Question

岩浆岩的矿物共生组合与化学成分的关系

Answer 1

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，因此反映在矿物成分上，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，因此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。另外，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，因此出现了石英、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。