巖漿巖分類命名++超基性巖

1、1 礦物結晶順序只適用于封閉的溫壓環(huán)境礦物結晶順序只適用于封閉的溫壓環(huán)境 23一、一、 巖巖 漿漿 巖巖 的的 化化 學學 成成 分分 酸酸 度度 和和 堿堿 度度 是是 巖巖 漿漿 巖巖 分分 類類 的的 重重 要要 化化 學學 成成 分分 依依 據(jù)，酸據(jù)，酸 度度 即即SiO2 含含 量，量， 據(jù)據(jù)SiO2 重重 量量 百百 分分 數(shù)，數(shù)， 通通 常常 將將 巖巖 漿漿 巖巖 分分 為為 四四 大大 類：類： 超超 基基 性性 巖巖 SiO2 66% 巖巖 漿漿 巖巖 的的 分分 類類4一一. . 巖漿巖的化學成分巖漿巖的化學成分Na2O+K2O與巖石的堿度與巖石的堿度Na2O+K2O-稱

2、為全堿含量稱為全堿含量,里特曼指數(shù)里特曼指數(shù) （Rittmann Index）)%( 432SiO2O)2KO2(Nawt鈣堿性巖鈣堿性巖 95二、二、 巖巖 漿漿 巖巖 的的 礦礦 物物 成成 分分 巖巖 石石 中中 石石 英、英、 長長 石、石、 似似 長長 石、石、 暗暗 色色 礦礦 物物 的的 種種 屬屬 及及 含含 量量 在在 不不 同同 巖巖 類類 中中 有有 明明 顯顯 區(qū)區(qū) 別。別。 鈣鈣 堿堿 性性 巖：巖： 以以 不不 含含 似似 長長 石石 及及 堿堿 性性 暗暗 色色 礦礦 物物 為為 特特 征，征， 而而 且且 斜斜 長長 石石 更更 富富 含含An 組組 份。份。

3、堿堿 性性 巖：巖： 以以 富富 含含 堿堿 性性 長長 石石 和和 堿堿 性性 暗暗 色色 礦礦 物物 為為 特特 色。色。 斜斜 長長 石石 一一 般般 比比 鈣鈣 堿堿 性性 系系 列列 的的An 偏偏 低。低。 過過 堿堿 性性 巖：巖： 以以 似似 長長 石石 和和 堿堿 性性 暗暗 色色 礦礦 物物 為為 主主 要要 組組 成。成。6三、三、 巖巖 漿漿 巖巖 的的 相相 及及 結結 構構根根 據(jù)據(jù) 巖巖 漿漿 巖巖 的的 相相 特特 征征 可可 將將 巖巖 漿漿 巖巖 分分 為：為： 1. 火火 山山 巖巖 a. 熔熔 巖巖 b. 火火 山山 碎碎 屑屑 巖巖 c. 次次 火火

4、山山 巖巖 d. 火火 山山 碎碎 屑屑 沉沉 積積 巖巖 及及 沉沉 積積 火火 山山 碎碎 屑屑 巖巖 2. 侵侵 入入 巖巖 a. 淺淺 成成 巖巖 b. 中中 生生 成成 巖巖 c. 深深 成成 巖巖7 1. 橄橄 欖欖 巖巖 苦苦 橄橄 巖巖 類類 2. 金金 伯伯 利利 巖巖 類類 3. 霓霓 霞霞 巖巖 霞霞 石石 巖巖 類類 4. 碳碳 酸酸 巖巖 類類 5. 輝輝 長長 巖巖 玄玄 武武 巖巖 類類 6. 堿堿 性性 輝輝 長長 巖巖 堿堿 性性 玄玄 武武 巖巖 類類 7. 閃閃 長長 巖巖 安安 山山 巖巖 類類 8. 正正 長長 巖巖 粗粗 面面 巖巖 類類 9. 霞霞

5、 石石 正正 長長 巖巖 響響 巖巖 類類 10. 花花 崗崗 巖巖 流流 紋紋 巖巖 類類 11. 脈脈 巖巖 類類 12. 火火 山山 碎碎 屑屑 巖巖 類類 其其 中，中，1、2、3、4 屬屬 超超 基基 性性 巖（巖（ 包包 括括 超超 鎂鎂 鐵鐵 質質 巖）；巖）；5 和和6 屬屬 基基 性性 巖；巖；7 、8、9 屬屬 中中 性性 巖；巖；10 屬屬 酸酸 性性 巖。巖。四、四、 巖巖 漿漿 巖巖 的的 共共 生生 組組 合合8巖漿巖分類表堿堿 性性超基性巖超基性巖基性巖基性巖酸性巖酸性巖堿性巖堿性巖6653-66無無無或很少無或很少20%無無一般無長一般無長石石斜長石為斜長石為主

6、主斜長石為斜長石為主主鉀長石為鉀長石為主主鉀長石鉀長石斜長石斜長石鉀長石為鉀長石為主，含似主，含似長石長石橄欖石，橄欖石，輝石，輝石，90%主要為輝主要為輝石，可有石，可有角閃石，角閃石，黑云母，黑云母，橄欖石，橄欖石，90%黑云母為黑云母為主，次為主，次為角閃石，角閃石，10-15 %堿性輝石堿性輝石和堿性角和堿性角閃石，閃石，40%深成巖深成巖中粗粒中粗粒/似似斑狀結構斑狀結構 橄欖巖橄欖巖輝巖輝巖輝長巖輝長巖閃長巖閃長巖正長巖正長巖花崗巖花崗巖霞石正長霞石正長巖巖淺成巖淺成巖細粒細粒/斑狀斑狀結構結構 苦橄玢巖苦橄玢巖金伯利巖金伯利巖輝綠巖輝綠巖閃長玢巖閃長玢巖正長斑巖正長斑巖花崗斑巖花

7、崗斑巖霞石正長霞石正長斑巖斑巖噴出巖噴出巖班狀/玻璃班狀/玻璃質/隱晶質質/隱晶質 苦橄巖苦橄巖科馬提巖科馬提巖玄武巖玄武巖安山巖安山巖粗面巖粗面巖流紋巖流紋巖響巖響巖角閃石為主，次為黑角閃石為主，次為黑云母，輝石，云母，輝石，15-40%長石種類和含量長石種類和含量暗色礦物種類和含量暗色礦物種類和含量石英含量石英含量8080專用名詞專用名詞4、用、用“變變”（前綴）來表示已變質的火成巖，如變安山巖、（前綴）來表示已變質的火成巖，如變安山巖、變玄武巖等，但是只有當火成結構仍保留，能夠恢復原巖時才變玄武巖等，但是只有當火成結構仍保留，能夠恢復原巖時才能應用。能應用。18主要化學參數(shù)及其應用19S

8、iO2飽和度與礦物組合飽和度與礦物組合20SiO2（wt %）巖石大類巖石大類典型巖石典型巖石66酸性酸性花崗巖花崗巖-流紋巖流紋巖SiO2重要意義重要意義把巖漿巖分為把巖漿巖分為4類類酸性酸性增強增強21鈣堿指數(shù)（皮科克指數(shù)）鈣堿指數(shù)（皮科克指數(shù)）以以SiO2（）為橫坐標，以（）為橫坐標，以CaO和和K2O+Na2O為縱坐標，作出一個系列火山巖成分的為縱坐標，作出一個系列火山巖成分的CaO和和K2O+Na2O兩個變異線，兩個變異線的交點（即兩個變異線，兩個變異線的交點（即K2O+Na2O CaO）所對應的）所對應的SiO2值，稱為鈣值，稱為鈣堿指數(shù)（堿指數(shù)（CA)。22 9鈣堿性鈣堿性堿性堿

9、性過堿性過堿性堿性長石堿性長石較酸性巖石較酸性巖石普遍出現(xiàn)普遍出現(xiàn)斜長石斜長石普遍普遍偏酸性巖石偏酸性巖石基性巖基性巖石石 英英普遍普遍最酸性巖石最酸性巖石不不似長石似長石不不5 %輝石或輝石或閃石閃石普通輝石或閃普通輝石或閃石石含含Na (霓石、霓輝石霓石、霓輝石) 或或Ti (鈦輝石鈦輝石)，含含Na閃石（鈉閃石、鈉鈣閃石、棕閃石（鈉閃石、鈉鈣閃石、棕閃石）閃石）堿質堿質(Na2O+K2O)與礦物組合與礦物組合Na2O+K2O- 稱為全堿含量稱為全堿含量)%( 432SiO2O)2KO2(Nawt里特曼指數(shù)里特曼指數(shù)23Alkaline and Subalkaline Rock Suite

10、s15,164 samplesLe Bas et al., 1992; Le Roex et al., 1990; Cole, 1982; Hildreth & Moorbath, 198824亞堿性系列可分為亞堿性系列可分為：Tholeiitic vs. Calc-alkaline Trends（AFM wt)Terms emerged from tangled history spanning many decades. CA label proposed by Peacock in 1931. Tholeiite originated in mid-1800s from Tholey,

11、western Germany. Rocks show stronger Fe/Mg enrichment than CA trend. Tholeiites are commonly found island arcs, while CA rocks are more commonly found in continental arcs. Cole, 1982常用常用Fe調整方法：調整方法：F=FeO+0.8998Fe2O325K2O vs. SiO2 content of subalkaline rocksK2O contentmay broadlycorrelate withcrusta

12、l thickness.Low-K 12 kmMed-K 35 kmHigh-K 45 kmEwart, 198226Al2O3飽和度與礦物組合飽和度與礦物組合v過鋁質巖石：過鋁質巖石： Al2O3/（K2O+Na2O+CaO）1,特征礦特征礦物：物：白云母、矽線石、紅柱石白云母、矽線石、紅柱石v偏鋁質：偏鋁質： K2O+Na2OAl2O3Al2O3, 特征礦物：特征礦物：堿性鎂鐵質堿性鎂鐵質礦物類：霓輝石、霓石、堿錳閃石等。礦物類：霓輝石、霓石、堿錳閃石等。27主量元素主量元素主量元素含義和表示方法主量元素含義和表示方法又稱為又稱為常量元素、主要元素常量元素、主要元素, 英文英文major

13、elements巖石中占絕對多含量的元素巖石中占絕對多含量的元素單位：用單位：用100表示表示Sam pl eSi O2Ti O2A l2O3Fe2O3FeOM nOM gOC aON a2OK2OP2O5LO ITO TA LD S-141.594.409.7812.905.080.179.2612.492.993.140.982.0199.71舉例：舉例：28地球化學常用分類地球化學常用分類微量元素微量元素： Li, Rb, Cs, V, Co, Ni, Cr等等稀土元素稀土元素： 57-71號：號：15個元素個元素+Y=16個元素個元素La,Ce,Pr,Nd, Pm, Sm, Eu, G

14、d,Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, LuY其中其中Pm是人造的，自然界還沒有發(fā)現(xiàn)是人造的，自然界還沒有發(fā)現(xiàn), , 因此不用表示因此不用表示29稀土元素La系Y30Rare Earth ElementsLa Ce Pr Nd Pm Sm Lan ce prince needs 61(extinct) smallEu Gd Tb Dy Ho European gods tobe dyed whollyEr Tm Yb Lu early tomorrow whybe ludicrous!31稀土元素分組方法稀土元素分組方法, , 最常用兩種：最常用兩種：1.1.兩分法兩分法：La,C

15、e,Pr,Nd, Pm, Sm, Eu, Gd,Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, LuY輕稀土輕稀土(LREE)Ce族稀土族稀土重稀土（重稀土（HREE） Y族稀土族稀土2.2.三分法三分法La,Ce,Pr,Nd Sm, Eu, Gd,Tb, Dy, HoEr, Tm, Yb, LuY輕稀土輕稀土(LREE)中稀土中稀土重稀土重稀土32按照元素在巖漿作用中行為分類按照元素在巖漿作用中行為分類相容元素：相容元素：D1, 優(yōu)先進入礦物相，或殘留相優(yōu)先進入礦物相，或殘留相例如：例如：Ni, Co, V, Cr不相容元素：不相容元素：D1，優(yōu)先進入熔體相，優(yōu)先進入熔體相，D0.1為強不相

16、容元素為強不相容元素3334 稱呼：稱呼：中文表達方式中文表達方式原始地幔原始地幔(球粒隕石球粒隕石)標準化多元素圖解標準化多元素圖解, 微量元素含量蜘微量元素含量蜘蛛圖蛛圖英語表達方式英語表達方式Normalized multi-element diagrams /incompatible element diagrams / spider diagramsPrimitive mantle-normalized incompatible trace element variation diagrams Trace element concentrations normalized to ch

17、ondrite of Spider diagram of 35I 原始地幔原始地幔 （primitive/primordial mantle）目前常用的元素排列順序和數(shù)值根據(jù)目前常用的元素排列順序和數(shù)值根據(jù)Sun & MacDonough, 1989II 球粒隕石球粒隕石Sun & MacDonough, 1989III MORB, Pearce, 1983多元素標準化數(shù)據(jù)多元素標準化數(shù)據(jù)36元素元素RbBaThUNbTaKLaCePbPrSrNd原始地幔原始地幔0.6356.9890.0850.0210.7130.0412500.6871.7750.1850.27621.11.354元素元素

18、PSmZrHfEuTiGdTbDyHoYErTmYb原始地幔原始地幔950.44411.20.3090.16813000.5960.1080.7370.1644.550.480.0740.493目前常用作標準化的原始地幔順序和成分目前常用作標準化的原始地幔順序和成分（primitive/primordial mantle）37Sun & MacDonough, 198938A brief summary of some particularly useful trace elements in igneous petrologyElementUse as a petrogenetic indi

19、catorNi, Co, Cr Highly compatible elements. Ni (and Co) are concentrated in olivine, and Cr in spinel andclinopyroxene. High concentrations indicate a mantle source.V, TiBoth show strong fractionation into Fe-Ti oxides (ilmenite or titanomagnetite). If they behavedifferently, Ti probably fractionate

20、s into an accessory phase, such as sphene or rutile.Zr, HfVery incompatible elements that do not substitute into major silicate phases (although they mayreplace Ti in sphene or rutile).Ba, RbIncompatible element that substitutes for K in K-feldspar, micas, or hornblende. Rb substitutesless readily i

21、n hornblende than K-spar and micas, such that the K/Ba ratio may distinguish thesephases.SrSubstitutes for Ca in plagioclase (but not in pyroxene), and, to a lesser extent, for K in K-feldspar. Behaves as a compatible element at low pressure where plagioclase forms early, butas an incompatible at hi

22、gher pressure where plagioclase is no longer stable.REEGarnet accommodates the HREE more than the LREE, and orthopyroxene and hornblende doso to a lesser degree. Sphene and plagioclase accommodates more LREE. Eu2+ is stronglypartitioned into plagioclase.YCommonly incompatible (like HREE). Strongly p

23、artitioned into garnet and amphibole. Spheneand apatite also concentrate Y, so the presence of these as accessories could have asignificant effect.39Isotope GeochemistryvIsotopes do not fractionate during partial melting of fractional melting processes, so will reflect the characteristics of the sou

24、rce40參考書介紹參考書介紹Faure G. 2001. Origin of igneous rocks: the isotopic evidence, Springer41參考書介紹參考書介紹Faure G. 1986. Principles of isotope geology (2nd edition), John Wiley & Sons42參考書介紹參考書介紹Condie Kent C. 2001. Mantle plumes and their record in Earth history. Cambridge Univ. Press. 2. Ernst R. E. and B

25、uchan K. L. (eds) Mantle plumes: Their indentification through time. GSA Special paper 352. 43參考書介紹參考書介紹Ozima M, Podosek F A. 2002. Noble gas geochemistry (2nd edition), Cambridge Press44第第 二二 章章 巖漿巖各論巖漿巖各論超超 基基 性性 巖巖 類（類（Ultrabasic rocks) 以以SiO2含量含量45及不含石英為特征，包及不含石英為特征，包含四大類巖石：橄欖巖苦橄巖類，金伯利含四大類巖石：橄欖巖

26、苦橄巖類，金伯利巖類，霓霞巖霞石巖類，碳酸巖類。巖類，霓霞巖霞石巖類，碳酸巖類。 超超 基基 性性 巖與巖與 超超 鎂鎂 鐵鐵 質質 巖巖 45種種 屬屬 劃劃 分（分（ 巖巖 石石 分分 類）類）46橄欖巖類種屬劃分橄欖巖類種屬劃分超基性超基性侵入巖的主要類型侵入巖的主要類型n1.1.主要類型主要類型n(1)(1)橄欖巖類橄欖巖類n(2)(2)輝石巖類輝石巖類n(3)(3)角閃石巖類角閃石巖類47超基性巖中常量元素的變化趨勢圖超基性巖中常量元素的變化趨勢圖48超基性巖石中主要造巖礦物種類的變化規(guī)律超基性巖石中主要造巖礦物種類的變化規(guī)律 nPeridotite：contains mostly

27、olivine and is at the very beginning of the Bowens reaction series. It is composed almost entirely of ferromagnetic minerals. 491. 純純橄欖巖橄欖巖（DUNITE）This is an ultramafic (very low silica, very high Mg+Fe) igneous intrusive rock.The bulk of these specimens consists of glassy green olivine crystals. Th

28、e few black grains black arrows are of a pyroxene group mineral. Not even plagioclase feldspar is found in these ultramafic rocks.一、一、 超超 基基 性性 侵侵 入入 巖巖 類類（一）（一） 常常 見見 巖巖 石石 類類 型型50DUNITE is composed of 90-100% olivine. As a result it is characteristically olive-greens in color.This material is thou

29、ght to have originated in the upper mantle of the Earth. 512. 橄欖巖（橄欖巖（peridotite）超基性超基性深成巖深成巖（1 1）黑色）黑色/ /暗色暗色/ /深色深色（2 2）主要礦物：）主要礦物：Ol+PyOl+Py（3 3）次要礦物：角閃石，基性斜長石，黑云母）次要礦物：角閃石，基性斜長石，黑云母（4 4）副礦物：）副礦物：磁鐵礦，鉻鐵礦，磁鐵礦，鉻鐵礦，鈦鐵礦，尖晶石，磷灰石鈦鐵礦，尖晶石，磷灰石（5 5）結構：具細粒粗粒結構，常呈）結構：具細粒粗粒結構，常呈包含結構包含結構、海綿隕鐵海綿隕鐵結構、網狀結構結構、網狀結構（6 6）構造：塊狀，帶狀）構造：塊狀，帶狀（7 7）產出）產出Peridotite xenolithBasalt