为什么长英质的比镁铁质材料熔点较低?

Question

很明显从博文系列的反应,更多的长英质的矿物熔点低于镁铁质矿物。据我所知,淬火的眼镜也是如此。

长英质的SiO程度更高₂固相聚合,我还以为是积极有利的,因此我所预期的那样长英质的玻璃需要更多的能量比相应的玄武岩玻璃融化,因此有更高的熔点。然而,事实恰恰相反。为什么会出现这样的情况?

Answer 1

我想添加到布莱恩的答案,同时也指出一些错误。

首先,这不是真的,长英质的矿物熔化温度低于镁铁质矿物。这里有一些融化温度常见的矿物质,从高到低排序:

• 镁橄榄石(镁铁质):1890°C
• 石英(长英质的):1713°C
• 钙长石(长英质的):1553°C
• 透辉石(镁铁质):1391°C
• 铁橄榄石(镁铁质):1205°C
• 透长石(长英质的):1150°C
• 钠长石(长英质的):1118°C

注意,这个订单不同于订单鲍文的系列。没有问题,因为博文系列描述了常见的岩浆结晶的顺序(Brian正确识别)和不结晶或熔化温度的矿物质。虽然这两个密切相关的,它们是不相同的。

什么决定了鲍文的矿物质系列的订单吗?这就是它变得复杂。上面给出的融化温度只适用于纯矿物在大气压力。冷却的岩浆中没有确切的纯矿物组成,和大气压力的很少。混合组件(即。矿物质)在一个单一的岩浆会压低所有组件的结晶温度,因此融化温度。认为冰路:你可以通过加热融化它,或者通过添加盐。通过添加第二个组件($ \ mathrm{氯化钠}$)到纯组件($ \ mathrm {H_2O} $)你是使冰雪融化温度低于0°C。

它如何与结晶和熔融温度?看看这两个图:

(源)

这些图描述的结晶矿物成分的岩浆可以定义的三端员(钙长石、透辉石、镁橄榄石和钙长石、镁橄榄石、石英)。一个的后裔是一条直线跟踪从岩浆结晶矿物的演化。比如岩浆等量的Di和佛和一个略低于其他。这只岩浆首先结晶镁橄榄石,那么它将使具体化镁橄榄石和透辉石,最终它将使具体化所有三个矿物在一起,直到没有更多的液体。尽管熔化温度越高钙长石/透辉石。这块石头会首先在融化所有三种矿物在一起融化在1270°C,尽管他们融化温度隔离变化到500°C。

第二个图显示了一个更复杂的情况下,岩石的Fo丰富成分可能会首先使具体化Fo将消耗形成顽辉石。类似的岩浆与少而他Fo组件甚至可能不结晶镁橄榄石,而是石英结晶,尽管总体仍Fo-rich成分。

这个主题的岩浆结晶和融化是迷人的和一个简短的介绍(许多视觉辅助)可用:教学相平衡。

Answer 2

好问题!如你所知,鲍文的反应级数描述了硅酸盐矿物的结晶顺序在一个冷却的岩浆。

复杂阴离子的硅酸盐四面体的四个氧原子周围一个硅原子,与强大的共价键。每个四面体可以从彼此孤立或他们可能是共价结合在一起通过共享氧原子之间相邻四面体。这样他们可能形成单一链(辉石),双链(角闪石),表(黑云母)和联锁四面体(石英)的三维网络。

每一个共价键结构组(3 d网络除外)连着周边结构组(如单链单链)通过离子键干预阳离子(K⁺,Na⁺、钙^{2 +}、镁^{2 +}、铁^{2 +}等)。

相对而言,共价键的熔点低于离子键。源

在鲍文的反应系列中,形成的矿物质的冷端不连续系列丰富在金属阳离子硅和氧和贫穷。因此,矿物在冷端也更由共价键离子键。这个流行的原因长英质的比镁铁质的矿物质在较低温度下融化。

你的逻辑是正确的,当看着面对化学风化矿物稳定。在地球表面,这些共价键更稳定和矿物质像石英往往更耐风化橄榄石和辉石。这是所描述的Goldich稳定系列,我喜欢把博文的反应级数站在它的头上。

Answer 3

一个技巧——长英质的岩浆基本上是分级衍生的其他岩石。在岩石循环,最不稳定的组件更倾向于长英质的岩石。通常水和通量降低熔点。和长英质的岩石通常有碱金属与镁铁质岩石中Fe / Mg相比。碱金属和动荡的反应更大。

如果你部分镁铁质岩石融化,最无功和挥发组分在第一融化。如果它被删除从源,你得到更多的分级和长英质的融化。重复很多次得到极其分馏融化与最低镁铁质组件和挥发物含量高、高活性元素如碱金属或氟。

通量像水、硼、磷、氟等可以强烈降低熔点。如干haplogranite几乎融化在700摄氏度,而一些极端的伟晶岩融化水和挥发物内容可以明显存在波形500摄氏度。干非造山期的花岗岩或ryolites更高的熔点湿年代花岗岩。