当前位置：文档之家 › 5第六章 矿物共生组合 变质相和变质相系

5第六章 矿物共生组合 变质相和变质相系

  • 格式：ppt
  • 大小：4.89 MB
  • 文档页数：90

下载文档原格式

  / 90

合集下载

变质相-变质相系列

变质相-变质相系列

6. 角闪岩相(A或AM): 中温温度约500-700。C，压 力0.3-0.8GPa,普通角闪石和斜长石的共生是本相的 标志,可以有透辉石没有斜方辉石。泥质岩中除了石 英，白云母和黑云母外，低压相系含红柱石，堇青 石和夕线石，中压相系含十字石，蓝晶石和铁铝榴 石。高温部分夕线石，铁铝榴石开始与正长石稳定 共生。 7. 麻粒岩相(G): 高温温度700-900。C，压力0.31.2GPa,出现斜方辉石为标志岩石主要由无水矿物所 组成，少量黑云母和普通角闪石一般是富Ti的变种。 8. 榴辉岩相(E): 高压温度300-900。C，压力大于 1GPa,特征矿物组合：绿辉石+石榴子石不含长石。 一般呈不大的块体在其它岩石中作为包体。温度范 围很宽，压力极大。
A(K)FM Diagram
Biotite (from Ms): KMg2FeSi3AlO10(OH)2 A = 0.5 - 3 (0.5) = - 1 F =1 M =2 To normalize we multiply each by 1.0/(2 + 1 - 1) = 1.0/2 = 0.5 Thus A = -0.5 F = 0.5 M=1
共生分析、变质相与变质相系列
一、矿物相律 1. 共生分析的基本思路： 大多数变质岩在变质过程处于化学平 衡，因此，其形成的矿物组合（相）、 与化学成分（组分）和物理化学条件 （自由度）之间服从Gibbs相律：
P（相数）+f（自由度数）=C（组分数）+2
从研究变质岩矿物共生组合出发，应用 相律，以分析矿物组合、岩石化学成分 和物化条件的关系。这是变质岩石学研 究的基础，称为共生分析（Paragenesis analysis） 2. 封闭系统的Goldschmidt矿物相律 PC 3. 开放系统的Korzhenskii矿物相律 PCi；Ci为惰性组分

矿共生规律

矿共生规律

矿共生规律
矿共生规律指的是不同矿物在自然界中出现在一起的一种规律性现象。

矿共生规律对于地质学、矿物学、矿床学等领域的研究具有重要意义，它可以帮助科学家理解地质过程、矿床形成机制以及矿物的分布规律。

以下是一些常见的矿共生规律：
1.热液矿物共生规律：热液矿床中的矿物通常具有明显的共生规律。

例如，铅锌矿常常与闪锌矿和黄铁矿一起出现。

这是因为热液烟囱中的物质通常以一定的温度和压力条件沉淀，并且矿物之间的溶解度差异导致它们一起沉积。

2.接触变质矿物共生规律：接触变质作用是地壳中高温和高压条件下的一种矿物生成过程。

在接触变质带中，常见的共生规律包括榴辉岩中的榴石、角闪石、石榴石和磁铁矿等矿物。

3.层控矿床共生规律：层控矿床是在地层中沉积的矿床，不同的地层中通常含有不同的矿物。

例如，煤炭矿床常常与页岩和砂岩一起出现，而铜镍矿床可能与辉钼矿和辉铜矿一起发现。

4.矿物组合规律：一些矿物具有一定的共生规律，它们在不同类型的矿床中通常以一定的组合方式出现。

例如，金、银和铜常常一起出现，形成金矿床。

5.矿物富集规律：地质过程中，某些地质条件可能导致某些矿物的富集。

例如，氧化性条件通常有利于铁矿物的形成，而还原性条件可能导致硫化物矿物的富集。

这些矿共生规律提供了地质学家和矿床学家有关地质过程和矿床形成机制的重要线索。

通过研究这些规律，科学家可以更好地理解矿床的分布、形成时期和地质背景，有助于资源勘探和矿床开发。

1/ 1。

岩石学-共生分析、变质相和变质相系

岩石学-共生分析、变质相和变质相系
为了用图解表示，要把这些值换算为A＋C＋F=100，即用摩
尔百分数表示。
四、A’KF图 计算岩石的A’KF程序如下：
A′=[Al2O3]＋[Fe2O3]－([K2O]＋[Na2O]＋[CaO]) K=[K2O] F=[FeO]＋[MgO]＋[MnO] A′＋K＋F=100 为了用图解表示，要把这些 值换算为A’＋K＋F=100， 即用摩尔百分数表示。
一个薄片中出现两个共生组合 a.由于原岩成分的细微变化，使得在一个很小的范围内出 现两个共生组合：Cc＋Q（上）和Wo＋Q（下）； b.视域中A、B、C三相有机会彼此接触，属一个矿物共生 组合。而D则被包裹于B中，不与A、C接触， 不包括在该共生组合中，D与B构成另一个矿物共生组合
矿物相律
一、封闭体系的矿物相律 — Goldschmidt矿物相律 在封闭条件下岩石系统达平衡时服从Gibbs相律。由于变质作 用常常是在一定温度和压力区间内进行并达平衡的，必定至少 有两个自由度，即f ≥ 2。由Gibbs相律公式可得：
C=1 ：Al2SiO5
P(Max) = C + 2 - F = 3
P
P＝3相：And, Sill, Ky 平衡共
Ky
生时，只能在三相点上，此
时， F＝0。
Sill
P＝2相：And/Ky, And/Sill,
Ky/Sill, 只能在单变相线上，
And
此时，温度的改变必须压力 随着改变才能保证两相平衡
A=100 A=50, F=50 A=50, C=50 C=50, F=50 A=25, C=75 C=100
三、岩石成分的标绘
计算岩石的ACF程序如下：
(1)用副矿物含量校正岩石化学分析；
(2)把校正过的岩石化学分析的各个氧化物wB%（可不考虑SiO2 和H2O）除以其分子量再乘以1000，换算成氧化物的摩尔数。 如： [CaO]=CaO wB%×1000/CaO分子量;

变质岩石学名词

变质岩石学名词

词目：变质地质图英文：metamorphic map释文：反映各地区不同时期变质作用的特征及时空变化规律的专门性地质图。

变质地质图的主要内容包括变质相和变质相系、变质岩系的地层时代和变质期、混合岩和花岗质岩石、变质作用类型和变质地质单元等。

它是研究各地区变质作用与大地构造环境和地壳演化之间关系的重要图件,也是研究区域变质成矿作用的基础图件词目：变质相英文：metamorphic facies释文：在一定的温度和压力范围内,不同成分的原岩经变质作用后形成的一套矿物共生组合。

它们在时间上和空间上重复出现和紧密伴生,每一个矿物共生组合与岩石化学成分之间有着固定的对应关系。

这一概念首先由埃斯科拉(P.Eskola,1920)提出。

根据形成时温度和压力条件的不同,可将所有的变质矿物组合划分为若干个变质相。

不同的变质相往往以特征矿物组合或相当的特征性岩石来命名。

例如,浊沸石相、蓝闪石硬柱石片岩相、绿片岩相、角闪岩相、麻粒岩相、榴辉岩相等。

研究一个变质地区内每一个变质相的特点,能确定这一地区变质作用的温度和压力范围及其时空变化关系词目：变质相系英文：metamorphic facies series释文：简称相系(facies series)。

在一个变质地区内反映温度和压力之间变化特征的一系列变质相,称为变质相系。

这一概变质相系的分类念首先由都城秋穗于1961年提出。

他认为一个变质地区内,由于温度和压力的变化范围较大,往往需要用一系列变质相来表示。

不同变质地区可具有不同的变质相系,反映不同变质地区的地热梯度有所不同,它们与当时的大地构造环境有密切关系。

根据特征的矿物组合和地热梯度,可将变质相系分为三个基本类型(如图)：①低压变质相系(low pressure metamorphic facies series),即红柱石矽线石型,以泥质变质岩中出现红柱石、矽线石、堇青石为特征,地热梯度大于25℃/千米；②中压变质相系(medium pressure metamorphic facies series),即蓝晶石矽线石型,以泥质变?恃抑谐鱿掷毒 ⑽ 呤 ⑹ 质 ⑻ 亮袷 卣?,地热梯度大约为20℃/千米；③高压变质相系(high pressure metamorphic facies series),即硬玉蓝闪石型,以泥质变质岩中出现蓝闪石、硬柱石、硬玉和石英为特征,地热梯度大约为10℃/千米或更低词目：变质相组英文：metamorphic facies group释文：在一定的温度范围内不同压力条件下形成的一组变质相。

变质相及其相转化

变质相及其相转化
术语解释:
变质相及变质相分类
Winkler (1974) 按温度将变质强度划分为四个变质级(等物理系列) : 很低级, 低级, 中级, 高级. 很低级变质: 特征是变质基性岩中出现浊沸石,硬柱石, 葡萄石, 绿纤石等矿物的出现为标志, 温度区间为200-3500C. 低级变质: 以变质基性岩中硬柱石, 葡萄石,绿纤石等矿物反应形成黝帘石和阳起石为标志,温度区间为350-5500C 中级变质: 标志是泥质岩石中十字石(堇青石)出现和绿泥石消失. 在变质基性岩中以普通角闪石+斜长石(An17)为特征.温度区间为550-6500C. 高级变质: 标志是泥质岩石中白云母和石英反应形成矽线石和钾长石组合(变质成因的紫苏辉石代表高级变质条件), 温度区间 > 6500C.
变质相及其相转化
变质相及变质相分类 主要区域变质相的特征 变质相图及其编绘 相转化的组构标志及研究意义
汇报时间：12月20日
Annual Work Summary Report
变质岩岩理学基本研究内容
原岩及其形成构造环境的研究 变质作用演化及大地构造环境
.
变质作用
变 质 岩
原 岩
变质岩形成过程
T. P. C
变质岩研究层次
地球动力学
变质相及变质相分类
一、变质相的基本概念
1915年芬兰地质学家爱斯克拉，在研究芬兰奥里耶维地区的接触变质岩石，同样发现矿物组合随岩石化学成分的变化而变化。。
1911年，戈尔德斯密特研究挪威奥斯陆地区的高级变质角岩时，发现这一地区变质岩的矿物组合随原岩化学成分的变化而变化。首次把相律应用到变质岩的研究中，
变质相的概念(P.Eskola, 1920)：一个变质相是指类似的温度、压力条件下达到化学平衡的所有岩石的总和（不论其结晶方式），一个变质相内部，随着岩石总体化学成分的改变，其矿物组合作有规律的改变”

变质地质图需编制的基本内容

变质地质图需编制的基本内容

变质地质图需编制的基本内容（一）变质相、相组、相系（型）(详见下表)表1. 变质相、变质相型特征简表①注记中温压条件仅供参考；②B：基性岩；③P：泥质岩（二）关于变质相系的地温梯度范围，根据Miyashiro的分类稍加修正：（三）变质作用的分类的划分（以变质作用形成的大地构造环境，结合变质作用形成的热动力条件（温、压条件）进行初步的综合划分，编图及总结时进一步总结修改补充）甲：主要类型1. 埋深变质作用，见于克拉通内断陷盆地，拗拉槽等地，有浊沸石相型（甚低温，低-中压）和葡萄石-绿纤石相型（极低温，中压），相当于浅-中深地壳位置，实例：准噶尔华里西变质带。

2．克拉通（或大陆地盾区）基底区域变质作用——区域中高温变质作用（以单相，面状为主），实例：华北克拉通可能出现的变质相型有：（1）绿帘-角闪岩相型（2）角闪岩相型（3）麻粒岩相型（a）低-中压麻粒岩相型（b）高压麻粒岩相型（见于冀西北淮安地区）（c）超高温麻粒岩相型（见于内蒙古中南部和土贵乌拉等地）（4）角闪岩相-麻粒岩相过渡型华北的高压麻粒岩究竟是造山带的深俯冲折返还是下地壳的快速抬升的产物，这需要在编图过程中加以总结。

3．造山带区域变质作用（1）区域低压变质作用国内典型的低压变质带很少，且往往和中压型绞合在一起，但从变质作用的机制看，低压变质作用需要有热平流（heat advection），常与伸展体制有关，这与其他类型不同。

（2）区域中压变质作用是碰撞造山带的特征，热流传递以传导为主，可能出现的变质相型有：（a）绿帘-角闪岩相型（b）角闪岩相型（c）偶尔也见有麻粒岩相型（d）两种类型的过渡型以上真正的中压变质作用不多，往往与低压变质作用连在一起，往往以出现递增变质带为主，如武夷山-云开加里东变质带和川西华里西变质带，塔里木早元古变质带等。

（3）深俯冲区域高压-超高压变质作用有陆壳俯冲型和洋壳俯冲型，陆壳俯冲型如苏鲁-大别高压-超高压变质带，洋壳俯冲如天山、北祁连造山带。

成因矿物学矿物共生组合


6.6 矿物共生分析
• 6.6.1 矿物共生分析的理论基础
• 理论基础：相平衡和相律
• 相：在相平衡体系中，具有相同成分及 相同物理、化学性质的均匀物质部分部 分称为相。
• 在矿物学中认为相平衡体系内任何不同 的固相均为独立矿物。
• 相平衡体系内的相数是由某些独立变量 （温度、压力、组分浓度等）所决定的。 当这些变量中的一个或几个，在一定范 围内能独立改变而不引起相数的改变， 则这些独立变量称为自由度。自由度的 数目称为自由度数，用f表示。
• 热液矿床的矿物按其生成时的温度， 分为三组：
• 高温：375~300℃ • 中温：300~200℃ • 低温：200～50℃
• 6.3.1 高温热液矿床的矿物共生组合：
• 1）矿石矿物：
• 金属矿物：主要有黑钨矿、锡石、辉钼矿、 辉铋矿、毒砂等；其次是镜铁矿、磁铁矿等。 可出现黄铁矿、白钨矿及自然金等，但是它 们并非高温热液作用所特有，也可以在中温 热液，甚至是低温热液作用中出现。
泥 绿泥石、 铁铝榴石 十字石 铁铝榴 斜方辉
质 硬绿泥石、
石
石、铁
岩 黑绿泥石 中 压
镁铝榴 石
相 变 阳起石、
系
质 基
多硅白云 母、绿帘
普通角闪 普通角 普通角 斜方辉 石、黑云 闪石、 闪石、 石、斜 母、绿帘 黑云母、 黑云母、 长石、
性 石、黑云 石、铁铝 透辉石、 透辉石、 单斜辉
岩 母、黑硬 榴石
6.3.3低温热液矿床矿物共生组合
• 1）矿石矿物：主要为辰砂、辉锑矿、雄黄、 雌黄，明矾；其次为银的硫盐、自然铜、冰 洲石（无色透明的方解石）等。
• 2）脉石矿物：石英、石髓、蛋白石、菱锰矿、 沸石等。

第五章 变质相和变质相系

变质相系的实质在于每一种特定类型的变质相系列都反映各自特定的地热梯度类型和所经历的事件及其演化进程这是该变质地质体在空间上所处的大地构造和板块构造位置在时间上所处的地壳发展阶段和当时当地造山运动性质的综合表现
第五章
变质相和变质相系
第一节
一、变质相的概念
变质相
1911年，23岁的戈尔德施密特 （ Goldschmidt）发表了对挪威奥斯陆 （ Oslo）地区接触变质作用研究的专著， 第一次成功的把相律应用于变质岩中平 衡矿物共生组合的研究。近于同时，与 Goldschmidt 同 龄 的 芬 兰 人 艾 斯 科 拉 （ Eskola,1914、1915）也在芬兰西南 的奥里耶维（ Orijä vi）地区从事接触变 质作用研究。
4. 绿片岩相（GS） 特征矿物组合是钠长石（Ab）＋绿 帘石（ Ep）＋绿泥石（ Chl）＋阳起石 （ Act） （基性岩石）或钠长石（ Ab） ＋绿帘石（Ep）＋白云母（Ms）＋绿泥 石（Chl）＋石英（Q）（泥质岩石）， 高温部分出现黑云母，高压部分出现黑 硬绿泥石、硬绿泥石和铁铝榴石。叶蜡 石和硬绿泥石等不与钾长石共生。绿片 岩相的范围大致是： 温度 400 ～ 500 ℃， 压力0.3～0.8GPa。
根据目前的研究现状，变质相的概念可
确定如下： 变质相是一定温压范围内形 成的各种化学组成的变质岩中的一套变 质矿物组合。它们在时间上、空间上反 复共生，且矿物组合与岩石化学成分之 间有着固定的、可以预测的对应关系。 * 在理解变质相的概念时应注意下 列问题：
（1）一个变质相大体上是一个等物 理系列，包括一定物化条件范围内形成 的各种化学成分的变质岩石。 因而变质 相与岩石化学成分无关，不能依据个别 岩石类型定义一个变质相。 （2）“时间上、空间上反复出现” 指同一变质相的岩石在不同时代、不同 地区经常重复出现。这一方面说明它们 在形成时接近化学平衡，另一方面表明 它们能在大范围内进行对比。

变质岩岩石学-5 变质相变质带和变质相系2010


Grt Bi Chl
Note：



Barrow noted significant and systematic mineralogical changes in the pelitic rocks He subdivided the area into a series of metamorphic zones, each based on the appearance of a new mineral as metamorphic grade increased The new mineral that characterizes a zone is termed an index mineral
Zones thus have the same name as the isograd that forms the low-grade boundary of that zone Because classic isograds are based on the first appearance of a mineral, and not its disappearance, an index mineral may still be stable in higher grade zones
Ky
Sil
Barrow’s Area
Figure 21-8. Regional metamorphic map of the Scottish Highlands, showing the zones of minerals that develop with increasing metamorphic grade. From Gillen (1982) Metamorphic Geology. An Introduction to Tectonic and Metamorphic Processes. George Allen & Unwin. London.

变质岩-变质相

泥质岩石在这一变质条件下硬绿泥石和绿泥石都可能出现。这一变质相的 温度为500－560℃，压力为0.3－1.0GPa。
• 主要区域变质相特征
图1-4.高绿片岩相的 ACF 和 A’KF 图
Pyr A A’
Mus
Mic K
Ep C Cc
Bi
Hb
F Tc F
• 主要区域变质相特征
六、 低角闪岩相
相当于巴洛变质带的蓝晶石带
• 主要区域变质相特征
图1-3.低绿片岩相的 ACF 和 A’KF 图
Cht--硬绿泥石 Pyr—叶蜡石 Tc—滑石 Mic—微斜长石
Ep
Pyr
A A’
Mus
Mic K
C Cc
Bi
Act
FF Tc
• 主要区域变质相特征
五、 高绿片岩相
相当于巴洛变质带的铁铝榴石带
特征是基性岩中出现普通角闪石，泥质岩中出现铁铝榴石。
• 每个变质相都是一个等物理系列。其矿物组合和岩石化学成分之 间在达到化学平衡后, 有着可以预测的对应关系.
• 一个变质相应包括一套具有各种原岩化学成分的矿物组合, 它们在 时间和空间上彼此之间密切共生, 且在不同地区重复出现．
• 变质相的划分标志: 矿物组合, 通常用基性变质岩的矿物组合划分 变质相, 并以相应的基性变质岩命名
Bi
FF Cum
镁铁闪石
• 主要区域变质相特征
七、 高角闪岩相
标志是泥质岩石中的白云母＋石英不稳定，转变为钾长石＋Al2SiO5，即：
白云母＋石英＝钾长石＋夕线石/红柱石＋H2O
这一反应的实验条件为：
PH2O＝0.1GPa
T＝580℃
PH2O＝0.3GPa
T＝660℃
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

Korzhenskii根据组分差异活动性原理, 把开放系统下,
各组分分为两类:
•
完全活动组分：是扩散能力极强，可以在瞬间通过粒
间流体与外部环境发生物质交换，以使其化学位(或浓度)
与外部环境中该组分化学位(或浓度)相等。在平衡过程中
，完全活动组分保持化学位(或浓度)不变，外部环境在该 过程中起缓冲作用，因而又称为外缓冲组分。 • 惰性组分：是扩散能力很差，难于与外部环境发生物
注意该化学相图分成了 5 个小三角相图, 标注了 (A)-(E)
这个图类似于一个 相容图 (compatibility diagram), 该 图通常为变质岩石学家所 应用
Xbulk 成分落入到三角图 (E) 中, 相应的矿物组合 为= y - z - xyz
•
•
相容图可以清晰解释了为什么尽管在相同的变质级别下的平衡, 常常可以发 育有不同的矿物组合 如果从(E) 移到 (D) 区内(沿着z 和 xyz之间的线), 那么岩石中将含有x2z , 并 且不再含有 (E)中的y .
合格的相容图必须在一定的具体的P-T条件范围 内, 如某个变质地块的一个变质带中, 因为矿物的 稳定性和组合随着P 和 T 的变化而变化 • 先前的图必须是在一定的P-T 范围内, 在这范围 内假设的矿物x, y, z, xy, xyz, 和 x2z 是稳定的, 且 以矿物组合出现 • 在不同的变质级别中, 相图是需要改变的
• f=2: 体系是双变量, 在 相图上为一个面（两个 单变线之间的区域）, 称为双变平衡区（双变 面）.
2. 封闭系统的Goldschmidt矿物相律
1911年，Goldschmidt在研究挪威Oslo地区辉长岩体接触 变质晕时，将Gibbs相律应用于自然界的变质岩石。他认为， 在封闭条件下岩石系统达到平衡时应服从Gibbs相律。变质作 用是在一定T-P区间内进行的并达到平衡，必须至少有两个自 由度，即f≥2。由Gibbs相律公式可得： f=C-P+2≥2。 因此， P≤C (5-2)
相当于总分(f)的2-相矿物组分,由通过组分(f)结 线端元 表示
质交换的组分，即系统对之来说是封闭的，在平衡过程中
保持质量固定不变，因而又称为固定组分。
按照Korzhenskii组分差异活动性原理，在 开放系统情况下，总的组分数目应该为完全活动 组分与惰性组分之和，即：
C = Ci + C m
式中：C为组分数，Ci为惰性组分数，Cm为活 动组分数。
由于完全活动组分与T , P一样受外部环境控制，因而， Korzhenskii提出完全活动组分与T, P一样，看作控制交代反应的外 部条件。这样，开放体系的自由度则为，
假设一个总组分落入矿物 (xyz)ss区域 P = 1, 但体系没有改变 由于相的组分数的变 化, C 仍是等于3, 并 且由相律可知F = C f+2=4
因此 P, T, 和矿物相 中的任何3个组分中 的2个仍是独立变量
Figure 24-2. Hypothetical three-component chemographic compatibility diagram illustrating the positions of various stable minerals, many of which exhibit solid solution. After Best (1982) Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman.
f ≥ Cm + 2
将式上述两式代入相律公式：f = C- P+2中可得: (Ci + Cm) - P+2 ≥ Cm + 2
P ≤ Ci
因此，在温度、压力和活动组分化学位的一定范围内，能稳 定平衡共存于一开放体系的矿物相数等于或小于惰性组分数，而与 活动组分无关。 由Korzhenskii矿物相律公式P ≤ Ci ，我们可以很好地解释交代 分带现象。即越接近热液活动中心，活动组分（Cm）越多，惰性 组分（Ci）越少，因而共生矿物数目也越少。在热液活动中心，甚 至只剩下1、2个惰性组分，因而可出现单矿物岩石，如纯石榴子石 矽卡岩。
第四章 共生分析、变质相和变质相系
一．矿物相律 二．矿物组合、成分-共生图解和组分分析 三．ACF图、A’KF图和AFM图
四．变质相与变质相系
一．矿物相律
1. 共生分析的基本思路
2. 封闭系统的Goldschmidt矿物相律
3. 开放体系统的Korzhenskii矿物相律
1. 共生分析的基本思路
如果系统内没有流体相，P就代表矿物相数；如果有一 个流体相，矿物相数就等于P-1。因此在一定T-P范围内平衡 共生的矿物相数不大于该岩石系统的独立组分数。这就是 Goldschmidt矿物相律(mineralogical phase rule)，是Gibbs相 律的地质学形式。
•
例如Al203-Si02二元系，可出现的矿物很多：石英、 刚玉、红柱石、蓝晶石、夕线石等，但实际上只可能有 两种即石英或刚玉与Al2Si05 同质异相变体之一共生。 如果Al203与Si02是等量的，至多只能出现2个同质异相 变体。在平衡条件下，不太可能有3、4种矿物组合，更 不可能有4个以上的矿物共生。
化学相图
3-C: 矿物组分投影在三角图 x, y, z, xz, xyz, and yz2
假设这个岩石在图中有5个 矿物组合:

x-xy-x2z xy-xyz-x2z xy-xyz-y xyz-z-x2z y-z-xyz
当应用这一化学相图去研 究该岩石矿物组合时, 在 岩石中平衡共存的相是用 结线连接的(tie-lines)
① A+B+C
② B+C+D
A和D不接触
① Qtz+Cal; ② Qtz+Wo.
Qtz+Cal+Wo.
① Qtz+Cal; ② Qtz+Wo; No Wo+Cal
2. 成分-共生图解
• 成分-共生图解或共生图解
• 若一个岩石系统由3种组分组成, 根据Godlschmidt矿物相 律, 可能的组合中矿物数应是3、2或1, 用一个三角图来表 示岩石三组分矿物成分, 把该图解分成一系列小三角形就 能直观地表示矿物共生关系.
由黄色圈代表的Xbulk (f) 落在一个结线上. 因为在先前的例子中, 有两个相(xyz)ss 和 zss 共存
因为 P= 2, C 仍是3, 所以F = 3 - 2 + 2 = 3
Figure 24-2. Hypothetical three-component chemographic compatibility diagram illustrating the positions of various stable minerals, many of which exhibit solid solution. After Best (1982) Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman.


其他矿物才能稳定 相同矿物不同组合 (不同的结线连接不同的共存相)
具有固溶特征(solid solution)的相图
矿物 x(y,z) 和 x2(y,z) 显示了一种晶格位上组分y 和 z 的有 限固溶现象. 矿物 x(y,z) 可以具有较多 y 在晶格位上, 与 矿物 x2(y,z) 相比 矿物 (xyz)ss 和 zss ( 脚注表示固溶) 展 现了所有三个组分 的有限固溶
①
②
③
例如, 只有总组分具有相应于 (A)的 成分时, 才有可能发育矿物x, 因为这 时的总组分富含x 成分 假设xyz是一个重要的指示矿物 (如 石榴石). 这个图可以解释为什么并 不是所有的泥质岩都含石榴石, 尽管 它们都在石榴石带中 任何一个具有总组分为 (A) 的岩石 都将不含石榴石
④ ⑤
这个图也解释了为什么一些矿物对不能共存. 矿物x 在目前的条件下, 不能 与矿物y, xyz, or z 保持平衡, 因为结线分割了这些矿物对 类似的矿物z 不能与矿物x, x2z, or xyz 共存
Figure 24-2. Hypothetical three-component chemographic compatibility diagram illustrating the positions of various stable minerals, many of which exhibit solid solution. After Best (1982) Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman.
•
必须指出，Goldschmidt矿物相律描述的是P-T图解上 双变区内或变质地体的变质带内的矿物共生规律。而PT图解的单变线上或变质地体等变线上出现的矿物相数 要比矿物相律允许的相数多1。
3. 开放体系统的Korzhenskii矿物相律
Korzhenskii(1936, 1942, 1973)认为, 交代系统就其整 体来说各部分温度、压力、组分化学位等热力学强度变 量数值不等, 是一种不平衡系统, 但在每一个极小的局部, 这些数值是固定的, 即不随时间变化而变化时, 可以建立 平衡状态. 而当这些数值随时间而变化时, 只要其变化速度不超 过这一小范围建立平衡所需的速度, 则局部平衡(local equilibrium)仍能建立. 因此, 热力学的多相平衡原理能有效应用于研究交代 作用过程. 在此基础上, Korzhenskii 提出组分差异活动 性(differential mobility of components)的思想, 拟定了开 放系统矿物相律和开放系统的矿物共生分析方法.
• 相律, 系统中矿物平衡时: Gibbs 相律 F(自由度数) = C(组分数) – p(相数) + 2