Cтраница 1
Диаграммы химических потенциалов показывают зависимость минерального состава системы от величин химических потенциалов двух из ее компонентов. Эти диаграммы особенно полезны тогда, когда нужно выяснить зависимость состояния системы при минералообразовании от режима двух из ее вполне подвижных компонентов. Но в некоторых случаях может оказаться полезным и формальное выделение двух компонентов в качестве подвижных, с целью изображения на плоскости парагенетических соотношений в многокомпонентной системе, как увидим далее. [1]
Диаграммы химических потенциалов представляют частный случай диаграмм, изображающих зависимость состояний системы от двух каких-либо интенсивных факторов равновесия. [2]
Диаграмма химических потенциалов может быть использована при анализе систем с различным числом компонентов. Если число инертных компонентов равно 2, то в понвариантпон точке диаграммы устойчива ассоциация из 4 минералов; каждой из 4 возможных трехмиперальпых ассоциаций соответствует моноварнаптпан линия, исходящая из понвариантной точки, а между этими кривыми расположены дивариаптные поля с двуминераль-пыми ассоциациями. [3]
Диаграмма химических потенциалов серы и кислорода для минералов железа, выведенная на основе диаграммы состав - парагенезис фиг. [4]
Поэтому диаграммы химических потенциалов могут иметь значение и в тех случаях, когда изучаются системы с одними инертными компонентами. В этом случае два из компонентов выделяются в качестве вполне подвижных вполне условно, только для возможности развернуть парагенезисы многокомпонентной системы на одну плоскость. [5]
На диаграммах химических потенциалов безусловное значение имеют только наклоны кривых равновесия. Абсолютная величина химических потенциалов компонентов в нопвариантных ассоциациях, как правило, нам неизвестна и потому расположение ионвариантных точек в отношении координатных осей берется произвольным. [6]
В особенности просто построение диаграмм химических потенциалов для систем с фазами постоянного состава, так как на таких диаграммах все линии моновариантных равновесий прямолинейны и для расчета их направлений достаточно знать химические составы фаз. Поэтому диаграммы химических потенциалов, несомненно, получат в минералогии широкое применение уже в ближайшее время. Построение диаграмм температура - давление более затруднительно, так как на них все кривые равновесий криволинейны и для расчета их направлений надо знать тепловые и объемные эффекты реакций в их зависимости от температуры и давления. Но построение схемы диаграммы Т - р возможно и при ограниченном количестве констант равновесия, так как на основании правила Скрейтмакерса знание знаков объемного и теплового эффектов для двух моновариантных реакций пучка дает возможность установить относительное расположение устойчивых частей всех моновариантных кривых этого пучка. [7]
Линии равновесия для реакций между минералами постоянного состава на диаграммах химических потенциалов будут прямыми, поскольку изменение химических потенциалов вполне подвижных ксмпонентов не влияет в данном случае на их количества, поглощаемые или выделяемые при реакции. Для реакций между минералами переменного состава линии равновесия могут быть кривыми, если изменение химических потенциалов вполне подвижных компонентов / и g изменяет их содержания в минералах, а следовательно, и количества, участвующие в реакции. [8]
Для выяснения зависимости парагенезисов от более чем двух вполне подвижных компонентов, необходимы более чем одна диаграмма химических потенциалов. [9]
Если изменение температуры и общего давления не изменяет диаграммы состав - парагенезис, то общее строение диаграммы химических потенциалов и наклон линий на ней тоже не могут измениться, но должно произойти некоторое параллельное смещение этих линий, причем могут измениться расстояния между тройными точками. Следует отметить, что при построении диаграмм химических потенциалов мы, как правило, не имеем данных по действительным величинам химических потенциалов компонентов ( отсчитываемых от какого-либо условного уровня), а поэтому расстояния между тройными точками условны. [10]
Нетрудно для каждого из этих парагенезисов получить уравнение реакции, с изменением основности плагиоклаза и отсюда найти наклон линии равновесия на диаграмме химических потенциалов. В этих реакциях альби-товый и анортитовый компоненты плагиоклаза реагируют независимо друг от друга и поэтому коэффициенты, с которыми они входят в реакцию, должны быть найдены независимо, как будто это были два самостоятельных минерала. Следовательно, задача сводится к нахождению уравнения реакции между 5 минералами, сложенными 4 виртуальными инертными компонентами. Решение такой задачи при помощи определителей было уже рассмотрено выше. [11]
В своей первой статье, посвященной парагенезисам гранитоидных пород ( Коржинский, 1946), я уже обращал внимание на то, что на диаграмме химических потенциалов калия и натрия возможно разбить сеть пучков моновариантных линий для парагенезисов всех магматических горных пород. Этой проблемой занимался затем В. С. Соболев, который в своей книге дал диаграмму всех парагенезисов магматических пород в зависимости от щелочности ( Соболев, 1949), однако пока еще без приведения расчетных дан-лых. Желательны дальнейшие работы в этом направлении. [12]
Таким образом, для метаморфических систем все те равновесия - ( н он - моно - и дивариантные) реакцийс участием воды и углекислоты, которые могут быть изображены в виде пучков Скрейнемакерсана диаграмме Т - р, могут быть также представлены в виде соответствующих пучков и на диаграмме химических потенциалов воды и углекислоты, отнесенных к постоянным произвольным Тир. [13]
В особенности просто построение диаграмм химических потенциалов для систем с фазами постоянного состава, так как на таких диаграммах все линии моновариантных равновесий прямолинейны и для расчета их направлений достаточно знать химические составы фаз. Поэтому диаграммы химических потенциалов, несомненно, получат в минералогии широкое применение уже в ближайшее время. Построение диаграмм температура - давление более затруднительно, так как на них все кривые равновесий криволинейны и для расчета их направлений надо знать тепловые и объемные эффекты реакций в их зависимости от температуры и давления. Но построение схемы диаграммы Т - р возможно и при ограниченном количестве констант равновесия, так как на основании правила Скрейтмакерса знание знаков объемного и теплового эффектов для двух моновариантных реакций пучка дает возможность установить относительное расположение устойчивых частей всех моновариантных кривых этого пучка. [14]
При построении диаграмм состояния мы можем представить зависимость состояния системы только от двух интенсивных факторов равновесия, тогда как все остальные интенсивные факторы равновесия для определенности должны быть приняты постоянными. В частности, на диаграммах химических потенциалов изображается зависимость состояния системы от химических потенциалов двух вполне подвижных компонентов, при постоянстве р, Т и химических потенциалов всех остальных вполне подвижных компонентов. Правило фаз для таких систем принимает вид: nfj - ki 2 - ф, где npj - число степеней свобод при постоянстве р и Т ( а также ( лт вполне подвижных компонентов кроме тех двух, которые рассматриваются как независимые, переменные), ki - число инертных компонентов. [15]