火山岩岩石化学整理及应用

火山岩岩石化学整理及应用

作用与目的：

（一）客观反映研究对象的化学特征，如氧化物、微量元素的丰度、演化学变化规律、富集及迁移规律。

方法：与平均值、与克拉克值对比，用分析值、某些比值以及哈克图解等方法分析、研究。（二）求化学参数确定火成岩基本类型、系列

如碱性、钙碱性，高钾、低钾、铝饱和、硅饱和、分异度…

*对于火山岩，尤为主要是确定拉斑系列和钙碱性系列，采用参数、比值、图解等方法。（三）研究火山岩成因类型

如花岗岩类的I、S；火山岩的钠质、钾质类型；大西洋型、太平洋型…

（四）确定成因及大地构造环境

如岛弧、板内、板缘…

（五）确定岩石成岩过程中的温压信息（地质温度计、压力计），计算P、T参数…

（六）分析成矿情况

*对每一计算，要明确计算要满足的基本条件和数据解释的有效性

*对图解，要确定使用范围，参数的取值范围，计算公式对标准图解要弄清原图的思路，有无改进方法…

火山岩整理、掌握

一、火山岩类的铁调整

（注意：计算氧化度等值时，不允许调整）

A：Fe2O3上限值的确定：

①基性一超基性玄武岩类建议用Fe2O3=TiO2+1.5（由于岩石中TiO2较稳定，不易风化蚀变等影响。而TiO2与Fe2O3有一定的关系。）

②中基性岩火山岩（参明照花岗岩的铁调整）

B：调整方法

包括不同成分的火山岩、深成岩，均可采用Le Maitre(1976)方法进行调整

1.是否需要调整?视实际氧化度(O X实)与允许氧化度(O X允)的相对大小而定。

所谓O X实是由岩石化学分析结果中的FeO、Fe2O3值计算所得，它反映岩石中实际计算

出来的已有的氧化度。

即：O X实=FeO／(FeO+ Fe2O3)

所谓O X允，是由岩石化学分析结果中的SiO2、K2O，Na2 O值计算所得。深成岩与火

山岩的计算式不同，反映岩石中根据SiO2、K2O+Na2 O（Alk）确定岩石中允许的氧化度。

由于岩石易于氧化，因此O X实的数值不一定可靠，常常由于Fe2O3高、FeO低，而使

O X实低。而由SiO2、K2O+Na2 O（Alk）确定，因此是岩石真正氧化度的标准值。

综前所述，岩石中SiO2、Alk愈高，O X允愈小，则允许的Fe2O3上限值愈大；反之，SiO2、Alk愈低，O X允愈大，则允许的Fe2O3上限值也愈小。火山岩与深成岩O X允计算式不同。

即对于深成岩：O X允=0.88－0.0016SiO2－0.027(K2O+Na2 O)

对于火山岩：O X允=0.93－0.0042SiO2－0.022(K2O+Na2 O)

如果由岩石中Fe2O3、FeO计算的O X实大于由岩石中计算的SiO2、K2O+Na2O计算的O X

允，说明该岩石的Fe2O3不高(FeO不低)，不需要调整；反之，如果O X实< O X允,说明该岩石中Fe2O3，超过上限值，需要调整Fe2O3、FeO。

2．如何进行调整?已知O X=FeO／(FeO+ Fe2O3)；设调整后的Fe2O3(即Fe2O3的上限值)

为x，如多余的Fe2O3，换算为FeO，则调整后的FeO=FeO+0.9(Fe2O3－x)，以之代入O X=FeO

／(FeO+ Fe2O3)，则

O X =[FeO+0.9(Fe2O3－x))/(FeO+0.9(Fe2O3－x)+x]

得x= (1－O X)(FeO+0.9 Fe2O3)/(0.1O X+0.9）

此x值为调整后的Fe2O3，也即Fe2O3的上限值；该式中O X为O X允，即O X实=O X允。调整

后的FeO设为y，则y=FeO +0.9(Fe2O3－x)。

综上所述，可小结如下：

1.凡是要研究岩石的氧化程度，而不需要计算标准矿物者，岩石中Fe2O3、FeO不应调整。

2.凡是计算标准矿物的岩石，如Fe2O3不超过上限值者，一般也不需要调整；只有超过上

限值者，才需要调整。

3.对于各种成分的火山岩、深成岩，均可用Le Maitre(1976)方法进行调整Fe2O3、FeO。凡

O X允O X实者，则需要调整。

二岩石化学指数计算（常用以下7 项）

1. 钙碱指数（CA）:碱性（CA<51）、碱钙（5161）

4类。

2. 里特曼指数（σ）:σ=(Na2O+K2O)2/(SiO2－43) (σ在SiO2值42%~70%有效)

以σ=4为界线σ<4，钙碱性

Na2O>K2O 钠质（太平洋型）

σ>4，碱性

Na2O

3. 碱度率（AR）

①当SiO2在<42%或>70%时，σ值误差太大。

用AR=(Al2O3+CaO+Na2O+K2O)/( Al2O3+CaO－Na2O－K2O)

②注意：当SiO2>50%，K2O /Na2O大于1而小于2.5时，公式中的（Na2O+K2O)用2 Na2O 代替，而不考虑K2O含量。

4．分异指数（DI）：桑汤和塔特尔（C.P.Thornton和O.F.Tuttle,1960）将石英（q）、正长石（or）、钠长石（ab）、霞石（ne）、白榴石（lc）和六方钾霞石（kp）六种标准矿物质量百分数之和就叫分异指数（DI）。其中这六种标准矿物为CIPW标准矿物。

DI=q+or+ab+ne+lc+kp

从超基性岩到酸性岩，DI由小到大有规律地变化。对于某一原生岩浆演化形成的岩石，DI 越大，表明岩浆分异演化越彻底，酸性程度越高；DI越小，表明分异程度低，基性程度相对高。

5．固结指数（SI）

SI = MgO×100/（MgO+FeO+ Fe2O3 + Na2O+K2O) (ωB%)

从表1中基性岩到酸性岩，固结指数是由大变小。岩浆分异程度高，则SI值就大，岩石的基性程度就高。

表1 日本不同类型火山岩的固结指数

6．长英指数（FL）：

FL=100(ab+or)/(ab+or+an) (CIPW标准矿物)

FL=100（Na2O+K2O）/（Na2O+K2O+CaO）(ωB%) （后者多用）

7.镁铁指数（MF）

MF=100(Fe2O3+FeO)/ (Fe2O3+FeO+ MgO) (ωB%)

随着岩浆分离结晶作用的进行，镁铁组分（橄榄石、辉石等）最早从岩浆中分离，残余熔体