3-岩石地球化学之二--火成岩系列与类型研究

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
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
碱性火山岩钾质系 列分类命名图解
A─苦橄玄武岩、富辉橄玄岩，B─碱性玄武岩， C─粗面玄武岩，D─富钾粗面玄武岩，E—粗面岩。
利用Minpet模板图判别岩类-1
18 15
Phonolite
80
Rhyolite Com/Pan
70
Rhyodacite-Dacite T rachyte
Байду номын сангаас
12
P-N
T rachyte
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
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）
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。
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
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
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）
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）
火山岩的类型-3

3. 较准确的是Irvine等（1977）法
此法以阳离子标准在值矿物计算值在Ab′－An －Or图上（图13、14）上投影，即可划分其类 型。图中Ab′= Ab+5/3N e。该法是在划分亚碱 性与碱性系列基础上划分的：
①碱性系列分钠质、正常和钾质3个类型（图13） ②碱性系列分出钠质、钾质两种类型（图14）

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×
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


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
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）
①对于中酸性火山 岩可用AFM图。
图中F=FeO+0.9 Fe2O3 A=K2O+Na2O M=MgO。
图5 AFM图解（T. N. rvine） T一拉斑玄武岩系列；C一钙碱性系列
亚碱性系列再分：钙碱性与拉斑玄武岩-2
②对于基性火山岩， 用Al2O3－“An‖图
“An‖ 为阳离子标准 矿物计算值， “An‖=100An/(An+ Ab+5/3Ne)，相当于 标准斜长石号码。
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
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
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
区别碱性与拉斑系列（不包括钙碱性系列）-6


4. Al2O3－ FeO/(FeO+MgO)法 此法是Viljoen等 （1982）用以划分科 马提岩与拉斑玄武岩， 以及拉斑玄武岩进一 步划分镁质、正常、 铁镁系列的图解（图 11）
图11 Al2O3一FeO/（FeO +MgO）图解 （M. J. Viljoen等，1982） 1、2、3一拉斑玄武岩：1一镁质； 2一正常；3一铁质；4一科马提岩
酸度、碱度、 系列及类型 图解-3
类型图解
亚碱性岩套火山岩分类命名图解
碱性火山岩钠质系列 分类命名图解
A─玄武岩，B─拉斑玄武岩、安山岩(冰岛岩) C─安山岩，D─英安岩，E─流纹岩。
A─苦橄玄武岩，B─碱性玄武岩，C─富橄玄武岩，D─橄 榄粗面岩，E─宾默尔岩，F─粗面岩，G─霞石岩。
类型图解
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)
Andes ite/B as alt Alk-B as SubAlkaline B asalt
B s n/Nph
0.01
B as alt
Foidite Alk-B as
.001 .01
0.1
1
10
.002 .01
0.1
1
10
100
Nb/Y
Nb/Y
利用Minpet模板图判别岩类-3
700 600
Dacite R Rhyolite hyolite or Dacite
区别碱性与拉斑系列（不包括钙碱性系列）-6
（K2O＋Na2O）--（K2O/Na2O）图解
A－碱性玄武岩系，AL－高铝玄武岩系， TH－拉斑玄武岩系。
玄武岩碱─硅变异图
A－碱性系列，TH－拉斑系列。
区别碱性与钙碱性系列
区别碱性与钙碱性系列-1
TiO2－SiO2图解
A－碱性岩系，CA－钙-碱性岩系。

δ<1.8者为钙性岩，属拉斑玄武岩系列， δ=1.8～3.3者为钙碱性岩，属钙碱性岩系列。 前二者又称为钙碱性岩及亚碱性系列。δ=3.3～ 9者为碱钙性（碱性）岩，属碱性玄武岩系列； δ>9者为钙性（过碱性）岩，属过碱性系列。 后二者总称为碱性岩及碱性玄武岩系列。对于 SiO2小于45％超基性岩可用硅—碱含量定名， 对于SiO2大于45％的岩石，在知道δ范围及系列 的基础上，可据SiO2含量直接定出岩石名称。
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
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）
700 600
500 400
Dacite or Andesite