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Fc^Si02体系可以解释不同结晶作用过程所形成的岩石类型以及岩石的某些结构
发表日期:2019/3/15       点击:278

以上情况说明,在熔体S〇2含量较低时(比如超基性岩的S02低于45wt%), 于平衡状态的体系的结晶作用只要时间充分都将在图5-7 (a)中的近结点点(即5-7

(b) 中的p点)结束,不可能达到共结点e,也就不会有石英晶出。因此,通常我们会 看到,超基性岩中不含石英,Fo和石英不能共生。

Fc^Si02体系可以解释不同结晶作用过程所形成的岩石类型以及岩石的某些结构。 如初始熔体成分在a点时,最终形成辉石岩;在)点时,形成硅酸过饱和的拉斑玄武岩 或石英辉长岩。初始熔体成分在/点时,若/点靠近顽火辉石,形成辉橄岩,甚至橄 榄岩,这时顽火辉石多围绕镁橄榄石的晶体生长,构成特征的反应边结构;而当熔体的 成分越偏向原顽辉石,生成的Fo数量就越少,最终产物中顽火辉石的量多于橄榄石, 形成橄辉岩,最后剩余的少量Fo常被反应熔蚀成圆形晶体被包裹在原顽辉石之中,形 成包橄结构。

在自然条件下,Fo~Si02体系的平衡结 晶作用可被两方面因素所破坏:一是分离 结晶作用;二是因橄榄石的顽火辉石反应 边的阻隔作用。这样,剩余熔体逐渐变得 更加富硅,经过P点时由于早期结晶的Fo 矿物都已从熔体中移离,便不会产生Fo 剩余熔体反应生成En,体系最终在共结点 e结束结晶作用。于是便形成一套酸性程度 渐趋增加的岩石组合:自下而上从纯橄榄 岩、辉石岩变化到辉长岩等,构成层状火 成堆积杂岩体。

熔体结晶过程中残留熔体成分的演化 路径,又称为同源液体成分演化线liquid line of descent)。由以上分析可以看出,在 同一系统熔体的分离结晶比在相同条件下 的平衡结晶过程有更宽的成分变化范围。 相应地,分离结晶作用产物也比平衡结晶 作用产物有更大的成分变化范围。

另外,对于该体系中Si02较低的熔体来说,平衡结晶作用的最终结晶产物为镁橄 榄石加顽火辉石,体现了 Si02不饱和的特征。然而,分离结晶作用则可产生另外一个 结晶相——方英石,最终结晶出“方英石+顽火辉石”的Si02过饱和组合。

在Fo-Si02体系中,镁橄榄石和顽火辉石在近结点构成了一个“反应对”reaction pair)。在天然岩石中表现为顽火辉石构成镁橄榄石单个颗粒周围的反应边。从更大的 尺度上看,该“反应对”还可表现为在一个层状侵人体中,层状含橄榄石的岩石常被含 斜方辉石的岩石覆盖的现象(图5-8 (b)的左图)。在演化的中性钙碱性岩浆中,单斜 辉石和熔体的反应能产生角闪石。反应不完全时,使闪长岩中单斜辉石四周出现角闪石 的反应边。在低温情况下,角闪石会与更加演化的熔体反应生成黑云母。在分异的多组 分岩浆中会有两个或者更多的反应对形成,构成一个不连续反应系列。许多不同的反应 系列在岩浆中都可能发生,这主要依赖于它们的全岩化学组成和结晶作用的性质。

如前所述,成分为顽火辉石(包含59.85界1%汾〇240.15界1%以8〇)的熔体的 结晶过程,可以用来解释“反应关系”的一些规律。反过来看,如果纯的顽火辉石晶体 在latm下熔融,就会发现它们的熔融有意想不到的行为。顽火辉石在1557°C的熔点温 度下发生不一致熔融产生了一个稍富Si02的熔体加上镁橄榄石的晶体。随着对该体系 的进一步加热,镁橄榄石也溶解于硅酸盐熔体中,最终在大约1600°C时完全熔融,产 生了与顽火辉石成分一样的熔体。

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