岩石化學

岩石化學（Petrochemistry）是研究岩石化學特徵及其套用的學科。是岩石學的一個分支，又稱化學岩石學。岩石化學主要套用於結晶岩（火成岩、變質岩）的研究，其中又以火成岩研究為主，套用最為廣泛的則為結晶程度差的火山岩。

基本介紹

• 中文名：岩石化學
• 外文名：Petrochemistry
• 類型：研究岩石化學特徵及其套用的學科
• 又稱：化學岩石學
• 套用：結晶岩（火成岩、變質岩）的研究
• 學科：普通地質學

簡介

岩石化學又稱“化學岩石學”。岩石學的一個分支。主要研究岩石的化學成分、化學性質、有成因聯繫的各種岩石的化學成分上的相互關係、岩石化學成分的計算方法以及和礦物成分之間的規律性等。通過岩石化學的研究，不僅在鑑別岩石中起著很大作用，而且對於研究岩石共生組合的規律，弄清岩漿的演化以及查明與成礦作用的關係，均具有一定意義。

主要內容

岩石化學是研究岩石的化學成分及其規律的科學，由一種礦物或幾種礦物組成的集合體是岩石化學的研究對象。岩石化學的主要研究內容有：①個別岩石的化學成分；②對有成因關係的各種岩石在化學成分上相互關係的研究；③岩石化學成分的計算方法；④岩石化學成分和礦物成分之間的規律性等。岩石化學的研究對岩石發生、發展以及與礦床的關係都具有理論和實際意義。

發展歷史

世界上最早記述礦物岩石的書籍是中國的《山海經》，它是公元前約400年戰國初期的著作，書中記載了多種礦物和岩石。岩石學成為一門獨立的科學起始於十八世紀末。由於地殼中的岩石主要是結晶岩，因此岩石學發展的初期，主要研究的是火成岩，到了十九世紀中葉才開始系統地研究變質岩，而沉積岩直到二十世紀初才引起人們的注意，可是它的發展卻十分迅速，到二十世紀三十年代就已發展成了一門獨具風格、內容豐富的學科了。

岩石化學

偏光顯微鏡的出現和使用，是岩石學研究中一個突破性的轉折點，它為岩石學的研究打開了微觀領域的閘門，為岩石的分類和描述提供了許多重要的依據，對岩石學的深入發展起了極大的推動作用。

1889年俄國的費德洛夫發明了旋轉台，這為從三維方向高精度研究造岩礦物和岩組學提供了手段。1895年X射線的發現，又為礦物學的研究開闢了新天地，特別是對礦物的內部結構、微細礦物的測試等方面發揮著獨特的作用，為研究岩石的成因和演化規律提供了一些極其重要的線索。由於多種近代測試分析方法的完善和套用，使礦物的研究更是向著微量、微區、高速度、高精度的新階段迅速向前發展。礦物有序一無序的研究、礦物用作地質溫壓計的探討、礦物穩定同位素的測定，都直接或間接地為地殼中和殼下物質存在的狀態、岩漿的形成和演化等帶來了令人信服的憑據。岩石學的研究，正沿著礦物學、岩石化學、地球化學、區域岩石學、岩類學、岩理學、實驗岩石學和工藝岩石學等多方面彼此聯繫、相互推進的方向向前發展。

對於岩石化學，早期和近期都進行了大量的分析，為岩石化學成分分類積累了可靠的數據，如今岩石化學分析數據還在與日俱增。在二十世紀三十年代前後，各種岩石化學計算方法和分類如雨後春筍般地提了出來，如CIPW法、尼格里法、扎瓦里茨基法、巴爾特法等，近期更有里特曼法的出現。其它還有眾多的不同 用場的岩石化學指數以及大量的岩石化學圖解。它們都從不同的方面揭示了岩石的特徵、成因聯繫、成礦專屬性和岩漿岩的共生組合規律，對劃分岩漿雜岩、岩 漿岩建造、岩系或岩套組合方面都有一定的意義。地球化學研究，也為不同火成岩系間主要元素和微量元素的分布和組合的差異、找礦勘探和岩石成因與礦產的 形成等方面提供了線索。同位素和稀土元素地球化學的套用，在確定各類岩石的物質來源和生成年代與形成溫度上也有很大的突破。

研究內容

酸鹼度

①火成岩的酸度、鹼度、鋁飽和度。根據岩石中SiO2含量可把火成岩分為酸性、中性、基性、超基性；根據SiO₂對K₂O+Na₂O和CaO的關係，分為鈣性、鈣鹼性、鹼鈣性和鹼性；根據Al₂O₃與K₂O、Na₂O、CaO分子數關係,分為鋁不飽和及過飽和等。

類型

②火山岩的系列、類型。根據岩石化學成分及計算結果，把火山岩分為鹼性系列、亞鹼性系列；亞鹼性系列又分為鈣鹼性系列與拉斑系列。對鹼性系列火山岩還可分為鉀質與鈉質類型（系列）、甘迺迪趨勢、庫姆斯趨勢與跨越趨勢等。

組成

③火成岩的礦物組合及含量。對於結晶差的火山岩，粒度粗大薄片無法進行定量統計的侵入岩、蝕變的超基性岩和變質後面貌全非的火成岩，通過標準礦物的計算，可以大致確定岩石中主要礦物組合及含量。此外對於確定正、負變質岩來說，岩石化學常是一個很重要的手段。

命名

④火成岩的分類命名。由岩石中的某些氧化物、分子數、指數、標準礦物的數據與投圖，可以對火成岩進行分類、命名。如用SiO₂與K₂O+Na₂O確定火山岩的名稱與大類;用標準礦物石英、鹼性長石、副長石、斜長石確定暗色礦物小於90%的火成岩的名稱等。用岩石化學對火山岩命名，常比顯微鏡法準確，國內外套用很廣。

風化形成

演化機理

⑤岩漿的演化機理。岩漿成分受分異、同化、混染作用等影響常發生變化，套用岩石化學方法，可以研究岩漿成分的演化機理與演化方向。如以分異指數與氧化物圖分析岩漿是同化還是分異；用哈克圖及分異、固結數研究岩漿的演化等。

來源

⑥岩漿的來源及部分熔融程度。玄武岩漿來源於上地幔的部分熔融，由玄武岩、原始及殘留地幔包體成分，又可大致確定上地幔特徵及部分熔融程度。

物理化學條件

⑦岩漿及火成岩的物理化學條件。根據火成岩的化學成分計算、投影，可估算岩漿形成地區、岩漿房及噴出或侵位時的大致壓力（反映深度）、溫度、氧逸度、水逸度，還有岩漿的粘度，岩漿與岩石的密度等物化條件及參數。

成因問題

⑧火成岩的成因問題。用岩石化學成分可以判別、探索一些火成岩的成因問題。如某地玄武岩是原生還是演化岩漿產物；某區花崗岩是岩漿結晶還是花崗岩化作用產物；岩漿花崗岩是S型、I型、M型還是A型；還有超鎂鐵－鎂鐵岩的成因類型等。

岩石

板塊構造

⑨火成岩與板塊構造的關係。由化學成分及計算值的投影，可以分析玄武岩類或花崗岩類等產出時的板塊構造環境,是板塊內部還是板塊邊緣,是擴張邊緣還是聚斂邊緣，是島弧還是活動陸緣；還可大致估算板塊移動速度、消減帶岩漿來源深度與大陸地殼厚度等。

礦產

⑩火成岩與礦產的關係。套用火成岩化學成分可以分析它們與礦產的關係。如用數理統計法研究有無礦產的火成岩在某些化學成分方面的差別；用某些化學成分計算值確定富礦、貧礦及無礦的界限；用鎂鐵比值判別基性岩和超基性岩的含礦性及礦產類型；用矽、鹼區別花崗岩與鐵、銅、鉛、鋅、鎢、鉬、錫礦的關係等。