Всего можно будет наблюдать в этой системе три фазы: воду, лед и пар, обладающие одним и тем же химическим составом. А вода – единственное вещество, заключенное в сосуд, следовательно, на всех стадиях химический компонент в данной системе будет всего один (К = 1).
Представим сосуд, наполненный водой, температура которой составляет 30 ºС при давлении 1 ат. При данных условиях имеется одна фаза – Н2О, следовательно число фаз Ф = 1. Из уравнения Ф + С = К + + 2 следует, что С = К + 2 – Ф = 1 + 2 – 1 = 2, следовательно, данная система будет иметь две степени свободы: давление и температуру (t и p). Можно сказать, что состояние системы не изменится, если немного изменить давление и температуру (повысить или понизить) – вода останется единственной фазой.
39
Рассмотрим системы, состоящие из двух фаз – льда и воды, пара и воды. Компонент в системе один – Н2О (К = 1), а фаз две (Ф = 2). Отсюда по уравнению С = К + 2 – Ф = 1 + 2 – 2 = 1 следует, что система имеет одну степень свободы. Эта система является моновариантной. Только при постоянных соотношениях давления и температуры система не будет изменяться, сохраняя две фазы: лед и воду, пар и воду.
Все вышесказанное можно изобразить графически. Для изображения состояний систем при различных термодинамических условиях используют однокомпонентные, двухкомпонентные (или многокомпонентные) фазовые диаграммы. На соответствующей диаграмме можно видеть моновариантные соотношения с водой и паром, водой и льдом. Дивариантные состояния системы соответствуют полям на диаграмме, а моновариантные – кривым, разделяющим эти поля. Кроме того, на диаграмме имеется инвариантная тройная точка, в которой сосуществуют вода, лед и пар. Температура и давление в этом состоянии системы строго определенны, и любое их изменение вызовет исчезновение каких-либо фаз.
Однако большинство метаморфических пород состоит из нескольких компонентов. Из уравнения следует, что с увеличением числа компонентов увеличивается число фаз (минералов). С помощью правила фаз можно связать число минералов в минеральной ассоциации с числом химических компонентов и, таким образом, объяснить, почему метаморфические горные породы состоят из небольшого числа минералов. Обычно в метаморфических породах Ф ≤ К. Величина К может быть найдена путем определения необходимого для описания состава всех минералов числа окислов. Это утверждение известно как минералогическое правило фаз В. М. Гольдшмидта. Именно на этой концепции основано учение о метаморфических фациях.
Дальнейший шаг в развитии физико-химических основ минералообразования был сделан Д. С. Коржинским в начале 60-х гг., внесшим в правило фаз В. М. Гольдшмидта представление о дифференци альной подвижности комп онентов. Он показал, что геологические системы являются открытыми и правило фаз применимо только к таким системам. Все химические компоненты горных пород Д. С. Коржинский разделил на 4 группы.
1. Ин ертные – это компоненты, количество которых целиком зависит от их содержания в данной породе.
2. П од ви жн ые – это компоненты, количество которых определяется их концентрацией в циркулирующем растворе и не зависит от
40
их содержания в горной породе. Поэтому концентрация подвижных компонентов является произвольной и обладает степенью свободы.
3. Насыщающ и е (избыточные) – это компоненты, разновидности инертных, количество которых равно концентрации насыщения растворов. Эти компоненты могут выпадать из растворов при насыщении, увеличивая, таким образом, количество минералов в парагенезисе. Например, парагенетические ассоциации для пород, пересыщенных кремнеземом. В этом случае во всех парагенезисах дополнительно появляется кварц (SiO2 – насыщающий компонент).
4. Комп он ен ты - при меси , или рассеянные – это такие компоненты
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
