岩石地球化学课件赵志丹.

第一节、主量元素数据处理与解释第二节、微量元素数据处理与解释第三节、同位素数据处理与解释第三章、岩石地球化学数据的处理与解释1.计算CIPW的软件，Norm32.Geokit,路远发编写3.ATEXTURALATLASOFMINERALSINTHINSECTION,软件,编写者为DanielJ.Schulze,UniversityofToronto.4.RaglandP.C.BasicanalyticalPetrology.OxfordUniversityPress,NewYork,1989.【书号：350R12】5.WilsonM.IgneousPetrogenesis.KluwerAcademicPublishers,London.2001推荐软件和参考书(1)MacKenzieW.S.andAdamsA.E.Acoloratlasofrocksandmineralsinthinsection.JohnWiley&Sons,Inc.NewYork,1993,192p(有扫描件)(2)MacKenzieW.S.,DonaldsonC.H.,andGuilfordC.Atlasofigneousrocksandtheirtextures.JohnWiley&Sons,Inc.NewYork,1982(有扫描件)(3)BestM.G.Igneousandmetamorphicpetrology.2ndedition.BlackwellScienceLtd,2003(有扫描件)(4)LeMaitre(ed),IgneousRocks:AclassificationandGlossaryofTerms(2ndedition).CambridgeUniversityPress,2002.【书号360/L46/2】关于岩石化学/显微结构英文参考书（可供）推荐新出版参考书(研究生教材)邓晋福，罗照华，苏尚国，等.岩石成因、构造环境与成矿作用。地质出版社，2004第一节、主量元素数据处理与解释第三章、岩石地球化学数据的处理与解释一、岩石化学的主要指标二、主量元素数据直接用于岩石分类和系列划分三、CIPW计算后用于岩石分类和系列划分四、主量元素用于判别岩浆（地球化学）作用过程五、主量元素应用于实验岩石学代表性岩浆岩的化学成分橄榄岩玄武岩安山岩流纹岩响岩SiO242.2649.2057.9472.8256.19TiO20.631.840.870.280.62Al2O34.2315.7417.0213.2719.04Fe2O33.613.793.271.482.79FeO6.587.134.041.112.03MnO0.410.200.140.060.17MgO31.246.733.330.391.07CaO5.059.476.791.142.72Na2O0.492.913.483.557.79K2O0.341.101.624.305.24H2O+3.910.950.831.101.57Total98.7599.0699.399.5099.23(引自Winter,2001)SampleSiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5LOITOTALDS-141.594.409.7812.905.080.179.2612.492.993.140.982.0199.71一、岩石化学的主要指标1.SiO2与岩石分类SiO2在主要元素中含量最高，变化范围:34-80%，意义:1.对岩浆及岩浆岩的物理化学性质及矿物组成的影响最大，因此是火成岩中最重要的一种氧化物。2.SiO2含量是岩浆岩4大类划分的依据3.酸性程度就是指SiO2含量高低4.SiO2饱和度决定矿物组合碱性超基性岩基性岩酸性岩碱性岩4545-536653-66无无或很少20%无一般无长石斜长石为主斜长石为主钾长石为主钾长石斜长石钾长石为主，含似长石橄榄石，辉石，90%主要为辉石，可有角闪石，黑云母，橄榄石，90%黑云母为主，次为角闪石，10-15%碱性辉石和碱性角闪石，40%深成岩中粗粒/似斑状结构橄榄岩辉岩辉长岩闪长岩正长岩花岗岩霞石正长岩浅成岩细粒/斑状结构苦橄玢岩金伯利岩辉绿岩闪长玢岩正长斑岩花岗斑岩霞石正长斑岩喷出岩班状/玻璃质/隐晶质苦橄岩科马提岩玄武岩安山岩粗面岩流纹岩响岩岩石系列钙碱性岩石类型中性岩SiO2含量(%)53-66石英含量5%长石种类和含量暗色矿物种类和含量角闪石为主，次为黑云母，辉石，15-40%岩浆岩分类表SiO2用于岩浆岩的4大类划分SiO2(wt.%)岩石大类典型岩石45超基性橄榄岩-科马提岩45-53基性辉长岩-玄武岩53-66中性闪长岩-安山岩66酸性花岗岩-流纹岩酸性增强玄武岩花岗闪长岩花岗岩橄榄岩(3)SiO2饱和矿物：SiO2含量充足（刚好），则形成辉石、角闪石、斜长石，钾长石，云母等————不含Q，也不含SiO2不饱和矿物。(1)SiO2过饱和——SiO2很多（过多），除形成硅酸盐矿物外，还有剩余—石英，Q就是过饱和矿物，含有Q的岩石，就是SiO2过饱和岩石。(2)SiO2不饱和：SiO2不足，出现镁橄榄石，似长石类（霞石、白榴石等）矿物，不含Q。【为什么?若有Q存在会发生反应（见下页）】SiO2过饱和岩石SiO2不饱和岩石SiO2饱和岩石SiO2饱和度与矿物共生组合的关系不能与SiO2共存，属于SiO2不饱和矿物1.霞石霞石Na[AlSiO4]——钾霞石K[AlSiO4],高温时为连续固熔体系列产于富含Na2O而SiO2不饱和岩浆岩中，六方短柱，厚板状2.白榴石，K[AlSi2O6],正方晶系（假等轴晶系）自形晶，四角三八面体白榴石西藏白榴石斑岩特别强调：似长石类矿物霞石六方短柱，厚板状霞石----似长石类矿物霞石Na3K(SiAlO4)4霞石SiO2不饱和矿物与SiO2反应式Mg2SiO4+SiO2=2MgSiO3橄榄石熔体顽火辉石NaAlSiO4+SiO2=NaAlSi3O8霞石熔体钠长石KAlSi2O6+SiO2=KAlSi3O8钾霞石熔体钾长石SiO2饱和度与矿物组合2.Na2O+K2ONa2O+K2O-称为全碱含量,里特曼指数（,RittmannIndex）)%(43SiO2O)KO(Na222wt3.3钙碱性岩=3.3-9碱性岩9过碱性岩大小与岩石系列划分=岩浆岩的分类（考虑全碱含量）)%(43SiO2O)KO(Na222wt岩石大类（酸度）岩石系列（碱度）钙碱性偏碱性钙碱性碱性过碱性钙碱性钙碱性－碱性过碱性钙碱性碱性岩石类型橄榄岩－苦橄岩类金伯利岩霓霞岩－霞石岩类碳酸岩类辉长岩－玄武岩类闪长岩-安山岩类正长岩-粗面岩类,二长岩-粗安岩类霞石正长岩-响岩类SiO23.33.3-993.33.3-993.33.3-9Na2O+K2O平均3.6平均4.6平均7平均5.5平均9平均14中性岩酸性岩45%45-53%53-66%66%过碱性超基性岩碱性辉长岩－碱性玄武岩类基性岩3.53.5平均6-8花岗岩-流纹岩类33.3-99钙碱性碱性过碱性碱性长石较酸性岩石普遍出现斜长石普遍偏酸性岩石基性岩石英普遍最酸性岩石不似长石不5%5%辉石或闪石普通辉石或闪石含Na(霓石、霓辉石)或Ti(钛辉石)，含Na闪石（钠闪石、钠钙闪石、棕闪石）碱质(Na2O+K2O)与矿物组合)%(43SiO2O)KO(Na222wt3.Al2O3饱和度与矿物组合钾长石:KAlSi3O8,K2O/Al2O3=1钠长石:NaAlSi3O8,Na2O/Al2O3=1钙长石:CaAl2Si2O8,CaO/Al2O3=1根据Al2O3/（K2O+Na2O+CaO）比值判定Al2O3的饱和度。Al2O3饱和度与矿物组合分类比值特征特征矿物过铝质岩石Al2O3/(K2O+Na2O+CaO)1白云母、黄玉、电气石、刚玉、矽线石、红柱石偏铝质岩石Al2O3/(K2O+Na2O+CaO)1铝硅酸盐矿物：黑云母、角闪石、黄长石等亚铝质岩石(K2O+Na2O)Al2O3(K2O+Na2O+CaO)长石类、似长石过碱质岩石(K2O+Na2O)Al2O3碱性镁铁质矿物类：霓辉石、霓石、钠闪石、碱锰闪石等Figure18-2.AluminasaturationclassesbasedonthemolarproportionsofAl2O3/(CaO+Na2O+K2O)(“A/CNK”)afterShand(1927).Commonnon-quartzo-feldspathicmineralsforeachtypeareincluded.AfterClarke(1992).GranitoidRocks.ChapmanHall.石榴石黑云母白云母辉石角闪石堇青石红柱石霓石钠闪石钠角闪石第一节、主量元素数据处理与解释第三章、岩石地球化学数据的处理与解释一、岩石化学的主要指标二、主量元素数据直接用于岩石分类和系列划分三、CIPW计算后用于岩石分类和系列划分四、主量元素用于判别岩浆（地球化学）作用过程五、主量元素应用于实验岩石学1.火山岩的TAS图解(TotalAlkalis-Silicadiagram)（引自LaMaitre等，2002火山岩的TAS图解是国际地科联（IUGS）岩浆岩分类学分会推荐的火山岩分类图解,参见新书LeMaitre(ed),IgneousRocks:AClassificationandGlossaryofTerms(2ndedition).CambridgeUniversityPress,2002.【书号360/L46/2】火山岩的TAS图解使用方法1.适用于新鲜的、无蚀变和未变质的火山岩（因为K和Na活泼易于带入带出），不适合于高Mg岩石（高Mg的见另外图）。2.计算投图：主量元素数据中，先剔除H2O，CO2，LOI。再重新计算到100％，之后投图。3.TAS图中，有些是2个岩石类型，成分一致，但是根据特征矿物细分，例如是粗面岩还是粗面英安岩，需要根据CIPW计算结果，确定Q含量，若Q20为粗面岩，若Q20为粗面英安岩。火山岩的TAS图解使用：——注意高镁岩石分类TAS投点之前需要先剔除低碱－高镁的样品，如果是高镁的(8%)，用右边的图解。强调：MgO和TiO2含量火山岩的TAS图解使用：——注意Na2O与K2O的相对含量与岩类划分成分\名称粗面玄武岩玄武粗安岩粗安岩Na2O-2.0K2O夏威夷岩橄榄粗安岩歪长粗面岩Na2O-2.0K2O钾质粗面玄武岩橄榄玄武粗安岩安粗岩原因：在TAS图解中，仅仅是Na2O与K2O的加和，没有考虑它们相对的含量不同，岩石类型也不同。火山岩TAS图解边界点火山岩TAS图解边界点和作图方法（个人作法）A.先在绘图软件(如Photoshop,CorelDraw,我用Illustrator画图)中画好一个空白的有所有边界和名称的TAS图.C.把Excel中投点图粘贴到绘图软件中,叠合之后形成自己样品的TAS投点图.其他各类地球化学投点图均如此作图.B.在Excel中处理数据,画好二维TAS投点图,做好图形花纹符号修饰见举例演示.举例：TAS图解应用——西藏钾质超钾质岩石具体作法：1.先检验MgO含量是否符合TAS作图要求【见数据表和右图,符合】2.去除LOI计算到100％，得到全碱和SiO2含量，投图。【见演示】应用举例：西藏钾质超钾质岩石具体作法举例举例：TAS图解应用——西藏钾质超钾质岩石3.由于样品投入玄武粗安岩和粗安岩区域，需要进一步鉴别名称：【见举例数据计算】鉴别结果均为Na2O-2.0K2O因此，我们命名为：橄榄玄武粗安岩安粗岩成分\名称粗面玄武岩玄武粗安岩粗安岩Na2O-2.0K2O夏威夷岩橄榄粗安岩歪长粗面岩Na2O-2.0K2O钾质粗面玄武岩橄榄玄武粗安岩安粗岩具体作法：TAS图解1.Geokit2.MinPet其他作法——使用小软件2.侵入岩的TAS图(1)右图(a)