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透辉石CaMgSi2CV钠长石NaAlSi3Oa体系
发表日期:2019/3/15       点击:273

透辉石CaMgSi2CV钠长石NaAlSi3Oa体系

由于钙长石(An)和钠长石(Ab)是斜长石类质同象系列的两个端元,所以Di-An体系类似于Di-Ab体系,An可看作是代表了含有Ab的斜长石类质同象混晶。图5-6是透辉石(Di)和钠长石(Ab)二元共结系相图。值得注意的是,该二元系共结点偏向Ab一侧,共结比为Di3Ab97。酸性岩浆的成分点一般均落于共结点左方,但接近于共结点,所以总是暗色矿物先结晶,形成半自形到自形晶;其次是斜长石,为半自形晶,形成典型的花岗结构。


二、二元近结系

上述二元共结系的二端元间无其他中间产物,如果二元系两个端元之间存在一个中间化合物,并且这种中间化合物是“不一致熔融化合物”,这种二元系就称为二元近结系。不一致熔融化合物的特点是,对其加温时,在完全熔化前转变为成分不同的熔体和另一固相,这种熔化过程又称为“不一致溶融”或“转熔”。在相反的降温结晶过程中,上述成分不同的熔体和固相反应,再形成这种“不一致熔融化合物”。下面以两个实例
来说明此类二元近结系相图的特点。

(一)镁橄榄石Mg2Si04-二氧化砝Si02体系

该体系(FcrSiQ体系)的相图如图5-7所示。镁橄榄石和石英在一个大气压时不能平衡共存,但却可通过反应来形成更加稳定的中间化合物——顽火辉石(Mg2Si2Q)。顽火辉石即为该相图的不一致熔融化合物。

假若初始熔体中含有50wt%的二氧化硅,其成分类似玄武岩,从1900°C开始冷却(图5-7中的O点),温度降到P点时,到达液相线,此时镁橄榄石开始晶出,熔体成分沿着液相线变化。进一步冷却到1558°C时,根据杠杆原理,此时系统中结晶出60wt%的镁橄榄石,残留40wt%的熔体。在1557°C时,镁橄榄石和熔体中的二氧化硅反应生成了顽火辉石

Mg2Si04+Si02 3^Mg2Si2Oe + 潜热

反之,加热时顽火辉石(En)在1557°C时也可分解成镁橄榄石(Fo)和Si02熔体。从 结晶的角度看,这里的只点称“近结点”(peritecticpoint),从溶化的角度看又称为 “转熔点”。熔体结晶过程进行到这里,镁橄榄石、熔体和刚生成的顽火辉石三个相在i? 点平衡共存。此点上,相律可写为:— 3+1,得出自由度F=0,说明在三相共存 的近结过程中系统的温度保持不变,直到与镁橄榄石反应生成顽火辉石的熔体全部耗 尽。由于在该点前后生成的两种矿物的晶体结构和物理性质都发生了质变,鲍温称这种 反应为不连续反应。

当初始熔体中二氧化硅成分含量较高时(如70wt%〜100wt%),富硅高温熔体会 在降温过程中分解成为两种不混溶液体,分别沿右边凸起的虚线表示的液相线两侧冷 却,各自都会沉淀出方英石。

当初始熔体的二氧化硅成分含量并不特别高时,该相图的平衡结晶过程可用图5-7

(a) 来说明。

初始熔体成分为a点时,熔体结晶过程在近结点/>结束,在熔体耗尽时,镁橄榄 石恰好全部转换为顽火辉石,最终结晶产物为顽火辉石(最初生成的是原顽辉石,后在 冷却过程中转变为顽火辉石,下同)。

初始熔体成分为/点时,当温度下降到液相线时,Fo首先晶出,此时P=2, F= 1,所以体系进人固、液两相平衡,成分沿液相线运移。随着温度下降,Fo不断晶出, 焙体成分越来越富Si02组分。当温度下降到近结点时,Fo变得不稳定,数量较多的 Fo与数量较少的熔体反应生成顽火辉石。结晶过程也在该点结束,最终产物成分为较 多的镁橄榄石+较少的顽火辉石。

若初始熔体成分在)点,说02含量比前两个成分点髙,随着温度下降到液相线, 镁橄榄石开始晶出,但量较少,熔体成分沿着液相线很快就到了近结点P。此时,在少 量的镁橄榄石与熔体反应完全转化为顽火辉石后,还残留较多富硅熔体。因为这时只有顽火辉石与富硅熔体两相共存,此时体系自由度F=l,温度得以进一步下降,熔体沿 顽火辉石液相线继续析出顽火辉石,最终演化到共结点e (图5-7 (a)中的£:点)。在 共结点有方英石与顽火辉石共结,体系的F=0,所剩熔体全部按共结比转变成 原顽辉石和方英石的混合物,直到熔体耗尽。所以,点熔体的最终结晶产物是顽火辉 石与方英石。

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