高级岩浆岩岩石学第三章火成岩的成分及其分类汇总..ppt

第四章 岩浆岩的成分和分类,化学成分 矿物成分 化学成分与矿物成分的联系 分类命名,第一节 岩浆岩的化学成分,1.一般特点 化学成分是影响岩石矿物成分、结构构造的主要因素，是岩石一切变化的内因； 元素含量有高有低， 主量元素（major elements) ＋ 微量元素(trace elements)； 主量元素O、Si、Al、Ti、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K、H、P等，占整个火成岩总重量的 99.25%；一般含量0.1% 微量元素：含量（WB%）小于 0.1% （1000 ppm)：Rb,Sr,Ba,Zr,Nb,Ta,Hf,La,Ce,Sm,2. 控制因素－a 地球的层圈和成分,占地球质量97％的 7 种元素及其相对含量 (An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, by John Winter , Prentice Hall, 2001),2. 控制因素－a地球的层圈和成分,氧化物比例 WB%,,SiO2 45.2 49.4 60.3 TiO2 0.7 1.4 1.0 Al2O3 3.5 15.4 15.6 MgO 37.5 7.6 3.9 FeO 8.5 10.1 7.2 CaO 3.1 12.5 5.8 Na2O 0.6 2.6 3.2 K2O 0.1 0.3 2.5 Total 99.2 99.3 99.5 Cations normalized to 100 cations Si 38.5 46.1 56.4 Ti 0.5 1.0 0.7 Al 3.6 16.9 17.2 Mg 47.6 10.6 5.4 Fe 6.0 7.9 5.6 Ca 2.8 12.5 5.8 Na 0.9 4.7 5.8 K 0.1 0.5 3.0 O 140.2 153.0 161.3 Mineralogy (oxygen units, XFe3+ = 0.10) Quartz 0.0 0.0 13.0 Feldspar 13.2 57.3 64.3 Clinopyroxene 6.7 25.7 5.9 Orthopyroxene 18.3 4.1 14.7 Olivine 59.9 9.9 0.0 Oxides 1.8 3.0 2.0,地幔 大洋壳 大陆壳,,Oceanic crust - MORB basalt e1,Continental crust - granite e2,,,,,,,,主量元素,,,2. 控制因素－b 地质过程,岩浆的形成和分异过程（据 周新民）,3. 表示方法,氧化物的质量百分数 (weight percentage of oxide) 举例 SiO2, Al2O3 单位 ( unit ) 国内：WB% 国际：Wt %,元素的质量 百万分数 (part per million of element mass) 举例 Zr, Hf, Y 单位 ( unit ) 国内：μg/g 国际：ppm,4. 成分变异图（举例） （a）二维变异图,( Jung et al, 1998, Lithos ),( Ma et al, 1998, Lithos ),Alfred Harker (1859-1939) 英国岩石学家,4. 成分变异图（举例）— （b）三维变异图,( She et al, 2006, Chemical Geology ),4. 成分变异图（举例）— （c）标准化图解(微量元素),( Ma et al, 2000, Precambrian Research ),球粒陨石标准化 (Boynton, 1984),原始地幔标准化 (McDonough et al.,1992),微量元素、稀土元素的配分形式 某些特殊元素的富集或亏损,稀土元素,微量元素,样品含量与标准化值的比值的对数 消除微量元素的奇偶效应,Oceanic Continental Lower Middle Upper Primitive Depleted Crust Crust CC CC CC Mantle Mantle Trace Elements in ppm Ba 13.8 392.0 262.0 402.0 550.0 7.0 2.7 Rb 0.6 57.0 12.0 62.0 112.0 0.6 0.1 Sr 90.0 327.0 347.0 281.0 350.0 21.0 16.6 Zr 74.0 124.0 69.0 125.0 190.0 11.2 8.2 Nb 2.0 8.6 5.4 8.0 14.0 0.6 0.3 Ta 0.0 0.7 0.6 0.6 1.0 0.0 0.0 Hf 2.0 3.7 1.9 4.0 5.8 0.3 0.2 Y 28.0 20.0 16.0 22.0 22.0 4.5 4.4 Sc 38.0 22.0 31.0 22.0 11.0 17.1 16.9 Cr 1036.0 120.0 215.0 83.0 35.0 2520.0 2869.0 Ni 471.4 51.0 88.0 33.0 20.0 1860.0 2028.0 Co 47.0 25.0 38.0 25.0 10.0 102.0 111.0 Cu 75.0 24.0 26.0 20.0 25.0 25.0 0.0 Zn 58.3 74.0 78.0 70.0 71.0 53.3 0.0 Rare Earth Elements in ppm La 2.50 18.00 8.60 17.00 30.00 0.69 0.33 Ce 7.50 42.00 20.00 45.00 64.00 1.80 0.93 Nd 7.30 20.00 11.00 24.00 26.00 1.35 0.99 Sm 2.63 3.90 2.80 4.40 4.50 0.44 0.38 Eu 1.02 1.18 1.10 1.50 0.88 0.17 0.16 Gd 3.68 3.60 3.10 4.00 3.80 0.59 0.55 Tb 0.00 0.56 0.48 0.58 0.64 0.00 0.00 Dy 4.57 3.50 3.10 3.80 3.50 0.74 0.70 Ho 0.00 0.76 0.68 0.82 0.80 0.00 0.00 Er 3.00 2.20 1.90 2.30 2.30 0.48 0.46 Tm 0.00 0.32 0.32 0.00 0.33 0.00 0.00 Yb 3.00 2.00 1.50 2.30 2.20 0.49 0.47 Lu 0.46 0.33 0.25 0.41 0.32 0.07 0.07 U, Th, Pb in ppb Th 120 5600 1,200 6100 10700 85 17 U 47 1400 200 1600 2,800 20 7 Pb 300 12500 4,300 15000 20,000 138 35,Trace element composition of the Earth’s crust,,The continental crust is highly enriched in incompatible trace elements. Despite its small proportional mass ( 0.2 wt.%), the continental crust remains an important reservoir for the large ion lithophile elements, as well as the important heat producing elements U, Th, and K, but shows relative depletions in HFSE elements such as Nb, with respect to trace elements with similar degrees of incompatibility (e.g., K, Th, La).,5. 岩石化学成分的测试方法,X 射线荧光光谱 法 (主量元素) X-ray fluorescence (XRF) (2) 中子活化法 （微量元素） Neutron activation analysis (INAA and RNAA) (3) 电感耦合等离子体发射光谱法 （微量元素） Inductively coupled plasma emission spectrometry (ICP) 原子吸收分光光度法 （微量元素） Atomic absorption spectrophotometry (AAS) 质谱仪 （微量元素） Mass spectrometry (MS),第二节 岩浆岩的矿物。