Петрохимические пересчеты по А Н Заварицкому Пересчет

Петрохимические пересчеты по А. Н. Заварицкому

Пересчет процентного содержания оксидов в молекулярные количества § Для выполнения петрохимического пересчета по любому из § § § существующих методов предварительно необходимо пересчитать процентные содержания по массе главных оксидов или отдельных элементов в молекулярные или атомные количества с помощью специальных таблиц (Заварицкий, 1960; Четвериков, 1956) или путем деления процентных содержаний на формульные массы (ф. м. ) соответствующих оксидов: Si. O 2 -60, 06; Ti. O 2 – 79, 90; Al 2 O 3 – 101, 94; Fe 2 O 3 – 159, 68; Fe. O – 71, 94; Mn. O – 70, 93; Mg. O – 40, 32; Ca. O – 56, 08; Na 2 O – 61, 994; K 2 O – 94, 20; P 2 O 5 – 142, 04; Ba. O – 153, 4; или атомные массы элементов: Li 2 O – 30, 88; S – 32, 06; SO 3 – 80, 06; Sr. O – 103, 63; F – 19, 0; Cl – 35, 36; Cr 2 O 3 – 152, 02; CO 2 – 44, 0; C – 112, 01; Ni. O – 74, 71; Co. O – 74, 93; Cu. O – 79, 54; NH 3 – 17, 01; Zr. O 2 – 123, 22. Для удобства полученные цифры нужно умножить на 1000. Для определения атомных количеств отдельных химических элементов необходимо молекулярное количество соответствующего оксида поочередно умножать на количество атомов элементов в его химической формуле.

Принципы пересчета § 1. При проведении петрохимического пересчета по § § § методу Заварицкого молекулярные количества P 2 O 5, H 2 O, Cl, F, S, CO 2 в расчет не принимаются. 2. Молекулярные количества Mn. O, Co. O, Ni. O присоединяются к Fe. O. 3. Молекулярное количество Cr 2 O 3 присоединяется – к Fe 2 O 3, 4. Li 2 O – к K 2 O, 5. Ba. O – к Ca. O. 6. В основу пересчета положена связь химического состава изучаемой магматической породы с ее минеральным составом.

Признаки, характеризующие химико-минеральный состав породы § Наиболее существенными признаками, § характеризующими химико-минеральный состав породы, § § § являются: 1) соотношение между фемическими и салическими минералами; 2) избыток или недостаток кремнезема, в зависимости от которого в породе появляются такие симптоматические минералы, как кварц, оливин или фельдшпатоиды (нефелин, лейцит); 3) отношение щелочных полевых шпатов к анортиту или, в случае щелочных пород, - к эгирину; 4) особенности алюмосиликатов (полевых шпатов, фельдшпатоидов) и простых силикатов (амфиболов, пироксенов, оливина).

§ В результате пересчета главнейшие особенности химико-минерального состава магматических пород выражаются в виде числовой характеристики, состоящей из четырех основных и шести дополнительных параметров, а также числа Q, указывающего на избыток или недостаток кремнезема

Основная числовая характеристика породы § выражается отношением: § a: c: b: s, причем a+c+b+s=100. § В некоторых случаях необходимо еще одно число ĉ, которое входит в основную числовую характеристику

Число a обозначает § Относительное число атомов натрия и калия , входящих в щелочные полевые шпаты (Na, K)[Al 2 Si 2 O 8] и, следовательно, комбинирующихся в кристаллических решетках минералов с атомами алюминия (Na+K/Al).

Число c обозначает § относительное число атомов кальция, § § § которые могут войти в алюмосиликаты в сочетании Ca. Al 2 (Ca+Al в плагиоклазах – полевошпатовая известь). Может быть три случая: 1) Са. ОAl 2 O 3 -(Na 2 O+K 2 O); 3) Al 2 O 3<(Na 2 O+K 2 O), Са. О нет, тогда кальциевый алюмосиликат отсутствует, и вместо него может появиться эгирин (Na. Fe[Si 2 O 6]. Для каждого случая существует свой способ расчета основной числовой характеристики

Число b обозначает § относительное число всех остальных атомов металлов § § (за исключением Si и Ti), не входящих в полевые шпаты и эгирин, и принимающих участие в строении решеток простых силикатов (Fe+Mg+Ca, а также избыток Al в цветных минералах). При этом Ca. O-[Al 2 O 3 -(Na 2 O+K 2 O)] – это те атомы кальция, которые не вошли в полевые шпаты. В некоторых случаях Al 2 O 3>Na 2 O+K 2 O+Ca. O, тогда Al 2 O 3(Na 2 O+K 2 O+Ca. O) – это атомы алюминия, не вошедшие в полевые шпаты, их нужно отнести к группе b. Если Na 2 O+K 2 O>Al 2 O 3, то щелочные металлы в избытке и тогда кальциевый алюмосиликат отсутствует, и вместо него может появиться эгирин, а также алюмосиликаты, содержащие натрий и калий (амфиболы, слюды). В этом случае число c отрицательное, и вместо него вводится дополнительное число основной числовой характеристики - ĉ.

Число ĉ обозначает § относительное число атомов натрия и калия, не вошедших в салические алюмосиликаты (полевые шпаты), и входящих в состав темноцветных минералов. § При этом каждому атому натрия отвечает атом железа, участвующий в строении эгирина или других щелочных фемических минералов.

Число s обозначает § Относительное число атомов кремния и титана в породе.

Все химические составы магматических пород по соотношению количества Al 2 O 3; Ca. O; (Na 2 O+K 2 O) разделяются на три класса (ряда) § 1. Ca. O+Na 2 O+K 2 O>Al 2 O 3>Na 2 O+K 2 O – нормальный ряд. § 2. Al 2 O 3>Ca. O+Na 2 O+K 2 O – плюмазитовый ряд (пересыщенные глиноземом). § 3. Na 2 O+K 2 O>Al 2 O 3 – агпаитовый ряд (пересыщенные щелочами).

Кремнистый индекс Q для нормальных пород § Об избытке или недостатке Si. O 2 в породах дает § § § представление величина s. Наибольшее число атомов Si, которое может войти в щелочные алюмосиликаты равно 3 a, соответственно формуле полевых шпатов (Na, K)[Al. Si 3 O 8]. В кальциевых алюмосиликатах связано 2 с атомов кремния, согласно формуле Ca[Al 2 Si 2 O 8]. Наибольшее количество Si, которое может быть связано в простых силикатах, вместе с атомами металлов, не входящими в алюмосиликаты, будет b, согласно формуле бисиликатов ROx. Si. O 2. Отсюда видно, что число Q=s-(3 a+2 c+b) будет представлять: 1) относительное число «избыточных» атомов Si и, следовательно, избыток Si. O 2, если Q положительно; 2) недостаток Si. O 2, если Q отрицательно.

Кремнистый индекс Q для щелочных пород § В случае составов, пересыщенных щелочными металлами, вместо кальциевого алюмосиликата – анортита, в породе появляется эгирин Na. Fe[Si 2 O 6]. § На каждый атом Na, входящий в группу ĉ, приходится два атома Si, то есть металлы группы ĉ свяжут 2ĉ атомов Si, следовательно, избыточное (или недостаточное) число атомов Si может быть подсчитано по формуле: Q=s-(3 a+2ĉ+b).

Дополнительные числовые характеристики § Основные числовые характеристики не учитывают такие признаки как: § 1) различия в отношении содержания K и Na § 2) различия в отношениях между элементами, входящими в группу b (фемические составные части породы).

§ Для нормальных пород нужна дополнительная характеристика: f': m': c‘ § f‘ – это 2 Fe 2 O 3+Fe. O. § m‘ – это Mg. O. § c‘ – это Ca. O-[Al 2 O 3 -(Na 2 O+K 2 O). § Поэтому f': m': c‘= § (2 Fe 2 O 3+Fe. O): Mg. O: {Ca. O -[Al 2 O 3 -(Na 2 O+K 2 O)]}. §

§ Для пород, пересыщенных Al 2 O 3, нужна дополнительная характеристика: a': f': m‘. § a‘ – это избыток Al 2 O 3, который не может входить в состав полевых шпатов a‘=Al 2 O 3 -(Na 2 O+K 2 O+Ca. O). § a': f': m‘= 2[Al 2 O 3 -(Na 2 O+K 2 O+Ca. O)]: (2 Fe 2 O 3+Fe. O): Mg. O

§ Для пород, пересыщенных Na и K (Na 2 O+K 2 O>Al 2 O 3), § § § только часть атомов щелочных металлов, равная 2 Al 2 O 3, может войти в салические алюмосиликаты. Избыток их, равный 2 (Na 2 O+K 2 O-Al 2 O 3), приходится считать особо, обозначая как ĉ, то есть как недостаток алюминия, нужного для образования кальциевого алюмосиликата (плагиоклаза). При этом способе основная характеристика будет иметь вид: a: ĉ: b: s, где ĉ – пропорциональна 2 (Na 2 O+K 2 O-Al 2 O 3), но при этом из b исключается эквивалентное количество атомов железа, идущее вместе с Na на образование эгирина. a+ĉ+b+s=100 и остается трехчленная дополнительная характеристика f‘: m‘: c‘= [2 Fe 2 O 3+Fe. O-2(K 2 O+Na 2 O-Al 2 O 3)]: Mg. O: Ca. O= {2[(Fe 2 O 3+Al 2 O 3)-(K 2 O+Na 2 O)]+Fe. O}: Mg. O: Ca. O

Альбитовый индекс n § При образовании основной числовой характеристики не учтена разница в отношении Na: K. § Поэтому нужно ввести еще одну дополнительную характеритику. § Это отношение Na 2 O: (Na 2 O+K 2 O).