际地科联推荐的定名方案
d 适用于火山岩
橄榄石 斜方辉石 普通辉石 角闪石 黑云母 石英 钾长石 斜长石 霞石
（Fe,Mg）2 SiO4 （Fe,Mg）SiO3 (CaNa)(MgFeAl)(AlSi)2O6 CaNaK(Mg,Fe)4(Al,Fe)((SiAl)4O11)2(OH)2 K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2 SiO2 KAlSi3O8 NaAlSiO3O8/CaAl2Si2O8 NaAlSiO4
3. 副矿物：在岩石中含量很少，通常不到1%，在 一般岩石分类命名中不起作用。例如，磁铁矿、 榍石、磷灰石等都是副矿物。
三、火成岩的分类命名
2. 以SiO2为指标的简单分类
酸性
>66%
中性
53-66
基性
45-53
超基性
<45%
正长石
石英
斜长石
黑云母 角闪石
辉石 橄榄石
3. 国际地科联推荐的定名方案
Mt
Py
Pl
Mt
Pl
(c) 构造：块状构造、条带状构造（Pl/Py）
(d) 矿物组成
主要：pl+py (斜长石+辉石 ) （1:1） Pl —An>50的拉长石（50-70号）、 培长石（70-90号），多呈厚板状， 有清晰的双晶纹； Py —多呈半自形-他形晶粒.
次要 ：Ol, Hb, Bi 副矿物 : 磁铁矿，钛铁矿，铬铁矿等
方辉橄榄岩
40
橄榄方辉辉石岩
方辉辉石岩
二辉橄榄岩 橄榄二辉岩
10
opx (斜方辉石)
二辉辉石岩
单辉橄榄岩 橄榄岩类
橄榄单辉辉石岩
10 辉石岩类
单辉辉石岩
cpx
(单斜辉石)
自然界多为上述4种的过渡类型
典型岩石: 橄榄岩—超基性侵入岩
（1）外貌：较深的色调－暗灰－暗绿等
（2）主要矿物: Ol+Py （橄榄石+ 辉石）
6600
60
Rhyolite
Dacite
（Q+K-fs) （Q+Pl)
220
（K-Fs) （Pl,K-Fs)
Trachyte
Latite
AA
碱性110
35
(foid)-bearing (foid)-bearing
Trachyte
Latite
20
（Pl+Am/Py/Ol)
Andesite/Basalt
第三讲 火成岩的成分及分类
• 一、 火成岩的化学成分
•
地壳中的所有元素在火成岩中均有发现。
根据其含量及在岩浆作用过程中的行为不同。
组成火成岩的元素分为主要元素、微量元素和
同位素三类。这些元素在火成岩的研究中具有
重要意义，其中主要元素用于火成岩分类。
•
主要元素的分析结果一般以氧化物质量百
分数的形式给出，它们是SiO2、TiO2、Al2O3、 Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、 K2O、P2O5、和H2O，据不同的需要，还可加 测Cr2O3、ZrO2、CO2等，这些氧化物的含量 一般大于0.1%，总和占火成岩平均化学成分的
60
60
(Foid)olites
似长石
F
3. 国际地科联推荐的定名方案
bb, 适适用用于于基基性性岩岩:
Pla斜g长io石clase
AAnnoorrtthhoossitiete
9900
Gabbro
Troctolite
Olivine gabbro
Plagioclase-bearing ultramafic rocks
石英 Q
Quartzolite
90
90
a 适用于 中酸性岩 色率 < 90 (石英＋长石＋似长石 > 10%)
Quartz-rich Granitoid
60
60
Granite
Granodiorite
Alkali Fs. 20 Quartz Syenite
Quartz
Alkali Fs. Syenite 5
辉P石yroxene
Ol橄ivi榄ne石
(b)
3. 国际地科联推荐的定名方案
C, 适用于超基性岩:
ol (橄榄石)
90
纯橄榄岩
方辉橄榄岩
40
橄榄方辉辉石岩
方辉辉石岩
二辉橄榄岩 橄榄二辉岩
10
opx (斜方辉石)
二辉辉石岩
单辉橄榄岩 橄榄岩类
橄榄单辉辉石岩
10 辉石岩类
单辉辉石岩
cpx
(单斜辉石)
铁镁矿物含量与岩石类型
Qtz. Gabbro
Monzodiorite
65 Monzodiorite 90 (Foid)-bearing Monzodiorite
5 Diorite/Gabbro/ Anorthosite
P 斜长石
10 (Foid)-bearing Diorite/Gabbro
(Foid)
(Foid)
Monzosyenite Monzodiorite
岩石类型:
ol (橄榄石)
90
纯橄榄岩
方辉橄榄岩
40
橄榄方辉辉石岩
方辉辉石岩
二辉橄榄岩 橄榄二辉岩
10
opx (斜方辉石)
二辉辉石岩
单辉橄榄岩 橄榄岩类
橄榄单辉辉石岩
10 辉石岩类
单辉辉石岩
cpx
(单斜辉石)
主要岩类
(1) 橄榄岩类 (2) 辉石岩类
ol (橄榄石)
90
纯橄榄岩
次要岩类 (3) 角闪石岩类 (4) 黑云母岩类
2Mg2SiO4+ 2H2O + CO2 = Mg3Si2O5(OH)4+ MgCO3
Ol (橄榄石)
Ser (蛇纹石) (菱镁矿)
2Mg3Si2O5(OH)4+ 3CO2 Ol (橄榄石)
= Mg3Si4O10(OH)2+ 3MgCO3 + 3H2O ser (蛇纹石) (菱镁矿)
大洋地温线 克拉通地温线