Нормативная минералогия

редактировать
Расчет состава горной породы

Нормативная минералогия - это расчет состава образца породы, который оценивает идеализированную минералогию породы на основе количественного химического анализа в соответствии с принципами геохимии.

Можно выполнить нормативные расчеты минералов. через либо CIPW Norm, либо Норма Барта-Ниггли (также известная как норма катионов).

Нормативные расчеты используются для получения идеализированной минералогии кристаллизованного расплава. Сначала горная порода подвергается химическому анализу для определения элементарных составляющих. Результаты химического анализа традиционно выражаются в виде оксидов (например, массовый процент Mg выражается как массовый процент MgO). Затем рассчитывается нормативная минералогия породы на основе предположений о порядке образования минералов и известных фазовых соотношениях горных пород и минералов, а также с использованием упрощенных формул минералов. Расчетная минералогия может быть использована для оценки таких понятий, как кремнезем насыщенность расплавов.

Поскольку нормативный расчет по сути является расчетом, его можно выполнить с помощью компьютерных программ.

Содержание

  • 1 Норма CIPW
  • 2 Нормативная и модальная минералогия
  • 3 Предостережения
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки

Норма CIPW

Норма CIPW была разработана в начале 1900-х гг. Петрологами Кроссом, Иддингсом и геохимиком Вашингтоном. Расчет нормативной минералогии CIPW основан на типичных минералах, которые могут выпадать в осадок из безводного расплава при низком давлении, и упрощает типичную геохимию извержений, наблюдаемую в природе, со следующими четырьмя ограничениями:

  1. Магма кристаллизуется в безводных условиях, поэтому водные минералы (роговая обманка, биотит ) не образуются.
  2. ферромагнезиальные минералы являются предполагается, что не содержит Al 2O3.
  3. Соотношение Fe / Mg для всех ферромагнезиальных минералов предполагается одинаковым.
  4. Некоторые минералы считаются несовместимыми, таким образом, нефелин и / или оливин никогда не встречается с кварцем в норме.

Это искусственный набор ограничений, и поэтому результаты нормы CIPW не отражают истинный ход магматической дифференциации в природа.

Основным преимуществом расчета нормы CIPW является определение идеальной минералогии афанитовой или порфировой магматической породы. Во-вторых, степень насыщения кремнеземом расплава, который сформировал породу, можно оценить при отсутствии диагностических видов полевого шпата.

Насыщение породы диоксидом кремния зависит не только от содержания кремнезема, но и от доли различных щелочей и металлических частиц в расплаве. Таким образом, плоскость эвтектики насыщения кремнеземом различается для различных семейств горных пород и не может быть легко оценена, следовательно, требуется вычислить, является ли порода насыщенной кремнеземом или нет.

Это достигается путем отнесения катионов основных элементов в породе к анионам кремнезема в модальной пропорции с образованием минералов твердого раствора в идеализированной минеральной ассоциации, начиная с фосфора для апатита., хлор и натрий для галита, сера и FeO в пирит, FeO и Cr 2O3выделяются для хромита, FeO и равного молярного количества TiO 2 для ильменита, CaO и CO 2 для кальцита, чтобы дополнить наиболее распространенные несиликатные минералы. Из остальных химических компонентов Al 2O3и K 2 O выделяются диоксидом кремния для ортоклаза ; натрий, алюминий и калий для альбита и так далее до тех пор, пока либо не останется кремнезема (в этом случае рассчитываются фельдшпатоиды), либо не будет избытка, и в этом случае порода содержит нормативный кварц.

Нормативная и модальная минералогия

Нормативная минералогия - это оценка минералогии породы. Обычно он отличается от визуально наблюдаемой минералогии, по крайней мере, в той же степени, что и типы минералов, особенно среди ферромагнезиальных минералов и полевых шпатов, где возможно наличие множества серий минералов в твердом растворе или минералов с аналогичными соотношениями Fe и Mg, заменяющими, особенно с водой (например, амфибол и биотит, заменяющие пироксен).

Однако в афанитах или породах с вкрапленниками, явно не находящимися в равновесии с основной массой, нормативный расчет минералов часто является лучшим для понимания эволюции породы. и его связь с другими магматическими породами в регионе.

Предостережения

Норма CIPW или норма катионов - полезный инструмент для оценки насыщения или перенасыщения кремнеземом; оценки минералов в математической модели основаны на многих предположениях, и результаты должны быть сбалансированы с наблюдаемой минералогией. Следующие области создают наибольшее количество ошибок в расчетах;

  • Скопируйте камни. Хотя нормативный расчет минералов не обязательно непригоден для использования на кумулированных породах, полученная информация имеет сомнительную ценность, поскольку кумулированная порода не представляет расплав, из которого она была извлечена. Однако, если основную массу кумулята можно проанализировать, можно использовать нормативные вычисления для получения информации о исходном расплаве.
  • Состояние окисления. Поскольку нормативный расчет делит Fe между оксидными фазами и доступность для силикатных фаз, исходя из оценок отношения Fe / Fe, неправильный расчет отношения для рассматриваемой породы может привести к получению ошибочного количества магнетита или гематита или изменить минералогию силиката. Если отношение Fe / Fe для образца известно, результирующий расчет должен более точно соответствовать наблюдаемой минералогии.
  • Давление и температура. Поскольку норма CIPW основана на безводных расплавах и кристаллизации при довольно низких давлениях, полученная нормативная минералогия не отражает наблюдаемую минералогию для всех типов пород, особенно тех, которые образуются в мантии. Нормативная минералогия не совсем точно отражает минералогию горных пород, образовавшихся при высоких давлениях, где, например, флогопит может заменять амфибол, амфибол - оливин и так далее. Разработаны измененные нормативные расчеты, которые более точно отражают конкретные режимы давления глубинной коры и мантии.
  • Двуокись углерода. Влияние CO 2 на большинство силикатных расплавов довольно незначительно, но в некоторых случаях, особенно на карбонатит, но также и на некоторые породы типа лампрофиров, кимберлиты и лампроит, наличие диоксида углерода и кальцита в расплаве или дополнительных фазах приводит к ошибочной нормативной минералогии. Это связано с тем, что, если углерод не анализируется, имеется избыток кальция, вызывающий нормативное недонасыщение кремнеземом и увеличение минерального баланса силиката кальция. Точно так же, если присутствует графит (как в случае с некоторыми кимберлитами), это может привести к избытку углерода и, следовательно, к искажению расчета в сторону избытка карбоната. Избыток элементарного C также по своей природе приводит к снижению летучести кислорода и изменению соотношений Fe / Fe.
  • Галогениды. Присутствие в расплаве некоторых галогенидов и неметаллических элементов изменяет химический состав расплава. Например, бор образует турмалин ; избыток хлора может образовывать скаполит вместо полевого шпата. Обычно это случается редко, за исключением некоторых гранитов типа A и связанных пород.
  • Минеральное неравновесие. Подобно кумулированным породам, порода может содержать посторонние минералы, унаследованные от более ранних расплавов, или даже может содержать ксенолиты или рестит. Неправильно рассчитывать нормативную минералогию, например, магматической брекчии.

По этой причине не рекомендуется использовать норму CIPW для кимберлитов, лампроитов, лампрофиры и некоторые недосыщенные кремнеземом магматические породы. В случае карбонатита неправильно использовать норму CIPW для расплава, богатого карбонатом.

Допускается применение нормы CIPW к метаморфизованным магматическим породам. Применимость метода сохраняется как для метаморфизованных магматических пород, так и для любой магматической породы, и в этом случае он полезен для получения предполагаемой минералогии породы, которая может не иметь остатков протолита минералогии.

См. Также

Ссылки

  • Гесс, П.К. (1989), Происхождение магматических пород, президент и научные сотрудники Гарвардского колледжа (стр. 276– 285), ISBN 0-674-64481-6.
  • Блатт, Харви и Роберт Трейси (1996), Петрология, 2-е изд., Фримен (стр. 196–7), ISBN 0-7167-2438-3.

Внешние ссылки

  • Базовый расчет CIPW, за исключением шагов по экзотическим минералам, с калькулятором в виде таблиц Excel
  • CIPW Norm альтернативный ресурс с пояснениями.
Последняя правка сделана 2021-05-31 12:47:54
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте