岩石物理化学 火成岩
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第三章火成岩岩石:是在各种地质作用下,按一定方式结合而成的矿物集合体,它是构成地壳及地幔的主要物质。
矿物组成:由一种矿物组成;多种矿物组成。
如根据成因,岩石可以分为三大类:火成岩、沉积岩和变质岩。
第一节岩浆、岩浆作用和火成岩的概念1、火成岩由两类岩石组成:一类是岩浆作用形成的岩浆岩;另一类是非岩浆作用形成的,如花岗岩化作用形成的花岗岩。
火成岩中以岩浆岩为主。
岩浆岩是由岩浆凝结形成的岩石,约占地壳总体积的65%。
2、岩浆1)概念:岩浆是在地壳深处或上地慢天然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体,它是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。
2)存在位置:地壳深处或上地幔中;3)组成:一部分是以硅酸盐熔浆为主体;一部分是挥发组分。
①硅酸盐熔浆在一定条件下凝固后形成各种岩浆岩,②挥发性组分主要是水蒸汽和其它气态物质。
在岩浆上升、压力减小时可以从岩浆中逸出形成热水溶液,对于成矿往往起很重要作用。
也有极少数岩浆是以碳酸盐和氧化物为主的。
3)岩浆的化学成分若以氧化物表示,其主要成分是:Si02、A1203、MgO、FeO、Fe203、CaO、NaO、 K20、H20等。
其中以Si02的含量为最大。
4)岩浆根据含有Si02的多少可分为酸性岩浆(SiO2>65%)、700--900℃中性岩浆(52--65%)、900--1000℃基性岩浆(45--52%)、1000--1 200℃超基性岩浆(<45%)、1200℃以上5)岩浆的成因:是由于局部物理化学条件发生变化(如压力减小、热能积累等),从而导致部分固态原岩转变为熔融状态,形成岩浆。
3、岩浆作用1)概念:岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程,称为岩浆作用。
具有巨大的动能、热能和化学能2)岩浆作用:侵入作用,喷出作用。
a.侵入作用:一种是岩浆上升到一定位置,由于上覆岩层的外压力大干岩浆的内压力,迫使岩浆停留在地壳之中冷凝而结晶。
这种岩浆活动称侵入作用。
第三章火成岩岩石是在各种地质作用下,按一定方式结合而成的矿物集合体,是构成地壳及地幔的主要物质。
有些岩石主要由一种矿物组成,称单矿岩。
如天安门前金水桥的大理石,古代称汉白玉,由单一的方解石组成的。
多矿物构成的岩石称多矿岩,自然界绝大多数岩石是由两种以上矿物组成的。
岩石是地质作用的产物,其化学成分、矿物成分、结构、构造及产状都与地质作用有密切的因果关系。
同时岩石又是地质作用的对象,地球的内、外营力共同对岩石外表形态等进行塑造。
概况地说,岩石是地球发展的产物,其记录了地球发展的历史和规律。
按成因,岩石可以分火成岩 (岩浆岩)、沉积岩和变质岩三大类。
(1) 火成岩(岩浆岩)(Magmatic rocks, Igneous rocks):它主要是由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆,在侵入地下或喷出地表冷凝而成的岩石。
简单地说:由岩浆冷凝固结而成的岩石称为岩浆岩。
(2) 沉积岩(Sedimentary rocks):它是由地壳风化产物、生物有关物质、火山碎屑物等,在外营力作用下搬运、沉积、固结而成。
如砂岩、灰岩。
(3) 变质岩(Metamorphic rocks):由岩浆岩、沉积岩经变质作用转化而成的岩石。
如大理岩、片麻岩等。
就面积而言,沉积岩占75%,火成岩和变质岩共占25%。
就重量而言,火成岩占89%,沉积岩和变质岩分别为5%和6%。
岩浆岩和变质岩又可统称为结晶岩。
三大岩类可以相互转化。
一、基本概念1.火成岩简单地说,火成岩就是由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆冷却后而形成的一种岩石。
现在已经发现700多种岩浆岩,大部分是在地壳里面的岩石。
火成岩包括两类岩石:一类是由岩浆冷凝结晶作用形成的岩浆岩;另一类是由非岩浆作用形成的(如花岗岩化作用)。
其中,以岩浆岩为主,占地壳总体积的65%。
2.岩浆的概念岩浆是在地壳深处或上地幔天然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体,是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。
岩石基本知识岩石是地球上最常见的固体材料之一,它们构成了地壳的主要组成部分。
岩石的形成和演变是地球长期地质过程的产物,它们承载着地球历史的痕迹,也是地质学研究的重要对象。
岩石可以分为三大类:火成岩、沉积岩和变质岩。
火成岩是由地下岩浆冷却凝固形成的,如花岗岩、玄武岩等。
沉积岩是由岩屑、有机物等在地表沉积堆积形成的,如砂岩、页岩等。
变质岩是在高温高压条件下,原有岩石发生物理化学变化形成的,如片麻岩、云母片岩等。
火成岩是最常见的岩石类型之一。
它们的形成过程可以分为两种类型:深成岩和浅成岩。
深成岩是在地壳深部形成的,冷却速度较慢,晶粒较大,如花岗岩。
浅成岩是在地壳浅部形成的,冷却速度较快,晶粒较小,如玄武岩。
沉积岩是由岩屑、有机物等在地表沉积堆积形成的。
它们的形成过程可以分为三个阶段:侵蚀、运移和沉积。
侵蚀是指岩石的破碎和风化过程,运移是指岩屑和溶解物质在水、风等介质中的运动过程,沉积是指岩屑和溶解物质在水、风等介质中沉积下来形成新的岩石。
变质岩是在高温高压条件下,原有岩石发生物理化学变化形成的。
变质岩的形成过程可以分为两种类型:区域变质和接触变质。
区域变质是在大范围的地壳运动和构造活动中形成的,如片麻岩。
接触变质是在岩浆侵入地壳时,岩浆的高温作用下形成的,如云母片岩。
岩石的性质和特征与其成分、结构和形成过程密切相关。
岩石的成分主要包括矿物和岩石碎屑。
矿物是岩石的基本组成单位,它们具有特定的化学成分和晶体结构。
岩石碎屑是由岩石的机械破碎和风化作用产生的颗粒状物质。
岩石的结构可以分为块状结构、层状结构和片状结构等。
块状结构是指岩石以块状或块状组合形式存在,如花岗岩。
层状结构是指岩石以层状或层状组合形式存在,如砂岩。
片状结构是指岩石以片状或片状组合形式存在,如片麻岩。
岩石的形成过程是地球长期地质过程的产物,它们承载着地球历史的痕迹。
通过研究岩石的成因和演化,可以了解地球的演化历史和地质构造活动。
岩石也是人类社会发展的重要资源,如建筑材料、矿产资源等。
岩石小知识一、岩石定义与分类岩石是地球表面的自然固体物质,它们是由矿物或岩石碎屑组成的。
根据形成方式和成分,岩石可以分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类。
火成岩是由岩浆冷却固化形成的,沉积岩是由地表碎屑沉积形成的,变质岩则是由于温度和压力变化使岩石结构发生改变而形成的。
二、岩石形成条件岩石的形成需要满足一定的条件,包括地质构造、地壳运动、地球物理化学作用等。
在地球内部,由于地壳运动和火山活动,岩浆会从地下涌出,冷却固化后形成火成岩。
同时,地表碎屑经过沉积作用,也可以形成沉积岩。
而变质岩的形成则需要经历高温和高压作用。
三、岩石结构与构造岩石的结构和构造是指其内部矿物颗粒的大小、形状、排列方式以及矿物之间的相互关系。
不同的岩石类型具有不同的结构和构造特征。
例如,火成岩具有粗糙的结构和斑状的构造,而变质岩则具有细腻的结构和层理构造。
四、岩石物理性质岩石的物理性质包括硬度、密度、抗压强度、抗拉强度等。
这些性质对于了解岩石的特性、预测地质灾害以及指导工程建设都具有重要意义。
例如,火成岩通常具有较高的硬度,而沉积岩则具有较低的硬度。
五、岩石成因与分布不同的岩石类型具有不同的成因和分布规律。
例如,火成岩主要分布在地球表面的火山活动区,而沉积岩则广泛分布在海洋、湖泊、河流等沉积环境中。
变质岩则主要分布在高温高压的地质环境中。
六、岩石应用领域岩石在许多领域都有广泛的应用。
例如,火成岩可以用于制造陶瓷、玻璃等材料,沉积岩可以用于制造水泥、石灰等建筑材料,变质岩可以用于制造耐火材料等。
此外,岩石还可以用于地质勘探、矿产资源开发等领域。
七、岩石资源保护随着人类活动的不断扩大,对岩石资源的开采和利用也越来越频繁。
然而,过度开采和不合理利用会导致资源枯竭和环境破坏。
因此,我们需要加强岩石资源的保护和管理,合理利用资源,减少对环境的破坏。
同时,还需要加强科研和技术创新,提高资源利用效率,推动可持续发展。
儿童科普:了解地球的岩石构造
地球是一个神奇而美丽的星球,它的表面覆盖着各种各样的岩石。
这些岩石构成了地球的外壳,也就是地壳。
让我们一起来了解一下地球的岩石构造吧!
地球的岩石可以分为三大类:火成岩、沉积岩和变质岩。
1. 火成岩:它们是由熔融的岩浆冷却凝固而成的。
当岩浆从地球内部上升到地表时,由于温度降低,岩浆逐渐凝固形成岩石。
火成岩有很多种,比如花岗岩和玄武岩。
2. 沉积岩:它们是由沉积物堆积、压缩而成的。
这些沉积物可以是沙子、泥土、贝壳或其他生物的残骸。
经过长时间的压缩,这些沉积物变成了坚硬的岩石。
沉积岩有很多种,比如砂岩和石灰岩。
3. 变质岩:它们是由已经形成的岩石在高温、高压或化学作用下发生改变而形成的。
变质岩可以是火成岩或沉积岩经过变化而来的。
变质岩有很多种,比如片麻岩和大理岩。
这三大类岩石在地球的不同地方形成,它们的特征和性质也各不相同。
通过研究岩石,地质学家可以了解地球的历史和结构。
第二篇火成岩第二章岩浆与岩浆作用岩浆是由已存在的地幔或地壳岩石经熔融或部分熔融形成的, 它可以全部由液相的熔体组成, 也可以含有部分固态物质和挥发分。
由于岩浆源区的岩石主要为硅酸盐, 岩浆的主要组成也为硅酸盐。
当岩浆产生后, 在通过地幔和/ 或地壳上升到地表或近地表的途中, 发生各种变化的复杂过程称为岩浆作用 (magmatism)。
源区:上地幔地壳成分:硅酸盐挥发分固体物质高温粘稠的熔融体分类:岩浆喷出地表形成的火成岩称为喷出岩(extrusiverocks) ; 侵入于地壳中的称为侵入岩(intrusive rocks)。
原生岩浆:原生岩浆 (primary magma) 是由地幔或地壳岩石经熔融或部分熔融作用形成的成分未发生变异的岩浆。
特点:成分未发生变化母岩浆:能够通过各种作用 (分异作用、同化作用、混合作用等) 产生派生岩浆的独立的液态岩浆称为母岩浆(parent magma)。
因此原生岩浆可以成为母岩浆,但母岩浆不一定是原生岩浆。
如玄武岩浆可通过分异作用产生安山岩和英安岩, 从而形成了玄武岩—安山岩—英安岩系列。
经分异作用产生的派生岩浆又可称为进化岩浆 (evolved magma) , 分异作用强的表示其进化程度高。
亏损地幔:液相中的元素随着熔融作用不断地移出地幔源区进入岩浆。
关键词:富集地幔地幔交代作用地壳物质重新返回地幔的再循环作用。
原生岩浆主要类型:玄武岩浆、花岗质岩浆和安山岩浆。
原生岩浆冷却结晶可以形成火成岩,派生岩浆形成各种各样的火成岩。
二、岩浆的形成与运移:岩浆形成的两个最基本的条件是: 1.源区的岩石, 即地幔或地壳的岩石作为熔融岩浆的母岩; 2.足够热能的积累。
岩浆源区岩石特征的3种了解途径:①、寻找岩浆中的深源捕虏体如碱性玄武岩类、金伯利岩捕虏体:橄榄岩玄武岩:尖晶石橄榄岩或石榴子石橄榄岩金伯利岩:石榴子石橄榄岩深度:都源于地幔,金伯利岩源区深度大于玄武岩,石榴子石橄榄岩平衡的深度大于尖晶石二辉橄榄岩。
高考地理岩石知识点地理学科在高考中占有重要的地位,其中地理的岩石知识点是考生们需要重点掌握的内容之一。
本文将以综合的方式介绍高考地理岩石知识点,帮助考生们更好地理解和记忆相关知识。
一、岩石分类岩石是地壳中的主要构成物质,根据其形成过程和组成成分的不同,可以将岩石分为三类:火成岩、沉积岩和变质岩。
1. 火成岩火成岩是由地球内部的岩浆经过冷却和凝固形成的岩石,可分为深成岩和浅成岩两种。
深成岩包括花岗岩、玄武岩等,而浅成岩则包括安山岩、流纹岩等。
2. 沉积岩沉积岩是指由岩石碎屑、有机物质等在沉积过程中经过压实和胶结形成的岩石,如砂岩、页岩、石灰岩等。
3. 变质岩变质岩是指由岩石在高温、高压等地质条件下发生物理化学变化而形成的岩石,包括片麻岩、云母片岩等。
二、岩石的成因和特点不同类型的岩石具有不同的成因和特点,考生们需了解各种岩石的形成过程和主要特点。
1. 火成岩的成因和特点火成岩是地球内部岩浆冷却凝固所形成,具有晶粒状结构、硬度大、密度大以及较好的机械强度等特点。
2. 沉积岩的成因和特点沉积岩是由岩屑、有机物质等在沉积过程中形成,具有层理明显、孔隙度大以及受力能力弱等特点。
3. 变质岩的成因和特点变质岩是由岩石在高温、高压等地质条件下发生变质而形成,具有晶粒重新排列、物理性能改变以及旧岩石的痕迹消失等特点。
三、岩石的应用价值岩石不仅是地壳构造的产物,还具有广泛的应用价值,考生们需要了解不同岩石的应用领域。
1. 火成岩的应用价值火成岩广泛应用于建筑材料、道路材料以及工艺品等领域,如花岗岩可用于建筑装饰,玄武岩可用于道路铺设。
2. 沉积岩的应用价值沉积岩主要应用于建筑材料、水泥制造以及化肥生产等方面,如石灰岩可用于制造水泥,石膏可用于化肥生产。
3. 变质岩的应用价值变质岩由于其高硬度和较好的机械强度,主要应用于建筑材料和雕刻工艺等领域,如云母片岩可用于屋顶瓦片制作。
四、地质灾害与岩石地质灾害与岩石密切相关,掌握地质灾害的类型与岩石的关系,对理解和应对地质灾害具有重要意义。
研究火成岩前言在最近的一年里接触不少地质方面的知识,在此论文中我将写出一些有关火成岩的知识。
我们生活在大自然的怀抱里,他给予我们很多奇迹和惊喜,当然我们也有义务保护他,爱护他,并且研究他,能充分利用各个方面的能源和材料资源。
摘要火成岩又叫做岩浆岩,它通过一系列复杂的化学物理反应生成,他富含矿物,并且通过这些矿物我们可以推断出当地的地质年龄以及底层特性,可以确定哪个年代发生过什么事件,此外他是个建筑,工程方面很重要的石材,有很高的利用价值及研究价值。
1.火成岩的概念火成岩或称岩浆岩,是指岩冷却后(地壳里喷出的岩浆,或者被融化的现存岩石),成形的一种岩石。
现在已经发现700多种岩浆岩,大部分是在地壳里面的岩石。
常见的岩浆岩有花岗岩、安山岩及玄武岩等。
一般来说,岩浆岩易出现于板块交界地带的火山区。
火成岩(IgneousRock)由岩浆(Magma)直接凝固而成。
液态冷却中结品成多种矿物,矿物再紧密结合成火成岩。
化学成分各异之岩浆,最後成为矿物成分各异之火成岩,种类繁多,细分之有数百种。
如依其含矽量之高低做最简明之分类,火成岩有酸性(Acidic)、中性(Intermediate)、基性(Basic),及超基性(Ultrabasic)四大类。
同时火成岩之晶体,因结晶时在地下之深度不一亦有粗细之别;将此分别代表深浅之粗细做为矿物成分以外之另一分类依据。
2.火成岩的结构和构造1.结晶程度结晶程度是指岩石中结晶质部分和费解净值部分之间的比例。
岩石全部由已结晶的矿物组成时,称为全晶质结构,全部由未结晶的火山玻璃组成,称为玻璃质结构,岩又有玻璃时称为办晶质结构。
岩浆快速冷却后除了结晶成玻璃外,也可以形成脱玻化类似的结晶结构。
所谓的脱玻化作用就是随之地质时石中既有结晶物代的增长和温度,压力的参与玻璃质将逐渐转变成稳定态的结晶质,这一过程称为脱玻化作用。
2.矿物颗粒的大小矿物的颗粒大小一是指矿物颗粒的绝对大小,二是指矿物颗粒的相对大小。
岩石物理化学在矿物共生顺序与共生组合中的应用前言岩石物理化学是岩石学与物理化学之间的交叉学科方向,是现代岩石学最重要的支柱之一。
它的理论基础是相律和相平衡原理,以及热力学三大定律。
它研究矿物、岩石、熔浆(体)、气体、溶液、流体以及它们之间在不同温度压力条件下平衡共存的关系,在这里我们就矿物共生顺序与共生组合做主要研究。
所谓矿物的共生顺序,是指矿石建造中同一成矿阶段矿物生成的先后顺序。
凡不属同一成矿阶段的矿物,则它们生成的阶段性已很明了,就不必再讨论其先后关系。
所谓矿物的共生组合,是指矿石建造中各个成矿阶段某些特定物质组分,在同山地质成矿作用和物理一化学条件下,在相同空间和时间内形成的一套矿物组合。
矿物共生顺序和矿物共生组合,是探索和解释矿石建造在成矿作用中所富集起来的元素组合, 从熔体或溶液,在不同成矿阶段的不同物理一化学条件下,结晶或沉淀的演变历程。
它不仅能提供这一物质的演变历程,也能为矿石生成的一些成矿条件和物理化学条件,提供重要的信息或科学的依据。
一矿物共生顺序矿物的共生顺序不外三种情况:一是矿物依次连续结晶;二是矿物依次超复结晶,它的真实性很值得怀疑,三是矿物同时结晶。
(一)矿物依次连续结晶矿物依次连续结晶是指一种矿物结晶结束之后, 另一种随着开始结晶,待第二种结晶结束之后,第三种又随着开始结晶,等等。
矿物依次连续结晶的现象,在岩浆岩中很普遍。
中基性岩中橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等就是依次连续结晶的。
它们经常出现的包晶结构,相平衡实验中出现的不一致融熔,便是很好的证据。
在基性一超基性层状分异的岩体中,造岩矿物和造矿矿物依次连续结晶的现象也很明显。
凡是最早结晶的矿物,往往可以发育成完整的自形晶。
这是由于熔浆对晶体生长不具阻力的缘故。
倘熔浆的粘度较小,这些晶体还可以游聚在一起,形成浸染状的聚晶,或者进而在岩体底部堆积起来,形成块状集合体,不论它们是浸染晶粒、聚晶或块状集合体,晶粒都是自形晶,即便相互接触也是自形镶嵌,少量自形晶间隙则被晚期结晶的矿物充填。
倘熔浆的粘度较大,也可以一开始就结成聚晶或块状集合体,但只在它们的外表保留自形晶轮廓,内部则为直边、半自形或它形镶嵌。
这是因为它们虽是最早晶出,应当成自形晶, 但晶粒都在一处同时结晶,生长过程有相互抵触作用的缘故。
上述现象对结晶后不发生次生扩大的矿物,例如对铬铁矿来说是很典型的,对常常发生次生扩大的矿物,尤其是硅酸盐就不怎么典型了。
当上述第一种矿物结晶后第二种矿物结晶时,独立结晶时仍形成完全的自形晶, 堆在第一种矿物层之上,从而形成自下而上自老而新的层状岩体或矿层。
(二)矿物依次超复结晶矿物依次超复结晶是指一种矿物结束结晶之前,第二种矿物随着开始结晶,在第二种矿物结束结晶之前,第三种矿物随着开始结晶,等等。
它们在结晶时间上相邻矿物之间都有同时结晶和分别先后结晶的现象。
最早研究矿物超复沉淀的是巴斯廷、格拉顿、林格伦、施瓦茨等。
他们在为“国家矿物共生研究委员会”所写的论文中指出, 两种矿物的不同晶粒,既有同时结晶的证据而又有先后结晶的证据,就属于超复结晶。
又按照常理,矿物既可以出现先后依次结晶和同时结晶,当然也可以出现超复结晶。
因此,以往矿相工作者经常化费很多时间,在镜下寻找超复结晶的证据。
更有人认为超复结晶是极普通的现象,凡是不具明显先后结晶和同时结晶的矿物,都一概作为超复结晶看待。
他们作为超复结晶的证据,也不外乎矿物间的自形程度和相互突入的程度等。
(三)矿物同时结晶矿物同时结晶是指两种或两种以上的矿物,在同时和同地开始结晶和结束结晶。
那些在同时而不在同地开始结晶和结束结晶的情况,一方面不容易确定它们是否真正同时,另方面由于晶粒间并非相互接触生长,也就不存在任何实际意义。
因此,凡是同时结晶的矿物,也就指的是相互接触生长的同地结晶矿物。
如所周知,由固溶体分解作用形成的不混溶(出溶)矿物对,是同时生成的矿物。
其中含量较少的矿物常呈星状、乳胶状、板状、格状晶,沿主矿物的晶格分布于主矿物中,或者析出于主矿物晶粒的外围,形成链状或网环状的细粒聚晶(结状结构)。
又由共结作用形成的共结体矿物对,也是同时生成的矿物。
典型的共结结构为蠕虫状、微文象状、后成合晶状,不典型的也可形成粒状集合体。
此外,如由胶体重结晶作用生成的矿物集合体,由变质作用生成的变晶矿物集合体,也都是同时生成的矿物。
除上述典型的同时生成矿物外,更重要的是常见的粒状矿物集合体。
这种粒状矿物集合体可由两种或两种以上矿物在合适的条件下从同一均匀的熔体或溶液中结晶而成,也可由上述不混溶作用和共结作用在缓慢结晶或退火的条件下生成。
对这种常见的粒状矿物集合体来说,确定它们是同时结晶,还是依次连续结晶的集合体是重要的,而利用镜下的结构特点来判别它们是一种较好的方法。
我们可以认为: 一、两种或两种以上矿物的晶粒,如果互相密切接触,并显示互边或互为边界结构,它是最好的同时生成的证据。
这是因为同时同地生长的晶粒,在生长过程中互相抵触,不可能发育各自特有晶形的缘故。
二、两种或两种以上互相密切接触生长的矿物晶粒,虽然晶粒的形态各不相同,自形的程度也有差别,但是如果它们之间不存在一种矿物明显较早结晶的特征结构,例如熔蚀自形、交代、包晶、反应边、假象等等,也表明是同时结晶的矿物。
二矿物共生组合狭义的矿物共生组合,是指在同一成因和物理一化学条件下,在同一的时间和空间中,由一套元素共生组合生成的一套矿物共生组合。
从这一定义中不难理解: 既是同时生成,就不应当可以区分出矿物的生成顺序,既是同地生成,就不应当可以看出分别成堆生成。
所以,狭义的矿物共生组合,应当是一套同时生成而晶粒间又相互密切接触生长的矿物集合体。
1966年国际矿床成因协会(IAGOD)在西德弗莱堡开会的时候, 曾举行过一次“矿物、地球化学、岩石与矿床的矿物共生组合专题讨论会”。
会上通过矿物共生组合的新定义如下:由不同成矿作用生成的矿物集合体,偶然地组合在一起,称为矿物组合。
在时间上、空间上有一些限制,并特别被物理一化学定律控制而由一定成矿作用生成的矿物组合,称为矿物共生组合。
那末怎样的一套矿物, 能证明符合上述的条件,是属于同时、同地并处在平衡状态下生长的共生组合矿物呢?这是一个带根本性的而同时又是相当复杂的问题。
总的说来,它可以凭镜下矿物结构的观察分析和应用相平衡原理予以解决。
矿物同地结晶的问题前面也巳述及。
所谓同地结晶是指矿物是从同地的同一均匀的熔体、溶液或同一矿物集合体,经结晶或重结晶而成的矿物集合体。
因此这些矿物必然互相接触生长。
假使矿物为a,b,c三种,即a必须与b,c接触,b必须与a,c接触,c必须与a,b接触,才能算作共生组合。
否则,如只有a,c互相接触生长和a,b互相接触生长,而没有。
,b互相接触生长,那就说明它们原来不是一种均匀的熔体、溶液或矿物集合体,而是由两种成分不同的上述物质构成,从而使新生成的矿物,形成a+b和a+c两套矿物共生组合(图1)图1 三套矿物共生组合:a+b+c,a+b,a+c就同处于平衡状态来说, 它是指矿石:1.不存在例如放射纤维状、球颗状、环带状以及可明显分出结晶先后等等的不稳定矿物,2.矿石中的矿物数量应当与哥氏矿物相律不矛盾。
矿物相律即:P(矿物数)《C(组分数)倘矿物的数量超过组分数,表明体系处在不平衡或亚平衡状态,最后必将经过扩散作用,消灭超过的矿物数以达平衡。
以此二元系的矿物数不能超过二、三元系的矿物数不能超过三,以此类推。
3.倘不出现上述的不稳定的现象,就可以作为已处在平衡状态。
因为矿石生成后一般巳经过很长的地质年代,既然能保持不变,本身也就是平衡的一个正面依据。
矿物共生组合或平衡组合建立之后,石的成矿作用和生成的物理一化学条件服务。
就可以应用相平衡原理和相律,为探讨和解释矿相平衡图和相平衡曲线可帮助我们:1.预测和识别物相,2.认识矿石化学的趋向,即有关成矿溶液的性质及其在空间、时间上的变化,3.认识化学反应的特点和结构特点,4.了解可以共生和不能共生的矿物,5.识别矿物的平衡组合和不平衡组合,6.解释成矿溶液的性质和成矿作用的机理,用中的温度、压力和硫、氧逸度等条件的范围。
图2 Fe-S体系图3 Cu-S体系图4 Cu-Fe-S体系,400°图5 Cu-Fe-S体系,300°图6 Cu-Fe-S体系,25°图7 Cu-Fe-S体系 Cu约占5%现以Fe-S,Cu-S两二元系和Fe-Cu-S三元系的相平衡图为例说明。
三套图中出现在常温条件下的矿物有: 陨硫铁(tr)、六方磁黄铁矿(hpO)、单斜磁黄铁矿(mpo)、史密斯矿(Fe3S4)、黄铁矿(py)、辉铜矿(cc)、蓝辉铜矿(dg)、铜蓝(cv)留色铜蓝(bev)、斜方蓝辉铜矿(al)、低辉铜矿(dj)、斑铜矿(bn)、六方辉铜矿()、铜(co)、伊达矿(id)、黄铜矿(cp)、硫铁铜矿(tal)、莫依霍克矿(mh)、哈硫铁铜矿(hc)、方黄铜矿(cb)、福库契利矿(fk)等。
出现的两相组合有:tr+hpo,hpo+mpo,mpo+py,mpo+Fe3S4,Fe3S4+py,hpo+py,cc+dj,dj+al,al+bcv,dg-cc+bcv,+dg-cc,+co,cc+co,cv+py,cv+dg,dg+al,dg+dj,dg+py,dg+bn,cc+bn,bn+py,bn+cp,bn+tal,bn+mh,cp+py,cp+pal,cp+mpo,cp+cb,cb+hpo,cb+tr,mh+hc,mh+tr,hc+tr等。
出现的三相组合有:cc+dj+bn,dj+bn+dg,dj+al+dg,al+dg+cv,cv+dg+py,dg+py+bn,bn+py+cp,bn+cp+tal,tal+mh+bn,tal+cp+cb,tal+cb+mh,mh+hc+tr,cb+mh+tr,cb+tr+hpo,cb+hpo+mpo,cb+mpo+cp等。
我们可将实际共生组合查出图上相符的组合,从而在图上找出这一组合稳定的物理一化学条件,例如温度、压力、组分等。
图上各组合代表在地质上较常见环境中属于压力影响较小温度影响较大的体系。
在此压力作为常压,只表示组分与温度的关系,这种相平衡图通称凝聚体系相平衡图。
从这种图上就可以查出各共生组合或平衡组合矿物在温度上的稳定范围, 例如tr十hp。
组合在180℃以下稳定,hpo+mpo组合在310℃以下稳定,mpo+py 在310℃以下稳定,ev+id+py在440℃以下稳定,bn+id+py在500℃以下稳定,bn+ep+py在550℃以下稳定,ep+mpo+py在310℃以下稳定等等。
有的组合在图上未标出的可查其他资料。
相平衡图中如有固溶体分解情况, 同时已作出确实的固溶线, 则可利用出溶矿物的定量比或其化学分析结果, 根据固溶线找出矿石生成的最低可能温度, 例如图3左方tr十hpo组合两旁的两条固溶线就可如此应用。