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第5章 火成岩结构成因分析.ppt

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第5章 火成岩结构成因分析.ppt

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文档介绍

文档介绍:一、过冷却程度与结晶程度及矿物颗粒大小的关系
岩浆在冷却到所含矿物的结晶温度时并不结晶,而是在过冷却的条件下,即是在低于其结晶温度的条件下结晶的。
过冷却温度:△T =TA - TB
TO,K2O -类质同象
CaO
结论:同一种岩浆结晶形成的火成岩中,除副矿物外,最终出现平衡共生的矿物相数应不多于5种。
1. The system SiO2
3、单组分体系
柯石英
斯石英
方英石
鳞石英
a
b
a -三相共生
(p=3,c=1)
f=c+2-p=0,此时,a点是无变度点。除非引起一个或两个相的消失,否则其P-T都不可能发生变化.
b -两相共生
(p=2,c=1)
f=c+2-p=1,此时,b点是有一个变度的点。
液相
斜长石的环带结构
4、二元固溶体体系(An-Ab)
Plagioclase (Ab-An,NaAlSi3O8 - CaAl2Si2O8)
斜长石环带结构--成因解释
斜长石
熔体
(1)相图组成特点(T-X图)
常压下(P=105Pa),An熔点=1553℃,Ab熔点=1118℃,二者以任意比例混合组成中间成分的斜长石。液相线是熔浆开始结晶或固相全熔的曲线,固相线是固相开始熔融或熔浆全部结晶的曲线。曲线上的 f=1,为单变平衡线。二曲线之间是固相与液相平衡共存的区域。
f =C+1-P(压力固定)
Bulk composition a = An60
= 60 g An + 40 g Ab
XAn = 60/(60+40) =
(2)成分a的结晶过程
平衡结晶和分离结晶
①平衡结晶过程
d点: 在 1450℃, 熔体 d 和斜长石f 平衡共存, 熔体和固体的比例按杠杆原理确定。
b点:熔体开始结晶斜长石
An = (point c)
f= 1 此时,相数p=2
c=2 温度-1
g点:在 1340℃, 熔体 g 全部结晶,最后形成的固体为h,其成分与原始液相a一致。
杠杆原理(The lever principle):
液体数量
固体数量
de
ef
=
d = 液体成分, f = 固体成分
e = 全岩成分
D
f
d
e
de
ef
liquidus
solidus
斜长石的环带结构
注意以下几点:
熔体结晶的温度范围:135℃(1475-1340℃ )
熔体成分的变化从 b 到 g
固体成分的变化从c 到 h
最终形成的斜长石是i
XplAn =
②分离结晶(Fractional crystallization)与斜长石正环带结构的形成:
特点:结晶出的晶体与残余的岩浆发生分离,任一温度时,由于晶体的移出,使结晶矿物的成分等于熔体成分。理论上讲,最后一滴熔体成分应为1118℃点,即结晶出Ab。但实际上自然界当中是不存在这样情况的,最终结晶结束的点接近1118℃点。主要是因为所结晶出的斜长石不能理想化的立刻与熔浆分离,会存在一定的反应关系后再分离。
4、水压对相图的影响
③水压变化对 相图的影响
4、水压对相图的影响
③水压变化对相图的影响
--斜长石反环带结构和韵律环带结构的成因
水压变化时斜长石环带的形成
③体系温度回升--斜长石反环带结构和韵律环带结构的形成
升温时最初的熔体成分是g (在 An20 and 1340oC)
继续升温:熔体和斜长石的成分连续变化
最终熔融的斜长石成分是 c (An87) at 1475oC,而熔体成分是b,与原固相组成完全一致。
(3)熔融过程
①平衡熔融过程:平衡熔融是平衡结晶过程的逆过程
x
②分离熔融:可熔出不同成分的斜长石液相
Remove first melt as forms
Melt Xbulk = first liquid = g
x
正条纹结构
钾长石主晶
钠长石客晶
反条纹结构
钠长石主晶
钾长石客晶
Ab-Or体系的T-X 相图
P= GPa H2O pressure.
(After Bowen and Tuttle , 1950), J. Geology.
5、具有最低熔点的二元固溶体体系
Ab(NaAlSi3O8)