三元系相图的主要类型、判读方法及其在岩矿方面的应用

三元系相图在岩石学、矿物学、矿床学以及地球化学等领域中被广泛应用。它不仅是研究岩浆结晶、演化、相变以及矿物共生规律的重要方法之一,而且也是用来探讨壳源、幔源岩浆的重要途径之一。与单元系、二元系相比,其图形复杂,判读亦较难。因篇幅所限,本文仅对三元系相图的主要类型,判读方法以及在岩矿方而的应用,作一概略的介绍。     

Tl—In—S三元系的实验研究

作者通过T1—In-S三元系实验研究,在300℃等温面上发现4个三元固溶体相和2个三元相。4个三元固溶体相的成分变化范围分别是:(Ⅰ)T1_(2C)InS_(16)-T1_(40)In_3S_(33);(Ⅱ)T1_4InS_5—T1_4InS_4;(Ⅲ)T1_8In_2S_7—T1_(15)In_3S_(11)和(Ⅳ)T1_2In_2S_5。2个三元相的成分分别是T1_3InS_3和T1_2In_2S_3。这些相之间的关系清楚地示于T1-In-S相图中。此外,在600℃时合成了三元相T1In_2S_3,并对前人的实验研究进行了补充和修正。     

内生成矿作用实验研究的某些新进展

本文介绍近期国内外成岩成矿实验研究工作方面的新进展。主要表现有成矿元素(W、Sn、Mo、Au、Cu、Pb、Zn)在硅酸盐熔体和流体之间的分配实验,研究成矿物质来源、成矿物质活化、迁移富集的机理,同时在实验矿物学方面,对硫化物合成和形成条件以及二元系、三元系、四元系相关系的实验研究方面的进展作了介绍。     

二元系相图中的数学方法

本文介绍绘制二元系各类相图的数学方法。它是把确定相图中分溶曲线的问题,转化为通过确定平面动力系统来确定初值的一条轨线的问题。这样,可以用计算机来绘制二元系的相图。同时也为从相图来研究二端元的活度和活度系数提供了一个新的途径。     

《岩石物理化学基础》新书简介

由周珣若、王方正编著的《岩石物理化学基础》试用教材于1983年由武汉地质学院出版。 全书共十二章,正文223页,共约34万字,插图262幅,收集参考文献137篇。1—4章着重介绍岩石物理化学中的基本概念、原理、热力学数据的意义及其计算方法等;第5章氧逸度的估算及其应用,主要涉及成岩过程中氧化还原条件的研究问题;6—10章主要讨论了相律和岩浆岩石学中相图的解释和运用,对一元、二元、三元系各类相图作了详尽的结晶过程     

Ag_2S-Cu_2S-PbS和Ag_2S-Cu_2S-Bi_2S_3体系相关系及相关矿物共生组合研究

本文用抽空石英管法对三元硫化物体系Ag_2S-Cu_2S-PbS和Ag_2S-Cu_2S-Bi_2S_3在500℃的相图进行了研究。 Ag_2S-Cu_2S-PbS体系500℃相关系,受方铅矿和固溶体f.c.c.(Ag_xCu_(2-x)S)、b.c.c.(Cu_xAg_(2-x)S)所控制。在接近PbS-Cu_2S连线处有一液相区。随温度下降,方铅矿可与Cu_2-Ag_2S二元系上所有各相平衡共存。 Ag_2S-Cu_2S-Bi_2S_3体系在500℃时则包含六个固溶体,即块硫铋银矿、铜银铅铋矿、杂硫铋银矿、硫铋铜矿、CuBi_3S_5、Cu_3Bi_5S_9和新合成“C”(Ag_(1.1)Cu_(4.8)Bi_(5.8)S_(12))。最令人感兴趣的是无铜、无铅的铜银铅铋矿(Ag_2Bi_4S_7)合成成功。 以上二个三元系中矿物稳定性及共生关系也根据相图研究结果进行了讨论。     

钙钛矿-锶钛矿-钠镧钛矿体系化合物晶体化学的研究概况

钙钛矿—锶钛矿—钠镧钛矿三元系是钙钛矿族矿物的典型代表。常温常压下CaTiO3为Pbnm结构，但随温度增高可分别相变为I4／mcm和Pm3m结构；SrTiO3的稳定结构是Pm3m14／mcm相；Na／2Ln1／2TiO3的结构则随Ln代表的元素种类不同而有所差异。三个端员组分在压力下的结构变化均没有明确的结论。在三个二元系中，只有CaTiO3—SrTiO3体系研究较深入，并已给出了T-X相图。本从样品的合成实验及高温和高压原位测量等方面展望钙钛矿型化合物的晶体化学研究及其意义。     

Na2CO3-Na2B4O7-H2O三元体系288K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系 Na2 CO3- Na2 B4 O7- H2 O 2 88K时的相平衡及平衡液相的主要物化性质 (密度 ,电导率 ,p H)。研究发现 :该三元体系为简单共饱和型 ,无复盐及固溶体形成 ,根据溶解度数据绘制出相图 ,相图中单变量曲线所对应的平衡固相分别为 :Na2 CO3· 10 H2 O,Na2 B4 O7· 10 H2 O。并简要讨论了物化性质的变化规律。     

Cu_2S-PbS-Bi_2S_3和Ag_2S-PbS-Bi_2S_3体系相关系及相关矿物共生组合研究

本文用抽空石英管法对三元硫化物体系Ag_2S-PbS-Bi_2S_3和Cu_2S-PbS-Bi_2S_2的500℃相关系进行了研究。Cu_2S-PbS-Bi_2S_3体系的相图特征是Bi_2S_3-CuPbBiS_3。之间完全固溶关系,以及它与二元系Cu_2S-Bi_2S_3和PbS-Bi_2S_3各相之间双变关系。Ag_2S-PbS-Bi_2S_3体系相图被PbS-AgBi_S_2之间的完全固溶关系分成两部分:富铋与富银。富银部分仅有辉银矿与PbS-AgBiS_2固溶体之间简单双变关系,而富铋部分却包含丰富的银、铅铋硫盐。在抽空石英管法500℃下合成成功的有块硫铋银矿固溶体、铜银铅铋矿、硫铋铅矿固溶体、富硫铋铅矿和辉铅铋矿。 以上两个体系中矿物之间共生长关系及稳定范围也作了简短讨论。     

二元系主要相图类型的热力学推导

本文介绍了混合 Gibbs 自由能-组成曲线的基本原理,并在此基础上,推导了二元低共熔系、分解熔融系、固态无限混溶系、具低共熔点的固态有限混熔系,液态有限混熔系相图以及二元系的旋节线和旋节点。     

三元体系K+,Mg2+∥B4O72--H2O 348K稳定相平衡研究

采用等温溶解平衡法开展了三元体系K+,Mg2+∥B4O72--H2O 348K的稳定相平衡研究,获得溶解度数据及平衡液相的密度,折光率,pH值。根据溶解度数据绘制了三元体系稳定相图。该三元体系在348K时的稳定相图含有一个共饱点E、两条单变量曲线AE,BE和两个结晶相区MgB4O7.9H2O(AECA)和K2B4O7·4H2O(BEDB)。共饱点的平衡固相组成为MgB4O7·9H2O和K2B4O7·4H2O,对应的平衡液相组成为w(K2B4O7)=42.28%、w(MgB4O7)=8.11%。研究结果表明,该三元体系属于简单共饱和型,无复盐和固溶体形成。K2B4O7·4H2O和MgB4O7·9H2O互相存在盐溶作用,使得这两种盐的溶解度明显增大。平衡液相的密度、折光率均随溶液中K2B4O7质量分数的增大而增大。     

Tl2S—Ag2S假二元系相平衡的实验研究

用抽真空石英管在干体系中对Ａｇ２Ｓ－Ｔｌ２Ｓ假二元系在２５０℃下变温切面相平衡进行了实验研究。Ａｇ２Ｓ－Ｔｌ２Ｓ假二元系在２５０℃存在三个三元合成相，它们分别为ＴｌＡｇＳ、Ａｇ２９Ｔｌ１１Ｓ２０和Ａｇ１７Ｔｌ３Ｓ１０，后两个相是该实验首次合成     

Ne-Ks-Qz-H_2O等硅酸盐体系的实验研究

近几年来,作者比较系统地研究了在5Kbar压力下的霞石(Ne)-六方钾霞石(Ks)-石英(Qz)三元系和霞石-六方钾霞石二元系;在一个大气压和过冷却条件下的透辉石-钙契尔马克分子体系及透辉石-钠长石-钙长石体系,同时根据相图中物相的特征,结合岩浆的形成作用,开展岩石成因的研究,取得了一些进展。 1.实验方法;高压实验在内加热高压釜中进行,高温炉由白金丝或钼丝制成,利用氩气作压力介质,样品座的两端均有热电偶     

硅铝钡铁合金中硅铝钡的测定

本文对硅铝钡铁合金中硅,、钡的测定进行了实验研究。样品经碱熔水浸提取,钡与铁形成人沉淀,借以分离硅和铝,进而使三元素可同时进行测定。     

Li2B4O7—Na2B4O70H2O三元体系25℃相关系及物化性质实验

通过实验研究了Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７－Ｎａ２Ｂ４Ｏ７－Ｈ２Ｏ三元体系２５℃相关 溶液的物化性质，其２５℃相图由二条溶解度曲线构成，分别对应于Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７．３Ｈ２Ｏ、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７．１０Ｈ２Ｏ相区，属简单共饱和型。简要讨论了该体系硼酸盐在水听溶解行为，并用经验公式描述了物有浓度的变化规律。     

三元系相图读图浅说(二)

(四)具一个不一致熔融二元化合物位于自身初相区外的三元近结系分析及关于反应点的一般规律例如白榴石—钙长石—二氧化硅即属于此种类型(图18)。在相图上首先画出表示温度下降方向的箭头,大多数边界线是析出曲线,白榴石和钾长石之间的边界线是反应曲线,用双箭头表示之。因为钾长石的成分点位于它自身初相区之外,所以钾长石与钙长石之间的边界线不和它们两者成分点的连接线相交。     

400℃Cu—Bi—Te三元系及相平衡关系

利用干法真空石英玻璃管合成实验方法成功地构筑了Cu-Bi-Te三元系400℃时的相平衡图。在此实验温度条件下，该相图中除了存在着8个已知的矿物相、1个合成的Bi-Te二元相和2个液相共熔区外，同时还存在着一个新的Cu-Te二元相Cu9Te5以及两个Cu-Bi-Te三元相CuBiTe和Cu3BiTe3。     

Cu-Mo-Sn-S四元系相关系

对Cu-Mo-Sn-S四元系500-640℃的相关系进行研究,并对相关的Cu-Sn-S三元系做了进一步研究与测定。实验表明,500℃时Cu-Sn-S系的稳定的三元化合物有Cu_4SnS_4、Cu_4SnS_6(或Cu_(9.75)Sn_(2.17)S_(13))、Cu_5Sn_2S_7(或Cu_(4.90)Sn_2S_(7.01))、Cu_2SnS_3和Cu_2Sn_3S_7(或Cu_2Sn_(3.26)S_(7.51))。这些三元化合物,除Cu_4SnS_4外,都与硫形成双变关系。 Cu-Mo-Sn-S四元系在500℃时相关系主要表现为MoS_2与Cu_4SnS_6、Cu_5Sn_2S_7、Cu_2SnS_3和Cu_2Sn_3S_7等各相的双变关系,以及金属与Cu_4SnS_4、Cu_5Sn_2S_7、Cu_2SnS_3和Cu_2Sn_3S_7的双变关系。 以不同起始原料,不同温度和方法合成Cu-Mo-Sn-S四元系中唯一的四元化合物——硫钼锡铜矿未获得成功。     

Li_2O-(Mg、Zn、Ni)O-V_2O_5三元体系的相平衡

对Li_2O-(Mg、Zn、Ni)O-V_2O_5三元体系在500—800℃相图的研究表明,在每个系统内部都出现了一个依端员组分摩尔比为1:2:1的化合物。即橄榄石型的LiMgVO_4,硅铍石型的LiZnVO_4和尖晶石型的LiNiVO_4。不同的是,Li_2O-MgO-V_2O_5中发现了第二个三元相和一个固溶体。LiO_2-NiO-V_2O_6中得出一个固溶体,而LiZnNO_4中未得固溶体。     

如何正确判读岩浆不混溶相图?

岩浆不混溶(magma immiscibility)相平衡图解比一般的相图要复杂些,判读起来亦困难些.通常在国外的经典著作中亦很少涉及判读的原则、方法与过程,而只讲结果.在国内文献中以及一些研究生论文与科研报告中,涉及岩浆结晶作用的详细过程中常常发生判读的错误.例如,在结晶过程中通常由原先均一的岩浆进入不混溶阶段而(?)两个液相,进而又转变为一个均一的岩浆.后者在相图上是一个特定的点(图1上的Q),还是一个可变的组成?如是后者,又如何确定其位置?结晶作用何时随温度降低而进行,何时又是在恒温条件下发生的?这些问题常常发生判读上的错误.为了避免错误,根据我的经验有两点是必须记住的,1.时时运用判读原则;2.时时运用相律公式.本文旨在通过一个常用的三元系(图1)实例,说明如何正确判读岩浆不混溶的相平衡图解.