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1、火山岩岩石化学整理及应用作用与目的：（一）客观反映研究对象的化学特征，如氧化物、微量元素的丰度、演化学变化规律、富集及迁移规律。方法：与平均值、与克拉克值对比，用分析值、某些比值以及哈克图解等方法分析、研究。（二）求化学参数确定火成岩基本类型、系列如碱性、钙碱性，高钾、低钾、铝饱和、硅饱和、分异度*对于火山岩，尤为主要是确定拉斑系列和钙碱性系列，采用参数、比值、图解等方法。（三）研究火山岩成因类型如花岗岩类的 I、S ；火山岩的钠质、钾质类型；大西洋型、太平洋型（四）确定成因及大地构造环境如岛弧、板内、板缘（五）确定岩石成岩过程中的温压信息（地质温度计、压力计） ，计算 P、T 参数（六）分析
2、成矿情况*对每一计算，要明确计算要满足的基本条件和数据解释的有效性*对图解，要确定使用范围，参数的取值范围，计算公式对标准图解要弄清原图的思路，有无改进方法火山岩整理、掌握一、 火山岩类的铁调整（注意：计算氧化度等值时，不允许调整）A：Fe 2O3 上限值的确定：基性一超基性玄武岩类建议用 Fe2O3=TiO2+1.5（由于岩石中 TiO2 较稳定，不易风化蚀变等影响。而 TiO2 与 Fe2O3 有一定的关系。 ）中基性岩火山岩（参明照花岗岩的铁调整）B：调整方法包括不同成分的火山岩、深成岩，均可采用 Le Maitre(1976)方法进行调整1.是否需要调整?视实际氧化度(OX 实 )与允
3、许氧化度(O X 允 )的相对大小而定。所谓 OX 实 是由岩石化学分析结果中的 FeO、Fe 2O3 值计算所得，它反映岩石中实际计算出来的已有的氧化度。即：OX 实 =FeO(FeO+ Fe 2O3)所谓 OX 允 ，是由岩石化学分析结果中的 SiO2、K 2O，Na 2 O 值计算所得。深成岩与火山岩的计算式不同，反映岩石中根据 SiO2、K 2O+Na2 O（Alk）确定岩石中允许的氧化度。由于岩石易于氧化，因此 OX 实 的数值不一定可靠，常常由于 Fe2O3 高、FeO 低，而使OX 实 低。而由 SiO2、K 2O+Na2 O（Alk）确定，因此是岩石真正氧化度的标准值。综前所述
4、，岩石中 SiO2 、 Alk 愈高，O X 允 愈小，则允许的 Fe2O3 上限值愈大；反之，SiO2、Alk 愈低，OX 允 愈大，则允许的 Fe2O3 上限值也愈小。火山岩与深成岩 OX 允 计算式不同。即对于深成岩：OX 允 =0.880.0016SiO 20.027(K 2O+Na2 O)对于火山岩： OX 允 =0.930.0042SiO 20.022(K 2O+Na2 O)如果由岩石中 Fe2O3、FeO 计算的 OX 实 大于由岩石中计算的 SiO2、K 2O+Na2O 计算的OX 允 ，说明该岩石的 Fe2O3 不高(FeO 不低) ，不需要调整；反之，如果 OX 实 OX
5、实 者，则需要调整。二 岩石化学指数计算（常用以下 7 项）1. 钙碱指数（ CA）:碱性（ CA61）4 类。2. 里特曼指数（）:=(Na 2O+K2O)2/(SiO243) ( 在 SiO2 值 42%70%有效)以 =4 为界线 K2O 钠质（太平洋型）4，碱性 Na2O70%时， 值误差太大。用 AR=(Al2O3+CaO+Na2O+K2O)/( Al2O3+CaONa 2OK 2O)注意：当 SiO250%，K 2O /Na2O 大于 1 而小于 2.5 时，公式中的（Na 2O+K2O)用 2 Na2O 代替，而不考虑 K2O 含量。4分异指数（DI）：桑汤和塔特尔（C.P.Th
6、ornton 和 O.F.Tuttle,1960）将石英（q） 、正长石（or） 、钠长石（ab） 、霞石（ne） 、白榴石（lc）和六方钾霞石（ kp）六种标准矿物质量百分数之和就叫分异指数（DI） 。其中这六种标准矿物为 CIPW 标准矿物。DI=q+or+ab+ne+lc+kp从超基性岩到酸性岩，DI 由小到大有规律地变化。对于某一原生岩浆演化形成的岩石，DI 越大，表明岩浆分异演化越彻底，酸性程度越高；DI 越小，表明分异程度低，基性程度相对高。5固结指数（SI）SI = MgO100/（MgO+FeO+ Fe 2O3 + Na2O+K2O) (B%)从表 1 中基性岩到酸性岩，固结指
7、数是由大变小。岩浆分异程度高，则 SI 值就大，岩石的基性程度就高。表 1 日本不同类型火山岩的固结指数岩 浆 玄武岩 玄武安山岩 安山岩 安山英安岩SI 30 40 2030 1020 0106长英指数（FL）：FL=100(ab+or)/(ab+or+an) (CIPW 标准矿物)FL=100（Na 2O+K2O）/（Na 2O+K2O+CaO） (B%) （后者多用）7.镁铁指数（MF）MF=100(Fe2O3+FeO)/ (Fe2O3+FeO+ MgO) (B%)随着岩浆分离结晶作用的进行，镁铁组分（橄榄石、辉石等）最早从岩浆中分离，残余熔体的成分越来越富集低熔的组分（长英质成分） ，
8、而 Mg、Fe 质越来越少，Mg 比 Fe 减少得更快。如果岩浆分离结晶作用程度高，镁铁指数就大，长英指数也大。所以 SI 指数和 MF 指数反映分离结晶作用程度。三、 火山岩举例举例划分：碱性亚碱性两大系列(图 1)1、首先划分碱、亚碱性两个系列：最方便的是硅碱图（图 2） 。在 SiO2 相同的条件下，碱性系列比亚碱性系列 K2O+Na2O高；较可靠的是 OlNeQ 图（图 3） 。Ol、Ne、Q为阳离子标准矿物计算值Ol=Ol+3/4Hy，Q= Q+2/5Ab+1/4Hy，Ne = Ne+3/5Ab。由于标准矿物计算用全岩化学成分，因此精度较大。对于玄武岩类最好用 Cpx OpxOl 图
9、（图 4） 。该图用 CIPW 法计算的标准矿物投影。直线与曲线均为碱性与亚碱性系列的分界线，它们的判别方程式分别为：xOpx+0.134xOl=26.943；（x Opx+1.119xOl）(0.006x Opx2+0.014xOpx xOl0.011 xOl2)=32.264。以标准矿物 Opx、Ol 值代入方程式，如计算值等号右边列出的数值小，为碱性系列；如计算值比等号右边值列出值大，则为亚碱性系列。图中曲线判别率较好，其可靠性可达 96。图 1 火山岩系列、组合图2、对于亚碱性系列还要进一步划分钙碱性系列与拉斑玄武岩对于中酸性火山岩可用 AFM 图（图 5） 。图中 F=FeO+0.9
10、 Fe2O3，A =K2O+Na2O，M=MgO。对于基性火山岩，用 Al2O3“An”图（图 6） “An” 为阳离子标准矿物计算值， “An”图 2 硅一碱图（T.N.Irvine）Alkaline 一碱性系列； Subalkaline 一亚碱性系列图 3 Ol一 Ne一 Q图解（T.N.Irvine 等,1971）图 4 Cpx 一 Opx 一-Ol（图例同上图）（F.Chayes,1965、1966）图 5 AFM 图解（T.N.rvine ）T 一拉斑玄武岩系列；C 一钙碱性系列图 7 Al2O3 一 AI 图解（E.A.K.Middlemost ，1975 ）图 6 Al2O3 一
11、“An”图解(T.N.Irvine 等，1971)=100An/(An+Ab+5/3Ne),相当于标准斜长石号码。还可参考 Al2O3AI 图（图 7）予以区分，AI=（K 2O+Na2O）/0.17(SiO 243) 。在图 7、8 中，Al 2O3 均为 B%较方便的可用 FeO*/MgO 与 SiO2、FeO* 关系图（图 8） 。FeO*= FeO+0.9 Fe 2O3。3、区别碱性与拉斑系列（不包括钙碱性系列）硅碱图法这是方便而又常用的方法，如图 9 所示，可以划分玄武岩为碱性、拉斑系列磷碱图法此法由王彤（1985）提出用玄武岩中 P2O5 与 K2O+Na2O 作用（图 10）法，
12、可以区别拉斑、碱性与强碱性系列。由于 P2O5 用比色法测定，比 SiO2 用质量法测量速度快、成本低，故更为理想。此图中强碱性（又称过、碱性） ，以岩石中出现副长石实际矿物，或化学计算图 9 硅- 碱图解1 一夏威夷地区玄武岩（Macdonald 等，1964）系列分界线；2 一世界各地玄武岩（Hyndman,1972）系列分界线；A 一碱性玄武岩系列；T 一拉斑玄武岩系列图 8 FeO*/MgO 与 SiO2、FeO*关系图（A.Miyashiro，1974）标准矿物 Ne5为特征。标准矿物法（CIPW）法此法用 CIPW 标准矿物予以划分（林伍德，1975；邱家骧，1982）有（1） （
13、2） （3）共三种情况：（1）Hy3%者，亚碱性系列。再根据 Al2O3(B%)划分：Al 2O316%者，钙碱性（高铝）玄武岩系列。（2）出现 Ne 者，碱性玄武岩系列。（3）Hy0 者，为碱性系列；A0.45 者，为亚碱性系列。4、Al 2O3FeO/(FeO MgO)法此法是 Viljoen 等（1982）用以划分科马提岩与拉斑玄武岩，以及拉斑玄武岩进一步划分镁质、正常、铁镁系列的图解（图 11）图 11 Al2O3 一 FeO/（FeO +MgO）图解（M.J.Viljoen 等，1982）1、2、3 一拉斑玄武岩：1 一镁质；2 一正常；3 一铁质；4 一科马提岩 图 10 磷一碱图
14、解（王彤，1985）一拉斑系列；一碱性系列；一强碱性系列四、火山岩类型根据岩石中钾、钠的相对含量，又可分为钠质类型与钾质类型。有时有二者之间的正常类（或称普通类型） 。有时在钾质类型中还有高钾、钾质类型1、利用 （里特曼指数）区分K2O 太平洋型（钠质类型）4，大西洋型碱性 Na2O2.0，K 2O/Na2O0.6 (K2O 较固定，0.61.1) 。岛弧：SiO2=5066（多48 11 1.2 一 2.0CAB 48 16 11 2.0（五） 、裂谷带火山岩类大陆板内是岩浆活动较少的地区，而大陆裂谷带则为火山活动较发育地带。常见者为玄武岩（拉斑玄武岩、碱性玄武岩） ，分布较广，并常见双峰式
15、火山，且基性与酸性火山岩共生，中性者少见或无，碱性火山岩、碱性侵人岩发育；在时代上、成分上常成对出现，裂谷图 32 Na2O+K2O 与 SiO2 图解（久野，1966）图 33 K2O 一 SiO2 图（ Condie，1976）边部比中心一般时代较老，碱度较大；岩石中富含碱性元素、稀土（尤其轻稀土）元素，而87Sr 86Sr 值变化范围大，岩浆来源与张性深断裂有关，多来自地幔（个别下地壳）的部分熔融，加以分离结晶、同化大陆壳而成不同的岩石。仅述裂谷的玄武岩成分、双峰式火山、钾钠范围特点如下： 1、玄武岩成分A裂谷玄武岩成分平均值以 Al2O3 较低，而 K2O、FeO*（总铁）较高为特征（
16、Condie，1976） ，如表 3 所示。BKO 1KA 图图 34 K2O+Na2O 与 K2O/Na2O 图解（邱家骧据 Jakes，1972 资料绘制）图 35 Or-Ab-An 图解（Yen，1970）P 一易变辉石系列（相当于 IAT） ；H 一紫苏辉石系列（相当于 CAB） ；C 一环太平洋海域碱性玄武岩系列（相当于 SHO）图 36 Al2O3 一 SiO2 一 Alk 图解（久野，1966）1：SiO 2=45.047.5；2：SiO 2=47.550.0；3：SiO 2=50.052.5；4：SiO 2=52.555.0据 (1975)资料，可知 KO1MgO+2TiO 2
