Joanna Policht nr indeksu 247932

Marzena Połeć nr indeksu 247933

Rok 3

GiG gr 7

Projekt I (6)

Ćwiczenie 1.

Na podstawie podanych wyników analizy chemicznej piroksenu wyprowadź jego wzór krystalochemiczny. Przedstaw punkt projekcyjny tego minerału nadiagramie 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. W razie konieczności uzupełnij tę nazwę w oparciu o poniższą tabelę.

Tab.1.

Kation	Zawartość większa od	Uzupełnienie nazwy	Kation	Zawartość większa od	Uzupełnienie nazwy
Al^3+	0,20	glinowy	Mn^2+	0,10	manganawy
Ca^2+	0,20	wapniowy	Mn^3+	0,01	manganowy
Cr^3+	0,02	chromowy	Na^+	0,20	sodowy
Fe^2+	0,20	żelazawy	Ni^2+	0,02	niklowy
Fe^3+	0,10	żelazowy	Ti^3+	0,01	tytanawy
Li^+	0,05	litowy	Ti^4+	0,05	tytanowy
Mg^+	0,20	magnezowy	Zn^2+	0,02	cynkowy

Dane do ćw.1. Tab.2.

SiO2	58,48
TiO2	0,10
Al2O3	0,88
Fe2O3	0,97
FeO	3,93
MnO	1,20
CaO	0,50
MgO	34,71
Na2O	0,20

Wykonano analizę chemiczną piroksenu. Na podstawie wyników (tab.1.) wyprowadzono jego wzór krystalochemiczny.

Do wyprowadzenia wzoru wykonano następujące czynności:

1. Do podanych w tab.1. danych w % wagowych obliczono kolejno:

• masy molowe tlenków

• udział molowy (U_m =$\frac{zaw.\ \ \%\ wag.}{masy\ molowe\ tlenkow}$)

• stosunki kationów (S_k = udział molowy * ilość kationów w tlenku)

• stosunki anionów (S_a = udział molowy * ilość anionów w tlenku)

• zsumowano stosunki anionów ($\sum_{}^{}\text{Sa}$)

• obliczono W wg wzoru: W=$\frac{Sk*ilosc\ tlenu\ we\ wzorze}{\sum_{}^{}\text{Sa}}$

1. Kolumna W powinna po zsumowaniu (w przypadku piroksenu) dać wartość 2. W przeciwnym przypadku należało znormalizować wartości dla ogólnej sumy równej 2.

2. Następnie wykorzystano wzór ogólny piroksenu: M2M1T₂O₆ i „metodą od końca” wypełniano zawartości poszczególnych pierwiastków we wzorze wykorzystując ostatnią kolumnę tab.1. (W)

3. Otrzymano następujący wzór: (Mg_0,807 Fe²⁺_0,112 Mn_0,035 Ca_0,018 Na_0,012) (Al_0,021 Fe³⁺_0,025 Ti_0,004 Mg_0,95) (Si_1,984 Al_0,016) O₆

4. Przedstawiono punkt projekcyjny tego minerału na diagramie Q-J (rys.1.).

Rysunek 1

1. Na podstawie punktu 5. wybrano trójkąt klasyfikacyjny (rys.2.) i narysowano na nim punkt projekcyjny. Na jego podstawie nazwano minerał:

Rysunek 2

1. Na podstawie tab.1. określono nazwę minerału jako: piroksen magnezowy (Enstatyt)

Obliczenia:

Tab.3.

	% wag	M	Um	Sk	Sa	W	W znorm.
SiO2	58,48	60,09	0,973	0,973	1,946	1,984	1,984
TiO2	0,10	49,90	0,002	0,002	0,004	0,004	0,004
Al2O3	0,88	101,96	0,009	0,018	0,027	0,037	0,037
Fe2O3	0,97	159,70	0,006	0,012	0,018	0,025	0,025
FeO	3,93	71,85	0,055	0,055	0,055	0,112	0,112
MnO	1,20	70,94	0,017	0,017	0,017	0,035	0,035
CaO	0,50	56,08	0,009	0,009	0,009	0,018	0,018
MgO	34,71	40,31	0,861	0,861	0,861	1,755	1,757
Na2O	0,20	62,00	0,003	0,006	0,006	0,012	0,012
					$\sum_{}^{}\text{Sa}$=2,943

1. Odpowiedź: Wzór krystalochemiczny danego piroksenu to
   (Mg_0,807 Fe²⁺_0,112 Mn_0,035 Ca_0,018 Na_0,012) (Al_0,021 Fe³⁺_0,025 Ti_0,004 Mg_0,95) (Si_1,984 Al_0,016) O_6.

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.

Tab.4.

VI	1	2	3
[% wag.]
SiO2	47,59	48,97	47,88
TiO2	1,87	1,05	1,47
Al2O3	13,20	14,70	16,81
Fe2O3	0,76	3,63	3,45
FeO	9,36	7,94	7,22
MnO	0,18	0,18	0,14
MgO	4,51	7,60	6,43
CaO	8,24	8,72	9,29
Na2O	3,19	2,55	2,83
K2O	0,05	1,26	0,57
P2O5	0,32	0,11	0,21
LOI	8,21	2,45	1,71
Suma	98,88	99,16	97,99
[ppm]
Cr	74	73	75
Sc	24,4	61,2	29,0
Ga	17	14	18
Zn	79	53,3	42
Cu	26	33	39
Cs	0,91	0,74	0,31
Rb	17	36	19
Ba	210	227	195
Sr	287	93	292
Zr	190	72	108
Hf	3,8	1,86	2,94
Nb	15	4	13
Ta	0,88	0,33	0,86
Y	28	24	15
Th	8,7	1,75	1,09
U	1,7	1,8	2,3
La	36	9,2	14,0
Ce	62	22,0	31
Nd	48	14	23
Sm	6,0	3,4	4,6
Eu	1,43	0,99	1,36
Tb	0,83	0,77	0,71
Yb	2,55	3,13	1,75
Lu	0,43	0,35	0,25

Przeprowadzono interpretację geochemiczną na podstawie danych z tab.4. Wykorzystano w tej interpretacji:

1. Diagram TAS

2. Trójkąt klasyfikacyjny AFM

3. Diagramy dyskryminacyjne:

• Ti/100-Zr-3Y

• Ti/100-Zr-Sr/2

1. Diagram pajęczy z normalizacją do chondrytów

Diagram TAS

Do wykonania diagramu TAS należy odjąć LOI, H₂O^-,H₂O⁺ od sumy tlenków. Następnie znormalizowano zaw. SiO₂ dla nowowyliczonej sumy oraz zaw. sumy alkaliów (czyli Na₂O + K₂O). Te nowe wartości zaznaczono na diagramie (rys.3.) i otrzymano skały o nazwie:

Skała 1.

∑-LOI=98,88-8,21=90,67

SiO_2: 98,88-----47,59 Na₂O + K₂O: 98,88------3,24

90,67-------- x 90,67------ y

x=43,64 y=2,97

Odp: Jest to bazalt andezytowy.

Skała 2.

∑-LOI=99,16-2,45=96,71

SiO_2: 99,16-----48,97 Na₂O + K₂O: 99,16-----3,81

96,71------- x 96,71----- y

x=47,76 y=3,72

Odp: Jest to bazalt.

Skała 3.

∑-LOI=97,99-1,71=96,28

SiO_2: 97,99-----47,88 Na₂O + K₂O: 97,99-----3,40

96,28------- x 96,28----- y

x=47,04 y=3,34

Odp: Jest to bazalt.

Rysunek 3

Trójkąt klasyfikacyjny AFM

Do użycia trójkąta klasyfikacyjnego AFM potrzebujemy następujące wartości:

• sumę alkaliów (Na₂O + K₂O)

• zaw. Fe obliczona wg wzoru: F = FeO + 0,8998*Fe₂O₃

• zaw. MgO

Wyliczone wartości zsumowano i znormalizowano dla 100%. Nowe wartości zaznaczono punkty projekcyjne na trójkącie klasyfikacyjnym AFM i otrzymano skały o nazwie:

Skała 1.

A: Na₂O + K₂O=3,24

F: Fe=10,04

M: MgO=4,51

Skała 2.

A: Na₂O + K₂O=3,81

F: Fe=11,21

M: MgO=7,60

Skała 3.

A: Na₂O + K₂O=3,40

F: Fe=10,32

M: MgO=6,43

Rysunek 4

Odp: Dane skały to toleity.

Diagramy dyskryminacyjne

• Ti/100-Zr-3Y

zaw. TiO₂ jako tlenku przeliczono na zaw. samego Ti z proporcji:

TiO₂ [% wag.] – 80 [Ti (48) + O₂ (32) = 80]

x - 48 [masa molowa Ti]

Po przeliczeniu Ti na ppm podzielono tę wartość przez 100.

Zawartość Y pomnożono przez 3.

Resztę zawartości pierwiastków podano w ppm. Te wartości zsumowano i przeliczono je na wartości procentowe. Następnie zaznaczono punkty projekcyjne na diagramie.

Rysunek 5

Obliczenia:

Skała 1.

TiO₂=1,87%wag 1,87-----80

x ----48

x=1,122%wag*10 000=11220ppm

Ti/100=112,2ppm

Zr=190ppm

3Y=3*28=84ppm

∑=386,2

Ti/100=29,05%

Zr=49,20%

3Y=21,75%

Odp: Dana skała to

Skała 2.

TiO₂=1,05%wag

Ti/100=63ppm

Zr=72ppm

3Y=3*24=72ppm

∑=207

Ti/100=30,44%

Zr=34,73%

3Y=34,73%

Odp: Dana skała to

Skała 3.

TiO₂=1,47%wag

Ti/100=88,2ppm

Zr=108ppm

3Y=45ppm

∑=241,2

Ti/100=36,57%

Zr=44,77%

3Y=18,66%

Odp: Dana skała to

• Ti/100-Zr-Sr/2

zaw. TiO₂ jako tlenku przeliczono na zaw. samego Ti z proporcji:

TiO₂ [% wag.] – 80 [Ti (48) + O₂ (32) = 80]

x - 48 [masa molowa Ti]

Po przeliczeniu Ti na ppm podzielono tę wartość przez 100.

Zawartość Sr podzielono przez 2.

Resztę zawartości pierwiastków podano w ppm. Te wartości zsumowano i przeliczono je na wartości procentowe. Następnie zaznaczono punkty projekcyjne na diagramie i otrzymano skały o nazwie:

Rysunek 6

Obliczenia:

Skała 1.

TiO₂=1,87%wag 1,87-----80

x ----48

x=1,122%wag*10 000=11220ppm

Ti/100=112,2ppm

Zr=190ppm

Sr/2=143,5ppm

∑=445,7

Ti/100=25,17%

Zr=42,63%

Sr/2=32,20%

Odp: Dana skała to

Skała 2.

TiO₂=1,05%wag

Ti/100=63ppm

Zr=190ppm

Sr/2=46,5ppm

∑=181,5

Ti/100=34,71%

Zr=39,67%

Sr/2=25,62%

Odp: Dana skała to

Skała 3.

TiO₂=1,47%wag

Ti/100=88,2ppm

Zr=190ppm

Sr/2=146ppm

∑=342,2

Ti/100=25,77%

Zr=31,56%

Sr/2=42,67%

Odp: Dana skała to

Diagram pajęczy z normalizacją do chondrytów

(Diagram i obliczenia wykonano w programie GCDkit)

Wnioski: Ze względu na kształt wykresów, skały te należą do OIB, czyli bazalty wysp oceanicznych.

Rysunek 7

Diagram pajęczy przedstawia znormalizowane zawartości (do zawartości w chondrytach – polega to na podzieleniu zawartości danego pierwiastka w skale przez zawartość tego samego pierwiastka w chondrycie wyrażoną w tych samych jednostkach) wybranych pierwiastków poprzez porównanie przebiegu powstałych krzywych z krzywymi dla skał powstałych w typowych środowiskach geotektonicznych.

Wnioski końcowe:

Podsumowano wszystkie wyniki i zauważono, że według trójkąta klasyfikacyjnego AFM wszystkie próbki to toleity co wskazuje na ich pochodzenie z oceanicznych stref ryftowych bądź z efuzyjnego śródpłytowego wulkanizmu oceanicznego. Kolejne diagramy, czyli diagramy dyskryminacyjne dają nieco rozbieżne informacje: z diagramu Ti/100; Zr; 3Y dowiedziano się, że skała 1 i 3 to WPB (bazalt śródpłytowy), a skała 2 to MORB (bazalt grzbietów oceanicznych), zaś kolejny diagram Ti/100; Zr; Sr/2 dał następujące wyniki: skała 1 i 2 MORB (bazalt grzbietów oceanicznych), a skała 3 to IAT - toleit łuków wysp. Diagram pajęczy wskazuje na skały pochodzenia oceanicznego, a mianowicie OIB, czyli bazalty wysp oceanicznych. Mimo sprzecznych wyników, skały te powstały w środowisku oceanicznym.