岩石化学计算法01概要.ppt

显微镜岩石学岩石化学计算法 邹海洋 中南大学地学与环境工程学院 第一章 岩浆岩的岩石化学计算法 岩石化学是岩石学的重要分支，是研究岩石化学成分特征的一门科学。 化学成分是岩浆岩最重要的特征之一。对于岩浆岩的鉴定、对比，分析其成因、演化等来说，若没有岩石化学成分则是不全面或不可能的；特别是，对于结晶程度差、成分差异大、矿物多期晶出、有序度及光性变化大的火山岩来说，除薄片研究外，必须有化学成分配合，才能得出较为符合实际和相对正确的结论。 一个岩石样品化学成分常用氧化物的重量百分数来表示。在新鲜硅酸盐岩石中一般分析十三项： 即SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、TiO2、P2O5、H2O+、H2O-。 较详尽的分析，还有ZrO2、Cr2O3、NiO、BaO、SrO、CO2等。 H2O+代表结晶水及化合水； H2O- 代表吸附水(加热到110℃时，全部逸去)。岩浆岩中含H2O、CO2 等较多者，多与岩石次生变化有关(碳酸岩例外)。 对于地质、岩矿工作来说，要进行化学分析，首先要取样。采集化学分析样品，应该注意： (1)应在野外地质及室内薄片鉴定的基础上进行取样，以避免取样太多，盲目性太大； (2)应选择必威体育精装版鲜的岩石(除研究风化、蚀变者)，尤其是风化、蚀变交代强的地区，应在大量露头及钻孔中，尽量选择新鲜的原岩； (3)应在全面调查及观察的基础上，选择有代表性的岩石进行取样； (4)应同时采取岩石薄片样品。 有可能的话，应配合重砂、单矿物、电子探针、稀土、微量元素、同位素等样品。 特别是对喷出岩来说，更应注意其新鲜程度及代表性问题。对含杏仁体、捕虏体、捕虏晶、沉积岩脉及含外来碎屑的喷出岩，不能作为化学分历样品。 最好是末分异的以及每次喷出熔岩层中氧化不强的岩石。 此外，还应注意化学分析的精度。化学分析出来的十三项氧化物总量应近于100％，分析数据精度一般为小数后第二位，总量最好在99.20—100.50％范国内，误差最多不应超过±1％。 总量＜90％的也可能有些分析项目不全，分析结果可能有用，而总量＞101％的则肯定分析有较大的误差，一般不能使用。 有一些实验室化学分析的精度不够，分析结果误差太大，此时则应进行外检。 岩石化学成分的研究方法，有的用氧化物重量百分数，有的则用氧化物分子数，有的则用原子数或阳离子数。 分子数是用氧化物重量百分数，除以相应氧化物的分子量；原子数多指氧化物中用离子数，是氧化物重量百分数，除以分子量后，再乘以氧化物中的阳离子数。 为了使分子数及原子数成为整数，一般均乘以1000。 岩石化学分析结果由于氧化物项目较多，不易对比。因此，岩石化学研究的任务之一，是把它们合并为最少的对比单位，或选择最关键的项目进行对比。 由于研究的目的不同，采用的方法也不同：有的直接用某些氧化物；有的算出各种指数；有的计算成标准矿物；有的换算成特征数值。另外表示数据的方法也不同：数字、图解。 若把氧化物按照结晶化学原理，系统计算该岩石标准矿物成特征数值者，通常称为岩石化学计算。 岩浆岩岩石化学计算方法始于十九世纪六十年代。以后陆续提出了很多计算方法，还有不少人对前人方法进行了修改和补充。 计算方法视研究任务而定，不同的研究任务选择不同的计算方法。 这里仅介绍两种常见的岩浆岩岩石化学计算法：CIPW的标准矿物法和扎瓦里茨基的特征数值法。 1.1 CIPW标准矿物计算法 CIPW标准矿物(Normative mineral)计算法，目前应用仍比较广泛： ①结晶差的熔岩中矿物成份，可计算大致求得； ②岩浆岩结晶实验的物理化学相图的应用，多是以CIPW标准矿物的重量百分比进行投影的； ③对已知岩石进行物化条件的成因分析时，须将化学分析结果换算成CIPW标准矿物再投到有关的相图中； 此外，一些岩石学中常用的参数，不少是通过CIPW标准矿物进行换算的。 所以这种方法应熟练掌握。 其计算法思想，是将岩石化学分析中各主要氧化物按其化学性质，结合成理想的标准矿物分子。这些理想的标准矿物分子，虽与岩石中实际矿物的种类及含量有差别，但可以作为统一的对比标准。 标准矿物可分为三类： (1) SiO2不饱和矿物：似长石、橄榄石。 (2) SiO2 过饱和矿物：石英。 (3) SiO2饱和矿物：长石、辉石等。 饱和矿物和不饱和矿物的出现及其数量，主要取决于岩石中SiO2含量的饱和程度。 岩石中SiO2过饱和时，形成石英+饱和矿物； SiO2饱和时，只出现饱和矿物; SiO2不饱和时，形成不饱和矿物(橄榄石、似长石)+饱和矿物。 最常用的标准矿物类型、代号分子式及名称如下： 1.1 计 算 程 序 先将各氧化物重量百分数换算成分子数(分子数=氧化物重量百分数* 1000/分子量)，然后把