第二章岩浆岩的物质成分

第二章岩浆岩的物质成分

岩浆岩的物质成分是指其化学成分与矿物成分而言。

一、岩浆岩的化学成分

地球化学研究资料表明，差不多地壳中所有的元素都可以在岩浆岩中出现，但其含量却很不相同，含量最多的是：O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti等元素，这些元素称为造岩元素，其总和约占岩浆岩总重量的99.25%，其次为P、H、Mn、B等元素，氧的含量最高，占岩浆岩重量46.59%，占体积94.2%。

在研究岩浆岩的化学成分时常常用氧化物重量百分比来表示

从表中可以看出：SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、K2O、Na2O和H2O等九种为最主要，占岩浆岩平均化学成分的98%左右，并且在各类岩石中都能出现。

在不同岩石类型中各种氧化物含量有明显差异：

SiO2变化范围：34—75%，少数可达80%；

Al2O3 10～20%，在纯橄榄岩中较低

MgO 1～25%

CaO 0～15%，但在某些辉石岩达23%

两种铁的氧化物0.5-15%，一般FeO>Fe2O3

Na2O在某些霞石岩中可高达19.48%，一般0～15%

K2O在某些白榴石岩中可达17.94%，但一般岩石中不高于10%，且常低于Na2O

H2O+代表结晶水，H2O-为吸附水，一些火山玻璃含10%H2O，某些结晶岩石含H2O 3～5%，一般地说，含水2%以上的岩石常常由次生变化所引起。

TiO2很少超过5%，一般0～2%

P2O5很少超过3%，一般0～0.5%

MnO很少超过2%，一般0～0.3%

SiO2是最重要的一种氧化物。据SiO2含量可把岩浆岩分为四类：即超基性岩(SiO2<45%)，基性岩(SiO2 45－53%),中性岩(SiO2 53-66%),酸性岩(SiO2>66%)。通常所指的岩石酸性程度及基性程度，就是指岩浆岩中SiO2含量，习惯上对SiO2含量高者，称之为酸性程度高或酸度大，也叫基性程度低，反之，对SiO2含量低者，谓之酸度小，亦可称基性程度高。

在岩浆岩中，各种主要氧化物之间关系很密切，其变化也有规律。从图中看到，在各种岩浆岩中，随着SiO2含量的增加，FeO及MgO逐渐减少，也就是说比较基性的岩石中FeO及MgO比酸性的岩石中含量高。K2O和Na2O的含量逐渐增加，超基性岩中几乎不含K2O、Na2O；CaO和Al2O3在纯橄榄岩中含量很低，但在辉石岩和基性岩中随SiO2增加而急剧增加，以后随着SiO2含量的增加又逐渐下降。

除了常量元素外，岩浆岩中还存在大量的微量元素，如Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Ba、Ta、Pb、Th、U等，它们的含量很低，一般用10-6或μg/g来表示，根据微量元素含量可以求得一些有意义的微量元素比值，如K/Rb、K/Ba、Rb/Sr、Nb/Ta、Th/U 等，它们对于探讨岩石成因和岩浆演化具有重要意义。

某些元素的同位素丰度及比值，对于探索岩浆的起源及其演化历史也是很有意义的，如Sr87/Sr86、Pb206/Pb204、Pb207/Pb204等，而O18/O16、S34/S32等非放射性同位素，对于判断岩浆晚期或岩浆岩冷却的过程有很重要的意义。这些内容将在专门的学科中学习。二、岩浆岩的矿物成分

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的意义。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

构成岩石的矿物通称为造岩矿物。

(一)、硅铝矿物和铁镁矿物

常见造岩矿物根据其化学成分可分为两类：

1、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。

2、铁镁矿物

FeO与MgO含量较高，SiO2含量较低，如橄榄石、辉石类、角闪石类及黑云母类等，这些矿物颜色一般较深，所以又叫暗色矿物。

岩浆岩中暗色矿物的百分含量通常称为“色率”。也就是暗色矿物和浅色矿物在岩石中的比例，它是岩浆岩鉴定和分类的重要标志之一。

浅色岩：习惯上把花岗岩、正长岩等浅色矿物占优势的岩石称为浅色岩，其色率在0～30之间。

暗色岩：色率在60～100，以暗色矿物占优势的岩石称为暗色岩，如橄榄岩、辉长岩等。

根据色率可以粗略判断岩石的成分和酸性程度。

(二)、主要矿物、次要矿物、副矿物

按矿物在岩浆岩中的含量和在岩浆岩分类中的作用，可分为以下三类：

1、主要矿物

在岩石中含量众多，对于确定岩石名称是不可缺少的，在分类命名上起主要作用。如石英、钾长石是花岗岩的主要矿物，有石英是正长岩，没有钾长石是石英岩或脉石英。

2、次要矿物

在岩石中含量次于主要矿物，对于划分岩石大类不起主要作用，但对确定岩石种属起一定作用的那些矿物，如闪长岩中的石英，含量约2%，没有石英也叫闪长岩，当石英>5%，则叫石英闪长岩，它对岩石大类不起命名作用，是确定岩石种属的矿物。

3、副矿物

含量很少，常小于1%，个别情况可达5%，在一般的分类命名中均不起作用。如磁铁矿、钛铁矿、锆石、磷灰石等。但它们对于了解一个岩体的形成条件，对比不同岩体，确定岩体时代以及研究稀散元素有重要意义。

(三)、岩浆岩矿物的成因类型

按矿物形成阶段及形成时的物理化学条件划分

1、原生岩浆矿物

这是在岩浆冷凝过程中形成的矿物，按成因特点又可分为以下三类：

正常矿物：是直接从岩浆中结晶出来而且在岩石形成过程中稳定的矿物。

残余矿物和反应矿物：矿物从岩浆中析出后，因温度、压力、成分等发生变化，使这些矿物受到部分熔蚀、反应或分解，其中尚未遭受变化的残余部分叫残余矿物，已经受反应，分解而形成的新矿物称反应矿物。如橄榄石的辉石反应边。

2、成岩矿物

在岩浆完全结晶后，由于外界物理化学条件的变化(主要是温度和压力的降低)，使原生岩浆矿物发生转变而新形成的矿物叫成岩矿物。如透长石→正长石，α石英—β石英。

3、岩浆期后矿物

在岩浆已基本上凝固成固体的岩石后，由于受残余挥发分和岩浆期后溶液作用而生成岩浆期后矿物。它们往往交代原生矿物或充填在矿物的孔隙及晶洞中。

4、它生矿物

它们是由于岩浆同化了围岩和捕虏体所引起的，这类矿物的形成反映了岩浆中外来组分的参