岩石化学计算方法讲解之六

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1、岩石化学计算方法讲解之六——吴利仁超基性岩石化学计算方法（一）方法的原理鉴于超基性岩在理论上和实际应用中均有着重要的意义，在化学和矿物组成上也有着一定的特殊性，因而许多研究者，如苏联的索博列夫、我国的王恒升、白文吉、吴利仁、肖序常、高纪璞、李军等地质学者，都提出了专门用于超基性岩的岩石化学计算方法。这里我们仅将吴利仁的计算方法予以介绍。其它方法读者可参考有关文献。吴氏关于超基性岩的岩石化学计算方法的基础是查瓦里茨基计算法，即在查法的基础上，结合超基性岩的岩石化学特点加以修改和补充而成。他对查法的主要改动是：1、超基性岩中K、Na含量甚微，但它们对超基性岩浆的来源和含矿性

2、有着重要的指示作用，因而不可忽略，仍需予以表示。为此对超基性岩的主要特征数值仍沿用s、a、b、c等四个。但因a、c值均很小，若仍按查氏法那样在T形图上投影，则将使全部投影点集中于Sb轴两侧的附近处，使其难以分辩。为此，吴氏在做投影图时将主要数值从四个减少为三个，即将a和c或a和值予以合并，做为一个数值表示。也即是超基性岩的主要数值为s、b和（a+c）或（a+），且s+b+（a+c）或（a+）=100。2、对补充数值，除仍保留了查氏的Q值外，其余根据超基性岩本身的特点予以改动，即：（1）鉴于超基性岩中的镁铁的相对含量，即所称的镁铁比值（m/f），不仅是划分超基性岩的类型和

3、探讨岩浆来源的重要依据，而且也是其含矿性的主要标志。为此，将其做为超基性岩的一个重要补充数值。且在计算m/f时，根据Ni2+常同Mg2+、Mn2+常同Fe2+成类质同象混入的实际情况，分别将Ni2+合并到Mg2+中，将Mn2+合并到Fe2+中。则m/f的计算公式为：根据m/f值，吴利仁将我国的超基性岩划分为如下三类，即：岩石类型m/f镁质超基性岩>7-6.5铁质超基性岩2-6.5富铁质超基性岩0.5-2实践证明，工业铬铁矿床均产于镁质超基性岩中，而铁质超基性岩则与硫化铜镍矿床有密切联系，富铁质超基性岩与钒钛磁铁矿物及碳酸盐矿床（烧绿石）有密切关系。（2）大多数的超基性岩

4、都已蚀变为蛇纹岩，故其原生的矿物组成难以辨认，但其原生的矿物组成对超基性岩类型的鉴别和划分及探讨其含矿性均有着重要的意义。为此恢复已蛇纹石化的超基性岩的原岩，根据蛇纹岩的化学组分计算出原岩的原生矿物组成，是超基性岩岩石化学研究的一个重要任务。为此，吴氏将组成超基性岩的主要矿物成分橄榄石、斜方辉石和单斜辉石分子的百分含量（分别用Z、Y、X表示）分别做为三个重要的补充数值予以计算。其计算方法如下：I在正常系列即K+Na+2Ca>Al>K+Na时，岩石中各化学成分组成矿物的情况是：（i）全部的Cr同半量的Fe2+组成铬类晶石（铬类晶石分子式：FeCr2O4中Cr：Fe2+=2

5、：1）。（ii）全部的Mg（+Ni）和组成铬尖晶石后剩余的Fe2+（+Fe3++Mn2+）均同Si组成橄榄石或斜方辉石。且在橄榄石（MgFe）2SiO4中Mg+Fe/Si=2：1。（iii）所有的K、Na及部分Ca同Al、Si组成长石类矿物,剩余的Ca则同（Mg+Fe）和Si组成单斜辉石。设岩石中全部硅原子数为S'（Si+Ti），全部组成暗色矿物的金属原子总数为B（=Mg'+Fe'+Ca'+Cr），全部钾、钠原子数之和为A，参加长石的钙原子数为C。则有：组成长石后剩下的硅原子：S'=S'-3A-2C组成铬类晶石后剩下的金属原子：B'=B-（Cr+Cr/2）而所形成的橄榄

6、石、斜方辉石和单斜辉石之数量可由下列联立方程求得：X+Y+Z=B'…………………………（1）X+Y+Z/2=S'…………………………（2）X=2Ca'…………………………（3）其中X、Y、Z分别代表所形成的单斜方辉石、斜方辉石和橄榄石中的金属阳离子的数目。它们的之和必等于B'。而由于在单斜和斜方辉石中金属离子同硅离子之比为1：1，而在橄榄石中则为2：1，故有（1）式B'这么多的金属阳离子必须配置有（2）式X+Y+Z/2=S'这么多的硅离子。而因为在单斜辉石中各金属离子间的比例关系是Ca：（Mg+Fe）=1：1，则组成单斜辉石的金属阳离子的总数X，即等于2倍的组成长石后剩

7、余的Ca'（=Ca-C）。II在铝过饱和即Al>K+Na+2Ca情况下：各化学组分组成矿物的情况是：Al使全部的K、Na、Ca均组成长石，故没有Ca参加的单斜辉石出现。剩余的Al[Al'=Al-（K+Na+2Ca）]则首先同Cr组成铬尖晶石。因Al在铬尖晶石中同Cr是类质同象关系，此时还需有相当Al量1/2的Mg或Fe2+进入铬尖晶石中，此时铬尖晶石的分子式为：（MgFe）（CrAl）2O4。参加铬尖晶石的Al原子的数量，一般等于铬的原子数。若当Al'>Cr时，则在组成铬尖晶石后还有剩余的Al（Al"=Al'-Cr）存在。此时将剩余的Al