ĆWICZENIA Z GEOCHEMII OGÓLNEJ - PROJEKT I (4)

Łukasz Pawłowski 247913

Damian Piputa 247925

Grupa 7

Ćwiczenie 1:

Na podstawie podanych wyników analizy chemicznej piroksenu wyprowadź jego wzór krystalochemiczny. Przedstaw punkt projekcyjny tego minerału na diagramie Q-J i na podstawie jego położenia wybierz odpowiedni trójkąt klasyfikacyjny. Narysuj punkt projekcyjny na tym trójkącie i nazwij minerał bazując na położeniu tego punktu.

Dane:

SiO2	56,88
TiO2	0,25
Al2O3	0,76
Fe2O3	0,89
FeO	4,55
MnO	1,20
CaO	0,60
MgO	33,79
Na2O	0,10

Składnik	% wag.	Masy molowe	Udział molowy (Um)	Stosunki atomowe kationów (Sk)	Stosunki atomowe anionów (Sa)	Wartości do wzoru (W)
SiO2	56,88	60,09	0,947	0,947	1,894	1,98 (po normalizacji 1,985)
TiO2	0,25	79,87	0,003	0,003	0,006	0,006
Al2O3	0,76	101,96	0,007	0,014	0,021	0,029
Fe2O3	0,89	159,7	0,006	0,012	0,018	0,025
FeO	4,55	71,85	0,063	0,063	0,063	0,132
MnO	1,20	70,94	0,017	0,017	0,017	0,036
CaO	0,60	56,08	0,011	0,011	0,011	0,023
MgO	33,79	40,31	0,838	0,838	0,838	1,752 (po normalizacji 1,756)
Na2O	0,10	61,98	0,002	0,004	0,002	0,008
Suma	99,02				2,87

Wzór ogólny piroksenu:

M2M1T₂O₆

Wykonano obliczenia:

• Udział molowy= % wagowy/ masa molowa

• Stosunek atomowy kationów= udział molowy * ilość kationów

• Stosunek atomowy anionów= udział molowy * ilość tlenu

• W, obliczono z proporcji

Sk	-	∑Sa
W	-	6

∑S_a=2,87

T (Si_1,985Al_0,015)₂

M₁ (Al_0,014 Fe³⁺_0,025Ti_0,006Mg_0,955)

M₂ (Mg_0,801 Fe²⁺_0,132Mn_0,036Ca_0,023Na_0,008)

Wzór krystaliczny piroksenu:

(Mg_0,801 Fe²⁺_0,132Mn_0,036Ca_0,023Na_0,008)(Al_0,014 Fe³⁺_0,025Ti_0,006Mg_0,955) [(Si_1,985Al_0,015)₂]O₆

Obliczenia do punktu projekcyjnego na diagramie Q-J:

Q = Ca + Mg + Fe²⁺ = 0,023 + 1,756 + 0,132 = 1,911

J = 2 * Na=2 * 0,008 = 0,016

Z projekcji wynika, że badany piroksen należy do grupy piroksenów Ca – Mg – Fe.

1. udział enstatytu (En): x = Mg/(Mg+Fe+Ca)*100%

x = 91,89%

b) udział ferrosilitu (Fs): x = Fe/(Mg+Fe+Ca)*100%

x = 6,9%

c) udział wolastaonitu (Wo) : x = Ca/(Mg+Fe+Ca)*100%

x = 1,21%

Według trójkąta klasyfikacyjnego Wo-En-Fe ustalono, że nazwa badanego minerału to klinoenstatyt magnezowy.

Ćwiczenie 2:

Przeprowadź interpretację geochemiczną załączonych analiz skał magmowych wykorzystując diagram TAS, trójkąt klasyfikacyjny AFM, diagramy dyskryminacyjne Ti//100; Zr; Y*3, Ti/100; Zr; Sr/2 oraz diagram pajęczy z normalizacją do chondrytów. Zamieść odpowiednie tabele, obliczenia, rysunki i komentarze.

Dane:

IV	1	2	3
[%wag]
SiO2	49,53	50,86	49,03
TiO2	1,92	1,97	2,04
Al2O3	16,24	14,40	15,45
Fe2O3	4,95	3,20	3,42
FeO	4,61	7.93	6,50
MnO	0,13	1,12	0,16
MgO	6,20	6,37	8,58
CaO	5,21	7,60	4,36
Na2O	4,84	3,81	4,71
K2O	1,29	1,18	0,24
P2O5	0,28	2,29	0,31
LOI	2,96	2,95	3,95
Suma	98,16	99,68	98,75
[ppm]
Cr	56	33,9	20,2
Sc	41,6	37,9	32,7
Ga	20	12	18
Zn	115	105	114
Cu	34	120	356
Cs	0,91	0,3	0,72
Rb	29	13	14
Ba	403	138	159
Sr	237	141	49
Zr	156	146	159
Hf	4,7	3,53	3,5
Nb	11	10	14
Ta	0,75	0,58	0,73
Y	32	22	29
Th	6,7	6,5	3,6
U	1,7	1,6	1,3
La	24,6	17,7	33,3
Ce	60	45	54
Nd	24,7	39	44
Sm	4,6	5,2	4,7
Eu	2,14	1,43	1,60
Tb	1,28	1,17	0,86
Yb	3,24	2,57	2,63
Lu	0,39	0,31	0,50

Diagram TAS

Skała 1:

∑ składników – LOI = 98,16 – 2,96 = 95,2 [%wag.]

49,53 – 98,16

X_SiO2 – 95,2

X_SiO2 = 48,04% ( po normalizacji )

zawartość alkaliów Na₂O+K₂O = 4,84 +1,29 = 6,13 [% wag.]

6,13 – 98,16

X_{Na2O + K20} – 95,2

X_{Na2O + K2O} : 5,95% ( po normalizacji )

Dla skał II , III obliczenia przeprowadzamy analogicznie.

Skała 2:

∑ składników – LOI = 96,73 [%wag.]

SiO₂ : 49,35% ( po normalizacji )

Σ Na₂O + K₂O : 4,84% ( po normalizacji )

Skała 3:

∑ składników – LOI = 94,8 [%wag.]

SiO₂ : 47,07% ( po normalizacji )

Σ Na₂O + K₂O : 4,75% ( po normalizacji )

Diagram TAS

Na podstawie diagramu TAS stwierdzamy, że:

Skała 1 totrachybazalt

Skała 2 to bazalt

Skała 3 to bazalt

TRÓJKĄT KLASYFIKACYJNY AFM

Skała 1:

A:(Σ Na₂O + K₂O)=6,13 [%wag.]

F:( Σ FeO + Fe₂O₃ x 0,8998)=9,1 [%wag.]

M:(MgO)=6,20 [%wag.]

ΣAFM = 6,13 + 9,1 + 6,20 = 21,43%

Normalizujemy wyniki do 100%.

A:

6,13 – 21,43

X_A – 100

X_A = 28,61%

F:

9,1 – 21,43

X_F – 100

X_F = 42,46%

M:

6,2 – 21,43

X_M – 100

X_M = 28,93%

Dla skał II, III obliczenia przeprowadzamy analogicznie.

Skała 2:

A:(Σ Na₂O + K₂O)=4,99 [%wag.]

F:( Σ FeO + Fe₂O₃ x 0,8998)=10,81 [%wag.]

M:(MgO)=6,37 [%wag.]

ΣAFM = 4,99 + 10,81 + 6,37 = 22,17%

Normalizujemy wyniki do 100%.

X_A = 22,51%

X_F = 48,76%

X_M = 28,73%

Skała 3:

A:(Σ Na₂O + K₂O)=4,95 [%wag.]

F:( Σ FeO + Fe₂O₃ x 0,8998)=9,58 [%wag.]

M:(MgO)=8,58 [%wag.]

ΣAFM = 4,95 + 9,58 + 8,58= 23,11%

Normalizujemy wyniki do 100%.

X_A = 21,42%

X_F = 41,45%

X_M = 37,13%

Trójkąt klasyfikacyjny AFM

Na podstawie trójkąta klasyfikacyjnego AFM stwierdzamy, że:

Skała 1 jest wapniowo – alkaliczna.

Skała 2 jest wapniowo – alkaliczna.

Skała 3 jest wapniowo – alkaliczna.

DIAGRAMY DYSKRYMINACYJNE

1. Ti/100-Zr-Sr/2

1ppm = 0.0001%

mTiO₂ = 80g

mTi = 48g

Skała 1:

80 – 1,92

48 - X_Ti

X_Ti = 1,152 [%wag.]

Ti/100 = 115,2 [ppm]

Zr = 156 [ppm]

Sr/2 = 118,5 [ppm]

Σ Ti/100 + Zr + Sr/2 = 389,7

Normalizacja wyników do 100%:

100 – 389,7

X_Ti/100 – 115,2

X_Ti/100 = 29,56%

100 – 389,7

X_Zr – 156

X_Zr = 40,03%

100 – 389,7

X_Sr/2 – 118,5

X_Sr/2 = 30,41%

Dla skał II , III obliczenia przeprowadzamy analogicznie.

Skała 2:

80 – 1,97

48 - X_Ti

X_Ti = 1,182 [%wag.]

Ti/100 = 118,2 [ppm]

Zr = 146 [ppm]

Sr/2 = 70,5 [ppm]

Σ Ti/100 + Zr + Sr/2 = 334,7

Normalizacja wyników do 100%:

100 – 334,7

X_Ti/100 – 118,2

X_Ti/100 = 35,32%

100 – 334,7

X_Zr – 146

X_Zr = 43,62%

100 – 334,7

X_Sr/2 – 70,5

X_Sr/2 = 21,06%

Skała 3:

80 – 2,04

48 - X_Ti

X_Ti = 1,224 [%wag.]

Ti/100 = 122,4 [ppm]

Zr = 159 [ppm]

Sr/2 = 24,5 [ppm]

Σ Ti/100 + Zr + Sr/2 = 305,9

Normalizacja wyników do 100%:

100 – 305,9

X_Ti/100 – 122,4

X_Ti/100 = 40,01%

100 – 305,9

X_Zr – 159

X_Zr = 51,98%

100 – 305,9

X_Sr/2 – 24,5

X_Sr/2 = 8,01%

Diagram dyskryminacyjny Ti/100-Zr-Sr/2

Na podstawie diagramu dyskryminacyjnego Ti/100 – Zr – Sr/2 stwierdzamy, że:

Skała 1 to OFB – bazalt podłoża oceanicznego

Skała 2 to OFB – bazalt podłoża oceanicznego

Skała 3 nie należy do żadnej z podanych grup.

2. Ti/100-Zr-Y*3

Skała 1:

80 – 1,92

48 - X_Ti

X_Ti = 1,152 [%wag.]

Ti/100 = 115,2 [ppm]

Zr = 156 [ppm]

3*Y = 96 [ppm]

Σ Ti/100 + Zr + 3*Y = 367,2

Normalizacja wyników do 100%:

100 – 367,2

X_Ti/100 – 115,2

X_Ti/100 = 31,37%

100 – 367,2

X_Zr – 156

X_Zr = 42,48%

100 – 367,2

X_3*Y – 96

X_3*Y = 26,15%

Skała 2:

80 – 1,97

48 - X_Ti

X_Ti = 1,182 [%wag.]

Ti/100 = 118,2 [ppm]

Zr = 146 [ppm]

3*Y = 66 [ppm]

Σ Ti/100 + Zr + 3*Y = 330,2

Normalizacja wyników do 100%:

100 – 330,2

X_Ti/100 – 118,2

X_Ti/100 = 35,8%

100 – 330,2

X_Zr – 146

X_Zr = 44,22%

100 – 330,2

X_3*Y – 66

X_3*Y = 19,98%

Skała 3:

80 – 2,04

48 - X_Ti

X_Ti = 1,224 [%wag.]

Ti/100 = 122,4 [ppm]

Zr = 159 [ppm]

3*Y = 87 [ppm]

Σ Ti/100 + Zr + 3*Y = 368,4

Normalizacja wyników do 100%:

100 – 368,4

X_Ti/100 – 122,4

X_Ti/100 = 33,22%

100 – 368,4

X_Zr – 159

X_Zr = 43,16%

100 – 368,4

X_3*Y – 87

X_3*Y = 23,62%

Diagram dyskryminacyjny Ti/100-Zr-Y*3

Na podstawie wyników stwierdzamy, że:

Skała 1 to OFB – bazalt podłoża ocenicznego

Skała 2 to WPB – bazalt śródpłytowy

Skała 3 to WPB – bazalt śródpłytowy

Wnioski:

Porównując wyniki zauważono, że na obu diagramach dyskryminacyjnych skała 1 to bazalt oceaniczny typu MORB, skała 2 według diagramu dyskryminacyjnego Ti/100; Zr; Y*3 to bazalt typu WPB, a według diagramu dyskryminacyjnego Ti/100; Zr; Sr/2 to bazalt oceaniczny typu MORB. Skała 3 zaś na diagramie Ti/100; Zr; Y*3 to bazalt WPB (bazalt śródpłytowy) a według diagramu Ti/100; Zr; Sr/2 nie należy do żadnej z przedstawionych grup.

Diagram pajęczy (z normalizacją do chondrytów)

Zawartość pierwiastka w chondrycie [ppm]
0,187
2,3
2,34
0,0294
0,0081
0,246
0,0142
0,2347
0,6032
7,8
0,4524
0,104
0,1471
3,94
0,056
1,56
0,0363
0,1625
0,0243

Przykład:

Lu: 24,3 ng/g

Skała 1: 0,39 [ppm]/24,3 [ng/g] = 0,39[ppm]/ 0/0243[ppm] = 16,05

Skała 2: 0,31 [ppm]/24,3 [ng/g] = 0,31[ppm]/0,0243[ppm] = 12,76

Skała 3: 0,50 [ppm]/24,3 [ng/g] = 0,50[ppm]/0,0243[ppm] = 20,58

	Po normalizacji
	Skała 1
Cs	4,87
Rb	12,61
Ba	172,22
Th	227,89
U	209,88
Nb	44,72
Ta	52,82
La	104,81
Ce	99,47
Sr	30,38
Nd	54,65
Hf	45,19
Sm	31,27
Zr	39,59
Eu	38,21
Y	20,51
Tb	35,26
Yb	19,94
Lu	16,05

Na podstawie diagramu pajęczego możemy stwierdzić, że 3 badane skały są komagmowe to znaczy, że pochodzą z jednego źródła magmy. Na podstawie kształtu krzywych trudno jest odczytać do jakiego typu dane skały należą (najbardziej przypominają krzywe dla bazaltów typu MORB).