שְׁאֵלָה:
מדוע לחומרים פלסיים יש נקודות התכה נמוכות יותר מאשר למאפי?
foobarbecue
2014-04-16 23:05:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

ברור מסדרת התגובות של ביון כי ליותר מינרלים פלסיים יש נקודות התכה נמוכות יותר מאשר מינרלים מאפיים. ככל שידוע לי, הדבר נכון גם לגבי כוסות מרוות.

לפליקס יש דרגה גבוהה יותר של פילמור SiO 2 בשלב המוצק, שהייתי חושב שהוא חיובי מבחינה אנרגטית , ולכן הייתי מצפה מכוס פלסית לדרוש יותר אנרגיה כדי להמיס מזכוכית בזלתית מקבילה ולכן תהיה לה טמפרטורת התכה גבוהה יותר. עם זאת, ההיפך הוא הנכון. מדוע זה המקרה?

זו שאלה נהדרת.
שְׁלוֹשָׁה תשובות:
#1
+18
Brian Knight
2014-04-17 00:11:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

שאלה טובה! כידוע, סדרת התגובות של ביון מתארת ​​את סדר התגבשותם של מינרלי סיליקט במגמה מתקררת.

האניון המורכב של סיליקטים הוא טטרהדרון של ארבעה אטומי חמצן המקיפים אטום סיליקון אחד, המחובר לקשרים קוולנטיים חזקים. כל טטרהדרון עשוי להיות מבודד האחד מהשני, או שהם יכולים להיות קשורים זה לזה באופן קוולנטי על ידי חלוקת אטומי חמצן בין טטרהדרה סמוכה. באופן זה הם עשויים ליצור שרשראות בודדות (פירוקסן), שרשראות כפולות (אמפיבול), יריעות (ביוטיט) ורשתות תלת מימד של טטרהדרה משולבת (קוורץ).

כל אחת מקבוצות המבנה הקשורות קוולנטית זו למעט רשתות תלת מימד) נקשר לקבוצה המבנית השכנה שלה (למשל שרשרת בודדת לשרשרת אחת) על ידי קשרים יוניים עם קטיונים מתערבים (K + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ , וכו ').

באופן יחסי, ל קשרים קוולנטיים יש נמוך יותר נקודות התכה מאשר קשרים יונים. מקור

בסדרת התגובות של ביון, המינרלים הנוצרים בקצה הקריר יותר של הסדרה הלא רציפה עשירים יותר בסיליקון ובחמצן ועניים יותר בקטיונים מתכתיים. לכן, המינרלים בקצה הקריר יותר נשלטים גם על ידי קשרים קוולנטיים על פני קשרים יוניים. שכיחות זו היא הסיבה לכך שמינרלים פלסיים נמסים בטמפרטורות נמוכות מאלו המאפיות .

ההיגיון שלך נכון כאשר מסתכלים על יציבות מינרלים מול בליה כימית. על פני כדור הארץ, קשרים קוולנטיים אלה הם יציבים הרבה יותר ומינרלים כמו קוורץ נוטים להיות עמידים הרבה יותר בפני בליה מאשר אוליבין או פירוקסן. זה מתואר ב סדרת היציבות של גולדיך, שאני רוצה לחשוב עליה כשסדרת התגובות של ביון עמדה על הראש.

#2
+18
Gimelist
2014-11-06 17:46:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

ברצוני להוסיף לתשובתו של בריאן, ולהצביע גם על כמה אי דיוקים.

ראשית כל, אין זה נכון כי למינרלים פלסיים יש טמפרטורות התכה נמוכות יותר מאשר מינרלים מאפיים חזק>. להלן מספר טמפרטורות התכה של מינרלים נפוצים, הממוינים מגבוה לנמוך:

  • פורסטיט (מאפי): 1890 ° C
  • קוורץ (פלסיקה): 1713 ° C
  • אנורתיט (פלסית): 1553 מעלות צלזיוס
  • דיופסיד (מאפי): 1391 מעלות צלזיוס
  • פאלית (מאפי): 1205 מעלות צלזיוס
  • סנידין (פלסיקה): 1150 מעלות צלזיוס
  • אלביט (פלסיקה): 1118 מעלות צלזיוס

שימו לב כי סדר זה שונה מהסדר בסדרה של ביון. אין שום בעיה עם זה, מכיוון שהסדרה של ביון מתארת ​​את סדר ההתגבשות במגמות נפוצות (כפי שבריאן זיהה נכון) ולא את התגבשות או טמפרטורת ההיתוך של המינרלים. למרות ששני אלה קשורים זה לזה, הם אינם זהים.

אז מה מכתיב את סדר המינרלים בסדרה של ביון? כאן זה מסתבך. טמפרטורות ההיתוך המופיעות לעיל חלות רק על מינרלים טהורים בלחצים אטמוספריים. מאגמות קירור לעולם אינן בהרכב מדויק של מינרל טהור, ולעיתים נדירות הן בלחץ אטמוספרי. ערבוב של רכיבים ( כלומר מינרלים) במגמה אחת ידכא את טמפרטורות ההתגבשות של כל הרכיבים, וכך את טמפרטורות ההיתוך. תחשוב על קרח בכביש: אתה יכול להמיס אותו על ידי חימום אותו, או על ידי הוספת מלח. על ידי הוספת רכיב שני ( $ \ mathrm {NaCl} $ ) לרכיב הטהור ( $ \ mathrm {H_2O} $ ) אתה מאפשר לקרח להתמוסס בטמפרטורות נמוכות מ- 0 מעלות צלזיוס.

איך זה קשור להתגבשות וטמפרטורות התכה? התבונן בשתי הדיאגרמות הבאות:

An-Di-Fo An-Fo-Qz ( מקור)

דיאגרמות אלה מתארות את סדר התגבשותם של מינרלים במגמה שניתן להגדיר את הרכבם במונחים של שלושת איברי הקצה (אנורתיט, דיופסיד, פורסטריט ואנורתיט, פורסטריט, קוורץ). קו קו ירידה הוא קו העוקב אחר התפתחות המינרלים המתגבשים ממאגמה. קחו למשל מגמה עם כמויות שוות של Di ו- Fo ומעט פחות An מהשאר. מאגמה זו תתגבש תחילה רק פורסטריט, ואז תתגבש פורסטריט ודיופסיד ובסופו של דבר היא תתגבש את כל שלושת המינרלים יחד, עד שאין יותר נוזלים. זאת למרות טמפרטורת ההיתוך הגבוהה יותר של אנוריטיט על פני דיופסיד. התכה של סלע זה תביא תחילה ל התכה של שלושת המינרלים יחד בטמפרטורה של 1270 מעלות צלזיוס, למרות שטמפרטורות ההיתוך שלהם בבידוד משתנות בסביבות 500 מעלות צלזיוס.

התרשים השני מראה מצב מורכב יותר, שבו סלע עם הרכב עשיר Fo עשוי להתגבש תחילה Fo אשר לאחר מכן ייצרך ליצירת אנסטיטיט. מאגמה דומה עם רכיב Fo מעט פחות עשויה אפילו להתגבש בכלל לפורסטיט, אלא להתגבש קוורץ, למרות שההרכב הכללי עדיין עשיר ב- Fo.

נושא זה של התגבשות והיתוך של מאגמה מרתק והוא היכרות קצרה זמינה (עם עזרים חזותיים רבים) זמינה כאן: שיווי משקל שלב ההוראה.

פַנטַסטִי. תשובה זו הזכירה לי כמה דברים שלמדתי, ויצרה קשרים בין מושגים שלא קישרתי. העובדה שנקודת ההיתוך של קוורץ נמצאת בין זו של שני חברי הקצה של האוליבין היא פותחת עיניים. אני חושב שהשאלה האמיתית בראשי באותה תקופה הייתה "מדוע הריאליט סולידוס כה נמוך"? זה 750C יבש. אני עדיין מתקשה להבין את זה.
אני לא בטוח כיצד להסביר באופן אינטואיטיבי את נקודות ההיתוך הנמוכות ללא תרמודינמיקה מורכבת. אני אפילו לא בטוח שאני מבין כראוי את העקרונות התרמודינמיים.
אני חושב שהגיע הזמן שאוריד תוכנת דוגמנות להמיס או שתיים ואשחק קצת. אולי קרא את קוד המקור.
עד כמה שידוע לי, אתה אפילו לא צריך להוריד אותו. יש גרסה של MELTS שעובדת באופן מקוון. :)
#3
+4
Zbynek Burival
2016-03-17 02:16:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

טריק אחד נוסף - מאגמות פלסיות הן בעצם נגזרות מחולקות של סלעים אחרים. במהלך מחזור הסלע, המרכיבים הנדיפים ביותר נוטים לעבר הסלעים הפלסיים. מים ושטף מפחיתים בדרך כלל את נקודת ההיתוך. ולסלעים פלסיים יש בדרך כלל אלקליות בהשוואה ל- Fe / Mg בסלעים מאפיים. אלקליס הם תגובתי ותנודתי יותר.

אם אתה ממיס חלקית סלעים מאפיים, הרכיבים התגובתיים והנדיפים ביותר נמצאים בהמסה הראשונה. אם זה יוסר מהמקור, תקבל יותר נמס וחלק. חזור על הפעולה פעמים רבות ותקבל נמס מפוצל במיוחד עם מינימום רכיבים מאפיים ותכולה גבוהה של נדיפים ואלמנטים ריאקטיביים כמו אלקליות או פלואור. . לְמָשָׁל. הפלוגרניט יבש בקושי נמס ב 700 צלזיוס בעוד שחלק מהפגמטיט נמס עם מים קיצוניים ותכולת נדיפים יכול כמובן להתקיים בשחייה של 500 צלזיוס. גרניט אנורוגני או ריוליטים יבשים הם בעלי נקודת התכה גבוהה בהרבה מכמה גרניט רטוב מסוג S.

שטף, התכה חלקית ואוטקטיקה שימושיים מאוד להבנת התנהגויות ההיתוך של מכלולים מינרליים, אך מספקים מעט מהפרטים הגרועים של סוג הקשר והכוח המפורטים על תשובתו של בריאן נייט.


שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...