岩石化学计算方法之一 ——查瓦里茨基计算法

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1、岩石化学计算方法之一——查瓦里茨基计算法(一)、方法原理一、这一方法是A·H·查瓦里茨基于一九三五年提出的。它主要用来研究岩浆岩的化学特征及进行火成岩的化学分类。几十年来一直颇为流行。直到目前在我国的大量有关文献中仍广泛使用着。该方法的基本原理，主要的就是我们前面所阐述的那些内容。即岩石中的各种化学组分均按一定的原子比例组合成各类矿物，而决定一种岩石的主要特征的矿物成分则由下列四个方面反映出来：1、硅酸盐的饱和度，即岩石中是否有硅不饱和矿物存在或有无石英；2、浅色矿物与暗色矿物在岩石中的比例，即铝硅酸盐（长石）与铁镁硅酸盐（

2、暗色矿物）的各自含量；3、长石的性质，亦即碱铝硅酸盐（钾钠长石）同钙铝硅酸盐的比例；4、有无碱性辉石、角闪石的出现。此外，还有一些次要特征，也由岩石的化学组分体现出来。其中主要有：1、碱性长石中的K、Na比例；2、暗色矿物中Mg、Fe、Ca等各占的比例。查瓦里茨基为了反映出岩石的上述主要和次要特征，而制定了相应的主要指标和次要指标，并以投形图示的方法简明地表示出这些指标的情况和其间的相互关系。(二)、数值计算：1、主要指标：有四个，即s、a、c、b，它们分别反映岩石前述四个方面的主要特征。即：s—为岩石中硅原子的相对数目，用

3、以反映二氧化硅的饱和程度（进一步尚有次要指标Q值具体说明）。a—组成碱性长石的碱金属原子的相对数，用以反映岩石中碱性长石的相对含量；c—组成钙长石的钙原子数，用以反映岩石中钙长石的相对含量；b—组成简单硅酸盐（暗色矿物）的所有的金属原子相对数，用以反映岩石中暗色矿物的相对含量。鉴于岩石中矿物的组成尚受岩石系列类型的控制，故各指标的计算方法和公式，视岩石所属系列不同而有所不同。现按不同岩石系列介绍各指标的计算方法和公式。（1）正常系列：即当K+Na

4、铝组成碱性长石。ii部分的钙组成钙长石，其数量等于1/2[Al-（K+Na）]（因为每个钙长石CaAl2Si2O8分子中，钙与铝的原子比为1：2，故消耗在钙长石中的钙的原子数，只能相当于组成碱性长石后剩下的铝原子数的二分之一）。剩余的钙则参加到暗色矿物中，同镁、铁、硅等组成单斜类简单硅酸盐（单斜辉石、单斜角闪石等）。iii所有的镁铁（包括Fe2+和Fe3+）均同硅组成简单硅酸盐。在此情况下组成岩石的主要矿物成分是：长石类（钾长石和斜长石），单斜和斜方辉石、闪石类，当二氧化硅饱和时有石英出现。用以表示这一类矿物组成部分特征的指

5、标计算公式是：Si—岩石中全部硅原子数Ti—岩石中全部钛原子数N=S'+A+C+B（见后）A—岩石中全部K+Na原子数1C—参加钙长石钙原子数，B—组成暗色矿物的全部金属原子数。2+3+2+B=Fe'+Ca'+Mg其中Fe'=Fe+Fe+MnCa=Ca-C'（组成钙长石后剩余的钙原子数）（2）铝过饱和系列：即Al>K+Na+2Ca，此时的矿物组合如下：i不仅全部的钾和钠而且全部的钙均同铝、硅组成长石（碱性长石和钙长石）。ii组成长石后剩余的铝及全部铁、镁等均参加到简单硅酸盐中。因此其矿物组成是：长石类有钾长石和斜长石：暗色矿

6、物有含铝的辉石，角闪石。表示这一特征的指标是：NS'=Si+Ti（全部的硅和钛原子）N=S'+C+A+Ba=（A/N）×100A=K+Na（全部的钾和钠原子）c=（C/N）×100（全部的钙原子）C=Ca3+2+2+b=（B/N）×100其中Fe'=Fe+Fe+MnAl'=Al-（2Ca+Na+K）B=Fe'+Mg+Al'（3）碱过饱和：即K+Na>Al，其矿物组合是：则剩下的碱原子（往往3+i钾和钠使全部的铝都组成碱性长石后仍有富余，是钠原子）即与Fe一起组成霓石（或霓辉石）。3+ii无钙长石出现，全部的钙均参加到暗色矿物

7、中，故无C值存在，此时查氏把同Fe一起组成霓石类矿物的Na量做为C，其量等于（K+Na）-Al。2+2+2+3+iii暗色矿物中的金属原子则包括全部的Ca、Fe、Mg、Mn及同钠2+组成霓石后剩下的Fe。故此时的主要指标的计算公式为：A=Al（由于此时全部的铝都参加到碱性长石中，又因碱性长石NaAlSi3O8和KAlSi3O8中Na和K同Al的原子比为1：1，故组成碱性长石的K+Na的。原子数恰好应等于岩石中所有的Al的原子数）（组成碱性长石后剩余的全部碱原子）2+Fe"=Fe'-C（全部的铁（+Mn）减去同钠组成霓石类

8、矿物剩下的部分）2（4）碱极度过饱和：K+Na>Al+Fe'，即此时各成分组成矿物的情况是：钾和钠不仅能使全部的铝均参加3+2+2+到碱性长石中，而且剩余的Na+K在使全部的Fe'（Fe+Fe+Mn）都组成霓石类矿物后还有剩余，为此在这种情况下岩石中矿物的组成是：i由部分K、Na同Al、S