岩石化学计算法01汇总课件

显微镜岩石学显微镜岩石学岩石化学计算法岩石化学计算法 邹海洋邹海洋中南大学地学与环境工程学院中南大学地学与环境工程学院显微镜岩石学岩石化学计算法 邹海洋第一章第一章 岩浆岩的岩石化学计算法岩浆岩的岩石化学计算法 岩石化学岩石化学是岩石学的重要分支，是是岩石学的重要分支，是研究岩石化学研究岩石化学成分特征的一门科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；特别没有岩石化学成分则是不全面或不可能的；特别是，是，对于结晶程度差、成分差异大、矿物多期晶对于结晶程度差、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出、有序度及光性变化大的火山岩来说，除薄片，除薄片研究外，必须有化学成分配合，才能得出较为符研究外，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。合实际和相对正确的结论。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一个岩石样品化学成分常用氧化物的重量百分数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：来表示。在新鲜硅酸盐岩石中一般分析十三项：即即SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、FeOFeO、MnOMnO、MgOMgO、CaOCaO、NaNa2 2O O、K K2 2O O、TiOTiO2 2、P P2 2O O5 5、H H2 2O O+、H H2 2O O-。较详尽的分析，还有较详尽的分析，还有ZrOZrO2 2、CrCr2 2O O3 3、NiONiO、BaOBaO、SrOSrO、COCO2 2等等。H H2 2O O+代表结晶水及化合水；代表结晶水及化合水；H H2 2O O-代表吸附水代表吸附水(加加热到热到110110时，全部逸去时，全部逸去)。岩浆岩中含岩浆岩中含H H2 2O O、COCO2 2 等较多者，多与岩石次生变化有关等较多者，多与岩石次生变化有关(碳酸岩例外碳酸岩例外)。一个岩石样品化学成分常用氧化物的重量百分数来表示。在新鲜硅酸对于地质、岩矿工作来说，要进行化学分析，首先对于地质、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：要取样。采集化学分析样品，应该注意：(1)(1)应在野外地质及室内薄片鉴定的基础上进行取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；样，以避免取样太多，盲目性太大；(2)(2)应选择最新鲜的岩石应选择最新鲜的岩石(除研究风化、蚀变者除研究风化、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；钻孔中，尽量选择新鲜的原岩；(3)(3)应在全面调查及观察的基础上，选择有代表性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；的岩石进行取样；(4)(4)应同时采取岩石薄片样品。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。土、微量元素、同位素等样品。对于地质、岩矿工作来说，要进行化学分析，首先要取样。采集化学特别是对特别是对喷出岩喷出岩来说，更应注意其新鲜程来说，更应注意其新鲜程度及代表性问题。对含杏仁体、捕虏体、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，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。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最好是末分异的以及每次喷出熔岩层中氧化不强的岩石。化不强的岩石。特别是对喷出岩来说，更应注意其新鲜程度及代表性问题。对含杏仁此外，还应注意化学分析的精度。化学分析出来此外，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的十三项氧化物总量应近于100100，分析数据精度，分析数据精度一般为小数后第二位，总量最好在一般为小数后第二位，总量最好在99.2099.20100.50100.50范国内，误差最多不应超过范国内，误差最多不应超过11。总量总量9090的也可能有些分析项目不全，分析结的也可能有些分析项目不全，分析结果可能有用，而总量果可能有用，而总量101101的则肯定分析有较大的则肯定分析有较大的误差，一般不能使用。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。差太大，此时则应进行外检。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岩石化学成分的研究方法，有的用氧化物重量百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，有的则用原子数分数，有的则用氧化物分子数，有的则用原子数或阳离子数。或阳离子数。分子数是用氧化物重量百分数，除以相应氧化物分子数是用氧化物重量百分数，除以相应氧化物的分子量；的分子量；原子数多指氧化物中用离子数，是氧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。中的阳离子数。为了使分子数及原子数成为整数，为了使分子数及原子数成为整数，一般均乘以一般均乘以10001000。岩石化学成分的研究方法，有的用氧化物重量百分数，有的则用氧化表表1-1 1-1 氧化物的分子量和原子量氧化物的分子量和原子量成分成分分子量分子量成分成分分子量分子量SiOSiO2 260.084360.0843H H2 2O O18.015218.0152TiOTiO2 279.898879.8988COCO2 244.009844.0098AlAl2 2O O3 3101.9613101.9613CrCr2 2O O3 3151.9902151.9902FeFe2 2O O3 3159.6922159.6922NiONiO74.689474.6894FeOFeO71.846471.8464BaOBaO153.3294153.3294CaOCaO56.079456.0794SrOSrO103.6194103.6194MgOMgO40.304440.3044SOSO3 380.058280.0582MnOMnO70.937470.9374SOSO2 264.058864.0588K K2 2O O94.19694.196F F18.998418.9984NaNa2 2O O61.978961.9789ClCl35.45335.453P P2 2O O5 5141.9445141.9445S S32.0632.06表1-1 氧化物的分子量和原子量成分分子量成分分子量SiO2岩石化学分析结果由于氧化物项目较多，不易对比。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。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：由于研究的目的不同，采用的方法也不同：有的直接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矿物；有的换算成特征数值。另外表示数据的方法也。另外表示数据的方法也不同：不同：数字、图解数字、图解。若若把氧化物按照结晶化学原理，系统计算该岩石标准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矿物成特征数值者，通常称为岩石化学计算。岩石化学分析结果由于氧化物项目较多，不易对比。因此，岩石化学岩浆岩岩石化学计算方法始于十九世纪六十年代。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。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。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：这里仅介绍两种常见的岩浆岩岩石化学计算法：CIPWCIPW的标准矿物法和扎瓦里茨基的特征数值法的标准矿物法和扎瓦里茨基的特征数值法。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1.1 CIPW标准矿物计算法标准矿物计算法 CIPWCIPW标准矿物标准矿物(Normative mineral)(Normative mineral)计算法，目前应计算法，目前应用仍比较广泛：用仍比较广泛：结晶差的熔岩中矿物成份，可计算大致求得；结晶差的熔岩中矿物成份，可计算大致求得；岩浆岩结晶实验的物理化学相图的应用，多是以岩浆岩结晶实验的物理化学相图的应用，多是以CIPWCIPW标准矿物的重量百分比进行投影的；标准矿物的重量百分比进行投影的；对已知岩石进行物化条件的成因分析时，须将化学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分析结果换算成CIPWCIPW标准矿物再投到有关的相图中；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，不少是通过此外，一些岩石学中常用的参数，不少是通过CIPWCIPW标标准矿物进行换算的。准矿物进行换算的。所以这种方法应熟练掌握。所以这种方法应熟练掌握。1.1 CIPW标准矿物计算法 CIPW标准矿物(Norm其计算法思想，是将岩石化学分析中各主要氧化物按其化其计算法思想，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。以作为统一的对比标准。标准矿物可分为三类：标准矿物可分为三类：(1)SiO(1)SiO2 2不饱和矿物：似长石、橄榄石。不饱和矿物：似长石、橄榄石。(2)SiO(2)SiO2 2 过饱和矿物：石英。过饱和矿物：石英。(3)SiO(3)SiO2 2饱和矿物：长石、辉石等。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，主要取决于岩石中中SiOSiO2 2含量的饱和程度含量的饱和程度。岩石中岩石中SiOSiO2 2过饱和时，形成石英过饱和时，形成石英+饱和矿物；饱和矿物；SiOSiO2 2饱和时，饱和时，只出现饱和矿物只出现饱和矿物;SiO;SiO2 2不饱和时，形成不饱和矿物不饱和时，形成不饱和矿物(橄榄橄榄石、似长石石、似长石)+)+饱和矿物。饱和矿物。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，结最常用的标准矿物类型、代号分子式及名称如下：最常用的标准矿物类型、代号分子式及名称如下：1 1、硅铝矿物（、硅铝矿物（SALSAL）类）类 Q SiOQ SiO2 2 石英石英 C AlC Al2 2O O3 3 刚玉刚玉 Z ZrOZ ZrO2 2SiOSiO2 2 锆石锆石 Or KOr K2 2O O AlAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2 钾长石钾长石 Ab NaAb Na2 2O O AlAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2 钠长石钠长石 An CaOAn CaO AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 2 钙长石钙长石 Lc KLc K2 2O O AlAl2 2O O3 34SiO4SiO2 2 白榴石白榴石 Ne NaNe Na2 2O O AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 2 霞石霞石 Kp KKp K2 2O O AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 2 钾霞石钾霞石 Hl NaCl Hl NaCl 石盐石盐最常用的标准矿物类型、代号分子式及名称如下：1、硅铝矿物（SQ Q为为SiOSiO2 2过饱和矿物；过饱和矿物；OrOr、AbAb、AnAn为长石类，属为长石类，属SiOSiO2 2饱和矿饱和矿物，物，LcLc、NeNe、KpKp为似长石类，属为似长石类，属SiOSiO2 2不饱和矿物。不饱和矿物。Th NaTh Na2 2SOSO4 4 无水芒硝无水芒硝Nc NaNc Na2 2COCO3 3 碳酸钠、钠碳酸钠、钠方解石方解石2、铁镁质矿物（、铁镁质矿物（FEM）类）类Ac NaAc Na2 2O OFeFe2 2O O3 34SiO4SiO2 2 锥辉石、霓石锥辉石、霓石Ns NaNs Na2 2O OSiOSiO2 2 硅酸钠硅酸钠Ks KKs K2 2O OSiOSiO2 2 硅酸钾硅酸钾Di CaODi CaO(Mg,Fe)O(Mg,Fe)O2SiO2SiO2 2 透辉石透辉石Wo CaOWo CaOSiOSiO2 2 硅灰石硅灰石Hy Hy (Mg,Fe)O(Mg,Fe)OSiOSiO2 2 紫苏辉石紫苏辉石En MgOEn MgOSiOSiO2 2 顽火辉石顽火辉石Fs FeOFs FeOSiOSiO2 2 铁辉石铁辉石Ol 2Ol 2(Mg,Fe)O(Mg,Fe)OSiOSiO2 2 橄榄石橄榄石Fo 2MgOFo 2MgOSiOSiO2 2 镁橄榄石镁橄榄石Fa 2FeOFa 2FeOSiOSiO2 2 铁橄榄石铁橄榄石Q为SiO2过饱和矿物；Or、Ab、An为长石类，属SiO2Cs 2CaOCs 2CaOSiOSiO2 2 硅酸钙硅酸钙Mt FeOMt FeOFeFe2 2O O3 3 磁铁矿磁铁矿Cm FeOCm FeOCrCr2 2O O3 3 铬铁矿铬铁矿Hm FeHm Fe2 2O O3 3 赤铁矿赤铁矿Ilm FeOIlm FeOTiOTiO2 2 钛铁矿钛铁矿Tn CaOTn CaOTiOTiOSiOSiO2 2 榍石榍石Pf CaOPf CaOTiOTiO2 2 钙钛矿钙钛矿Ru TiORu TiO2 2 金红石金红石Ap 3(Ap 3(3CaO3CaOP P2 2O O5 5)CaFCaF2 2 磷灰石磷灰石(未分析未分析F F时，用时，用红色红色部分表示）部分表示）F CaFF CaF2 2 萤石萤石Py FeSPy FeS2 2 黄铁矿黄铁矿Cc CaOCc CaOCOCO2 2 方解石方解石其中：辉石类属其中：辉石类属SiO2饱和矿物，橄榄石类饱和矿物，橄榄石类(镁橄榄石镁橄榄石)属属SiO2不饱和矿物。不饱和矿物。Cs 2CaOSiO2 硅酸钙其中：辉石类1.1 计计 算算 程程 序序 先将各氧化物重量百分数换算成分子数先将各氧化物重量百分数换算成分子数(分子数分子数=氧化物重量氧化物重量百分数百分数*1000/分子量分子量)，然后把，然后把MnO和和 FeO分子数合并为分子数合并为FeO分子数分子数，然后按下面程序进行运算。，然后按下面程序进行运算。先计算副矿物，再先计算副矿物，再计算主要矿物。计算主要矿物。1、将微量组分结合成副矿物：、将微量组分结合成副矿物：微量组分包括：微量组分包括：TiOTiO2 2、P P2 2O O5 5、CrCr2 2O O3 3等等(1)X P(1)X P2 2O O5 5+3X CaO=X Ap+3X CaO=X Ap（见第（见第3232项）项）(2)X(2)X TiOTiO2 2+X FeO=X Ilm+X FeO=X Ilm（见第（见第2828项）项）若若TiOTiO2 2FeOFeO，则将剩余的结合成榍石（，则将剩余的结合成榍石（TnTn）(3)X TiO(3)X TiO2 2+X CaO+X SiO+X CaO+X SiO2 2=X Tn=X Tn（见第（见第2929项）项）(4)X Cr(4)X Cr2 2O O3 3+X FeO=X Cm+X FeO=X Cm（见第（见第2828项）项）1.1 计 算 程 序 先将各氧化物重量百分数换算成分2 2、将主要组份结合成主要矿物、将主要组份结合成主要矿物主要组份主要组份:SiO:SiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、FeO(FeO+MnO)FeO(FeO+MnO)、MgOMgO、CaOCaO、NaNa2 2O O、K K2 2O O等。按三种岩石化学类型进行计算：等。按三种岩石化学类型进行计算：正常类型正常类型 CaO+KCaO+K2 2O+NaO+Na2 2O OAlAl2 2O O3 3K K2 2O+NaO+Na2 2O(O(分子数分子数)X K X K2 2O+X AlO+X Al2 2O O3 3+6X SiO+6X SiO2 2=X Or(=X Or(见第见第4 4项项)X Na X Na2 2O+X AlO+X Al2 2O O3 3+6X SiO+6X SiO2 2=X Ab(=X Ab(见第见第5 5项项)根据正常类型的特点根据正常类型的特点AlAl2 2O O3 3在与在与K K2 2O O、NaNa2 2O O结合成钾长石、结合成钾长石、钠长石之后，剩余的钠长石之后，剩余的AlAl2 2O O3 3分子数为：分子数为：AlAl2 2O O3 3 AlAl2 2O O3 3-(K-(K2 2O+NaO+Na2 2O)O)X Al X Al2 2O O3 3+X CaO+2X SiO+X CaO+2X SiO2 2=X An(=X An(见第见第6 6项项)则剩余的则剩余的CaOCaO的分子数为：的分子数为：CaOCaOCa0-AlCa0-Al2 2O O3 3-3Ap-3Ap 2、将主要组份结合成主要矿物主要组份:SiO2、Al2O3、X X CaOCaO+X SiO+X SiO2 2=X Wo(=X Wo(见第见第1717项项)硅灰石硅灰石(Wo)(Wo)在岩浆岩中不能独立存在，留待在岩浆岩中不能独立存在，留待项计项计算完后，再与紫苏辉石算完后，再与紫苏辉石(Hy)(Hy)结合成透辉石。结合成透辉石。X FeX Fe2 2O O3 3+X FeO=X Mt +X FeO=X Mt 这项计算时可据有三种情况：这项计算时可据有三种情况：a.FeOa.FeO在结合成副矿物时已全部用尽，则不能形成在结合成副矿物时已全部用尽，则不能形成MtMt，X FeX Fe2 2O O3 3=X Hm=X Hmb.b.如如FeFe2 2O O3 3 FeOFeO，则剩余，则剩余FeFe2 2O O3 3=Fe=Fe2 2O O3 3 FeO FeO，X FeX Fe2 2O O3 3=X Hm=X Hmc.c.若若FeFe2 2O O3 3 FeOFeO，则剩余，则剩余FeOFeO=FeO=FeO Fe Fe2 2O O3 3 X CaO+X SiO2=X Wo(见第17项)将第将第项计算得出的项计算得出的WoWo再结合成再结合成Di(Di(透辉石透辉石)，据第据第1717项项DiDi中的中的Wo:Hy=1:1Wo:Hy=1:1；而；而HyHy由由EnEn与与FsFs组成；组成；所以所以WoWo的分子数应与的分子数应与(En+Fs)(En+Fs)的分子数相等。由于的分子数相等。由于EnEn与与FsFs可呈类质同象替代，进入到可呈类质同象替代，进入到DiDi中的中的En:FsEn:Fs数数量比应等于岩石中量比应等于岩石中MgO:FeOMgO:FeO的数量比，这样进入的数量比，这样进入到到DiDi中的中的EnEn与与FsFs的分子数，可由下列联立方程求的分子数，可由下列联立方程求得：得：Fs+En=Wo Fs+En=Wo (1)Fs:En=FeO(1)Fs:En=FeO:MgO :MgO (2)(2)剩余的剩余的MgOMgO=MgO-En=MgO-En剩余的剩余的FeOFeO”=FeO=FeO-Fs-Fs(wo(wo为第为第4)4)项计算结果项计算结果)剩余的剩余的SiOSiO2 2=SiO=SiO2 2-SiO-SiO2(2(前面计算中所消耗的前面计算中所消耗的)将第项计算得出的Wo再结合成Di(透辉石)，据第17项D 待待项计算结束后，根据剩余的剩余的项计算结束后，根据剩余的剩余的SiOSiO2 2、MgOMgO、FeOFeO”分子数，可出现三种情况：分子数，可出现三种情况：a.SiOa.SiO2 2 MgOMgO+FeO+FeO”属属SiOSiO2 2 过饱过饱和。和。剩余的剩余的SiOSiO2 2、MgOMgO、FeOFeO”除结合成饱和的铁镁除结合成饱和的铁镁硅酸盐硅酸盐紫苏辉石外，还有多余的紫苏辉石外，还有多余的SiOSiO2 2 组成石英。组成石英。X X1 1 MgO MgO+X+X1 1 SiO SiO2 2X X1 1 EnEn X X2 2 FeO FeO”+X+X2 2 SiO SiO2 2X X2 2 FsFs X X1 1 EnEn+X+X2 2 FsFs(X(X1 1+X+X2 2)Hy ()Hy (见第见第1818项项)SiO SiO2 2-(MgO-(MgO+FeO+FeO”)SiOSiO2 2”Q (Q (见第见第1 1项项)待项计算结束后，根据剩余的剩余的SiO2、MgOb.MgOb.MgO+FeO+FeO”SiOSiO2 21/2(MgO1/2(MgO+FeO+FeO”)属属SiOSiO2 2 不饱和情况。不饱和情况。剩余的剩余的SiOSiO2 2 不能全部满足不能全部满足MgOMgO+FeO+FeO”形成紫苏辉石的形成紫苏辉石的需要，但又比形成橄榄石需要的量要多，需要，但又比形成橄榄石需要的量要多，所以，必然一部分所以，必然一部分MgOMgO、FeOFeO”形成紫苏辉石；而另一部形成紫苏辉石；而另一部分则形成橄榄石。这两种矿物所形成的量由下列联立方程分则形成橄榄石。这两种矿物所形成的量由下列联立方程求得；求得；Hy+OlHy+Ol SiOSiO2 2 .(1).(1)Hy+2OlHy+2Ol MgOMgO+FeO+FeO”(2)(2)则则Ol=Ol=（MgOMgO+FeO+FeO”）-SiO-SiO2 2 b.MgO+FeO”SiO21/2(MgO+设橄榄石中设橄榄石中FoFo为为X X1 1，FaFa为为X X2 2(X(X1 1、X X2 2为分子数为分子数)X X1 1+X+X2 2 OlOl。X X1 1:X:X2 2 MgOMgO/FeO/FeO”2X2X1 1 MgO+X MgO+X1 1 SiOSiO2 2 X X1 1 Fo (Fo (见第见第2222项项)2X2X2 2 FeO+X FeO+X2 2 SiOSiO2 2 X X2 2 Fa (Fa (见第见第2323项项)上二式形成橄榄石上二式形成橄榄石OlOl剩余的剩余的:MgO:MgO”=MgO=MgO-2X-2X1 1 FeO FeO”=FeO=FeO”-2X-2X2 2X MgOX MgO”+X+X SiOSiO2 2 X En(X En(见第见第1919项项)X FeOX FeO”+X+X SiOSiO2 2 X Fs(X Fs(见第见第2020项项)上二式形成紫苏辉石上二式形成紫苏辉石HyHy设橄榄石中Fo为X1，Fa为X2(X1、X2为分子数)C.SiOC.SiO2 21/2(MgO1/2(MgO+FeO+FeO”)属属SiOSiO2 2极度不饱和情况极度不饱和情况。剩余的剩余的SiOSiO2 2很少甚至不能满足很少甚至不能满足MgOMgO+FeO+FeO”形成橄榄形成橄榄石的需要，这时就需要将第石的需要，这时就需要将第项所计算得出的项所计算得出的Ab(Ab(钠钠长石长石)，转化为，转化为Ne(Ne(霞石霞石)，将所释放出来的，将所释放出来的SiOSiO2 2，满足，满足形成橄榄石之需。形成橄榄石之需。设要求释放出的设要求释放出的SiOSiO2 2分子数为分子数为X X则则:X:X 1/2(MgO1/2(MgO+FeO+FeO”)SiOSiO2 2其中：其中：FoFo1 12MgO2MgO，FaFa1 12FeO2FeO”，因因 AbAbNe+4 SiONe+4 SiO2 2，则每个，则每个AbAb分子可以释放出分子可以释放出4 4个个SiOSiO2 2 分子，故需参加释放的分子，故需参加释放的SiOSiO2 2钠长石分子数为钠长石分子数为X/4X/4。剩下的剩下的AbAbAbAbX/4X/4，新产生的，新产生的NeNeX/4X/4。所以这种岩石类型将出现的标准矿物除所以这种岩石类型将出现的标准矿物除项以前所能项以前所能出现的矿物外，还有橄榄石出现的矿物外，还有橄榄石OlOl和霞石和霞石NeNe。C.SiO21/2(MgO+FeO”)属SiO2极在极少数情况下，要求释放的在极少数情况下，要求释放的SiOSiO2 2很多，甚至所很多，甚至所需的分子数需的分子数X X4Ab4Ab，即将全部，即将全部AbAb转化为转化为NeNe，尚不，尚不能满足需要。能满足需要。此时需将此时需将Or(Or(钾长石钾长石)转化为转化为Lc(Lc(白榴石白榴石)。因。因OrOrLc+2SiOLc+2SiO2 2。即每一个。即每一个OrOr转化为转化为LcLc时可以释放出两时可以释放出两个个SiOSiO2 2分子，计算的方法与上所述相同。分子，计算的方法与上所述相同。一般经上述步骤后，所释放的一般经上述步骤后，所释放的SiOSiO2 2，可满足，可满足 MgOMgO和和FeOFeO”形成橄榄石之需。形成橄榄石之需。在极少数情况下，要求释放的SiO2很多，甚至所需的分子数X铝过饱和类型：铝过饱和类型：AlAl2 2O O3 3CaO+KCaO+K2 2O+NaO+Na2 2O(O(分子数分子数)X K X K2 2O+X AlO+X Al2 2O O3 3+6X SiO+6X SiO2 2=X Or(=X Or(见第见第4 4项项)X Na X Na2 2O+X AlO+X Al2 2O O3 3+6X SiO+6X SiO2 2=X Ab(=X Ab(见第见第5 5项项)X Al X Al2 2O O3 3+X CaO+2X SiO+X CaO+2X SiO2 2=X An(=X An(见第见第6 6项项)则剩余的则剩余的AlAl2 2O O3 3 的分子数为：的分子数为：AlAl2 2O O3 3 AlAl2 2O O3 3-(CaO+K-(CaO+K2 2O+NaO+Na2 2O)O)X Al X Al2 2O O3 3=X C(=X C(刚玉刚玉)。其他各项计算方法与正常类型相同。其他各项计算方法与正常类型相同。铝过饱和类型：Al2O3CaO+K2O+Na2O(分子碱过饱和类型：碱过饱和类型：K K2 2O+NaO+Na2 2O OAlAl2 2O O3 3(分子数分子数)X K X K2 2O+X AlO+X Al2 2O O3 3+6X SiO+6X SiO2 2=X Or(=X Or(见第见第4 4项项)则剩余的则剩余的AlAl2 2O O3 3 的分子数为：的分子数为：AlAl2 2O O3 3 AlAl2 2O O3 3-K-K2 2O O X Al X Al2 2O O3 3+X Na+X Na2 2O+6X SiOO+6X SiO2 2=X Ab(=X Ab(见第见第5 5项项)此时，此时，AlAl2 2O O3 3已全部耗尽，剩余的已全部耗尽，剩余的NaNa2 2O ONaNa2 2O-AlO-Al2 2O O3 3 X Na X Na2 2O O+X Fe+X Fe2 2O O3 3+4X SiO+4X SiO2 2=X Ac(=X Ac(锥辉石见第锥辉石见第6 6项项)碱过饱和类型：K2O+Na2OAl2O3(分子数)a.a.如果如果FeFe2 2O O3 3 NaNa2 2O O ，则形成锥辉石后，还有剩，则形成锥辉石后，还有剩余的余的NaNa2 2O O”Na Na2 2O O”=Na=Na2 2O O-Fe-Fe2 2O O3 3 X Na X Na2 2O O”+X SiO+X SiO2 2X Ns (X Ns (硅酸钠，见第硅酸钠，见第1414项项)b.b.如果如果NaNa2 2O O FeFe2 2O O3 3，则形成锥辉石后，还有剩余，则形成锥辉石后，还有剩余的的FeFe2 2O O3 3。FeFe2 2O O3 3=Fe=Fe2 2O O3 3-Na-Na2 2O O 则有：则有：X FeX Fe2 2O O3 3+X FeO+X FeOx Mtx Mt 因因AlAl2 2O O3 3已全部用于形成钾长石和钠长石，所以已全部用于形成钾长石和钠长石，所以CaOCaO不能形成不能形成AnAn，只能形成，只能形成WoWo：x CaO+X SiOx CaO+X SiO2 2 X WoX Wo。其他各项计算方法与正常类型相同。其他各项计算方法与正常类型相同。a.如果Fe2O3 Na2O，则形成锥辉石后，还有剩在计算出各种标准矿物的分子数之后，再将标准矿物分在计算出各种标准矿物的分子数之后，再将标准矿物分子数换算成为标准矿物重量百分数子数换算成为标准矿物重量百分数(查附录三查附录三)。标准矿物重量百分数标准矿物分子数标准矿物重量百分数标准矿物分子数标准矿物分子标准矿物分子量量10001000。不同类型中标准矿物主要组合见下表。不同类型中标准矿物主要组合见下表。CIPW计算法矿物组合表计算法矿物组合表划分标准划分标准正常类型正常类型铝过饱和类型铝过饱和类型碱过饱和类型碱过饱和类型SiOSiO2 2 MgOMgO+FeOFeO”Q、Or、Ab、An、Di、HyQ、Or、Ab、An、C、HyQ、Or、Ab、Ac、Di、HyMgOMgO+FeO+FeO”SiOSiO2 21/2(MgO1/2(MgO+FeO+FeO”)Or、Ab、An、Di、Hy、OlOr、Ab、An、C、Hy、OlOr、Ab、Ac、Di、Hy、OlSiOSiO2 21/2(MgO1/2(MgO+FeO+FeO”)Or、Ab、An、Ne、Di、OlOr、Ab、An、Ne、C、OlOr、Ab、Ac、Ne、Di、Ol在计算出各种标准矿物的分子数之后，再将标准矿物分子数换算成为计算结果，应进行检查，其主要内容是：计算结果，应进行检查，其主要内容是：不同类型中标准矿物主要组合，应符合表所列，不同类型中标准矿物主要组合，应符合表所列，多或少了都有错误，必须返工。多或少了都有错误，必须返工。参与计算氧化物重量百分数之和，与计算所得参与计算氧化物重量百分数之和，与计算所得的标准矿物重量百分数之和，相差应的标准矿物重量百分数之和，相差应0.1，若，若0.1，则说明计算的误差较大，应重新检查改正。，则说明计算的误差较大，应重新检查改正。计算结果，应进行检查，其主要内容是：1.2 CIPW标准矿物计算实例标准矿物计算实例CIPWCIPW标准矿物计算法叙述起来比较繁杂，但计算标准矿物计算法叙述起来比较繁杂，但计算起来并不困难，通过计算实例，更便于掌握。起来并不困难，通过计算实例，更便于掌握。正常类型：正常类型：(一一)以安徽凹山辉长闪长玢岩为例：以安徽凹山辉长闪长玢岩为例：1、将各氧化物含量换算成分子数，把、将各氧化物含量换算成分子数，把MnO和和 FeO分子数合并为分子数合并为FeO分子数。分子数。2、将微量组分结合成副矿物：将微量组分结合成副矿物：(1)3 P(1)3 P2 2O O5 5+9 CaO=3 Ap+9 CaO=3 Ap（见第（见第3232项）项）(2)11(2)11 TiOTiO2 2+11 FeO=11 Ilm+11 FeO=11 Ilm（见第（见第2828项）项）1.2 CIPW标准矿物计算实例CIPW标准矿物计算法叙述3 3、将主要组份结合成主要矿物、将主要组份结合成主要矿物先确定岩石类型：先确定岩石类型：CaO+KCaO+K2 2O+NaO+Na2 2O=209O=209 Al Al2 2O O3 3=174=174 K K2 2O+NaO+Na2 2O=99O=99CaO+KCaO+K2 2O+NaO+Na2 2O OAlAl2 2O O3 3K K2 2O+NaO+Na2 2O O，为正常类型，为正常类型 13 K13 K2 2O+13 AlO+13 Al2 2O O3 3+78 SiO+78 SiO2 2=13 Or(=13 Or(见第见第4 4项项)86 Na 86 Na2 2O+86 AlO+86 Al2 2O O3 3+516 SiO+516 SiO2 2=86 Ab(=86 Ab(见第见第5 5项项)Al Al2 2O O3 3 AlAl2 2O O3 3-(K-(K2 2O+NaO+Na2 2O)=174-13-86=75O)=174-13-86=75 75 Al 75 Al2 2O O3 3+75 CaO+150 SiO+75 CaO+150 SiO2 2=75 An(=75 An(见第见第6 6项项)则剩余的则剩余的CaOCaO的分子数为：的分子数为：CaOCaOCa0-AlCa0-Al2 2O O3 3-3Ap=111-10-75=26-3Ap=111-10-75=26 3、将主要组份结合成主要矿物先确定岩石类型：26CaO+26SiO26CaO+26SiO2 2=26Wo(=26Wo(见第见第1717项项)硅灰石硅灰石(Wo)(Wo)在岩浆岩中不能独立存在，留待在岩浆岩中不能独立存在，留待项计项计算完后，再与紫苏辉石算完后，再与紫苏辉石(Hy)(Hy)结合成透辉石。结合成透辉石。24Fe24Fe2 2O O3 3+24FeO=24Mt+24FeO=24Mt 这项计算时可据有三种情况：这项计算时可据有三种情况：a.FeOa.FeO在结合成副矿物时已全部用尽，则不能形成在结合成副矿物时已全部用尽，则不能形成MtMt，b.b.如如FeFe2 2O O3 3 FeOFeO，则剩余，则剩余FeFe2 2O O3 3=Fe=Fe2 2O O3 3 FeO FeO，c.c.若若FeFe2 2O O3 3 FeOFeO，则剩余，则剩余FeOFeO=FeO=FeO Fe Fe2 2O O3 3本实例剩余本实例剩余FeOFeO=FeO=FeO Fe Fe2 2O O3 3=70-11-24=35=70-11-24=35 26CaO+26SiO2=26Wo(见第17项将第将第项计算得出的项计算得出的WoWo再结合成再结合成Di(Di(透辉石透辉石)，据第，据第1717项项DiDi中的中的Wo:Hy=1:1Wo:Hy=1:1；而；而HyHy由由EnEn与与FsFs组成；所以组成；所以WoWo的分子的分子数应与数应与(En+Fs)(En+Fs)的分子数相等。由于的分子数相等。由于EnEn与与FsFs可呈类质同象可呈类质同象替代，进入到替代，进入到DiDi中的中的En:FsEn:Fs数量比应等于岩石中数量比应等于岩石中MgO:FeOMgO:FeO的数量比，这样进入到的数量比，这样进入到DiDi中的中的EnEn与与FsFs的分子数，可由下列的分子数，可由下列联立方程求得：联立方程求得：Fs+En=27 Fs+En=27 (1)Fs:En=35:86 (1)Fs:En=35:86 (2)(2)解得：解得：En=19En=19，Fs=8Fs=8剩余的剩余的MgOMgO=MgO-En=86-19=67=MgO-En=86-19=67剩余的剩余的FeOFeO”=FeO=FeO-Fs=35-8=27-Fs=35-8=27剩余的剩余的SiOSiO2 2=SiO=SiO2 2-SiO-SiO2(2(前面计算中所消耗的前面计算中所消耗的)=901-78-516-150-27-19-8=901-78-516-150-27-19-8=103103 将第项计算得出的Wo再结合成Di(透辉石)，据第17项D因为：因为：SiOSiO2 2=103=103MgOMgO+FeO+FeO”=68+28=68+28属属SiOSiO2 2过饱过饱和和.剩余的剩余的SiOSiO2 2、MgOMgO、FeOFeO”除结合成饱和的铁镁除结合成饱和的铁镁硅酸盐硅酸盐紫苏辉石外，还有多余的紫苏辉石外，还有多余的SiOSiO2 2 组成石英。组成石英。67MgO67MgO+67SiO+67SiO2 26767 EnEn 27FeO 27FeO”+27SiO+27SiO2 227Fs27Fs 67En 67En+27Fs+27Fs(67+27)Hy=94Hy(67+27)Hy=94Hy(见第见第1818项项)SiO SiO2 2”SiOSiO2 2-(MgO-(MgO+FeO+FeO”)103-67-27=103-67-27=9=Q9=Q(见第见第1 1项项)在计算出各种标准矿物的分子数之后，再将标准矿在计算出各种标准矿物的分子数之后，再将标准矿物分子数换算成为标准矿物重量百分数，标准矿物物分子数换算成为标准矿物重量百分数，标准矿物重量百分数标准矿物分子数重量百分数标准矿物分子数标准矿物分子量标准矿物分子量10001000。得结果见表。得结果见表。因为：SiO2=103MgO+FeO”=68+28属S若将适当项合并，若将适当项合并，Di=5.87Di=5.87，Hy=10.39Hy=10.39，斜长石，斜长石=An=An+Ab=65.95+Ab=65.95。该样品薄片鉴定实测矿物含量：该样品薄片鉴定实测矿物含量：ApAp微量，微量，Mt=4%Mt=4%，斜，斜长石长石=82.2%=82.2%（An53An53），透辉石），透辉石+阳起石为阳起石为13.8%13.8%。上述。上述计算结果与鉴定结果虽有较大差别，但仍可反映岩石计算结果与鉴定结果虽有较大差别，但仍可反映岩石中副矿物、暗色矿物、浅色矿物的比例，计算结果中中副矿物、暗色矿物、浅色矿物的比例，计算结果中出现的钾长石，经研究是以固溶体存在于斜长石中的。出现的钾长石，经研究是以固溶体存在于斜长石中的。所以所以CIPWCIPW标准矿物大体上可反映岩石出现的矿物种类标准矿物大体上可反映岩石出现的矿物种类与含量，特别是，对喷出岩等非晶质岩石，显得非常与含量，特别是，对喷出岩等非晶质岩石，显得非常重要。重要。此外，还可根据此外，还可根据AbAb与与AnAn的分子数换算出斜长石牌号，的分子数换算出斜长石牌号，An/(An+Ab)An/(An+Ab)100=75/(75+86)100=75/(75+86)100=46100=46；与实测的斜；与实测的斜长石成分平均长石成分平均5353也比较接近。也比较接近。若将适当项合并，Di=5.87，Hy=10.39，斜长石=(二二)以江苏六合方山玄武岩为例：以江苏六合方山玄武岩为例：1 1、将各氧化物含量换算成分子数，把、将各氧化物含量换算成分子数，把MnOMnO和和 FeOFeO分子数合并为分子数合并为FeOFeO分子数。分子数。2 2、将微量组分结合成副矿物：将微量组分结合成副矿物：(1)3 P(1)3 P2 2O O5 5+9 CaO=3 Ap+9 CaO=3 Ap（见第（见第3232项）项）(2)25(2)25 TiOTiO2 2+25 FeO=25 Ilm+25 FeO=25 Ilm（见第（见第2828项）项）2 2、将主要组份结合成主要矿物、将主要组份结合成主要矿物先确定岩石类型：先确定岩石类型：CaO+KCaO+K2 2O+NaO+Na2 2O=209O=209；AlAl2 2O O3 3=142=142；K K2 2O+NaO+Na2 2O=72O=72CaO+KCaO+K2 2O+NaO+Na2 2O OAlAl2 2O O3 3K K2 2O+NaO+Na2 2O O，为正常类型，为正常类型(二)以江苏六合方山玄武岩为例：16 K 16 K2 2O+16 AlO+16 Al2 2O O3 3+96 SiO+96 SiO2 2=16 Or(=16 Or(见第见第4 4项项)56 Na 56 Na2 2O+56 AlO+56 Al2 2O O3 3+336 SiO+336 SiO2 2=56 Ab(=56 Ab(见第见第5 5项项)Al Al2 2O O3 3 AlAl2 2O O3 3-(K-(K2 2O+NaO+Na2 2O)=142-16-56=70O)=142-16-56=7070 Al70 Al2 2O O3 3+70 CaO+140 SiO+70 CaO+140 SiO2 2=75 An(=75 An(见第见第6 6项项)则剩余的则剩余的CaOCaO的分子数为：的分子数为：CaOCaOCa0-AlCa0-Al2 2O O3 3-3Ap=137-9-70=58-3Ap=137-9-70=58 58 CaO+58 SiO58 CaO+58 SiO2 2=58 Wo(=58 Wo(见第见第1717项项)30Fe 30Fe2 2O O3 3+30FeO=30Mt+30FeO=30Mt 剩余剩余FeOFeO=FeO=FeO Fe Fe2 2O O3 3=70-11-24=35=70-11-24=35 16 K2O+16 Al2O3+96 SiO2=1 Fs+En=58 Fs+En=58 (1)(1)Fs:En=(88-25-30):304 Fs:En=(88-25-30):304(2)(2)解得：解得：En=52En=52，Fs=6Fs=6剩余的剩余的MgOMgO=MgO-En=304-52=252=MgO-En=304-52=252剩余的剩余的FeOFeO”=FeO=FeO-Fs=33-6=27-Fs=33-6=27剩余的剩余的SiOSiO2 2=SiO=SiO2 2-SiO-SiO2(2(前面计算中所消耗的前面计算中所消耗的)=764-96-336-140-58-6-52=764-96-336-140-58-6-52=7676 76(252+27)/2 76(252+27)/2 SiO SiO2 21/2(MgO1/2(MgO+FeO+FeO”)属属SiOSiO2 2极度不饱极度不饱和情况和情况 Fs+En=58 (1)这时就需要将第这时就需要将第项所计算得出的项所计算得出的Ab(Ab(钠长石钠长石)，转化为，转化为Ne(Ne(霞石霞石)Ab)AbNe+4 SiONe+4 SiO2 2 ，将所，将所释放出来的释放出来的SiOSiO2 2，满足形成橄榄石之需。，满足形成橄榄石之需。设要求释放出的设要求释放出的SiOSiO2 2分子数为分子数为X X则则:X:X 1/2(MgO1/2(MgO+FeO+FeO”)SiOSiO2 2=(252+27)/2-76=63(252+27)/2-76=63需要需要63/463/4，约，约1616个个AbAb分子来释放分子来释放SiOSiO2 2，从而产，从而产生生1616个个NeNe分子。分子。形成形成FoFo为：为：252 MgO252 MgO+126+126 SiOSiO2 2=126 Fo=126 Fo；形成形成FaFa为：为：27FeO27FeO”+13 +13 SiOSiO2 2=13 Fo =13 Fo；所以这种岩石类型将出现的标准矿物除所以这种岩石类型将出现的标准矿物除项以项以前所能出现的矿物外，还有橄榄石前所能出现的矿物外，还有橄榄石OlOl和霞石和霞石NeNe。这时就需要将第项所计算得出的Ab(钠长石)，转化为Ne(霞碱过饱和类型：碱过饱和类型：以江苏铜井黝方石响岩为例：先计算成分子数；以江苏铜井黝方石响岩为例：先计算成分子数；AlAl2 2O O3 3K K2 2O+NaO+Na2 2O(O(分子数分子数)，为，为铝过饱和型。铝过饱和型。计算副矿物：计算副矿物：3 P3 P2 2O O5 5+9 CaO=3 Ap+9 CaO=3 Ap（见第（见第3232项）项）52 K52 K2 2O+52 AlO+52 Al2 2O O3 3+312 SiO+312 SiO2 2=52 Or(=52 Or(见第见第4 4项项)AlAl2 2O O3 3 AlAl2 2O O3 3-K-K2 2O=187-52=135O=187-52=135135 Na135 Na2 2O+135 AlO+135 Al2 2O O3 3+810 SiO+810 SiO2 2=135 Ab(=135 Ab(见第见第5 5项项)剩余的剩余的NaNa2 2O O=170-135=35 =170-135=35 高于高于FeFe2 2O O3 331Na31Na2 2O O+31Fe+31Fe2 2O O3 3+124 SiO+124 SiO2 2=31Ac(=31Ac(锥辉石见第锥辉石见第1010项项)碱过饱和类型：以江苏铜井黝方石响岩为例：先计算成分子数；A则形成锥辉石后，还有剩余的则形成锥辉石后，还有剩余的NaNa2 2O O”：NaNa2 2O O”=Na=Na2 2O O-Fe-Fe2 2O O3 3=35-31=4=35-31=4 4 Na 4 Na2 2O O”+4 SiO+4 SiO2 24 Ns (4 Ns (硅酸钠，见第硅酸钠，见第1111项项)因因AlAl2 2O O3 3已全部用于形成钾长石和钠长石，所以已全部用于形成钾长石和钠长石，所以CaOCaO不不能形成能形成AnAn，只能形成，只能形成WoWo：CaOCaO=38-3=35=38-3=35 35 CaO+35 SiO35 CaO+35 SiO2 2=35 Wo(=35 Wo(见第见第1717项项)由于由于FeO+MgO=14+12=26FeO+MgO=14+12=263535，故故FeOFeO和和MgOMgO分别与分别与SiOSiO2 2结合形成结合形成Fs=14Fs=14，En=12En=12，它们，它们与与WoWo结合形成结合形成DiDi。消耗的消耗的SiOSiO2 2=312+810+124+4+35+12+14=1311=312+810+124+4+35+12+14=1311由于岩石中只有由于岩石中只有979979个个SiOSiO2 2分子，需要将分子，需要将AbAb分解释放分解释放SiOSiO2 2分子，而生成分子，而生成NeNe。则形成锥辉石后，还有剩余的Na2O”：AbAb转化的数量转化的数量X=(1311-979)/4=332/4=83X=(1311-979)/4=332/4=83所以新形成所以新形成Ne=83Ne=83剩余的剩余的Ab=136-83=52Ab=136-83=52最后将标准矿物数换算成重量数，结果见表。最后将标准矿物数换算成重量数，结果见表。适当项合并：碱性长石适当项合并：碱性长石=28.94+27.26=56.20=28.94+27.26=56.20似长石似长石=0.49+23.58=24.07=0.49+23.58=24.07霓辉石霓辉石=14.32+4.06+1.20+1.84=21.42=14.32+4.06+1.20+1.84=21.42Ab转化的数量X=(1311-979)/4=332/4=83a.a.如果如果FeFe2 2O O3 3 NaNa2 2O O，则形成锥辉石后，还有剩余的，则形成锥辉石后，还有剩余的NaNa2 2O O”Na Na2 2O O”=Na=Na2 2O O-Fe-Fe2 2O O3 3 X Na X Na2 2O O”+X SiO+X SiO2 2X Ns (X Ns (硅酸钠，见第硅酸钠，见第1414项项)b.b.如果如果NaNa2 2O O FeFe2 2O O3 3，则形成锥辉石后，还有剩余，则形成锥辉石后，还有剩余的的FeFe2 2O O3 3。FeFe2 2O O3 3=Fe=Fe2 2O O3 3-Na-Na2 2O O 则有：则有：X FeX Fe2 2O O3 3+X FeO+X FeOx Mtx Mt 因因AlAl2 2O O3 3已全部用于形成钾长石和钠长石，所以已全部用于形成钾长石和钠长石，所以CaOCaO不能形成不能形成AnAn，只能形成，只能形成Wo