第二章 巖漿巖的物質(zhì)成分

1、第二章巖漿巖的物質(zhì)成分巖漿巖的物質(zhì)成分是指其化學(xué)成分與礦物成分而言。一、巖漿巖的化學(xué)成分地球化學(xué)研究資料表明，差不多地殼中所有的元素都可以在巖漿巖中出現(xiàn)，但其含量卻很不相同，含量最多的是：O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti等元素，這些元素稱為造巖元素，其總和約占巖漿巖總重量的99.25%，其次為P、H、Mn、B等元素，氧的含量最高，占巖漿巖重量46.59%，占體積94.2%。在研究巖漿巖的化學(xué)成分時(shí)常常用氧化物重量百分比來

2、表示從表中可以看出：SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、K2O、Na2O和H2O等九種為最主要，占巖漿巖平均化學(xué)成分的98%左右，并且在各類巖石中都能出現(xiàn)。在不同巖石類型中各種氧化物含量有明顯差異：SiO2變化范圍：34—75%，少數(shù)可達(dá)80%；Al2O310～20%，在純橄欖巖中較低MgO1～25%CaO0～15%，但在某些輝石巖達(dá)23%兩種鐵的氧化物0.515%，一般FeOFe2O3Na2O在某些霞石巖中可高達(dá)

3、19.48%，一般0～15%K2O在某些白榴石巖中可達(dá)17.94%，但一般巖石中不高于10%，且常低于Na2OH2O代表結(jié)晶水，H2O為吸附水，一些火山玻璃含10%H2O，某些結(jié)晶巖石含H2O3～5%，一般地說，含水2%以上的巖石常常由次生變化所引起。TiO2很少超過5%，一般0～2%P2O5很少超過3%，一般0～0.5%MnO很少超過2%，一般0～0.3%SiO2是最重要的一種氧化物。據(jù)SiO2含量可把巖漿巖分為四類：即超基性巖(Si

4、O266%)。通常所指的巖石酸性程度及基性程度，就是指巖漿巖中SiO2含量，習(xí)慣上對(duì)SiO2含量高者，稱之為酸性程度高或酸度大，也叫基性程度低，反之，對(duì)SiO2含量低者，謂之酸度小，亦可稱基性程度高。在巖漿巖中，各種主要氧化物之間關(guān)系很密切，其變化也有規(guī)律。從圖中看到，在各種巖漿巖中，隨著SiO2含量的增加，F(xiàn)eO及MgO逐漸減少，也就是說比較基性的巖石中FeO及MgO比酸性的巖石中含量高。K2O和Na2O的含量逐漸增加，超基性巖中幾乎

5、不含K2O、Na2O；CaO和Al2O3在純橄欖巖中含量很低，但在輝石巖和基性巖中隨SiO2增加而急劇增加，以后隨著SiO2含量的增加又逐漸下降。除了常量元素外，巖漿巖中還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，它們的含量很低，一般用106或μgg來表示，根據(jù)微量元素含量可以求得一些有意義的微量元素比值，如KRb、KBa、RbSr、NbTa、ThU等，它們對(duì)

6、于探討巖石成因和巖漿演化具有重要意義。某些元素的同位素豐度及比值，對(duì)于探索巖漿的起源及其演化歷史也是很有意義的，如Sr87Sr86、Pb206Pb204、Pb207Pb204等，而O18O16、S34S32等非放射性同位素，對(duì)于判斷巖漿晚期或巖漿巖冷卻的過程有很重要的意義。這些內(nèi)容將在專門的學(xué)科中學(xué)習(xí)。二、巖漿巖的礦物成分巖漿巖的礦物成分，對(duì)于了解巖石的化學(xué)成分、生成條件，以及巖石成因都有重大的意義。同時(shí)它物稱反應(yīng)礦物。如橄欖石的輝石反

7、應(yīng)邊。2、成巖礦物在巖漿完全結(jié)晶后，由于外界物理化學(xué)條件的變化(主要是溫度和壓力的降低)，使原生巖漿礦物發(fā)生轉(zhuǎn)變而新形成的礦物叫成巖礦物。如透長(zhǎng)石→正長(zhǎng)石，α石英—β石英。3、巖漿期后礦物在巖漿已基本上凝固成固體的巖石后，由于受殘余揮發(fā)分和巖漿期后溶液作用而生成巖漿期后礦物。它們往往交代原生礦物或充填在礦物的孔隙及晶洞中。4、它生礦物它們是由于巖漿同化了圍巖和捕虜體所引起的，這類礦物的形成反映了巖漿中外來組分的參與。如富鋁礦物紅柱石、堇

8、青石、矽線石就是巖漿同化了富鋁圍巖的產(chǎn)物。5、外生礦物巖漿巖受外營力，如地表風(fēng)化形成的礦物，也稱表生礦物。如絹云母、高嶺石。巖漿期后礦物，尤其是一些自變質(zhì)礦物常常與外生礦物難以區(qū)分，鏡下無法區(qū)分時(shí)，統(tǒng)稱為次生礦物。(四)、礦物共生組合的規(guī)律及其與化學(xué)成分的關(guān)系巖漿巖中的礦物組合，主要決定于巖漿巖的化學(xué)成分1、SiO2含量對(duì)礦物共生組合的影響石英是硅酸鹽熔體中游離的SiO2結(jié)晶的產(chǎn)物，石英的出現(xiàn)表示巖漿巖中SiO2含量過剩，因此，石英是巖

9、漿巖中SiO2過飽和的指示礦物。鎂橄欖石的出現(xiàn)是巖漿中SiO2不足(不飽和)的表現(xiàn)，巖漿巖中鎂橄欖石和石英是不能共生的礦物。因?yàn)樵趲r漿中存在下列反應(yīng)式：Mg2SiO4SiO2(1557℃)→２MgSiO3鎂橄欖石(液相)頑火輝石與上述原理類似，由于巖漿中存在下列反應(yīng)過程：NaAlSiO42SiO2→NaAlSi3O8霞石(液相)(鈉長(zhǎng)石)KAlSiO42SiO2→KAlSi3O8白榴石(液相)(正長(zhǎng)石)因此，霞石、白榴石(統(tǒng)稱為似長(zhǎng)

10、石類礦物)等似長(zhǎng)石類礦物是和石英不能共生的礦物。硅酸飽和或飽和礦物：在巖漿巖中，凡是可以與石英共生的礦物稱飽和礦物。硅酸不飽和或不飽和礦物：在巖漿巖中，凡是不可以與石英共生的礦物稱不飽和礦物。根據(jù)SiO2飽和狀態(tài)，可將巖漿巖分為：過飽和(含石英)巖石，飽和巖石(不含石英，也不含不飽和礦物)，不飽和巖石(含不飽和礦物)三大類。各類巖漿巖的主要成分及其含量繪于下圖中，從圖中可以很容易地查出各類巖漿巖中的共生礦物及其含量。例如花崗巖有五種共生