8. 简述鲍文反应原理及其岩石学意义。
答：鲍文（N.L.Bowen）根据玄武岩浆冷凝结晶过程的人工实验观察，总结出了一个表示岩浆结晶过程的反应系列，称之为鲍文反应原理，这一原理较好地解释了钙碱性岩浆的矿物结晶情况。反应系列分两个系列：? 一个是连续反应系列，由培长石到钠长石，即斜长石系，反映岩浆结晶过程中斜长石的生成顺序，其成分是渐变的固溶体系（即An-Ab二元固溶体系），结晶格架未变化；② 二是不连续反应系列，由镁橄榄石到黑云母，即暗色矿物系，反映暗色矿物（铁镁矿物）从岩浆中晶出的先后顺序，其成分是突变的，结晶格架是变化的。
岩石学意义：
（1）可解释岩浆中矿物的结晶顺序，如橄榄石比辉石早析处，辉石又比角闪石、黑云母早结晶；
（2）解释了岩浆岩中矿物共生组合的一般规律，即两个序列结晶温度相当的矿物可以共生；
（3）解释了岩浆岩多样性的原因。如玄武质岩浆经边分离结晶可以逐渐形成较酸性的岩浆，即解释了岩浆的分异具由基性向酸性演化的趋势；
（4）解释了岩浆岩中某些结构上的特征。随着岩浆温度的下降，早析出的高温矿物可以与岩浆反应生成系列中低位的矿物，如常见的橄榄石反应生成辉石，辉石反应生成的角闪石等，形成暗色矿物的反应边结构；
（5）另外，还可解释岩浆岩和围岩捕虏体间的关系，较基性的岩浆易于熔化酸性捕虏体，而较酸性的岩浆则不易熔化较基性的捕虏体，所以自然界中较基性的暗色捕虏体最常见。
9. 简述火成岩中Al2O3和全碱的含量对矿物成分及其共生组合的影响。 答：（1）火成岩中Al2O3对矿物成分及其共生组合的影响：
Al2O3含量对铝硅酸盐矿物的种属形成有很大关系，通常根据Al2O3 与CaO、K2O、Na2O分子数的相对值，及在矿物成分上的反映，可将岩浆岩划分为四种类型：
① 铝过饱和岩石（过铝质岩石）：Al2O3>(CaO+K2O+Na2O) ，岩石中常出现富
9
铝的矿物，如白云母、黄玉、电气石、锰铝－铁铝榴石、刚玉、红柱石和矽线石，斜长石、钾长石和石英是常见矿物。
② 钙碱性岩石（偏铝质岩石）： (K2O+Na2O) ④ 碱过饱和岩石（过碱质岩石）：Al2O3< (K2O+Na2O) ，岩石中以出现碱性铁镁矿物为特征，如霓辉石、霓石、黑榴石、钠闪石、钠铁闪石和富铁云母等，还有黄长石、碱性火山玻璃，以碱性长石为主，副长石常见。而斜长石无或很少，石英只在高硅岩石中出现，其它岩石中无或很少。 （2）火成岩中全碱的含量对矿物成分及其共生组合的影响： 可用里特曼（组合）指数（δ）（δ＝（K2O+Na2O)2/(SiO2-43)）来衡量，可将岩石划分为钙碱性系列（δ<3.3）、碱性系列（δ=3.3～9〕和过碱性系列（δ>9）三种类型，各种类型的矿物成分及其共生组合见教材表85页表4-6。（记住：里特曼（组合）指数（δ）：δ＝（K2O+Na2O)2/(SiO2-43)） 10. 用镁橄榄石（Fo）-SiO2二元系相图分析反应边结构的成因。 答：答案见教材中的108-109页及讲课内容（略）。 10 11. 用钙长石 (An)-钠长石（Ab）二元系相图解释斜长石环带的成因。 答：（答案见教材中的112-113页及讲课内容） （画出An—Ab系示意图，说明环带结构的成因，（快速结晶，水压增大）） （1）水压的影响：正环带（分离结晶、水压降低）；反环带（水压增大）；韵律环带（水压波动）。 （水压：降低—增大—波动；环带：正—反—韵律！） 水压降低——斜长石正环带的形成 水压增大——斜长石反环带结构的成因 水压动荡——斜长石韵律环带结构的成因 （2）岩浆的冷却速度和过冷度也是形成环带的重要因素。 ① 非常缓慢冷却－无环带； ② 较快速冷却－正环带； ③ 快速冷却，由于大量固相的晶出放出较多的相变焓，致使岩浆温度回升－形成反环带； ④ 极快速冷却－无环带。 （冷却：缓慢—较快速—快速—极快速；环带：无—正—反—无） 11 12. 用透辉石 (Di)-钙长石 (An)二元系相图阐述基性岩浆的结晶过程。 答：答案见教材中的107-108页及讲课内容（略）。 13. 试述钙碱性系列超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩的化学成分，矿物组合特征及其演化规律。（SiO2含量：3-4-5-6；45-53-66） 答：SiO2>66％者，称为酸性岩；SiO2=53～66％者，称为中性岩；SiO2=45～53％者，称为基性岩；SiO2<45％者，称为超基性岩。由于火成岩中SiO2与其它氧化物存在协变关系，从超基性岩到酸性岩随SiO2的渐增，具“镁铁矿物由多到少，浅色矿物渐增，石英由无到有、含量渐增”的变化趋势。（重点！！！） ① 在超基性岩中，SiO2<45％，富FeO、MgO而贫K2O、Na2O，因此在矿物成分上镁铁矿物占主要地位（色率>90），主要由橄榄石和辉石组成。 ② 在基性岩中，SiO2=45％～53％，FeO、MgO较超基性岩减少，Al2O3、CaO大量出现，因此矿物成分为辉石与基性斜长石共生，镁铁矿物占40％～90％( 一般为40％～70％)。 ③ 在中性岩中，SiO2增至53％～66％，FeO、MgO、CaO均较前减少，K2O、Na2O的含量相对增加，因此在中性岩中常为角闪石与中性斜长石共生，暗色矿物减少，色率在15～40％之间。 ④ 在酸性岩中，SiO2>66％，FeO、MgO、CaO大大减少，而K2O、Na2O，显著增加，因此钾长石、酸性斜长石、石英为主要矿物，暗色矿物多为黑云母，色率小于15。 14. 国际地科联关于火成岩分类的QAFP双三角图中Q、A、P、F各代表什么？如何使用该分类图？ 答：国际地科联关于火成岩分类的QAFP双三角图中Q、A、P、F分别代表： Q-石英、磷石英、方石英；A-碱性长石、钠长石（An<5）；P-斜长石（An = 5-100）和方柱石；F-副长石类（霞石、白榴石、蓝方石、钙霞石、假白榴石、方钠石等） 12