文档介绍：第十一章岩浆矿物的结晶作用
自然界岩浆的结晶过程、岩浆岩中矿物共生规律、结构构造以及岩浆岩成因等一系列问题,除与地质条件密切相关外,也服从一定的物理化学原理。
喷出岩和大多数侵入岩是在地表或离地表不远的地表浅部形成的,所以在低压下硅酸盐系统相平衡的实验研究对理解岩浆矿物结晶作用具有重大意义。
第一节一元系相图及其岩石学意义
一元系是指研究对象只有一种纯物质,即独立组分数C=1。在此只介绍石英的相图。石英(SiO2)的相图及其岩石学意义:
1、相图特点 L为熔体;Cr为方石英;Tr为磷石英; α-Q为α石英; β-Q为β石英;TC为柯石英。
2、岩石学意义
●(1)磷石英(Tr)、方石英在低压高温下稳定,侵入岩中不出现,仅见于火山岩中,有时准稳态见于低温环境中,是低压的指示矿物。
●(2)α石英和β石英:酸性火山岩和超浅成岩中常见β石英假象,因为这种岩浆温度高,在地下压力较大的情况下,石英首先结晶,形成高温β石英;而同种成分的侵入岩则温度较低,且石英是最晚期结晶的产物,因此为α石英。
●(3)柯石英是高压环境的指示矿物。
第二节二元系相图及其岩石学意义
◇ Ab-An系统
◇ Or-Ab系统
◇ Di-An(透辉石-钙长石)系统
◇ Di-Ab(透辉石-钠长石)系统
◇ Lc-SiO2(白榴石-石英)系统
◇ Ne-SiO2(霞石-石英)系统
◇ Fo-Fa(镁橄榄石-铁橄榄石)系统
◇ Fo-Q(镁橄榄石-石英)系统
◇ Fo-Q(镁橄榄石-石英)系统
一、 Ab-An系统
这是一个固态无限混溶相图。固态溶液又称固溶体,它的特点是,两个端元组分可以任意比例混合,组成固体的均一相。如斜长石系列,橄榄石系列。
1、相图特点:固相区,液相区,固液共存区,固相线,液相线。
●(1)双变面:在液相区,自由度 F=C-P+1=2-1+1=2,即温度与组成可以任意改变。因此,也叫双变量区或双变面。
●(2)单变线:固、液两相处于平衡状态,F=2-2+1=1,即温度与组成只有一个可以独立改变,而另一个只能随之作相应的改变,才能维持固、液两相平衡。因此,也叫单变平衡曲线或单变线。
●(3)杠杆原理
2、结晶过程
●(1)平衡结晶过程
●(2)分离结晶作用:分离结晶作用的影响表现为: ; (Ab); 。
3、熔融作用在熔融过程的某一个温度上,熔浆的组分比较富钠(Ab),而难熔的固相残余物比较富An,温度越高,熔浆中越富An。因此,固相组分越富An,起始熔融的温度越高。
4、水压对相图的影响
5、岩石学意义
●(1)富钠组分的熔浆可以通过两种方式形成,一是比较富An矿物集合体的部分熔融;二是比较富An组分熔浆的分离结晶作用。
●(2)环带结构的形成
①水压的影响:正环带(不平衡结晶);反环带(水压增大);韵律环带(水压波动)。
②岩浆的冷却速度和过冷度也是形成环带的重要因素。
-无环带;
-正环带;
,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;
-无环带。
 
二、 Or-Ab系统
1、相图特点
●(1)Af碱性长石区
●(2)Orss固熔体+Abss固熔体共存区,固熔体分离曲线(不混熔曲线)
●(3)Or具有不一致熔融性质:即首先晶出另一种矿物,然后晶出矿物与熔浆反应再生成该矿物,如在靠近Or 一端,随温度下降首先晶出白榴石(Lc),然后Lc与熔浆反应再生成Or
●(4)最低点M:M点是固相线与液相线的交点,它将相图分为两个部分,这两个部分各自与Ab-An系统类似。在M点处是两相平衡(液相+Af碱性长石)。有的文献中把最低点M作为结晶作用终结时的温度和组成,或者被描述成起始熔浆的组成一定为最低点的组成,这是错误的。M点两旁的两个部分与Ab-An系统一样,结晶作用进行时,固相与液相的组成均向着M点的方向变化,但液相组成不一定都终结于M点,通常情况下,在没有达到M点时,结晶作用就终止了
2、结晶过程
3、水压的影响:随PH2O加大
●(1) Lc结晶区大大缩小,当PH2O>,Lc结晶区消失,Or变为一致熔融性质。因此,深成岩中不出现Lc
●(2)液相线和固相线温度大大降低,M点向Ab一端移动
●(3)PH2O对不混熔线影响小,PH2O升高,曲线略有上升
●(4)当PH2O>,固相线与不混熔曲线相交切,系统由“具最低点的固熔体体系”转变为“具共结点的固熔体体系”,“最低