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赵志丹岩石地球化学3-主量处理54379766

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志丹 岩石 地球化学 处理 54379766
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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 A F N 软件 , 编写者为 . . C. 1989. 【 书号: 350 . . 2001 推荐软件和参考书(1) . S. . E. A of in 1993, 192p(2) . S., . H., . of 1982(3) . G. 2nd 2003 (有扫描件 )(4) A 2nd 2002. 【 书号 360/】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、 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 响岩自 2001)S a m p l e S i O 2 T i O 2 O 3 O 3 F e O M n O M g O C a O O K 2 O P 2 O 5 L O I T O T A - 1 4 1 . 5 9 4 . 4 0 9 . 7 8 1 2 . 9 0 5 . 0 8 0 . 1 7 9 . 2 6 1 2 . 4 9 2 . 9 9 3 . 1 4 0 . 9 8 2 . 0 1 9 9 . 7 1一、岩石化学的主要指标1. 化范围 :34,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. 用 大类划分的依据3. 酸性程度就是指 性超基性岩 基性岩 酸性岩 碱性岩6 6 5 3 - 6 6无 无或很少 > 2 0 % 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,> 9 0 %主要为辉石,可有角闪石,黑云母,橄榄石,66 酸性 花岗岩 ) 好),则形成 辉石、角闪石、斜长石,钾长石,云母 等 ————不含 Q,也不含 1) —多),除形成硅酸盐矿物外,还有剩余 —石英, 有 是 2) 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 下页) 】矿物共生组合的关系不能与 于 霞石霞石 —钾霞石 K[ 高温时为连续固溶体系列产于富含 方短柱,厚板状2. 白榴石, K[ 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 2体 顽火辉石体 钠长石体 钾长石22里特曼指数 (  , %( 43S i O(N 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))%( 43S i O(N 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 粗面岩类 , 二长岩 - 粗安岩类霞石正长岩 i O 2 9 9 6 6 %过碱性超基性岩碱性辉长岩-均 6 流纹岩类 9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 %辉石或闪石普通辉石或闪石含 霓石、霓辉石 ) 或 钛辉石 ),含 闪石、钠钙闪石、棕闪石)碱质 (2O)与矿物组合)%( 43S i O(N 3. 钠长石 : 钙长石 : 根据 比值判定值特征 特征矿物过铝质岩石( N C a O ) > 1白云母、黄玉、电气石、刚玉、矽线石、红柱石偏铝质岩石( N C a O ) A 辉石、霓石、钠闪石、碱锰闪石等8on 2O) (“A/ 1927). 1992). 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、 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 引自 1989)火山岩的 浆岩分类学分会推荐的火山岩分类图解 , 参见新书 A 2nd 2002. 【 书号 360/】火山岩的 适用于新鲜的、无蚀变和未变质的火山岩(因为 不适合于高 外图)。2. 计算投图:主量元素数据中,先剔除 重新计算到 100%,之后投图。3. 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 定 火山岩的 ——注意高镁岩石分类果是高镁的,用右边的图解。强调:——注意 2名称 粗面玄武岩 玄武粗安岩 粗安岩 O 0 > K 2 O 夏威夷岩 橄榄粗安岩 歪长粗面岩 O 0 K 2 O 夏威夷岩 橄榄粗安岩 歪长粗面岩 O 0 3%%离群数据of 1971). 1971). J. 8, 别亚碱性岩石系列中的拉斑玄武岩和钙-碱性岩石属于三变量图解 , 需要把三个变量进行归一化计算到 100%• 图解直接应用主量元素分析结果A=2+F+M=100%补充:三角图的作图方法三变量 A+B+C=100%举例:补充:三角图的作图方法推荐一个三角图软件第一节、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、 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模式矿物与标准矿物• 模式矿物含量( 观察到的矿物体积百分数橄榄玄武岩1982•标准矿物计算( 岩石经过计算的理想化的矿物组成,肉眼无法鉴定具体矿物含量,如火山岩类橄榄岩 称由来: 20世纪初四位美国岩石学和地球化学家设计的, 要是 照标准矿物理想分子式进行计算,得到岩石中各种标准矿物的质量分数,简化了很多内容,如标准矿物是无水的,不考虑含水矿物黑云母、角闪石等。计算 根据 O’1965), 应用 个标准矿物,换算 100%后投图。举例:西藏花岗岩用于标准矿物 Q>10%的酸性岩分类,为简便方法• 可以有效地区分英云闪长岩、更长花岗岩、花岗岩和花岗闪长岩。• 也可以谨慎地用于变形和变质的花岗质岩石,判断原岩类型2. 玄武岩 1984)紫苏辉石三个三角区域分别代表 和和过饱和玄武岩三、 火山岩和侵入岩多阳离子 —科马提岩,拉斑质和钙碱性岩石分类沉积岩陆源砂岩分类请参考 《 岩石地球化学 》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、 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依据的原理 ——判别岩浆(地球化学)作用过程,主要是看一系列岩石的 主量元素 成分的变化趋势使用的方法 ——双变量、三变量图解法双变量图解法 —— 又称为 哈克图解法A 1909年开始使用 x) / 其他元素作为纵坐标 (y)的双变量图,后来称为 哈克图解 。200110 双变量图解哈克图解200110 三变量图解例如 : 解, (20012001)哈克图解的做法• 以 他氧化物为纵坐标,投出一组样品的结果,得到不同氧化物对 推广:任意两个组分之间的二元投点都可以称为 哈克图解• 意义:如果一组岩石样品具有成因和演化关系,则全部样品将显示正的或者负的相关关系。哈克图解• 横坐标表示分异结晶过程,• 以指示从基性到酸性,范围宽,• 如果主要是基性熔岩,可以用 者2001)原始岩浆成分原始岩浆成分(001)001)2001)哈克图解代表的过程异系数趋势代表:部分熔融作用、分异结晶作用、岩浆混合作用、地壳混染作用2001).(1) 分离结晶作用 ——是指岩浆中,某个矿物持续从岩浆中结晶出去,剩余的岩浆就会发生成分的有规律变化。总体为液相 → 固相可以把岩石中斑晶矿物作为分离结晶的矿物,例如 种岩浆作用过程如何从主量元素变化趋势中显示出来?(2) 同化作用和分离结晶作用 ——在矿物分离结晶作用发生的同时,还存在围岩或者外来物质的加入和混合,导致主量元素图解不显示明显的连续变化趋势。各种岩浆作用过程如何从主量元素变化趋势中显示出来?各种岩浆作用过程如何从主量元素变化趋势中显示出来?(3) 部分熔融作用 ——是指岩石从固相 —— 到液相的过程,固相的矿物不断加入到液相中,使得液相的成分发生有规律的变化。但是,部分熔融与分离结晶这 2个作用过程是互为可逆的过程,因此显示在主量元素哈克图解上,难于区分。可能的区分是,在深部阶段为部分熔融,为某些矿物加入岩浆,而到浅部结晶时,另一些矿物发生分离结晶。 2个过程,可能被区分出来。举例:连续变化趋势一致受控于一种岩浆作用过程,例如夏威夷959- 1960年喷发的001)转折点的含义3. 哈克图解的解释转折点或者曲折趋势,表示结晶作用过程出现一个新的矿物相,或者在部分熔融的过程中消耗了一个矿物相。需要掌握不同矿物的成分特征。(001)3. 哈克图解的解释一相或者多相矿物分离结晶中岩浆演化趋势需要掌握不同矿物的成分特征。矿物结晶分离与残余岩浆演化矿物结晶析出的数量与残余岩浆演化可用杠杠原理讨论E(%)=100× ( ( 复习主要矿物的化学成分特征橄榄石 石 长石 体呈厚板状、粒状或短柱状,解理 {010}, {100}不完全。黄绿色 薄片下无色 , 正高突起 一般见不到解理 , 常见不规则的裂纹 。 干涉色 平行消光 。O. A. P 11 0 10 2 10 1 01 1 01 2 0镁橄榄石 ( F o )O. A. P 10 2 10 1 01 1 01 2 0铁橄榄石 ( F a )1 1 1橄榄石: (e)2[榄石类 有典型的孤立硅氧四面体构造,一般式为 R= a、 分为三个类质同象系列:1.镁橄榄石 铁橄榄石 .锰橄榄石 铁橄榄石 .钙镁橄榄石 (钙铁橄榄石 (然界分布最广泛的是 镁橄榄石 (铁橄榄石 (列 ,可形成完全的类质同象系列。镁橄榄石 贵橄榄石 透铁橄榄石 镁铁橄榄石 低镁富铁橄榄石 铁橄榄石 [ 4 ] 1 0 0 - 9 0 9 0 - 7 0 7 0 - 5 0 5 0 - 3 0 3 0 - 1 0 1 0 - 0 [ 4 ] 0 - 1 0 1 0 - 3 0 3 0 - 5 0 5 0 - 7 0 7 0 - 9 0 9 0 - 1 0 04550556595 525455020 50 80M gS e S a S 透辉石低铁次透辉石钙铁辉石低铁钙铁辉石铁辉石普通辉石斜铁辉石斜紫苏辉石易变辉石易变普通辉石斜顽辉石不混溶区几乎无造岩矿物出现顽火透辉石辉石的分类辉石主要为斜方铁辉石( 种独立端元组分组成的连续固溶体,根据比例不同,分为六个亚种:顽火辉石( 铜辉石( 苏辉石( 紫苏辉石( 熔石或尤莱辉石( 方铁辉石( 火辉石 古铜辉石 紫苏辉石 铁紫苏辉石易熔石或尤莱辉石斜方铁辉石 n s t a t i t e O 6 1 0 0 - 8 8 8 8 - 7 0 7 0 - 5 0 5 0 - 3 0 3 0 - 1 2 1 2 - 0 r t h o f e n o s i l i t e O 6 0 - 1 2 1 2 - 3 0 3 0 - 5 0 5 0 - 7 0 7 0 - 8 8 8 8 - 1 0 0比较常见的种属为顽火辉石和紫苏辉石,自然界尚未发现有斜方铁辉石端元的存在。名 称单斜辉石单斜辉石的成分较为复杂,是一系列端元组分的复杂固溶体。其组成除了 有的变种还含有较多的 。常见的单斜辉石种属(透辉石-钙铁辉石亚类)一般采用由波尔德瓦特和赫斯( 1951)首先提出的 四组分 碱性辉石亚类可以采用克拉克等( 1968)提出的方法进行分类命名。4550556595 525455020 50 80M gS e S a S 透辉石低铁次透辉石钙铁辉石低铁钙铁辉石铁辉石普通辉石斜铁辉石斜紫苏辉石易变辉石易变普通辉石斜顽辉石不混溶区几乎无造岩矿物出现顽火透辉石单斜辉石长石的三个端元和长石分类钾长石 长石 钙长石 n)长石碱性长石( 类,不连续固溶体系列( 斜长石( 类,连续固溶体系列( M[或 M[(i)中 M=K,a,石 更 长石 中 长石 拉 长石 倍 长石 钙 长石C aA l 2 O 8 0 - 1 0 1 0 - 3 0 3 0 - 5 0 5 0 - 7 0 7 0 - 9 0 9 0 - 1 0 0N aA l S i 3 O 8 1 0 0 - 9 0 9 0 - 7 0 7 0 - 5 0 5 0 - 3 0 3 0 - 1 0 1 0 - 0基性酸性中性岩浆岩标志矿物基性岩浆岩标志矿物方晶系(F,H)自形的磷灰石( P),横切面为六边形,纵切面为长方形。单偏光。自形的磷灰石( P),干涉色一级灰,横切面垂直光轴,全消光。正交偏光。哈克图解转折点的含义当 %, 要是单独由橄榄石分离结晶控制岩浆作用过程例 1:右图,夏威夷火山岩 %,明斜长石和单斜辉石同时从岩浆熔体中结晶出来。 (993)(001)例 2:不同矿物分离结晶过程中哈克图解特征2+F+M=100%in
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