地球化学热力学课件10.pptVIP

§3-4 多相体系的几何分析方法 --拓扑相图 1916-1925年：荷兰科学家 schreinemakers 1930年：Niggle 引入岩石界 1949年：Miyashiro 首次采用 1960年：美籍华人 任以安系统总结，应用到岩石界 用途：在矿物岩石地球化学中，可以根据矿物 共生关系建立相图。 1、相律 Gibbs 相律 f=k-φ+2 几何图上多相平衡关系，由点、线、面关系表示： 双变区： K=φ 单变线： φ=K+1 无变量点： φ=K+1 K=1 面：φ=1 线：φ=2 点：φ=3 K=2 面：φ=2 线：φ=3 点：φ=4 K=3 面：φ=3 线：φ=4 点：φ=5 点、线、面数满足组合律： 2、Mory-schreinmakers 法则 基本公理：当两个含有φ个相的双变组合为1和2，如果在单变线一侧1比2稳定，则在线的另一侧2比1稳定。 法则： 双变区组合在单变线一侧稳定，在另一侧不稳定； 在零变点附近稳定的双变组合只能处于180度的扇形区内； 双变组合中包含α相在线的一侧稳定，则不含α相的组合在线的另一侧稳定 重叠法则：双变区中所夹单变线（包括亚稳线）的缺失相在该区一定稳定。 标记： 如矿物相为1、2、3、4 [4] 1+2=3 [3] 1+4=2 [2] 1+4=3 [1] 2+3=4 3、单变线的斜率和计算 热力学中存在关系，平衡条件下有Gibbs-Duhem方程： 当T、P恒定，A，B二组分体系中 二、拓扑相图的建立 确定研究对象并明确体系 制作相关体系的化学组成图 由组合公式求出可能存在的化学反应关系数目，并写出反应方程式 根据schreinemakers法则对反应进行标记 计算单变线斜率 根据法则确定线的相对位置 1、化学组成图的建立 单组分体系无图 二组分体系是一条线 如： 特征：正常体系的化学组成图中，每种矿物都有自己确定的成分点，并不出现重合现象。 三组分体系的化学组成图为平面三角形 2、相图的构筑 一元系相图 三元系相图 化学组成图 5条线，10个区 正常体系相图特征 3、组成退化体系 特点：化学组成图中不同物相同点或同线。 二元退化体系（4种） 相图特征：相发生重合， 相关相与相关相的稳定线重合 三元退化体系 4、多体系 一元 ，二元，三元多体系 1 2 3 4 （1） （4） （2） （3） 1-4 2 3 1 2 3 4 （1） （2） （3） （4） 123 4 （1 4） （2 4） （3 4） 1 2 3 * 一、理论基础 Mus+Q 稳定 不稳定 不稳定 （α） α 1 2 3 （1） （2） （3） 条件：体系中化学势都确定了，在P-T图中的斜率 800 高岭石 写出反应式并配平 530 560 51.53 44.09 49.90 92.88 83.68 96.71 And Ky Sil Sil And Ky 二元系相图:由组合律计算应有4条单变线，6个双变区 (And) (Kfs) (Mus) 39.71·10-6 80.63 MgAl2O4 Spn 尖晶石 49.90·10-6 96.86 Al2SiO5 Sil 矽线石 233.22·10-6 407.229 Mg2Al4Si5O18 Cor 菁箐石 43.79·10-6 95.186 Mg2SiO4 Fos 镁橄榄石 31.276·10-6 67.78 MgSiO3 Ens 顽火辉石 [Fos] [Sil] [Cor] [Spn] [Ens] Ens-Sil Cor-Spn Ens-Spn Fos-Sil Ens-Spn Cor-Fos Ens-Sil Fos-Cor Fos-Sil Cor-Spn P T 二元系 ： 三元系： 1 2 3 4 奇异相 相关相 （3） （4） （2） （1） 奇异相在相关相的同一侧，出现实线与虚线的重合 重合定律 *