岩浆岩的矿物共生组合与化学成分的关系

2024-09-09 01:55:33
刘暖暖教育专家

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岩浆岩中的矿物不是任意组合,而是有规律地共生的。这种有规律的共生组合,除了其形成的温度、压力等因素外,主要决定于岩浆岩的化学成分。化学成分与矿物成分具有对应关系,即岩浆岩有何种化学成分,就会生长出对应的矿物组合。

1.SiO2饱和度与矿物组合

在岩浆岩中SiO2总是与其他各种金属氧化物配合形成各种硅酸盐类矿物,从而决定了岩浆岩中的矿物共生关系。根据岩浆岩体系中SiO2含量的多少,划分为以下三种情形。

◎SiO2过饱和:当岩浆中SiO2含量很高时,SiO2除了与各种金属氧化物组成硅酸盐矿物外,还有剩余,剩余的SiO2则结晶成石英,所以石英是岩浆岩中SiO2过饱和的指示矿物,含有石英的岩石一般就是SiO2过饱和岩石。

◎SiO2不饱和:当SiO2不足时,在岩浆岩中就可能出现镁橄榄石和霞石、白榴石等,这些矿物称为SiO2不饱和矿物。含有这些矿物的岩石,一般不含石英,这类岩石称之为SiO2不饱和岩石。一般来说在岩浆岩中石英是不能和镁橄榄石、霞石、白榴石等共生的,因为岩浆中若有较多的SiO2,则镁橄榄石等可与SiO2反应生成其他新矿物,如Fo+Q→En。

◎SiO2饱和:当SiO2含量充足即饱和时,在岩浆岩中就可能出现辉石、角闪石、斜长石、钾长石等,这些矿物称之为SiO2饱和矿物。只含这类矿物而不含石英,也不含SiO2不饱和矿物的岩石,称为SiO2饱和岩石。

以上的岩石组合中,SiO2不饱和的岩石不会与石英共生,原因是它们之间会发生反应,改变矿物组合。具体反应举例如下:

岩石学(第二版)

2.全碱含量与矿物组合

前面介绍了按照岩浆岩中里特曼指数(σ)的大小,划分出岩石碱性高低的三个系列,分别是钙碱性岩石系列(σ<3.3)、碱性岩石系列(σ=3.3~9)和过碱性岩石系列(σ>9)。这三个岩石系列对应着不同的矿物组合(表1-3)。

表1-3岩浆岩中里特曼指数(σ)与矿物组合规律

3.Al2O3饱和度与矿物组合

根据岩石中Al203、全碱及CaO的关系,计算Al203/(K20+Na2O+CaO)比值,可以判定Al203的饱和度。据此划分为四种岩石系列,见表1-4。

表1-4岩浆岩中Al2O3饱和度与矿物组合规律

在熟悉以上的岩石的化学成分与矿物成分对应关系后,可以按照岩石中SiO2含量渐增的顺序,考察不同成分岩浆岩中矿物的共生组合规律(图1-3)。

图1-3各类岩浆岩的矿物组合规律

◎超基性岩类:SiO2含量<45%,富含MgO、FeO,而K2O、Na2O含量低,所以反映在矿物成分上,就以铁镁矿物为主(一般含量可达90%以上),主要是橄榄石、辉石,而长石含量很低或无。

◎基性岩类:SiO2含量为45%~53%,随着SiO2含量的增加,FeO、MgO含量降低,Al2O3、CaO含量则增加,所以出现了辉石和基性斜长石共生,且含量近于相等。

◎中性岩类:SiO2含量为53%~66%,FeO、MgO、CaO含量均较前两者降低,而K2O、Na2O的含量却相对增加,因而出现了角闪石与中性斜长石共生,铁镁矿物则降低至30%左右。还有一类较富含K2O和Na2O的中性岩(正长岩类),则出现铁镁矿物和碱性长石的共生。

◎酸性岩类:SiO2含量>66%,FeO、MgO,CaO含量大大降低,而K2O、Na2O则明显增加,所以出现了石英、钾长石、酸性斜长石、黑云母等共生现象,其中铁镁矿物一般仅占10%左右。

◎碱性岩类:K2O、Na2O含量高,而SiO2含量较低,这类岩石的特点是,在暗色矿物中出现碱性辉石、碱性角闪石(都含Na),在浅色矿物中常出现SiO2不饱和的霞石和白榴石等。