GEOCHEMIA OGÓLNA

PROJEKT NR 2.

Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska

Wykonali:

Sylwia Sowa

Agnieszka Skorupa

Aleksandra Spyrka

Łukasz Suwała

3C GG4

1.Wstęp.

Nomenklatura i klasyfikacja skał magmowych może być oparta na różnych kryteriach: genetycznym (skały plutoniczne, hipabisalne, wylewne), teksturalnym (skały afanitowe, fanerytowe, pegmatytowe), mineralogicznym lub geochemicznym. Najbardziej przydatne są klasyfikacje oparte na składzie mineralnym i jeśli trzeba chemicznym. Analizę chemiczną skał magmowych wykonuje się jednak nie tylko w celu klasyfikacji, lecz także dla poznania ich genezy.

Klasyfikacja mineralogiczna oparta jest na modalnym składzie mineralnym, czyli ilościowo określonym w procentach objętościowych udziale minerałów wchodzących w skład skały. Jeśli skała jest szklista lub skrytokrystaliczna i nie zawiera fanerokryształów, to jej zaklasyfikowanie jest możliwe tylko na podstawie wyników analizy chemicznej. Analiza chemiczna skał magmowych służy zazwyczaj określeniu zawartości:

- pierwiastków głównych,

- pierwiastków śladowych,

- pierwiastków ziem rzadkich (REE).

2. Cel ćwiczenia:

Przeprowadzenie interpretacji geochemicznej analiz skał magmowych za pomocą:

a) Diagramu TAS

b) Trójkąta klasyfikacyjnego AFM

c) Diagramów dyskryminacyjnych:

-Ti/100-Zr-Y*3

-Ti/100-Zr-Sr/2

d) Diagramu pajęczego z normalizacją do chondrytów

3. Przedstawienie wyników:

Ad a) Diagram TAS (Total Alkali-Silica)

Przy użyciu diagramu TAS możemy sklasyfikować wszystkie skały wulkaniczne. Na osi x zaznaczamy zawartość SiO₂ w % wag., natomiast na osi y zaznaczamy zawartość Na₂O+K₂O (% wag) poszczególnych skał D1, D2, D3.

	D1	D2	D3
[% wag.]
SiO2	49,53	50,86	49,03
Na2O	4,84	3,81	4,71
K2O	1,29	1,18	0,24

Skała D1:

zawartość alkalii Na₂O+K₂O= 6,13 [% wag.]

Skała D2:

zawartość alkalii Na₂O+K₂O= 4,99 [% wag.]

Skała D3:

zawartość alkalii Na₂O+K₂O= 4,95 [% wag.]

Skała D1 należy do trachybazaltów, skały D2 i D3 do bazaltów.

• Punkt projekcyjny dla skały D1

• Punkt projekcyjny dla skały D2

• Punkt projekcyjny dla skały D3

Ad b) Trójkąt klasyfikacyjny AFM

Jest to jedna z powszechniej stosowanych projekcji zawartości wybranych pierwiastków głównych dla bazaltów.

Obliczenia zawarte w tabeli dokonano wg wzorów:

A= Na₂O + K₂O

F= FeO + 0,8998*Fe₂O₃

M=MgO

	D1	D2	D3
A	6,13	4,99	4,95
F	9,06	10,81	9,58
M	6,20	6,37	8,58
Σ	21,39	22,17	23,11

Normalizacja do 100%:

Skała D1

Σ A+ F+ M = 21,39

A= A* 100/ Σ

A= 6,13* 100% / 21,39

A= 28,66 %

F= 9,06*100% / 21,39

F= 42,46 %

M= 6,20* 100% / 21,39

M= 28,99 %

Skała D2

A= 4,99* 100% / 22,17

A= 22,51 %

F= 10,81*100% / 22,17

F= 48,76 %

M= 6,37* 100% / 22,17

M= 28,73 %

Skała D3

A= 4,95* 100% / 23,11

A= 21,42 %

F= 9,58*100% / 23,11

F= 41,45 %

M= 8,58* 100% / 23,11

M= 37,13 %

• Punkt projekcyjny dla skały D1

• Punkt projekcyjny dla skały D2

• Punkt projekcyjny dla skały D3

Zgodnie z powyższym diagramem skały D1, D2 oraz D3 należą do alkaliczno-wapniowych.

Ad c) Diagramy dyskryminacyjne

Ti/100-Zr-Y*3

	D1	D2	D3
Ti/100	115	118	122	ppm
Zr	156	146	159	ppm
Y	32	22	29	ppm

D1

TiO₂=1,92 [%]

mTiO₂= 47,87g +32 g= 79,87 g

1mol TiO₂ - 79,87 g

1mol Ti - 47, 87 g

79, 87 g- 1,92%wag TiO₂

47,87 g- x %wag Ti

x= 1,15[%wag]= 11500 ppm Ti

Ti/100= 115 ppm

Zr= 156 ppm

Y*3= 32*3=96 ppm

Σ= 367 ppm

Ti= 115* 100%/367= 31,33 %

Zr= 42,51%

Y*3= 26,15%

D2

TiO₂= 1,97 [% wag]

79, 87 g- 1,97%wag TiO₂

47,87 g- x %wag Ti

X= 1,18[% wag]= 11800 ppm Ti

Ti/100=118 ppm

Zr=146 ppm

Y*3=3*22=66 ppm

Σ= 330 ppm

Ti= 118*100% /330= 35,75 %

Zr= 44,24 %

Y*3= 20%

D3

TiO₂= 2,04 [% wag]

79, 87 g- 2,04%wag TiO₂

47,87 g- x %wag Ti

X= 1,22 [% wag]= 12200 ppm Ti

Ti/100=122ppm

Zr=159 ppm

Y*3=29*3= 87 ppm

Σ=368 ppm

Ti=122*100%/368=33,15%

Zr=43,26%

Y=23,64%

• Punkt projekcyjny dla skały D1

• Punkt projekcyjny dla skały D2

• Punkt projekcyjny dla skały D3

Ti/100-Zr-Sr/2

	D1	D2	D3
Ti/100	115	118	122	ppm
Zr	156	146	159	ppm
Sr	237	141	49	ppm

D₁

Ti/100= 115 ppm

Zr= 156 ppm

Sr/2=118,5 ppm

Σ= 389,5 ppm

Ti=115*100%/389,5= 29,53

Zr=156*100%/389,5= 40,05

Sr/2=118,5*100%/389,5= 30,42

D₂

Ti/100=118 ppm

Zr=146 ppm

Sr/2=70,5 ppm

Σ=334,5 ppm

Ti=118*100%/334,5=35,28

Zr=146*100%/334,5 =43,65

Sr/2=70,5*100%/334,5=21,08

D₃

Ti/100=122ppm

Zr=159 ppm

Sr/2=24,5 ppm

Σ=305,5

Ti=122*100%/305,5=39,93

Zr=159*100%/305,5=52,05

Sr/2=24,5*100%/305,5=8,02

• Punkt projekcyjny dla skały D1

• Punkt projekcyjny dla skały D2

• Punkt projekcyjny dla skały D3

Ad d) Diagram pajęczy z normalizacją do chondrytów

	Zawartość [ppm]			zawartość w chondrycie [ppm]	Zawartość po normalizacji do chondrytów [ppm]
Pierwiastek	D1	D2	D3	C1	D1	D2	D3
Mn	991	1010	1183	1990	0,498	0,508	0,594
Ni	71	62	52	11000	0,006	0,006	0,005
Co	55,9	45,7	48	502	0,111	0,091	0,096
Cr	56	33,9	20,2	2660	0,021	0,013	0,008
Sc	41,6	37,9	32,7	5,82	7,148	6,512	5,619
Ga	20	12	18	10	2,000	1,200	1,800
Zn	115	105	114	312	0,369	0,337	0,365
Cu	34	120	356	126	0,270	0,952	2,825
Cs	0,91	0,3	0,72	0,187	4,866	1,604	3,850
Rb	29	13	14	2,3	12,609	5,652	6,087
Ba	403	138	159	2,34	172,222	58,974	67,949
Sr	237	141	49	7,8	30,385	18,077	6,282
Zr	156	146	159	3,94	39,594	37,056	40,355
Hf	4,7	3,53	3,5	0,104	45,192	33,942	33,654
Nb	11	10	14	0,246	44,715	40,650	56,911
Ta	0,75	0,58	0,73	0,014	53,571	41,429	52,143
Y	32	22	29	1,56	20,513	14,103	18,590
Th	6,7	6,5	3,6	0,029	231,034	224,138	124,138
U	1,7	1,6	1,3	0,008	212,500	200,000	162,500
La	24,6	17,7	33,3	0,235	104,681	75,319	141,702
Ce	60	45	54	0,603	99,502	74,627	89,552
Nd	24,7	39	44	0,452	54,646	86,283	97,345
Sm	4,6	5,2	4,7	0,147	31,293	35,374	31,973
Eu	2,14	1,43	1,6	0,056	38,214	25,536	28,571
Tb	1,28	1,17	0,86	0,036	35,556	32,500	23,889
Yb	3,24	2,57	2,63	0,162	20,000	15,864	16,235
Lu	0,39	0,31	0,5	0,024	16,250	12,917	20,833

Wykonane obliczenia:

Zawartość w chondrycie: po odczytaniu zawartości poszczególnych pierwiastków śladowych zamieniono wartości na ppm.

Zawartość w skale po normalizacji do chondrytów:

zawartość w skale po normalizacji do chondrytów= zawartość danego pierwiastka w skale (ppm) / zawartość danego pierwiastka w chondrycie (ppm).

4. Wnioski:

Na podstawie dokonanych obliczeń, przy pomocy diagramu TAS próbka skały D1 zostały zaklasyfikowane do trachybazaltów, a D2 i D3 do bazaltów. Dalsze obliczenia i trójkąt AFM pozwoliły zaklasyfikować skały do bazaltów alkaliczno-wapniowych.

Według obliczeń i diagramu dyskryminacyjnego Ti/100-Zr-Y*3 skały D1, D2 i D3 są bazaltami śródpłytowymi. Natomiast według diagramu dyskryminacyjnego Ti/100-Zr-Sr/2 skały D1 i D2 należą do bazaltów śródoceanicznych (MORB), co koliduje z wynikami analizy diargamu Ti/100-Zr-Y*3. Punkt projekcyjny skały D3 znajduje się poza obszarem pola projekcyjnego, dlatego dla tej skały diagram nie nadaje się do klasyfikacji. Wnioskuje się, że wyniki ostatniego diagramu nie powinny być brane pod uwagę w analizie.

Źródłem materiału skał D1, D2, D3 są głębokie strefy płaszcza. Skały te są bazaltami śródoceanicznymi (OIB), powstały w wyniku częściowego przetopienia perydotytu płaszcza na skutek dekompresji.

---