标准矿物学

✍ dations ◷ 2025-12-04 22:34:28 #标准矿物学

标准矿物学（英语：Normative mineralogy）是对岩石的化学成分计算出的理想矿物学科，根据定量化学分析及地球化学原理，导出一种岩石的理想矿物组合。

计算理想矿物组合的方法有两种; 根据CIPW 范数或 Barth-Niggli 范数（也称为阳离子范数）。

首先，对岩石进行化学分析以确定元素成分。以氧化物（例如，MgO ）重量百分比表示。然后，根据已知矿物结晶顺序和岩石与矿物相的假设，并使用简化的矿物公式，计算出岩石的标准矿物组合。算出的标准矿物组合可用于评估熔体的二氧化硅饱和度。因为计算方法是一种简单计算，所以可以通过计算机程序来操作。

CIPW 范数是在 1900 年代初期由岩石学家 Cross、Iddings、Pirsson 和地球化学家 Washington 研发的。 CIPW 范数的计算是基于低压无水熔体中得出的标准矿物组合，也简化了自然界中常见的典型火成岩地球化学。并根据以下四个假设条件：

用 CIPW 计算的主要好处是能确定隐晶质或斑状火成岩的理想矿物。其次，根据似长石的存在与否，评估熔体的二氧化硅饱和度。岩石中的二氧化硅饱和度不仅根据二氧化硅含量而变，而且随着熔体中各种碱金属和金属物质的比例而变化。因此，硅饱和共晶在不同种类的岩石是不同的，并且不容易估计，因此需要计算出岩石是否是饱和二氧化硅。

这种方法是按岩石中主要的阳离子，按模式比例，分配给二氧化硅阴离子，以形成理想矿物组合中的固溶体矿物。首先从计算最常见的非硅酸盐矿物开始，把磷分配给磷灰石开始，氯和钠分配给岩盐，硫和 FeO 分配给黄铁矿，FeO 和 Cr2O3 分配给铬铁矿，FeO 和等摩尔量的 TiO2 分配给钛铁矿，CaO 和 CO2 分配给方解石。在其余的化学成分中，二氧化硅分配给Al2O3、K2O形成正长石；再分配二氧化硅给钠、铝和钾形成钠长石。依此类推，直到二氧化硅用尽（在这种情况下计算长石）或剩余。若有剩余则岩石含有石英。

标准矿物学是对岩石矿物成分的估计。它通常与肉眼可观察到的矿物成分不同，至少与矿物种类不同。特别是铁镁矿物和长石，它们有许多固溶体系列的矿物，也可能被具有相似 Fe 和 Mg 比例的矿物替代，例如，辉石被含水的角闪石和黑云母取代。然而，在隐晶岩或具有斑晶的岩石中，标准矿物学的计算是了解岩石演化及其与该地区其他火成岩关系的最佳方法。

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