マグマ混合→多様化の原因? - u-toyama.ac.jp石(固相)とな る。 モル%...
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2018/11/1
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一 般 地 質 学 (Physical Geology)
おお とう
第 5 回
都市デザイン学部地球システム科学科
大 藤 茂 おお とう
来週小テスト!
時間:16時30分から10分間
範囲:第5話まで(持ち込み不可)
May 17, 2008
ハワイ天皇2
3
ハワイ天皇1
4
結晶分化作用(非平衡) →マグマ多様化の原因?
マグマ混合→多様化の原因?
高温の苦鉄質マグマが,融点の低い
(珪長質鉱物からなる)地殻を融か
し,珪長質マグマを作る。
苦鉄質マグマと珪長質マグマが様々
な割合で混合し,多様な化学組成の
マグマを作る。
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韓国の古第三紀花崗岩類の露頭
固 溶 体 の 相 変 化
カンラン石 ↓
プリント 参 照
モル% フォルステライト(Mg) ファヤライト(Fe)
固 溶 体 の 相 変 化 この状態で固結した岩石は?
答:火山岩
この状態で固結した岩石は?
答:深成岩
・水なら 0゚C で
固相と液相が平
衡
・固溶体では,あ
る温度範囲で固
相と液相が平衡
・ある温度で平衡 な固相・液相の 組成は一定(温
度 T2 →固相 S2
・液相 L2)
G i b b s の 相 律
f = c - p + 2 f: 自由度(自由に選べる
示強性状態変数の数)
c: 独立成分の数
p:相の数(気相,液相,
固相(鉱物の種類))
水の状態図(相変化)
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高温実験→相平衡図の作成
・AbとAnを色々
な割合で混ぜ,
ある温度でゆっ
くり加熱→急冷
★→元の組成と同
じ組成の斜長石
★→元の組成と同
じ組成のガラス
①→組成 S2の斜
長石と組成 L2
のガラスが
S : L(モル比)
★ ★ ★
★ ★ ★
★
★ ★
★
★
★
★
★
★
★ ★ ★ ★
★ ★ ★ ★ ★ ★
★ ★
★
★
① S L
モル%
固溶体の相変化(平衡)
モル%
・組成 L1 の液相
を冷やす
・温度 T1 まで冷
えたところで,
組成 S1(An90
Ab10)の斜長石
一粒が晶出,組
成 L1 の液相と
平衡・共存
・冷却が進むと,
液相も斜長石も
Ab 成分に富む
ようになる。
★
固溶体の相変化(平衡)
・温度 Tx まで冷
えると,組成
Sx (An82Ab18)
の斜長石と組成
Lx (An50Ab50)
のメルトが平
衡・共存。
量比は a : b。
・さらに温度 T2
まで冷却すると
…?
Tx
Lx Sx
a b
モル%
固溶体の相変化(平衡)
・温度 T2 まで冷
えると,組成
L2 (An37Ab63)
のメルトの最後
の1滴が消え,
全体が組成 S2
(=L1)の斜長
石(固相)とな
る。
モル%
モル%
斜長石の相変化(非平衡)
・固相を系から
取り除く(非
平衡)→ L2よ
り Ab 成分に
富む液相や,
S2より Ab 成
分に富む固相
が生じ得る
a b
結晶分化作用(非平衡) →マグマ多様化の原因?
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斜長石(非平衡)の組織とマグマ混合 マ グ マ 混 合 な し マ グ マ 混 合 あ り
低 温 → 高 温 高 温 → 低 温
ノ ル ム 計 算
☆火成岩の化学組成
→ 鉱物組合せ → 色指数
☆火成岩中の化学成分を,
代表的造岩鉱物(ノルム鉱
物)に割り振るモデル計算
積 み 木 遊 び 1
おにんぎょう
じどうしゃ びる
積 み 木 遊 び 2
おにんぎょう
じどうしゃ ×18個
×11個
びる
5
1 12
色々な配分の仕方がある!
積 み 木 遊 び 3
おにんぎょう
じどうしゃ ×18個
×11個
びる
0
11 7
決まり:じどうしゃよりさきにおにんぎょうを作ること!
ノ ル ム 計 算
き石
かんらん石 ×18個
×11個
石えい
SiO2
SiO2
MgO
MgO
MgO SiO2
MgO
SiO2
ルール
0
7 11
決まり:かんらん石よりさきにき石を作ること!
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ノ ル ム 計 算
き石
かんらん石 ×10個
×11個
石えい
SiO2
SiO2
MgO
MgO
MgO SiO2
MgO
SiO2
ルール
1
0 9
決まり:石えいよりさきにき石を作ること!
ノ ル ム 計 算
11種類の積み木(酸化物)
積み木の個数?
→15種類のおもちゃ(鉱物)
→分子数(比)
サリック(≒フェルシック)なノルム鉱物 【おもちゃ】
【つみき】
フェミック(⊃マフィック)なノルム鉱物
分 子 比 の 計 算
全岩化学組成(左の列)より
各酸化物の重量比/分子量
=各酸化物の分子比(1000 倍)
分子1個の重さ SiO2, Al2O3, FeO…
↓ 【積み木】
分 子 比 の 計 算 例
SiO2 重量%:50.38
分子量:60.06
分子比(1000 倍)
=1000×酸化物の重量比/分子量
=1000×50.38/60.06
≒839
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=分子比×分子量/1000
副 成 分 鉱 物 の 計 算
il
→ TiO2 をゼロに
ap
→ P2O5 をゼロに
長 石 の 計 算
or = K2O+Al2O3+6SiO2
→一般に K2O を全て使う
ab = Na2O+Al2O3+6SiO2
→一般に Na2O を全て使う
an = CaO+Al2O3+2SiO2
→CaO が余る場合→woへ
→Al2O3 が余る場合→Cへ
単斜輝石
コランダム
長 石 の 計 算
→153
→79 Al2O3 の多いマグマ
では,逆に Al2O3が
残る…
余ったアルミと三価の鉄
コランダムと
単斜輝石は
共存しない →79
→48
→317
単斜輝石(ディオプサイド)の計算
wo = CaO+SiO2
en = MgO+SiO2
fs = FeO+SiO2
wo = en + fs
en : fs = 残りの MgO : FeO
この場合,233 : 58
単斜輝石(ディオプサイド)の計算
58
48
317
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SiO2 の分配(直方輝石・カンラン石)
SiO2 に飽和
→ 直方輝石(hy)+石英(Q)
SiO2 に不飽和
→ 直方輝石+カンラン石(ol)
カンラン石と石英は
共存しない
SiO2 に飽和(沢山ある)
輝石
カンラン石 ×18個
×11個
石英
SiO2
SiO2
MgO
MgO
MgO SiO2
MgO
SiO2
ルール
0
7 11
決まり:カンラン石より先に輝石を作ること!
SiO2 に不飽和(乏しい)
輝石
カンラン石 ×10個
×11個
石英
SiO2
SiO2
MgO
MgO
MgO SiO2
MgO
SiO2
ルール
1
0 9
決まり:石英より先に輝石を作ること!
SiO2 の分配(斜方輝石・カンラン石)
SiO2 に不飽和な時の計算
残りの SiO2 = hy + ol
残りの (Mg,Fe)O = hy + 2ol
hy = (Mg,Fe)O+SiO2
ol = 2(Mg,Fe)O+SiO2
∴ol = (Mg,Fe)O - SiO2
hy = 2SiO2 - (Mg,Fe)O
輝石
カン
ラン石
SiO2 の分配(斜方輝石・カンラン石)
49
195
222
第 3 回 レ ポ ー ト
課題:プリント30ページ,第
5.3表にある2組の全岩
化学組成についてノル
ム計算をする
締切:11月15日(木)・
5限終了時(18:00)