1、西北大学国家级精品课程西北大学国家级精品课程岩浆岩岩石学岩浆岩岩石学西北大学地质学系西北大学地质学系 主讲：赖绍聪教授主讲：赖绍聪教授上页上页下页下页返回返回结束结束第十一章第十一章 岩浆矿物的结晶作用岩浆矿物的结晶作用 自然界岩浆的结晶过程、岩浆岩中矿物共生规律、结自然界岩浆的结晶过程、岩浆岩中矿物共生规律、结构构造以及岩浆岩成因等一系列问题，除与地质条件密切构构造以及岩浆岩成因等一系列问题，除与地质条件密切相关外，也服从一定的物理化学原理。相关外，也服从一定的物理化学原理。喷出岩和大多数侵入岩是在地表或离地表不远的地表喷出岩和大多数侵入岩是在地表或离地表不远的地表浅部形成的，所以在低压下硅
2、酸盐系统相平衡的实验研究浅部形成的，所以在低压下硅酸盐系统相平衡的实验研究对理解岩浆矿物结晶作用具有重大意义。对理解岩浆矿物结晶作用具有重大意义。上页上页下页下页返回返回结束结束 一元系是指研究对象只有一种纯物质，即独立组分数一元系是指研究对象只有一种纯物质，即独立组分数C1。在此只介绍石英的相图。在此只介绍石英的相图。第一节第一节 一元系相图及其岩石学意义一元系相图及其岩石学意义上页上页下页下页返回返回结束结束1、相图特点、相图特点 L为熔体；为熔体；Cr为方石英；为方石英；Tr为磷石英；为磷石英；-Q为为石英；石英；-Q为为石英；石英；TC为柯石英。为柯石英。石英（石英（SiO2）的相图及
3、其岩石学意义）的相图及其岩石学意义:上页上页下页下页返回返回结束结束2、岩石学意义、岩石学意义 （1）磷石英（）磷石英（Tr）、方石英在低压高温下稳定，侵）、方石英在低压高温下稳定，侵入岩中不出现，仅见于火山岩中，有时准稳态见于低温环入岩中不出现，仅见于火山岩中，有时准稳态见于低温环境中，是低压的指示矿物。境中，是低压的指示矿物。（2）石英和石英和石英：酸性火山岩和超浅成岩中常见石英：酸性火山岩和超浅成岩中常见石英假象，因为这种岩浆温度高，在地下压力较大的情况石英假象，因为这种岩浆温度高，在地下压力较大的情况下，石英首先结晶，形成高温下，石英首先结晶，形成高温石英；而同种成分的侵入石英；而同种
4、成分的侵入岩则温度较低，且石英是最晚期结晶的产物，因此为岩则温度较低，且石英是最晚期结晶的产物，因此为石石英。英。（3）柯石英是高压环境的指示矿物。）柯石英是高压环境的指示矿物。石英（石英（SiO2）的相图及其岩石学意义）的相图及其岩石学意义:上页上页下页下页返回返回结束结束第二节第二节 二元系相图及其岩石学意义二元系相图及其岩石学意义一、一、AbAn系统系统 这是一个固态无限混溶相图。固态溶液又称固溶体，这是一个固态无限混溶相图。固态溶液又称固溶体，它的特点是，两个端元组分可以任意比例混合，组成固体它的特点是，两个端元组分可以任意比例混合，组成固体的均一相。如斜长石系列，橄榄石系列。的均一相
5、。如斜长石系列，橄榄石系列。上页上页下页下页返回返回结束结束1、相图特点：固相区，液相区，固液共存区，固相线，、相图特点：固相区，液相区，固液共存区，固相线，液相线。液相线。（1）双变面：在液相区，自由度）双变面：在液相区，自由度 FCP12112，即温度与组成可以任意改变。因此，也叫双变量，即温度与组成可以任意改变。因此，也叫双变量区或双变面。区或双变面。（2）单变线：固、液两相处于平衡状态，）单变线：固、液两相处于平衡状态，F2211，即温度与组成只有一个可以独立改变，而另一个只，即温度与组成只有一个可以独立改变，而另一个只能随之作相应的改变，才能维持固、液两相平衡。因此，能随之作相应的改
6、变，才能维持固、液两相平衡。因此，也叫单变平衡曲线或单变线。也叫单变平衡曲线或单变线。（3）杠杆原理）杠杆原理上页上页下页下页返回返回结束结束2、结晶过程、结晶过程 （1）平衡结晶过程）平衡结晶过程 （2）分离结晶作用：）分离结晶作用：分离结晶作用的影响表现分离结晶作用的影响表现为：为：a.延长结晶作用的过程；延长结晶作用的过程；b.残余液相中更加富钠残余液相中更加富钠（Ab）；）；c.降低结晶作用的终结温降低结晶作用的终结温度。度。上页上页下页下页返回返回结束结束3、熔融作用、熔融作用 在熔融过程的某一个温度上，熔浆的组分比较富钠在熔融过程的某一个温度上，熔浆的组分比较富钠（Ab），而难熔的
7、固相残余物比较富），而难熔的固相残余物比较富An，温度越高，熔，温度越高，熔浆中越富浆中越富An。因此，固相组分越富。因此，固相组分越富An，起始熔融的温度，起始熔融的温度越高。越高。上页上页下页下页返回返回结束结束4、水压对相图的影响、水压对相图的影响上页上页下页下页返回返回结束结束5、岩石学意义、岩石学意义 （1）富钠组分的熔浆可以通过两种方式形成，一是）富钠组分的熔浆可以通过两种方式形成，一是比较富比较富An矿物集合体的部分熔融；二是比较富矿物集合体的部分熔融；二是比较富An组分熔组分熔浆的分离结晶作用。浆的分离结晶作用。（2）环带结构的形成）环带结构的形成 水压的影响：正环带（不平衡结
8、晶）；反环带（水水压的影响：正环带（不平衡结晶）；反环带（水压增大）；韵律环带（水压波动）。压增大）；韵律环带（水压波动）。上页上页下页下页返回返回结束结束上页上页下页下页返回返回结束结束岩浆的冷却速度和岩浆的冷却速度和过冷度也是形成环带过冷度也是形成环带的重要因素。的重要因素。a.非常缓慢冷却无环非常缓慢冷却无环带；带；b.较快速冷却正环带；较快速冷却正环带；c.快速冷却，由于大量快速冷却，由于大量固相的晶出放出较多固相的晶出放出较多的相变焓，致使岩浆的相变焓，致使岩浆温度回升形成反环温度回升形成反环带；带；d.极快速冷却无环带。极快速冷却无环带。（2）环带结构的形成）环带结构的形成上页上页
9、下页下页返回返回结束结束二、二、OrOrAbAb系统系统1、相图特点、相图特点 (1)Af碱性长石区碱性长石区 (2)Orss固熔体固熔体Abss固熔体共存区，固熔体分离曲线固熔体共存区，固熔体分离曲线（不混熔曲线）（不混熔曲线）(3)Or具有不一致熔融性质：即首先晶出另一种矿物具有不一致熔融性质：即首先晶出另一种矿物，然后晶出矿物与熔浆反应再生成该矿物，如在靠近，然后晶出矿物与熔浆反应再生成该矿物，如在靠近Or 一端，随温度下降首先晶出白榴石（一端，随温度下降首先晶出白榴石（Lc），然后），然后Lc与熔浆与熔浆反应再生成反应再生成Or。上页上页下页下页返回返回结束结束 (4)最低点最低点M：
10、M点是固相线与液相线的交点，它将相点是固相线与液相线的交点，它将相图分为两个部分，这两个部分各自与图分为两个部分，这两个部分各自与Ab-An系统类似。在系统类似。在M点处是两相平衡（液相点处是两相平衡（液相Af碱性长石）。有的文献中把碱性长石）。有的文献中把最低点最低点M作为结晶作用终结时的温度和组成，或者被描述作为结晶作用终结时的温度和组成，或者被描述成起始熔浆的组成一定为最低点的组成，这是错误的。成起始熔浆的组成一定为最低点的组成，这是错误的。M点两旁的两个部分与点两旁的两个部分与Ab-An系统一样，结晶作用进行时，系统一样，结晶作用进行时，固相与液相的组成均向着固相与液相的组成均向着M点
11、的方向变化，但液相组成不点的方向变化，但液相组成不一定都终结于一定都终结于M点，通常情况下，在没有达到点，通常情况下，在没有达到M点时，结点时，结晶作用就终止了晶作用就终止了1、相图特点、相图特点上页上页下页下页返回返回结束结束2、结晶过程、结晶过程上页上页下页下页返回返回结束结束3、水压的影响：随、水压的影响：随PH2O加大加大 (1)Lc结晶区大大缩小，当结晶区大大缩小，当PH2O2.5Kb时，时，Lc结晶区结晶区消失，消失，Or变为一致熔融性质。因此，深成岩中不出现变为一致熔融性质。因此，深成岩中不出现Lc；(2)液相线和固相线温度大大降低，液相线和固相线温度大大降低，M点向点向Ab一端
12、移一端移动；动；(3)PH2O对不混熔线影响小，对不混熔线影响小，PH2O升高，曲线略有上升升高，曲线略有上升 (4)当当PH2O3.6Kb时，固相线与不混熔曲线相交切，系时，固相线与不混熔曲线相交切，系统由统由“具最低点的固熔体体系具最低点的固熔体体系”转变为转变为“具共结点的固熔具共结点的固熔体体系体体系”,“最低点最低点M”转变为转变为“共结点共结点E”，共结点，共结点E为三相为三相共存（液相共存（液相OrssAbss），为不变平衡），为不变平衡上页上页下页下页返回返回结束结束上页上页下页下页返回返回结束结束 (1)PH2O3.6Kb后，为具共结点的固熔体体系，其熔融后，为具共结点的固熔
13、体体系，其熔融过程不一样，以上图为例，凡是组成点位于过程不一样，以上图为例，凡是组成点位于MN之间的岩之间的岩石，其起始熔融的温度是一定的，即达石，其起始熔融的温度是一定的，即达TE时起熔，起始熔时起熔，起始熔浆的组成也是固定的，即相当于共结点浆的组成也是固定的，即相当于共结点E的组成的组成 (3)而成分点位于而成分点位于AbM和和NOr之间的碱性长石集合体之间的碱性长石集合体，其熔融过程与，其熔融过程与AbAn体系类似体系类似4、熔融作用、熔融作用上页上页下页下页返回返回结束结束 在喷出与浅成条件下形成的碱性长石温度高，常常只在喷出与浅成条件下形成的碱性长石温度高，常常只有一种碱性长石存在；
14、而在深成条件下碱性长石形成的温有一种碱性长石存在；而在深成条件下碱性长石形成的温度低，常常有富度低，常常有富Or与富与富Ab两种碱性长石共生。两种碱性长石共生。5、岩石学意义、岩石学意义上页上页下页下页返回返回结束结束上页上页下页下页返回返回结束结束该系统相当于简化的基性岩浆（玄武质岩浆体系）。该系统相当于简化的基性岩浆（玄武质岩浆体系）。1、相图特点：、相图特点：（1）分区：）分区：L；Di+L;An+L;Di+An （2）共结点：三相共存，）共结点：三相共存，F2310；为不变为不变点，温度与组成都不能变，直到结晶结束，熔浆耗尽。点，温度与组成都不能变，直到结晶结束，熔浆耗尽。（3）共结比
15、：）共结比：58 :42Di :An三、三、DiAn（透辉石钙长石）系统（透辉石钙长石）系统上页上页下页下页返回返回结束结束上页上页下页下页返回返回结束结束2、结晶过程：、结晶过程：（1）X1点点辉长结构辉长结构 （2）X2点点煌斑结构煌斑结构 （1）X3点点辉绿结构间粒结构间粒间隐结构辉绿结构间粒结构间粒间隐结构间隐结构间隐结构3、熔融过程：、熔融过程：4、水压的影响：、水压的影响：水压升高，液相线温度降低，共结点向水压升高，液相线温度降低，共结点向An方向移动。方向移动。三、三、DiAn（透辉石钙长石）系统（透辉石钙长石）系统上页上页下页下页返回返回结束结束上页上页下页下页返回返回结束结束
16、 （1）假设）假设PH2O12kb，相当于，相当于67km的中深成相，的中深成相，其共结比为其共结比为 Di:An 50:50，玄武质岩浆的成分大体与，玄武质岩浆的成分大体与此类似，如此类似，如X点。因此，侵入条件下：辉长结构；喷出条点。因此，侵入条件下：辉长结构；喷出条件下：辉绿、间粒、间隐等。从而可以解释基性深成岩与件下：辉绿、间粒、间隐等。从而可以解释基性深成岩与喷出岩尽管成分相似，但结构不同。喷出岩尽管成分相似，但结构不同。（2）中深成条件下，）中深成条件下，PH2O发生脉动式波动，则其共发生脉动式波动，则其共结比变化于结比变化于4060之间，对于之间，对于An=50%的辉长岩来说，将
17、的辉长岩来说，将造成一时造成一时Py大量晶出，一时大量晶出，一时An大量晶出，形成典型的韵大量晶出，形成典型的韵律式层理。律式层理。5、岩石学意义：、岩石学意义：上页上页下页下页返回返回结束结束 （3）在结晶过程中，如果）在结晶过程中，如果PH2O增加，则液相线下降增加，则液相线下降已晶出已晶出Py、Pl熔蚀；若熔蚀；若PH2O下降，则液相线上升，导致下降，则液相线上升，导致结晶作用加速进行。结晶作用加速进行。（4）即使是含暗色矿物大于）即使是含暗色矿物大于90的超镁铁质岩，开的超镁铁质岩，开始熔融时，首先熔融出的应是低共熔成分熔浆始熔融时，首先熔融出的应是低共熔成分熔浆玄武岩浆。玄武岩浆。只
18、有熔融程度很高时，才能形成超镁铁质熔浆。只有熔融程度很高时，才能形成超镁铁质熔浆。5、岩石学意义：、岩石学意义：上页上页下页下页返回返回结束结束上页上页下页下页返回返回结束结束四、四、DiAb（透辉石钠长石）系统（透辉石钠长石）系统 该系统相当于简化的花岗岩（酸性岩浆）流纹质岩该系统相当于简化的花岗岩（酸性岩浆）流纹质岩浆体系。浆体系。1、相图特点：、相图特点：（1）分区：）分区：L；Di+L;Ab+L;Di+Ab （2）共结点：三相共存，）共结点：三相共存，F2310；为不变为不变点，温度与组成都不能变，直到结晶结束，熔浆耗尽。点，温度与组成都不能变，直到结晶结束，熔浆耗尽。（3）共结比：）
19、共结比：4 :96Di :Ab上页上页下页下页返回返回结束结束上页上页下页下页返回返回结束结束2、结晶过程：、结晶过程：（1）X1点点 （2）X2点点 （1）X3点点3、熔融过程：、熔融过程：上页上页下页下页返回返回结束结束 （1）E点的位置解释了为什么酸性岩中暗色矿物量虽点的位置解释了为什么酸性岩中暗色矿物量虽少，但常结晶较早，自形较好。少，但常结晶较早，自形较好。（2）酸性岩中暗色矿物少，并且暗色矿物与浅色矿）酸性岩中暗色矿物少，并且暗色矿物与浅色矿物有一定比例，色率物有一定比例，色率10。（3）大陆地壳升温熔融，首先熔出的应是花岗岩浆，）大陆地壳升温熔融，首先熔出的应是花岗岩浆，因为花岗
20、岩浆基本符合共结比，所以花岗岩分布于大陆地因为花岗岩浆基本符合共结比，所以花岗岩分布于大陆地壳上壳上。（4）细碧岩的非岩浆成因说：细碧岩由钠长石绿）细碧岩的非岩浆成因说：细碧岩由钠长石绿泥石绿帘石等组成，常具间片结构，泥石绿帘石等组成，常具间片结构，Ab自形程度高，它自形程度高，它的粒间充填有绿泥石、绿帘石、辉石等的粒间充填有绿泥石、绿帘石、辉石等。说明。说明Ab首先结晶，首先结晶，细碧岩中细碧岩中Di、Ab各占一半，说明各占一半，说明Ab不是直接从岩浆中结不是直接从岩浆中结晶出来的。晶出来的。4、岩石学意义：、岩石学意义：上页上页下页下页返回返回结束结束该系统相当于简化的碱性岩浆体系，属典型
21、的二元近结系。该系统相当于简化的碱性岩浆体系，属典型的二元近结系。1、相图特点：、相图特点：（1）分区：）分区：Lc+L；L;Cr+L;Tr+L;Lc+Or;Or+L;Or+Tr （2）共结点）共结点E：三相共存，：三相共存，F2310；为不变为不变点，温度与组成都不能变，直到结晶结束，熔浆耗尽。点，温度与组成都不能变，直到结晶结束，熔浆耗尽。（3）近结点）近结点R：也叫转熔点或分解熔融点。它是指：也叫转熔点或分解熔融点。它是指体系中两端元组分之间，能形成分解熔融化合物，也叫不体系中两端元组分之间，能形成分解熔融化合物，也叫不稳定化合物。这种化合物没有真正的熔点，而是在分解熔稳定化合物。这种化
22、合物没有真正的熔点，而是在分解熔融点（近结点）分解为液相和另一种化合物，而且分解出融点（近结点）分解为液相和另一种化合物，而且分解出来的液相和固相组成不一致。来的液相和固相组成不一致。KAlSi2O6(Lc)+SiO2 KAlSi3O8(Or)五、五、LcSiO2（白榴石石英）系统（白榴石石英）系统上页上页下页下页返回返回结束结束上页上页下页下页返回返回结束结束2、结晶过程：、结晶过程：（1）X1点、点、X2点、点、X3点、点、X4点、点、X5点、点、X6点、点、X7点点 （2）X1点的结晶作用点的结晶作用最终产物为最终产物为Lc+Or （3）X2点的结晶作用点的结晶作用最终产物为最终产物为O
23、r （4）X3点的结晶作用点的结晶作用最终产物为最终产物为Or+Q 3、熔融过程：、熔融过程：（1）LcOr之间的成分点（包括之间的成分点（包括Or点），应在点），应在R点点起熔起熔 （2）OrSiO2之间的成分点，应在之间的成分点，应在E点起熔点起熔 五、五、LcSiO2（白榴石石英）系统（白榴石石英）系统上页上页下页下页返回返回结束结束上页上页下页下页返回返回结束结束如果发生分离结晶作用，则可产生几个重要结果：如果发生分离结晶作用，则可产生几个重要结果：4、岩石学意义：、岩石学意义：（1）SiO2不饱合的岩浆可以产生不饱合的岩浆可以产生SiO2轻度过饱合的轻度过饱合的岩浆。岩浆。（2）分离
24、结晶作用将使岩浆结晶作用终止的温度降）分离结晶作用将使岩浆结晶作用终止的温度降低低。（3）带）带Or反应边的反应边的Lc斑晶可与斑晶可与SiO2轻度过饱合的基轻度过饱合的基质或含石英的基质共生。质或含石英的基质共生。（4）在高于近结点温度时，）在高于近结点温度时，SiO2轻度过饱合的岩浆，轻度过饱合的岩浆，突然快速结晶，则无反应边的突然快速结晶，则无反应边的Lc可与可与SiO2轻度过饱合的基轻度过饱合的基质共生。质共生。上页上页下页下页返回返回结束结束 该系统是带有一致熔融化合物（该系统是带有一致熔融化合物（Ab）的二元共结系。）的二元共结系。它可以看作由两个二元系（它可以看作由两个二元系（N
25、eAb,AbQ）联合而成，）联合而成，它们之间存在反应关系：它们之间存在反应关系：NaAlSi2O4+2SiO2 NaAlSi3O8 (Ne)(L)(Ab)1、相图特点：、相图特点：（1）分区：）分区：Cag(三斜霞石三斜霞石)；Cag+Ne;Ne;Cag+L;Ne+L;L;Ab+L；Cr+L;Tr+L;Ab+Tr （2）共结点）共结点E1，E2；近结点；近结点R （3）热坝（热堤），）热坝（热堤），Mab为热堤。为热堤。六、六、NeSiO2（霞石石英）系统（霞石石英）系统上页上页下页下页返回返回结束结束上页上页下页下页返回返回结束结束 X点的结晶作用：随温度下降，达点的结晶作用：随温度下降，
26、达1点时，开始晶出点时，开始晶出三斜霞石（三斜霞石（Cag），），Cag不断晶出，液相成分沿不断晶出，液相成分沿12变化。变化。达达2点时，开始晶出点时，开始晶出Ne，为三相共存的不变平衡，为三相共存的不变平衡，Cag将将转变为转变为Ne，直到，直到Cag全部消失。温度继续下降，全部消失。温度继续下降，Ne不断晶不断晶出，液相成分沿出，液相成分沿2E1变化，固相成分变化，固相成分Ne沿沿2”3变化，达变化，达E1点时，点时，Ne和和Ab同时晶出，为三相不变平衡，直到液相耗同时晶出，为三相不变平衡，直到液相耗尽，结晶结束。温度进一步下降，尽，结晶结束。温度进一步下降，Ne沿沿34变化。变化。2、
27、结晶过程：、结晶过程：上页上页下页下页返回返回结束结束 （1）NeW之间的成分点（包括之间的成分点（包括W点），应在点），应在R点点起熔起熔 （2）WAb之间的成分点，应在之间的成分点，应在E1点起熔点起熔 （3）AbTr之间的成分点，应在之间的成分点，应在E2点起熔点起熔 3、熔融过程：、熔融过程：上页上页下页下页返回返回结束结束4、岩石学意义：、岩石学意义：（1）Ne不能与不能与Q共生，不能从共生，不能从SiO2饱合的岩浆中首饱合的岩浆中首先晶出。也不能与先晶出。也不能与SiO2饱合的岩浆共生。出现饱合的岩浆共生。出现Ne是岩浆是岩浆SiO2不饱合的标志之一。不饱合的标志之一。（2）SiO
28、2不饱合的不饱合的岩浆的结晶分离作用不能产生出岩浆的结晶分离作用不能产生出SiO2饱合的岩浆。饱合的岩浆。（3）由于）由于E1靠近靠近Ab，所以强碱性岩中，所以强碱性岩中Ne常呈斑晶或常呈斑晶或结晶早于结晶早于Ab。（4）对于含）对于含Lc的钾质强碱性岩系列来说的钾质强碱性岩系列来说，其成员中，其成员中可以包括可以包括SiO2轻度过饱合的岩石；而对于有轻度过饱合的岩石；而对于有Ne的钠质强碱的钠质强碱性岩系列来说，是不能包括有性岩系列来说，是不能包括有SiO2饱合的岩石的。饱合的岩石的。上页上页下页下页返回返回结束结束七、七、FoFa（镁橄榄（镁橄榄石铁橄榄石）系统石铁橄榄石）系统 该系统是一
29、个连续固溶体系列。与该系统是一个连续固溶体系列。与AbAn系统相似。系统相似。Fa是低温的端元组成，早期晶出的是低温的端元组成，早期晶出的Ol是富是富Fo的，即富的，即富Mg的，正常的环带从中心到边缘逐渐富的，正常的环带从中心到边缘逐渐富Fa，即富，即富Fe。分离结。分离结晶作用将导致残余岩浆富晶作用将导致残余岩浆富Fe。上页上页下页下页返回返回结束结束八、八、FoQ（镁橄榄石石英）系统（镁橄榄石石英）系统1、相图特点：、相图特点：（1）这是二元近结系，与）这是二元近结系，与 LcSiO2 系统相似。系统相似。（2）En为不一致熔融产物，其反应式为：为不一致熔融产物，其反应式为：Fo+Q=2E
30、n（3）R为近结点，为近结点，E为共结点。结晶作用过程可以参照为共结点。结晶作用过程可以参照 LcSiO2 系统进行分析。系统进行分析。上页上页下页下页返回返回结束结束上页上页下页下页返回返回结束结束2、岩石学意义：、岩石学意义：（1）Fo与与Q不能平衡共生，当岩石中见到不能平衡共生，当岩石中见到Fo与与Q共存共存时，时，Fo周围必有周围必有En反应边。反应边。（2）Fo可以在可以在SiO2轻微过饱和的岩浆中首先晶出；轻微过饱和的岩浆中首先晶出；若快速结晶，若快速结晶，Fo斑晶可以与斑晶可以与SiO2轻度过饱和的基质共生。轻度过饱和的基质共生。（3）只根据）只根据Fo斑晶的出现是不能判断岩浆斑
31、晶的出现是不能判断岩浆SiO2饱和饱和程度的。程度的。（4）在分离结晶的条件下，从一个）在分离结晶的条件下，从一个SiO2不饱合的岩不饱合的岩浆可以演化出浆可以演化出SiO2饱和或轻微过饱和的岩浆来。饱和或轻微过饱和的岩浆来。上页上页下页下页返回返回结束结束 这是一个二元共结这是一个二元共结系，它与系，它与FoQ系统完系统完全不同，没有相当于全不同，没有相当于En的中间化合物，的中间化合物，Fa与与Q可以平衡共生。自然界可以平衡共生。自然界流纹岩中发现过流纹岩中发现过Fa与与Q的斑晶共生，富的斑晶共生，富Fe的基的基性岩中也发现过性岩中也发现过Fa与与Q的共生。的共生。九、九、FaQ（铁橄榄石
32、石英）系统（铁橄榄石石英）系统上页上页下页下页返回返回结束结束八、典型三元相系的解析八、典型三元相系的解析 （一）（一）DiDiAbAbAnAn系统系统 1 1、相图特点、相图特点 a.Dia.DiAbAb、DiDiAnAn为二元低共熔系，为二元低共熔系，AbAbAnAn为斜长石为斜长石固溶体系。固溶体系。b.b.相图中包括透辉石（相图中包括透辉石（DiDi）与斜长石（）与斜长石（PlPl）两个初晶）两个初晶面，它们的交线为低共熔线面，它们的交线为低共熔线E1E2E1E2。c.c.由于由于PlPl为固溶体，在晶出过程中随温度之下降而不为固溶体，在晶出过程中随温度之下降而不断改变其组成，因此，为
33、区别于一般的低共熔线而称作同断改变其组成，因此，为区别于一般的低共熔线而称作同结线结线。上页上页下页下页返回返回结束结束上页上页下页下页返回返回结束结束a.a.原始熔浆成分点原始熔浆成分点P P（位于透辉石初晶区）（位于透辉石初晶区）当温度下当温度下降到降到DiDi初晶面上时，初晶面上时，Di Di 首先晶出。连接首先晶出。连接Di Di 与与P P点，并延长之，与点，并延长之，与e1e2e1e2相交于相交于P P1 1点，随着温度的下降，点，随着温度的下降，不断晶出不断晶出DiDi ，而熔浆成分则沿，而熔浆成分则沿PPPP1 1线向线向P1P1点变化，当到达点变化，当到达P1P1点时，点时，
34、PlPl开始晶出，此时晶出的斜长石组成相当于开始晶出，此时晶出的斜长石组成相当于AbAbAnAn二元系展开图上的二元系展开图上的P P1 1点。点。2、结晶过程、结晶过程上页上页下页下页返回返回结束结束 温度继续下降，液相组成沿同结线温度继续下降，液相组成沿同结线e2e1e2e1向向e1e1方向变化，方向变化，DiDi与与PlPl同时晶出，当到达同时晶出，当到达P2P2点时，液相中所含点时，液相中所含AbAb与与AnAn的量的量比相当于比相当于P2”P2”点，而晶出的斜长石固溶体的组成则相当于点，而晶出的斜长石固溶体的组成则相当于P2P2点。点。温度继续下降，液相组成变化到温度继续下降，液相组
35、成变化到P3P3（所含的（所含的AbAb与与AnAn的的量相当于量相当于P3“P3“），晶出的斜长石组成相当于），晶出的斜长石组成相当于P3P3点点,即即与原始熔浆成分中所含与原始熔浆成分中所含AbAb与与AnAn的量相一致。此时，的量相一致。此时，P P点位点位于相三角形于相三角形P3P3DiP3P3Di的的P3DiP3Di边上，说明液相至此已全边上，说明液相至此已全部耗尽，结晶结束。部耗尽，结晶结束。上页上页下页下页返回返回结束结束上页上页下页下页返回返回结束结束b.原始熔浆成分点原始熔浆成分点N（位于斜长石初晶区）（位于斜长石初晶区）当温度下当温度下降到降到Pl初晶面上时，初晶面上时，P
36、l首先晶出。首先晶出。温度继续下降，斜长石不断晶出，当液相中所含温度继续下降，斜长石不断晶出，当液相中所含Ab与与An之组成为之组成为N1”点时，晶出的斜长石成分变化到点时，晶出的斜长石成分变化到N1，连接连接N1与与N点并延长之，与点并延长之，与DiN1”连线相交于连线相交于N1点，点，N1点就是此时的液相组成点。点就是此时的液相组成点。随着斜长石的不断晶出，液相中所含随着斜长石的不断晶出，液相中所含Ab与与An之组成之组成变化到变化到N2”点时，晶出的斜长石成分变化到点时，晶出的斜长石成分变化到N2点，连点，连接接N2与与N点并延长之，与点并延长之，与DiN2”连线相交于同结线上连线相交于
37、同结线上的的N2点，点，N2点就是此时的液相组成点。点就是此时的液相组成点。从从N2点开始，沿同结线点开始，沿同结线Di与与Pl同时晶出，当液相组成同时晶出，当液相组成到达到达N3点时，则熔浆耗尽，结晶结束。点时，则熔浆耗尽，结晶结束。上页上页下页下页返回返回结束结束上页上页下页下页返回返回结束结束 （1）该体系可看着简）该体系可看着简化的辉长岩类闪长岩类岩化的辉长岩类闪长岩类岩石系列。石系列。SiO2=50的线大致相当的线大致相当于辉长岩类，于辉长岩类，55线相当于闪线相当于闪长岩类，长岩类，60线相当于石英闪线相当于石英闪长岩类，长岩类，65线相当于花岗闪线相当于花岗闪长岩类。长岩类。若若
38、Di代表暗色矿物，代表暗色矿物，Pl代表浅色矿物，按一般规律，代表浅色矿物，按一般规律，上述岩石的色率分别为：基上述岩石的色率分别为：基性岩性岩4070，中性岩，中性岩3040，酸性岩，酸性岩10。3、岩石学意义：、岩石学意义：上页上页下页下页返回返回结束结束 因此，上述岩石的成分点大体集中在因此，上述岩石的成分点大体集中在e1e2同结线附近，同结线附近，具近低共熔熔浆的特征。具近低共熔熔浆的特征。从而解释了自然界中基性岩从而解释了自然界中基性岩中性岩中性岩酸性岩的共生酸性岩的共生规律，及岩浆演化规律。规律，及岩浆演化规律。3、岩石学意义：、岩石学意义：上页上页下页下页返回返回结束结束 （2）据图可推测：相）据图可推测：相当于橄榄岩的上地幔部分熔当于橄榄岩的上地幔部分熔融，可产生玄武质岩浆；融，可产生玄武质岩浆；相当于辉长岩的下地壳相当于辉长岩的下地壳部分熔融，可产生出安山质部分熔融，可产生出安山质岩浆；岩浆；相当于闪长岩的地壳部相当于闪长岩的地壳部分熔融，可产生花岗岩质岩分熔融，可产生花岗岩质岩浆。浆。上页上页下页下页返回返回结束结束（3）从酸性岩中是不能产生基性岩浆的。）从酸性岩中是不能产生基性岩浆的。一般来说，玄武岩浆不能导源于地壳；一般来说，玄武岩浆不能导源于地壳；上地幔岩石的部分熔融不能产生中酸性成分的岩浆。上地幔岩石的部分熔融不能产生中酸性成分的岩浆。
