3-岩石地球化学之二--火成岩系列与类型研究
第三章 火成岩
第三章火成岩岩石:是在各种地质作用下，按一定方式结合而成的矿物集合体，它是构成地壳及地幔的主要物质。
矿物组成：由一种矿物组成；多种矿物组成。
如根据成因，岩石可以分为三大类：火成岩、沉积岩和变质岩。
第一节岩浆、岩浆作用和火成岩的概念1、火成岩由两类岩石组成：一类是岩浆作用形成的岩浆岩；另一类是非岩浆作用形成的，如花岗岩化作用形成的花岗岩。
火成岩中以岩浆岩为主。
岩浆岩是由岩浆凝结形成的岩石，约占地壳总体积的65％。
2、岩浆1）概念：岩浆是在地壳深处或上地慢天然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体，它是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。
2）存在位置：地壳深处或上地幔中；3）组成：一部分是以硅酸盐熔浆为主体；一部分是挥发组分。
①硅酸盐熔浆在一定条件下凝固后形成各种岩浆岩，②挥发性组分主要是水蒸汽和其它气态物质。
在岩浆上升、压力减小时可以从岩浆中逸出形成热水溶液，对于成矿往往起很重要作用。
也有极少数岩浆是以碳酸盐和氧化物为主的。
3）岩浆的化学成分若以氧化物表示，其主要成分是：Si02、A1203、MgO、FeO、Fe203、CaO、NaO、 K20、H20等。
其中以Si02的含量为最大。
4）岩浆根据含有Si02的多少可分为酸性岩浆(SiO2>65％)、700--900℃中性岩浆(52--65％)、900--1000℃基性岩浆(45--52％)、1000--1 200℃超基性岩浆(<45％)、1200℃以上5）岩浆的成因：是由于局部物理化学条件发生变化(如压力减小、热能积累等)，从而导致部分固态原岩转变为熔融状态，形成岩浆。
3、岩浆作用1）概念：岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程，称为岩浆作用。
具有巨大的动能、热能和化学能2）岩浆作用：侵入作用，喷出作用。
a.侵入作用：一种是岩浆上升到一定位置，由于上覆岩层的外压力大干岩浆的内压力，迫使岩浆停留在地壳之中冷凝而结晶。
这种岩浆活动称侵入作用。
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％
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
知识探究三大类岩石的特点
知识探究三大类岩石的特点岩石是地球表面的常见物质，构成了地壳的主要组成部分。
根据岩石的形成过程和性质，可以将岩石分为三大类：火成岩、沉积岩和变质岩。
每一类岩石都有自己独特的特点和形成机制。
1.火成岩：火成岩是在地球内部高温和高压条件下的岩浆（地球内部熔融的岩石）在地壳表面或地下凝固形成的。
火成岩可以分为深火成岩和浅火成岩。
深火成岩主要由于地壳深部岩浆侵入或喷发时的凝固形成，如花岗岩、正长岩等。
这些岩石的特点是结晶颗粒大、晶体完整、质地坚硬，具有优异的机械强度。
浅火成岩是形成于地壳浅部的火山喷发产物，如玄武岩、安山岩等。
这些岩石通常呈细粒状或玻璃状，结晶颗粒很小，质地相对较软，易于风化和磨损。
2.沉积岩：沉积岩是由于风、水、冰等作用，将从其他地方搬运来的碎屑、有机物质等沉积在地壳表面，经过时间和压力的作用形成的。
沉积岩可以分为碎屑岩和化学沉积岩。
碎屑岩是由碎石、砂砾、泥等被搬运到特定地点后沉积形成的，如砂岩、砾岩、泥岩等。
这些岩石通常含有明显的层状结构，颗粒之间没有明显的结晶，具有较强的透水性。
化学沉积岩是由于水中溶解物质的沉积形成的，如石盐、石膏等。
这些岩石的形成通常需要特殊的地球化学环境，如盐湖、盐沼等，具有特殊的物理和化学特性。
3.变质岩：变质岩是在地壳深部高温和高压的条件下，由于地壳的构造活动或岩石深埋的作用下，原有岩石发生物理、化学或结构性变化而形成的。
变质岩可以分为构造变质岩和接触变质岩。
构造变质岩是由于地壳构造变动引起的岩石变质，如片麻岩、云母片岩等。
这些岩石具有平行排列的矿物颗粒，呈层状或片状，具有较强的抗压性能。
接触变质岩是由于岩浆侵入地壳或岩石受到高温的周围岩石对其进行加热而形成的，如大理岩、角闪岩等。
这些岩石通常含有明显的矿物变质，具有独特的纹理和颜色。
总之，三大类岩石具有各自独特的特点和形成机制。
火成岩具有完整的晶体结构和坚硬的特性；沉积岩具有层状结构和较强的透水性；变质岩具有平行排列的矿物和较强的抗压性能。
第二讲——火成岩——各论(1)
6.常见岩石类型
⑴纯橄榄岩 岩石颜色：深绿、黄绿、褐绿色。 结构构造：全自形或他形粒状结构，块状构造。 矿物组成：几乎全部（90～100％）由橄榄石组成，间或有少量（<10％）的 辉石和角闪石。副矿物多为铬铁矿、尖晶石和磁铁矿。 其它特点：新鲜的纯橄岩少见，通常遭受不同程度的蛇纹石化，若部分蛇纹 石化，称蛇纹石化纯橄榄岩；若全部蛇纹石化，则叫蛇纹岩。 ⑵橄榄岩 岩石颜色：深绿、黑绿 结构构造：具细粒－粗粒结构，常呈包含结构和海绵陨铁结构(明显它形的金属 矿物，胶结了自形较高的橄榄石和辉石)，块状构造。 矿物组成：主要由橄榄石（40～90％〕和辉石构成，含少量角闪石、黑云母或 斜长石。副矿物常为铬铁矿、磁铁矿。 其它特点：如果岩石中角闪石较多，则可叫角闪橄榄岩。橄榄岩也易遭受次生 变化，其中橄榄石变为蛇纹石，辉石和角闪石变为绿泥石等。
岩石类型(钙碱性系列)： (1)橄长岩(基性斜长石 + 橄榄石); (2)辉长岩(基性斜长石 + 单斜辉石)； (3)苏长岩(基性斜长石 + 斜方辉石); (4)斜长岩(基性斜长石≥90%)
第二节 基性岩
3.基性岩的分类命名及其组构制约 ②浅成岩——辉绿岩：辉绿结构、反应边结构；
多为块状构造。野外产状为岩墙状或脉状。
辉 长 岩 类 的 基 本 特 征
化学成分 贫硅（SiO2=45~52%） 、 贫碱，较富钙铁镁。 出现大量基性斜长石（An≥50）和辉石。暗色矿物除辉石外， 还有橄榄石、 角闪石、黑云母等，暗色矿物含量一般较高 （40~70%） 。 常见的结构为细粒—粗粒半自形结构， 辉绿结构， 反应边结构， 嵌晶含长结构. 常见的构造为块状构造、条带状构造，还有流动构造. A. 辉 长 岩： 基性斜长石+辉石橄榄石 根据暗色矿物种类进一步可分为： 橄长岩（基性斜长石 + 橄榄石） 辉长岩（基性斜长石 + 单斜辉石） 苏长岩（基性斜长石 + 斜方辉石） 斜长岩（基性斜长石≥90%） 辉 绿 岩：矿物成分与辉长岩完全相同，但其具有 特征的辉绿结构 ，多呈脉状产出。
火成岩的成分、分类
岩石形成的时间越长，由87Rb的衰变形成的87Sr就越多，因 此岩石中的87Sr/86Sr比值是随年龄增长的，据此，可确定火成岩 的形成年龄。岩石中87Sr/86Sr随时间演化的关系为：
87Sr/86Sr=（eλt-1）(87Rb/86Sr)+(87Sr/86Sr) O
2.微量元素(Trace elements)
微量微量元素地球化学形为：
地幔相容元素：
地幔熔融岩浆的过程中，残留富集于地幔岩的矿 物之中的元素，如：Cr、Ni、Co、Yb、Er等元素；
地幔不相容元素： 在岩浆中强烈富集，这些元素有Cs、Rb、K、Ba 、Sr、La、Y、REE、Th、U、Hf、Zr、Ti、Ta、Nb 和P等。
中性岩：SiO2 =53-66%
基性岩：SiO2 = 45-53%
超基性岩：SiO2 <45%
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，对含量低者，谓之酸度小， 亦可称基性程度高。
（2）Na2O+K2O （Alk ---全碱含量）
在岩浆中的含量称为全碱（Alk）含量。因为Na2O、 K2O在地幔和地壳中的含量差别显箸，是主要元素中最 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，在火成岩的研究中 意义重大。 火成岩碱度及系列的划分：最常用的方法有两种： 里特曼（组合）指数（δ）
在岩浆基本上凝固成固相的岩石后由于受残余挥发组分和岩浆期后流体的作用蚀变交代及充填而生成的矿物它往往交代原生矿物或充填在矿物的孔隙及晶洞中如岩浆期后的流体可形成电气石萤石黄玉等矿物也可以交代原生矿物形成蚀变矿物如橄榄石变成的蛇纹石斜长石遭受钠黝帘石化形成钠长石及黝帘石等
火成岩化学成分和矿物成分和分类讲述
ai=hiXi---亨利定律 稀溶液定律：在组分i的稀溶液中（摩尔分数Xi--0）,物质i的
蒸气压和组成呈线性关系 Ki=Pi/Xi 地球化学表达：在一定温度、压力条件下，当两个共存地质
相A,B平衡时，以相同形式均匀赋存于其中的微量组分i在这两相
学性质与构成结晶矿物的主要元素（Fe\Mg）相似，因此， 在固-液相反应或平衡中易于呈类质同象形式进入有关矿 物相。 固-液相分配系数近于1.
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高场强元素(yuán sù)(HFS)
元素的电荷／半径比值常称为场强，相当于离子势，具有小半 经和高电价(diàn jià)阳离子的元素称为高场强元素(HFS)，其离 子势>2.0。大半径且低电价阳离子的元素称为低场强元素
共五十四页
不相容元素 （ (yuán sù) inconsistent element）
择优进入熔体相的微量元素叫做不相容元素，即它们不能 被矿物品格所容纳，只能进入熔体相－亲岩浆元素 (hy-
gromagmatophile elements) 。 在岩浆或热液的矿物结晶过程中趋向于在液相中富集的某些
一个离子的大小和电荷与另外一个离子大小和电荷相似， 那么在晶体结构中两者可相互替代。 －－－类质同像： 完全类质同像：任意比例(bǐlì)互溶，形成一系列组成比例 (bǐlì)不同的混晶，镁－铁橄榄石，钙长石－钠长石－斜长 石 部分类质同像：碱性长石：钾长石－钠长石。
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Nernst分配(fēnpèi)系数
实际上在岩浆中这些元素并非以氧化物形式存在，而多是呈
离子、原子或离子团的形式存在，如： Mg2＋、 Na +、 [SiO4]4-
最新第二章--火成岩概述及基本性质和分类PPT课件
02 火成岩概论
火成岩石学主要研究岩浆冷凝而成岩石的学科， 研究由上地幔分凝形成地壳的过程。 阐明岩浆的起源是解决火成岩成因的最根本问题。
火成岩组成的多样性 岩浆结晶作用 岩浆发生演化的物理化学
第一节 火成岩组成的多样性
火山喷出最大量物质是熔体→熔岩流 爆发→大气中 岩浆可以呈熔融状态的熔融体，也可含大量固体 物质的固、液、气体混合物。 研究表明，岩浆中所含的岩石碎块或矿物晶体是 从地球不同深部带上来的，有些是上地幔或地壳深 部岩石部分熔融时难熔的源岩残留体。
矿物微区化学成分研究表明：火成岩主要组成矿 物的化学成分是不均匀的，都具有成分环带。
3．鲍文反应系列
岩石薄片揭示，火成岩造岩矿物之间存在着：
不相容 Qz-An，Mus-An，Mus-Ol，Or-Fo 共 生 Qz-Alk，Px-An，Hb-Ans 鲍文（1928）认为“大致属于同一结晶阶段 的矿物趋于共生存在，而结晶过程中相隔较远 的矿物则相反”，
鲍文反应系列是观察现象的经验总结，而不 能做为一条基本定律。
在一些碱性岩石中，镁铁硅酸盐可在Alk、Qz 之后结晶，Fa、Px-Qz共生，后来不少学者对鲍 文反应系列进行了许多补充和修正。
第三节 岩浆 生成和演化 的 物理化学
自然界火成岩和岩浆化学组成的多样性，可能 与岩浆的生成、上升、固结进程中所发生的不同 的地质、物理化学过程有关。 鲍文认为，岩浆的结晶作用-最主要原因 其次有岩浆混合作用 气体的物质迁移 液体的不混溶等 在现代火成岩成因论中，岩浆的结晶作用仍占 重要地位，但开始重视岩浆发生时的熔融过程， 认为岩浆生成时的物理化学条件是引起火成岩多 样性的根本原因。逐渐认识到岩浆上升过程中岩 浆化学组成的变化以及液体不混溶性。
第二节 岩浆结晶作用
火成岩石学
地球科学大辞典火成岩石学火成岩石学总论【岩石】ｒｏｃｋ天然产出的具有一定结构构造的矿物集合体，它构成地球上层部分（地壳和上地幔），在地壳中具有一定的产状。
岩石主要由造岩矿物组成，少数由天然玻璃或胶体或生物遗骸组成。
陨石与月岩也是岩石，但一般所说的岩石，主要指组成地壳及少量上地幔的物质。
岩石按地质成因分为：火成岩、沉积岩和变质岩三类。
其中以火成岩数量最多，从地表深至１６千米范围的地壳内９５％为火成岩，包括侵入岩和火山岩。
矿石、宝石、观赏石为经济上可供利用的特殊的岩石，煤和含油岩石也是特殊的岩石。
【单矿岩】ｍｏｎｏｍｉｎｅｒａｌogｉｃｒｏｃｋ全部或几乎全部由一种矿物组成的岩石。
如辉石岩由辉石组成，斜长岩由斜长石组成，以及石英岩由石英组成等。
【复矿岩】ｐｏｌｙｍｉｎｅｒａｌogic ｒｏｃｋ由两种或两种以上的矿物组成的岩石。
如花岗岩由石英、长石及少量铁镁矿物组成。
【成因岩石学】ｐｅｔｒｏｇｅｎｅｓｉｓ又称岩理学。
岩石学分支之一，是研究岩石成因、岩石形成过程和形成条件的科学。
岩石成因论是在大量岩类学观察的资料基础上，结合物理学、化学、地球物理学和地球化学、实验岩石学等综合研究分析，阐明或探讨有关岩石的成因问题，为地球层圈、构造环境、生态环境研究及指导找矿提供依据。
【描述岩石学】ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｖｅｐｅｔｒｏｌｏｇｙ又称岩相学(petrography)、岩类学。
岩石学的一个分支。
研究岩石的物质成分、结构、构造，分类命名以及产状、伴生关系和分布规律等。
研究方法包括野外实地调查和观察及室内鉴定，如薄片研究及化学分析等。
【岩组分析】fabric analysis岩石学的一个分支。
主要是在偏光显微镜和费氏台下或应用Ｘ射线的统计方法，以及用电子显微镜等鉴定分析岩石中的矿物颗粒的形状、大小、结晶要素(如石英或方解石的光轴方位)以及相互关系和形成机制，来研究岩石的组构，从而了解岩石在形成和变形过程中的机理，物质运移的方向和方式，应力分布以及岩石的变形历史。
火成岩的基本特征与分类2-结构与构造
辉石外侧形成角闪石
反应边结构：橄榄石外侧形 成斜方辉石
磁铁矿具黑云母反应边
反应边结构
间粒结构：充填物为 粒状矿物 间隐结构：充填物为 隐晶质-玻璃质
填隙结构：
斜长石搭成格架，辉 石或其他矿物充填斜 长石粒间
包含结构（嵌晶结构）：可以此判定岩浆结晶顺序
斜长石—早；
单斜辉石—晚
5、矿物的排列方式
球粒结构：脱玻化可形成球粒，它是由中心向 外呈放射状生长的长英质纤维构成的球状生成物 ，也可呈扇状、束状等。
熔浆直接结晶的雏晶
（a）羽状普通辉石 雏晶集合体（400X）
（ b）羽状普通辉石 雏晶集合体的放大
（约2000X）
霏细结结构
2、矿物颗粒的大小
（1） 矿物颗粒的绝对大小 A. 显晶质结构：肉眼能够分辨矿物颗粒
－固溶体矿物中常见（正/反环带） 包含结构（嵌晶结构）：判定岩浆结晶顺序 填隙（间）结构：浅成相或喷出相基质中的特点，
如间粒结构、间隐结构
斑状结构 交织结构 暗化边结构
斜长石微晶
•角闪石斑晶的暗化边结构：由铁的氧化物和辉石构成. •成因—火山喷发过程中，因压力释放，含水矿物快速氧化所致.
斜长石的环带结构及其成 分（An-钙长石分子）变 化
深海枕状熔岩
（三） 矿物结晶顺序的确定
1. 矿物颗粒的相对自形程度 自形程度高的 一般析出较早，自形程度低的析出较晚。但矿物 本身的结晶能力必须充分注意。
2. 矿物间的相互包裹关系 通常认为被包裹 的矿物一般早于包裹它的矿物。但需谨慎，如分 解条纹长石、文象结构中的石英。
3. 矿物晶体大小 在常见的斑状结构中，大 晶体一般先结晶，而小晶体常常后结晶。但对某 些交代斑晶则相反。
地质大岩浆岩岩石学课件04火成岩的物质成分和分类
第 四 章火成岩的物质成分和分类
火成岩的物质成分火成岩物质成分研究的意义：是火成岩分类命名的基本依据为研究岩浆起源、演化和岩浆物理性质提供重要依据为岩浆岩浆形成时的大地构造背景和岩石圈层的演化提高重要信息
岩浆岩的物质成分包括：一， 岩浆岩的化学成分1 主量元素2 微量元素3 同位素二， 岩浆岩的矿物成分组成岩浆岩的矿物，常见的不过20几种， 这些构成岩石的矿物统称为造岩矿物.
在岩浆岩中，以上的这些的主量元素（造岩元素）, 其分析结果常常用氧化物的形式来表示3.主量元素（造岩元素）的氧化物表示:SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, K2O, Na2OP2O5 ,H2O, CO2 等9种最重要,占岩浆岩平均化学成分的 98% 左右。不同的岩石中,它们的含量变化较大.
4. 微量元素除以上主量元素之外, 岩浆中存在大量微量元素,其总量一半不超过千分之一,它们的含量多少以 ppm(百万分之一)来 表示.Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Ba、Ta、Pb、Th、U（锂、钒、钴、镍、铜、锌、铷、锶、钇、锆、 铌、钡、钽、铅、钍、铀）等微量元素丰度及其比值，对探讨岩石成因和岩浆演化有重要意义。
典型火成岩的化学成分（%）
橄榄岩 玄武岩 安山岩 流纹岩 响 岩
火成岩的地质观察与分类
火成岩的地质观察与分类火成岩是地球内部岩石的一种类型，它们形成于地球上最热的部分，即地幔和地核之间的岩浆。
火成岩的地质观察和分类是地质学研究中的重要内容，通过对火成岩的观察和分类，可揭示地球内部的演化历史，以及岩石的成因和形成环境。
本文将对火成岩的地质观察与分类进行详细描述。
火成岩的地质观察主要包括岩石的颜色、结构、矿物组成等方面。
首先，观察火成岩的颜色可以得到一些重要信息。
例如，深色的火成岩往往富含镁铁矿物，如黑云母、角闪石等，而浅色的火成岩则富含铝硅酸盐矿物，如长石、石英等。
其次，观察火成岩的结构可以揭示其成岩过程和岩石内部的组成。
比如，如果火成岩中存在大量的尖晶石等大颗粒矿物，说明火成岩的结晶过程较慢，形成了细粒结构；而如果火成岩中存在较大的斑晶，则表明成岩过程中发生了岩浆分异。
此外，火成岩的矿物组成也是地质观察的重要内容。
通过观察和测试火成岩中的矿物组合，可以推断其成因类型和形成环境。
根据成因类型的不同，火成岩可以分为火山岩和深成岩两大类。
火山岩是由火山作用形成的岩石，包括玄武岩、安山岩、流纹岩等。
火山岩通常具有细粒结构、玻璃质面或多孔结构，颜色较浅，常含有丰富的气泡和碎屑物。
深成岩是由岩浆从地幔深处向地表上升而形成的岩石，常见的有花岗岩、辉石岩、橄榄岩等。
深成岩的结构晶粒较大，常有明显的斑晶，颜色相对较深，虽然也有气泡，但数量较少。
这两大类火成岩的分类是根据其形成环境、岩浆成分和岩石结构等特征进行的。
在火成岩分类的基础上，还有一种常用的分类方法称为化学岩石分类。
根据岩石中主要矿物的化学成分来归类火成岩。
目前最广泛使用的是Streckeisen图，该图以岩石中的二氧化硅（SiO2）和铝氧化物（Al2O3）的含量为基础，将火成岩分为酸性岩、中性岩、基性岩和超基性岩四个主要类别。
其中，酸性岩富含SiO2，如花岗岩、流纹岩等；中性岩富含Al2O3，如安山岩、苏云岩等；基性岩富含镁、铁等元素，如玄武岩、橄榄岩等；而超基性岩则富含铁、镁等元素，如红榴石岩、榴辉岩等。
第二讲——火成岩——各论(2)
很少
地幔为主 地幔为主
第四节 酸性岩
七 产状特点
1.侵入岩: 花岗岩是世界上分布最广的一类 侵入岩。 花岗岩质岩石常以大规模的岩基产出， 形成大型山链的主体。如我国华南地区的南岭花 岗岩(在我国华南地区花岗岩约占据了全区面积的 1/4，其中主要是钙碱性花岗岩，碱性花岗岩极少)、 西北地区昆仑山脉中的花岗岩类岩基、西藏的岗 底斯花岗岩、南美洲秘鲁的海岸岩基，长达数百 公里，宽亦可达数十公里，这些大规模的花岗质 岩基的产出与造山作用关系密切。
主要矿物：石英（≥20%）和碱性长石、酸性斜 透长石+酸性斜长石＋石英为主， 长石（An≤30）； 偶含黑云母和角闪石， 副矿物有 次要矿物：暗色矿物（多数小于20%），主要是 锆石、磷灰石、磁铁矿、褐帘石 等。 黑云母、角闪石，可出现少量的辉石。 副矿物：锆石、榍石、磷灰石、磁铁矿、褐帘石、 绿帘石等。 常见的结构为细粒-粗粒半自形结构, 似斑状结构, 斑状结构最常见，其次为无斑隐 蠕虫 结构, 文象结构, 条纹结构 晶质结构、玻璃质结构。基质为 隐晶质结构、球粒结构、微晶结 构等。 常见的构造为块状构造、片麻状构造，还有晶洞 构造。 流纹构造、块状构造、气孔—杏 仁状构造、珍珠构造等。
6.脉岩
⑵.细晶岩类
因岩石具细粒它形结构而得名。颜色较浅，不含或很少含 暗色矿物。前述各大类岩石常有与其成分相当的细晶岩，如 辉长细晶岩、闪长细晶岩、花岗细晶岩等。 其中以花岗细晶岩最常见，主要由细粒石英和长石组成，又 称长英岩。
酸性喷出岩类
• 1.流纹岩：成分相当于花岗岩。岩石呈灰、灰红、灰 白等颜色，常具流纹构造和斑状结构。斑晶有石英 （高温石英）、碱性长石（透长石和正长石）、少量 斜长石。石英可见六方双锥状或熔蚀浑圆状。基质多 为隐晶质或玻璃质。 • 2.英安岩 ：成分相当于花岗闪长岩。土红色、浅紫色 或灰色。斑状结构，斑晶为斜长石、石英、正长石和 透长石。斜长石斑晶多于正长石。暗色矿物斑晶较少， 基质多为隐晶质或玻璃质。 • 3.石英角斑岩： 酸性岩浆海底喷发产物。灰白色，斑 状结构，斑晶由钠长石和石英组成。基质为隐晶质。 岩石也可全部为隐晶质结构。常与细碧岩、角斑岩构 成细碧－角斑 岩。
火成岩概述及基本性质和分类课件
按化学成分分类
火成岩的化学成分也是分类的重要依据。根据氧化物分类法 ，火成岩可以分为超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩。
超基性岩的氧化物含量较低，如橄榄岩；基性岩的氧化物含 量适中，如辉长岩；中性岩的氧化物含量较高，如闪长岩； 酸性岩的氧化物含量最高，如花岗岩。
按产状分类
产状是指火成岩形成时所处环境和状 态，也是分类的重要依据之一。根据 产状，火成岩可以分为深成岩、浅成 岩和喷出岩。
火成岩在矿产资源开发中的应用
火成岩是许多矿产资源的主要赋存体，如铁矿、铜矿、金矿等。通过对火成岩的研究，可以确定矿产资源的分布范围、储量 和开采价值。
在矿产资源开发中，火成岩的岩石物理性质和化学成分对矿床开采和选矿工艺具有重要影响，因此需要深入研究火成岩的岩 石学特征，以提高矿产资源的开采效率和利用价值。
比重
火成岩的比重取决于其矿物组成和含 量。一般来说，火成岩的比重较大， 说明其内部矿物颗粒紧密结合。
03 火成岩的分类
按矿物成分分类
矿物成分是火成岩分类的主要依据之一。根据矿物成分，火成岩可以分为橄榄岩 、辉长岩、闪长岩、花岗岩等。
橄榄岩主要由橄榄石和辉石组成，辉长岩主要由基性斜长石和单斜辉石组成，闪 长岩则主要由中性斜长石和角闪石组成。花岗岩主要由碱性长石、石英和黑云母 组成。
火成岩的形成过程可以发生在 不同的环境和深度条件下。
火成岩的分布
火成岩广泛分布于地球表面，特 别是在板块交界处和地壳活动区
域。
不同种类的火成岩在分布上具有 明显的区域性特征，受到地质构
造和地壳运动的影响。
火山活动频繁的地区通常也是火 成岩分布较为广泛的地区。
火成岩的组成
火成岩主要由矿物颗粒组成，这些矿物颗粒是在岩浆冷却和固化过程中结晶形成的 。
火成岩专题2
o 如果熔体一产生就很快离开熔融区，而移至别处汇聚， 那么，在熔融区，与残留相平衡共存的熔体始终只是 刚刚产生那一小部分。这样的过程，称为分离部分熔 融过程。现在的上地幔接近分离部分熔融的残留相。 o 如果随着部分熔融的发展，产生熔体的量，每达到一 定程度，就离开熔融区，而移至别处汇聚。这样的过 程，称为批式部分熔融过程(batch partial melting)。 这样的过程，接近地质实际。
副长石岩
F
深成岩根据实际矿物含量用QAPF图解分类和命名
（基于Streckeisen, 1976图） Q=石英，A=碱性长石，P=斜长石，F=副长石
由陆壳沉积物深熔形成的S型花岗岩，一般具 K2O/Na2O>1 的特征，而幔源岩浆分异形成的M 型花岗岩或地壳中火成岩源区重熔形成的I型 花岗岩则常具K2O/Na2O<1 的特征。
o 岩浆喷出地表之前，结晶作用已经在进行，可以形成斑晶 o 斑晶矿物的环带指示了表面平衡过程
角闪石斑晶
斜长石斑晶
o 斜长石先结晶，辉石晚结晶
分离结晶过程的定量模型
原始岩浆
残余岩浆 cil
瞬时结晶相
F
ci o
ciR
平均结晶相 cis
1-F
分离结晶过程中微量元素变化的主要特征
分离结晶作用的早期
残余岩浆
Table 9-1. Partition Coefficients (CS/CL) for Some Commonly Used Trace Elements in Basaltic and Andesitic Rocks Rb Sr Ba Ni Cr La Ce Nd Sm Eu Dy Er Yb Lu Olivine 0.010 0.014 0.010 14 0.70 0.007 0.006 0.006 0.007 0.007 0.013 0.026 0.049 0.045 Opx 0.022 0.040 0.013 5 10 0.03 0.02 0.03 0.05 0.05 0.15 0.23 0.34 0.42 Cpx Garnet 0.031 0.042 0.060 0.012 0.026 0.023 7 0.955 34 1.345 0.056 0.001 0.092 0.007 0.230 0.026 0.445 0.102 0.474 0.243 0.582 1.940 0.583 4.700 0.542 6.167 0.506 6.950 Plag 0.071 1.830 0.23 0.01 0.01 0.148 0.082 0.055 0.039 0.1/1.5* 0.023 0.020 0.023 0.019
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亚碱性系列再分：钙碱性与拉斑玄武岩-4
③较方便的可用 FeO*/MgO与 SiO2、FeO*关 系图（图8） FeO*= FeO+0.9 Fe2O3。
图8 FeO*/MgO与SiO2、FeO*关系图 （A.Miyashiro，1974）
亚碱性系列再分：钙碱性与拉斑玄武岩-4
FeO'－FeO'/MgO变异图
Sub-Ab Ab B as -T rach-Neph
0 35
45
55
65
75
40 .001
0.01
0.1
1
10
SiO2
Zr/TiO2 *0.000 1
利用Minpet模板图判别岩类-2
5
Com/Pant Phonolite
2 1
Alkali Rhyolite Phonolite
1
Rhyolite
酸度、碱度、系列及类型图解-1
据SiO2可划分酸度，据SiO2及K2O+Na2O 可确定δ﹛δ=（K2O+Na2O）2/（SiO2-43） ﹜值，碱度及系列。由SiO2及K2O+Na2O 含量，从图上即可简便的同确定火山岩类 的酸度、碱度、系列、岩石组合、类型及 名称。
酸度、碱度、系列及类型图解-2
Cpx2+0.014× Opx× Ol－0.011 × Ol2)=32.264。 以标准矿物Opx、Ol值代入方程式，如计算值等号 右边列出的数值小，为碱性系列；如计算值比等 号右边值列出值大，则为亚碱性系列。图中曲线 判别率较好，其可靠性可达96％。??
玄武岩类系列参考图解判别
16 14 12 10
区分碱、亚碱性两个系列-2
②较可靠的是Ol′-Ne′Q′图 Ol′、Ne′、Q′ 为阳离子标准矿物计算值 Ol′=Ol+3/4Hy， Q′= Q+2/5Ab+1/4Hy Ne′= Ne+3/5Ab。 由于标准矿物计算用全岩 化学成分，因此精度较 大。
Ol′一Ne′一Q′图解 （T. N. Irvine等,1971）
通常情况下，对亚碱性火山岩类，在区分出钙 碱性与拉斑两个系列的同时，进一步分出低钾、 中钾和高钾3种类型。 对于碱性火山岩类，需要进一步分出钠质类型、 钾质类型2种。方法是Na2O-2.0大于K2O为钠质 类型， Na2O-2.0小于K2O为钾质类型。
火山岩的酸度、碱度、 系列、类型及名称确定
火山岩的类型-4
图13 Ab′一An一Or （T. N. Irvine等，1971）
图14 碱性系列Ab′一An一Or图 （T. N. Irvine等，1971）
火山岩的类型-5
K2O－SiO2变异图
HK－高钾岩系 MK－中钾岩系 LK－低钾岩系
火山岩的类型-5
4. 只适用于玄武岩的可分出高钾、钾质和钠质3类 （图15）
T hol M ac
4.0 3.5 3.0 2.5
TiO2
FeOt
8 6 4 2 0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
2.0 1.5
T hol
TH
CA Am
1.0 0.5
Am
3.0
3.5
4.0
0.0 0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
FeOt/MgO
FeOt/MgO
区别碱性与拉斑系列（不包括钙碱性系列）-5
①Ab－2Enhy－1.5Fshy值（称为A′值）法
由Poldervaart(1964)提出的方法，式中Enhy及Fshy为紫 苏辉石（hy）中En、Fs值。A′>0者，为碱性系列； A′<0者，为亚碱性系列。 ②Hy/(Hy+Di)值法
由Coombs(1963)提出的方法。Hy/(Hy+Di)值<0.45者， 为碱性系列；>0.45者，为亚碱性系列。
图15中划分钾质与钠质的界线Na2O:K2O≌2:1。 它与Irvine等（1976）划分玄武岩钾质与钠质 的界线为Na2O/K2O=0.5；最新的Le Bas(1986) 等划分各种火山岩钾质、钠质以Na2O-2≥K2O 为钠质类型， Na2O-2≤K2O为钾质类型的界线， 基本上一致的。
火山岩的类型划分
玄武岩类系列参考图解判别
TiO2─Zr/P2O5图解
P2O5─Zr图解
A－碱性系列，S－亚碱性系列。
A－碱性系列，S－亚碱性系列。
玄武岩类系列参考图解判别
CaO－AL图解
A－碱性岩系，CA－钙碱性岩系， TH－拉斑玄武岩系。
一、亚碱性系列再细分：
钙碱性与拉斑玄武岩
亚碱性系列再分：钙碱性与拉斑玄武岩-1
火山岩类型的研究
钠质类型与钾质类型
火山岩的类型
根据岩石中钾、钠的相对 含量，又可分为钠质类型 与钾质类型。有时有二者 之间的正常类（或称普通 类型）。有时在钾质类型 中还有高钾、钾质类型
火山岩的类型-1
1. 利用σ（里特曼指数）区分
σ<4 为钙碱性，太平洋型，不分钾质与钠质
Na2O>K2O太平洋型（钠质）
700 600
500 400
Dacite or Andesite
TH－拉斑玄武岩系，CA－钙碱性玄武岩系。
区别碱性与拉斑系列
（不包括钙碱性系列）
区别碱性与拉斑系列（不包括钙碱性系列）-1
①硅－碱图法 这是方便而又 常用的方法， 如图9所示， 可以划分玄武 岩为碱性、拉 斑系列
图9 硅-碱图解 1一夏威夷地区玄武岩（Macdonald等，1964） 系列分界线；2一世界各地玄武岩（Hyndman,1972） 系列分界线；A一碱性玄武岩系列；T一拉斑玄武岩系列
区别碱性与拉斑系列（不包括钙碱性系列）-2
②磷－碱图法
此法由王彤（1985）提出用玄武岩中P2O5与 K2O+Na2O作用（图10）法，可以区别拉斑、 碱性与强碱性系列。由于P2O5用比色法测定， 比SiO2用质量法测量速度快、成本低，故更为 理想。此图中强碱性（又称过、碱性），以岩 石中出现副长石实际矿物，或化学计算标准矿 物Ne>5％为特征。
σ>4 为碱性，大西洋型
Na2O<K2O地中海型（钾质）
火山岩的类型-2
2. 较方便方法是 Pyмянцева (1971)法
此法以SiO2与 K2O/(Na2O+0.7K2O)作 图（图12），划分火 山岩为钾质、正常、 钠质三类
图12 SiO2─K2O/(Na2O+0.7K2O)图解 (Pyмянцева，1971)
2*0.0001 Zr/TiO
T rachyte
2*0.0001 Zr/TiO
Rhyolite+Dacite T rachyte
0.1
Rhyodacite/Dacite T rachyAnd Andes ite
0.1
And/B as -And
T ephri-Phonolite T rachyAnd
0.01
岩石地球化学 NO.2
火成岩系列与类型研究
李永军
火山岩系列的确定
花岗岩类可参考 碱性－亚碱性两大系列
碱性－亚碱性火山岩两大系列
区分碱、亚碱性两个系列-1
①最方便的是硅－碱图。在SiO2相同的条件 下，碱性系列比亚碱性系列K2O+Na2O高
硅一碱图（T.N.Irvine） Alkaline一碱性系列； Subalkaline一亚碱性系列
Na2O+K2O
SiO2
P-T B enmorite
9 6 3
Rhyolite M ugearite B +T T rachyandes ite Haw aiite Nephelin Dacite B -A Andes ite B as alt
60
Andes ite
T rA n Phonolite
50
区分碱、亚碱性两个系列-3
③对于玄武岩类最好 用Cpx－Opx－Ol图
该图用CIPW法计算 的标准矿物投影。 直线与曲线均为碱 性与亚碱性系列的 分界线
图4 Cpx一Opx一Ol（图例同上图） （F. Chayes，1965、1966）
玄武岩类Cpx－Opx－Ol图解判别
玄武岩类的判别方程式分别为：(0.006×
区别碱性与拉斑系列（不包括钙碱性系列）-3
图10 磷一碱图解 （王彤，1985） Ⅰ一拉斑系列；Ⅱ 一碱性系列；Ⅲ 一 强碱性系列
区别碱性与拉斑系列（不包括钙碱性系列）-4
③标准矿物法（CIPW）法 此法用CIPW标准矿物予以划分（林伍德，1975；邱 家骧，1982） 有（1）（2）（3）共三种情况： （1）Hy>3%者，亚碱性系列。再根据 Al2O3(ωB%) 划分：①Al2O3<16%者，拉斑玄武岩系列；② Al2O3>16%者，钙碱性（高铝）玄武岩系列。 （2）出现Ne者，碱性玄武岩系列。 （3）Hy<3%，不出现Ne者，过渡系列。如需进一步 划分，可用以下二法（均为CIPW标准矿物）
图6 Al2O3一“An‖图解 (T. N. Irvine等，1971)
亚碱性系列再分：钙碱性与拉斑玄武岩-3
还可参考Al2O3－AI图 （图7）予以区分， AI=（K2O+Na2O） /0.17(SiO2－43)。
在图7、8中，Al2O3均 为ωB%
图7 Al2O3一AI图解 （E. A. K. Middlemost，1975）