физ.-хим. основы петрологии, лекция 9 Лекция 9. Двухкомпонентные

- кремнезем

Системы с твердыми растворами:
Альбит – Анортит, Форстерит –

Фаялит,
Альбит - Ортоклаз

твердые растворы.

В равновесных условиях одновременно изменяются как состав расплава,

так и состав образующейся твердой фазы – непрерывно идет реакция между расплавом и твердой фазой.

И кристаллизация и плавление в равновесных условиях сопровождаются изменением состава расплава и твердого раствора

растворами, может идти двумя путями :
1) выделившиеся кристаллы постоянно

удаляются из расплава, образуя при этом кумулаты

2) кристаллы остаются в системе, но не в равновесии с расплавом.
Состав кристаллов не соответствует новым условиям равновесия при изменившейся температуре и в результате возникают зональные кристаллы

состав системы не изменяется, но имеет место сильно выраженное фракционирование

составов в пределах участков образовавшейся породы.

В природных условиях второй тип фракционирования характерен для небольших по размерам интрузивов и лавовых извержений.

Когда кристаллы удаляются, расплав изменяет свой состав по эволюционному пути.

В природных условиях это может быть выражено периодическими извержениями лав или изменением валового состава.

В процессе повышения температуры твердая фаза непрерывно меняет свой состав

и реагирует с образовавшимся расплавом.

Первые капли расплава максимально обогащены легкоплавким компонентом а по мере повышения температуры в нем накапливается все больше тугоплавкого компонента.

Твердая фаза при плавлении всегда больше обогащена тугоплавким компонентом, чем расплав.

пример полной взаимной растворимости при магматических температурах:
CaAl

NaSi

плагиоклаз и оливин, проявляется хорошая положительная корреляция между железистостью оливина

и основностью плагиоклаза.
- Минералы вкрапленников (плагиоклаз и оливин), которые кристаллизовались на ликвидусе, будут иметь более основной (тугоплавкий) состав, чем микролиты этих же минералов в основной массе.

Геохимические выводы
- При частичном плавлении рестит всегда остается обогащен тугоплавким компонентов относительно выплавки. В случае плагиоклазового рестита – в рестите повышенная кальциевость и глиноземистость, в случае ультраосновного рестита – повышенная магнезиальность.
- При плавлении в астеносфере с формированием базальтовых выплавок, мантийные реститы всегда будут более магниевыми. По этой причине ультраосновные породы мантии в целом более магнезиальные, чем ультраосновные породы земной коры.

диаграмма плавкости твердых растворов III типа Розебума
Инконгруэнтное плавление

расплава кристаллизуется лишь одна твердая фаза – твердый раствор альбит-калишпатового

состава. Эту фазу часто называют – калинатровый полевой шпат, подчеркивая условия его образования. При понижении температуры ниже 700 С в сухих и системах происходит распад это твердой фазы на две.

Если натриевой фазы больше – образуются антипертиты
(вростки калишпата в альбите).

Если калиевой фазы больше – образуются пертиты
(вростки альбита в калишпате).

из расплава будет кристаллизоваться только одна фаза – либо калийнатровая,

либо натрийкалиевая.
То есть в магматических породах, особенно вулканических или субвулканических (дайках), наблюдались бы вкрапленики только одной полевошпатовой фазы.

Однако часто среди ликвидусных вкрапленников в кислых вулканических и субвулканических породах гранитных породах модно встретить как альбит, так и калиевый полевой шпат – то есть оба эти минерала могут одновременно кристаллизоваться из расплава.

Почему это происходит?

происходит понижение температуры плавления и температуры точки минимума на ликвидусе

(диаграмма V типа Розебума)
При этом возможна одновременная кристаллизация из расплава двух полевых шпатов (в точке эвтектики).

растворах

в высокотемпературной модификации компонента А

в низкотемпературной модификации компонента А