内华达山脉岩基中含过量水的黑云母
黄金麻花岗岩的相关系。图4表示了不饱和水液相面。黄金麻花岗岩的部分实际矿物组成是石英34.80%,钾长石29%,斜长石31.5%。其详细的化学和矿物学成份见Pi- inskii的文章(1968 a, b,标本号104或HL 29)。这里表示的相关系是一系列实验成果,在一系列论文中已有详细论述(Piwinskii ] 968 b, 1973 a, Boettche:和Wyllie 1968; Stern和Wyllie一973 a, b; Stern等1975)。
在实验误差范围内,其固相曲线,与图I中Ab-Or--Qz-H20体系的固相线完全一致。在高压下,硷性长石溶解于固相线以下的水蒸气中,而兰晶石作为一个相出现,部分原因是硷和硅的选择性溶解(Burham 1967)。一致或不一致地29%的钾长石溶解表明在压力达到或高于15千巴时,与花岗质物质共存的水溶液是一种高浓度溶液(Stern和Wyllie 1973 a)。
压力在5千巴以下时,熔融间隔狭窄,且黄金麻花岗岩表现为似低共结成分。这与下述窜实是一致的,即将其成分投影到图2A的Ab-Or-Qz体系中,其距石英一长石在低压下的共结线((cotectic boundary)不远。然而随着压力的增加,该界线离开三角图中的石英顶点,因此,黄金麻花岗岩成分的位置逐渐远离石英区。图2A中石英区的扩大,解释了图3中在大约5千巴压力时,液相线斜率之变化,以及在液相线之下,随着压力的增加,石英的结晶间隔亦增大。
解释。但是,如同Winkle:等(1975)用实验证明的那样,在天然黄金麻花岗岩中,在固相线附近的液体成分受该体系中钙长石含量的强烈彩响。对Ab--Or-Qz---H20体系,加入钙长石成分对石英和硷性长石之间的共结线的位置影响不大,但是同图2中的最低液相线相比,低温液体成分可能显著地移向Or-Qz一边。
黄和威利(1973)提供了一张与图3基本相似的含过量水的白云母黄金麻花岗岩相图(含13.8% 典型白云母)。在类似的合成体系中,白云母在其稳定性范围内是稳定的(Huang和Wyllie 1974),证实了用简单合成体系模拟较复杂岩石体系的适用性。由于白云母黄金麻花岗岩比内华达山脉黑云母黄金麻花岗岩含更多的铝,其兰晶石区延伸到图3中以石英消失和柯石英消失曲线所表示的液相线之上。在15千巴及其之下的液相线,出现了刚玉而不是兰晶石。
图4表示了内华达山脉黄金麻花岗岩,从“干”液相线(0 %H2O)延伸到饱和水液相线的不饱和水液相面。后一曲线引自图3,液体中,水含量从1巴时的。%增加到30千巴的约27% (Stern和Wyllie 1973 a)。在液相面上,由含过量水界线上的巳知点,通过在15和30千巴压力下测定的相应点,将水含量作为常量画了等值线o P--T---XKz。空间的液相面等值图还表示了液相线及液相线附近的矿物区。图4中省略了图3中的次要付矿物一兰晶石。斯登和威利(1973 a)报导,兰晶石在水不饱和条件下不出现在液相线上。详细的作图和资料来源是别处提供的(Stern 1973; Huang 1973; Stern等1975)。
图4中,界面的位置和液相面的形状可根据某些化学参数的变化而改变。斜长石的稳定区可大可小,兰晶石或刚玉可达到过铝黄金麻花岗岩的液相线(Huang和Wyllie 1973)。但是,就主要矿物而言,液相线是以石英或柯石英占优势。
在等压的T-Xxso(岩石一水)相图中可以简便地表示不饱和水液体的结晶间隔。图5表示了挪威Bohus岩基的黑云母黄金麻花岗岩在2千巴压力的结果,其部分实际矿物组成为斜长石28.4%,微斜长石 39.1,石英26.1% (Maal$。和Wyllie 1975)。这种黄金麻花岗岩的石英/长石比,显著低于图3和4的内华达山脉黄金麻花岗岩,它反映了对各种含水量,斜长石都以液相出现,以及石英结晶晚。在更高压力下,石英区将扩大。
黄和威利(1973)提供了白云母花岗岩在15千巴的类似相图,但图3和4中内华达山脉黄金麻花岗岩在15千巴压力下的结果尚未发表(Huang和Wyllie,论文正在准备中)。斯登和威利((1973 b)描绘了压力在30千巴时,含水5%和7.8.%的内华达山脉黄金麻花岗岩(图3和4)的结晶间隔。 Whitney (1975)发表了在2、5和8千巴时合成黄金麻花岗岩的结果。
在2千巴下,大约需要6.5%的水才能使图5中的黄金麻花岗岩液饱和。图中6.5%水的右边给出了过量水的等压结晶间隔。图5中,水不饱和部分的最显著特征为,随着含水量的减少.黑云母相界的温度只稍微提高,而无水硅酸盐相界的温度却急剧升高。黑云母相界与石英和民石的陡峭曲线交叉,将相图分为网格。结晶顺序在每一个交叉点都有变化。在不同成分的岩石中,另外的含水矿物,如白云母和闪石,其类以的近水平相界将进一步划分次级相区。含水量和结晶顺序之间的关系,说明了如图5中那样的网格,对解释深成岩浆的含水量可能是有用的(Maal中e和Wyllie 1975)。
往意图5中,黄金麻花岗岩的开始熔化有三个不同的温度,乃取决于它的水含量。在2千巴时,即使有微量的水蒸气存在,固相线温度恒为7050C。如果没有足够的水存在使固相线以下的组合饱和,且所有的水都储存在黑云母中,那么固相线温度大约可以高达8750C。若为无水岩石,则u干"固相线的温度大约为10000C, Robertson和Wyllie (1971a, b)及Eggler 和Burnham (1973)也评论过有关黄金麻花岗岩成分的类似相图。Brown和Fyfe (1970)提供T 具有含水矿物,但没有游离水蒸气的黄金麻花岗岩熔融的实验资料。