PHÂN TÍCH hóa lý tổ hợp KHOÁNG vật CỘNG SINH

PHÂN TÍCH HÓA LÝ TỔ HỢP KHOÁNG VẬT CỘNG SINH - Bằng phương pháp xây dựng giản đồ các loại “bắt” được các quy luật (thực nghiệm) hóa lý của các tổ hợp cộng sinh khoáng vật - Làm sáng tỏ điều kiện hóa lý (thành phần, áp suất, nhiệt độ, hóa thế, hoạt độ v.v ) hình thành chúng (sự phụ thuộc của thành phần các tổ hợp cộng sinh với các thông số của hệ nhiệt động) Các dữ liệu địa chất, khoáng vật học, thạch học Xây dựng, phân tích các giản đồ - Xác lập các quy luật (thực nghiệm) - Sự phụ thuộc thành phần THKVCS với các thông số của hệ nhiệt động Xác định điều kiện thành tạo Số liệu thực nghiệm Tính toán hóa lý Các nghiên cứu thực nghiệm Các loại giản đồ cơ bản 1. Giản đồ phụ thuộc thành phần pha và tổ hợp cộng sinh (cần bằng pha) với các thông số khuyếch độ (cân bằng) • Giản đồ “thành phần - tổ hợp cộng sinh” Thành phần khoáng vật, tổ hợp cộng sinh ↔ Thành phần hóa học (m) • Giản đồ “tổ hợp cộng sinh - các thông số khuyếch độ khác (S, V ) 2. Giản đồ phụ thuộc thành phần pha và tổ hợp cộng sinh (cần bằng pha) với các thông số cường độ (cân bằng) ►T - P ►T - µ ► µ - P ► a i - a k hay lga i - lga k ►p i - p k hay lgp i - lgp k ► Eh - pH 3. Giản đồ phụ thuộc thành phần pha và tổ hợp cộng sinh (cần bằng pha) với các thông số cường độ và khuyếch độ (cân bằng) ►T - x ►P - x ►µ - x hoặc phức tạp hơn như: T - P - x hay P - µ - x Sự lựa chọn loại giản đồ nào tùy thuộc vào mục đích và đối tượng nghiên cứu Tổ hợp cộng sinh khoáng vật “Tổ hợp cộng sinh khoáng vật là tập hợp các khoáng vật được thành tạo đồng thời” Tổ hợp khoáng vật cộng sinh là tập hợp các khoáng vật đồng tồn tại và nằm ở trạng thái cân bằng. Hay: tổ hợp khoáng vật cộng sinh là tổ hợp các khoáng vật đồng tồn tại trong điều kiện cân bằng dưới các điều kiện hóa lý xác định Tổ hợp khoáng vật cộng sinh cho đặc tính nguồn gốc duy nhất của đất đá (hay quặng) với thành phần cho trước ⇒ Các đá có thành phần hóa học khác nhau dưới điều kiện bên ngoài như nhau sẽ cho các tổ hợp cộng sinh khác nhau ⇒ Tướng khoáng vật Là tập hợp các tổ hợp cộng sinh khoáng vật được thành tạo dưới các giá trị khác nhau của các thông số khuyếch độ cân bằng nhưng dưới các giá trị như nhau của các thông số cường độ cân bằng của các hệ tự nhiên !!! Phân biệt với tướng biến chất, tướng đá magma, tướng biến chất trao đổi Giản đồ “thành phần - tổ hợp cộng sinh Đặc trưng cho sự phụ thuộc của thành phần khoáng vật và tổ hợp cộng sinh với thành phần hóa học (khôi lượng) các cấu tử dưới điều kiện các thông số cường độ không đổi cho trước Mỗi một giản đồ thành phần - tổ hợp cộng sinh tương ứng với một tướng khoáng vật xác định nào đó Mức tự do của hệ: n = k + 2 -r n T,p,µ = k i - r n T,µ = k i + 1 - r n p,µ = k i + 1 - r Các phương pháp đồ thị biểu diễn thành phần Hệ tọa độ trọng tâm được xây dựng theo nguyên tắc tâm trọng lực Cho hệ hai cấu tử A và B Thành phần pha hai cấu tử bất kỳ M(a,b): ( , ) a b M a b A B a b a b = + + + a, b - lượng cấu tử A, B trong pha M A B M(a,b) a b Hệ 3 cấu tử A, B, C Pha M(a,b,c): ( , , ) a b c M a b c A B C a b c a b c a b c = + + + + + + + + Biểu diễn trên tam giác thành phần (ABC) Tam giác đều hoặc tam giác vuông Thành phần thường được cho dưới dạng tỷ lệ % Hệ 3 cấu tử A B C M(a,b,c) a c b a ’ b ’ c ’ [...]... loại trừ tổ hợp cộng sinh Q + Fo, trong đá dư Cal enstantit không bao giờ xuất hiện Bây giờ ta nối các khoáng vật thuộc các tổ hợp cộng sinh bằng các đường liên kết Có nhiều tổ hợp cộng sinh loại trừ lẫn nhau: Cal + Fo X Dol + Di; Do + Fo X Per + Di Trong mỗi tướng khoáng vật chỉ tồn tại một phân bố duy nhất (thường gọi là tam giác phân) của các đường liên kết và chúng phản ánh các tổ hợp cộng sinh quan... nhất trong phân tích hóa lý tổ hợp cộng sinh Riêng trong các hệ xảy ra các quá trình oxy hóa - khử, các cấu tử tự do phải được lựa chọn các nguyên tố: có sự tham gia của oxy mà nó tham gia vào cấu tử cơ cở của hệ Xây dựng giản đồ thành phần - tổ hợp cộng sinh cho các đá sừng (tướng pyroxen ) Bối cảnh địa chất: đới biến đổi tiếp xúc nhiệt độ cao của khối granit mà trong đó là tầng đá vây quanh phân lớp... phần - tổ hợp cộng sinh không được cắt nhau Giản đồ thành phần - tổ hợp cộng sinh cho đá sừng phát triển trên đá vôi dolomit silic nhìn chung rất đơn giản Nhưng những tổ hợp cộng sinh nào có thể xuất hiện nếu quá trình biến chất tiếp xúc xảy ra đối với đá dolomit silic hay đá silicat manhe? Các nghiên cứu cho thấy trong chúng thường có dolomit, fosterit (Fo - MgSiO4), trong những điều kiện thích hợp có... sinh quan sát được Tuy nhiên khả năng có thể xuất hiện các tổ hợp cộng sinh loại trừ lẫn nhau gợi ý cho ta phải có đánh giá điều kiện hóa lý thành tạo chúng Vì sự thay đổi phân bố các đường liên kết không được xác định bằng các thông số khuyếch độ, do đó cần phải nghiên cứu các thông số cường độ Viết các phản ứng thay đổi các tổ hợp cộng sinh nói trên: 4MgO + CaMgSi2O6 + 2CO2 ↔ CaMg(CO3)2 + 2Mg2SiO4... trong đó là tầng đá vây quanh phân lớp rất khác nhau về thành phần: đá cacbonat, lục nguyên, núi lửa sinh v.v Đá vôi dolomit silic: Thành phần khoáng vật ở đới tiếp xúc trong đá đó là Calcit (Cal), wolostanit (Wol), diopsit (Di) và thạch anh Q Kết quả phân tích dưới kính hiển vi cho các tổ hợp KV cộng sinh: -Trong đá vôi silic là Q + Wol, Wol + Cal - Trong đá vôi dolomit silic thêm diopsit: Q + Wol... Đá vôi silic: 2 cấu tử CaO - SiO2 CaSiO3 : 1/2 CaO - 1/2 SiO2 Đá vôi dolomit silic Số cấu tử 3: CaO, SiO2, MgO Các khoáng vật: Calcit, Pericla, Forsterit, Wolostonit, Diopcit, Thạch anh Các tổ hợp cộng sinh: 1 Cal - Di; 2 Wol - Di; 3 Di - Q 4 Cal - Wol; 5 Q - Wol “Đường liên kết pha cộng sinh hay “đường liên kết pha” (T cao) Quy tắc 1 Quy tắc thành phần: thành phần mỗi pha được biểu diễn trên giản đồ... các pha khác nếu tỷ lệ các cấu tử khác trong chúng như nhau Xây dựng và phân tích giản đồ thành phần - tổ hợp cộng sinh Chọn cấu tử: Tùy ý !!! Ví dụ: • Mô tả sự thay thế K-feldspat (KAlSi3O8) bằng albit (NaAlSi3O8): Các cấu tử phải lấy là K, Na và AlSi3O8 (phản phản ứng trao đổi ion với sự bảo tồn thành phần cấu trúc khoáng vật) • Xét hệ gồm albit, K-feldspat, thạch anh (SiO 2), andalusit (Al2SiO5)... phần thay đổi 4 cấu tử: khối A2C AC2 AB2C B c" ABC2 a" b" C Đơn vị (cấu tử đơn vị ) Giản đồ thành phần - tổ hợp cộng sinh xây dựng theo khối lượng hoặc mol ⇒ Đơn vị thường dùng là gam, gram-mol, gram-nguyên tử ⇒ Tại mỗi điểm thành phần bất kỳ tổng các cấu tử = 1 (đơn vị của cấu tử) Ví dụ: Cho khoáng vật andalusit (Al2SiO5) và mulit (Al6Si2O13) Chọn đơn vị là g.mol Al2O3 và SiO2, ta có -Andalusit: Al2SiO5:... Di •Điều kiện phản ứng: CO2 µCO2 → Per + Di → Dol + Fo và Cal + Fo → Dol + Di → thay đổi phân bố ĐLK •Mỗi cặp tổ hợp KVCS như là một tướng khoáng vật tùy thuộc vào µ CO2 •T, P và họat độ của CO2 (thông số cường độ) → thay thế các THCSKV Tiếp tục khảo sát giản đồ TP -THKVCS đối với đá sừng Không chỉ có khoáng vật thuần túy chứa Mg và còn Fe2+ (thay thế Mg) Không thay đổi thành phần pha (không xuất... đồ thành phần - THKVCS cho đá sừng có dư Q và Mt Xuất hiện các khoáng vật có thành phần thay đổi: CPx: Ca(Mg,Fe2+,Fe3+)Si2O6 Gr: Ca3(Al,Fe3+)2Si3O12 Do dư Mt: Gros (Al) + CPx (Mg) + Fe2+Fe3+O4 = Gr (Al,Fe) + CPx (Mg,Fe) + CO2, H2O, K2O, Na2O Các tổ hợp với Andl và Cor loại trừ: Andl + Q + K2O → K-Fs Cor + Q + K2O + H2O → K-Fs + Bi Các tổ hợp loại trừ lẫn nhau: CPx + Pl50 X Hbl + Pl60 0,1Hbl + 4,5Pl60 . tượng nghiên cứu Tổ hợp cộng sinh khoáng vật Tổ hợp cộng sinh khoáng vật là tập hợp các khoáng vật được thành tạo đồng thời” Tổ hợp khoáng vật cộng sinh là tập hợp các khoáng vật đồng tồn tại. PHÂN TÍCH HÓA LÝ TỔ HỢP KHOÁNG VẬT CỘNG SINH - Bằng phương pháp xây dựng giản đồ các loại “bắt” được các quy luật (thực nghiệm) hóa lý của các tổ hợp cộng sinh khoáng vật - Làm. thái cân bằng. Hay: tổ hợp khoáng vật cộng sinh là tổ hợp các khoáng vật đồng tồn tại trong điều kiện cân bằng dưới các điều kiện hóa lý xác định Tổ hợp khoáng vật cộng sinh cho đặc tính nguồn