ACF 다이어그램과 A'KF 다이어그램

(1) ACF 다이어그램

Eskola(1915)는 다양한 조성의 석영 함유 변성암(인질질, 규질, 고철질, 석회질 포함)을 나타내기 위해 ACF 다이어그램을 설계했습니다. , 마그네슘) 미네랄.

1. 석영을 함유한 변성암의 성분분석

일반적인 석영을 함유한 변성암의 경우 미량성분과 고립성분은 고려하지 않으며, 일반적으로 SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na2O, KO, CO2, H2O 등 11가지 성분으로 구성되며, 이들 성분은 화학적 특성과 광물생산에 미치는 영향에 따라 다음과 같이 분류할 수 있습니다.

◎완전 활성 성분: H2O, CO2(Eskola는 이를 과잉 성분으로 처리합니다). ***학생 일러스트레이션에는 고려되지 않습니다.

◎과잉성분:SiO2. ***원시 다이어그램에서는 고려되지 않으며, 잉여 광물 Q는 다이어그램 외부에 배치됩니다.

◎동형성분: 암석에는 두 가지 유형의 동형성분이 있습니다. 하나는 Al2O3와 Fe2O3의 동형과 FeO, MnO, MgO의 동형입니다. 이들은 암석을 형성하는 광물에 흔히 나타나므로 (Al, Fe)2O3와 (Fe, Mg, Mn)이라는 두 가지 독립적인 성분으로 결합됩니다. 영형. 앞서 언급한 바와 같이, 이 처리는 불합리합니다. 또 다른 유형은 Na2O와 CaO가 동일한 유형이며 사장석에만 나타나고 다른 칼슘 함유 광물에는 나타나지 않는다는 것입니다. 따라서 결합할 수 없습니다. Eskola의 처리 방법은 다음과 같습니다. Na2O는 사장석에서 CaO의 동형 성분으로만 나타나기 때문에 그 함량은 사장석의 수에만 영향을 미칠 뿐 광물상의 증가 또는 감소는 없습니다. 따라서 Na2O는 독립된 성분이 아니므로 다이어그램에서 알맞게 남겨두고 무시할 수 있습니다.

◎유효 불활성 성분: 위의 성분 분석 결과, (Al, Fe)2O3, CaO, K2O, (Fe, Mg, Mn)O 4가지 유효 불활성 성분이 얻어졌습니다. 그래픽 표현의 용이성을 위해 성분 수를 3개로 줄이기 위해 Eskola는 K2O를 과잉 성분으로 취급하고 이를 고려하지 않으며, 칼륨 장석을 다이어그램 외부에 배치합니다. 결과적으로, 이 도표에는 명백한 단점이 있습니다. 저온에서 점토질 변성암의 K2O 과잉과 K2O 결핍의 두 가지 유형의 조합을 구별할 수 없다는 것입니다.

2. ACF 다이어그램 작성

Eskola(1939)는 위의 세 가지 효과적인 비활성 구성 요소를 정점의 구성 요소로 나누었습니다. 결과 다이어그램은 ACF 다이어그램(ACF 다이어그램)으로 명명되었습니다. 그중에는:

암석학(제2판)

그림 23-3 핀란드 오리야르비(Orijarvi) 지역의 접촉 변성암에 대한 ACF 다이어그램(Eskola, 1915에 따름)

삼각형 다이어그램에 광물 조성의 ACF 비율에 따라 광물을 플롯한 후, 그림 23-와 같이 광물의 실제 생성관계에 따라 생성선을 연결하여 ACF 다이어그램을 완성한다. 3.

광물의 화학식을 산화물 형태로 작성하면 광물의 ACF 값을 쉽게 계산할 수 있어 광물의 플롯을 더 쉽게 그릴 수 있습니다. 예:

암석학(제2판)

분명히 그림 23-3은 오리야르비(Orijarvi) 지역의 변성암과 접촉하는 광물 조합을 한눈에 명확하게 보여줍니다. 대표. ACF 다이어그램에 대해 주목해야 할 두 가지 사항이 있습니다. 첫째, 다이어그램의 An 위치는 다이어그램 외부의 Ab와 함께 특정 수의 사장석, Bi를 나타냅니다. (검은 운모) 운모)는 모두 칼륨 함유 광물이며, 1차 집합체에 나타나는지 여부는 암석의 K2O 성분에 의해 크게 좌우됩니다. Ms와 Bi는 그림 23-3에서 모든 조합으로 나타날 수 있습니다. ACF 다이어그램은 K2O가 광물 형성에 미치는 영향을 나타낼 수 없으므로 엄밀히 말하면 ACF 다이어그램에 표시해서는 안됩니다.

3. 암석 성분의 플롯

위에서 언급한 것처럼 암석의 광물 성분을 조성-*** 생성 다이어그램에 플롯하면 암석의 광물 성분을 예측할 수 있습니다. *셩 조합.

다만, ACF 도표를 작성하는 과정에서 칼륨장석, 조장석, 부광물 등은 고려되지 않으므로, 석유화학 분석자료를 바탕으로 암석을 ACF 도표에 표시할 때에는 이들 광물에 함유된 광물을 화학물질에서 차감할 필요가 있다. (Al, Fe) 2O3, CaO, (Fe, Mg) O의 양을 분석합니다. Eskola 방법에 따라 암석의 ACF 값을 계산하는 절차는 다음과 같습니다.

(1) 암석의 화학적 분석에서 각 산화물의 질량 분율을 나눕니다(SiO2와 H2O는 무시할 수 있음). )의 분자량을 곱한 다음 1000을 곱하여 산화물의 몰수를 변환합니다. 예: [CaO] = CaO 질량 분율 × 1000/CaO 분자량.

(2) 칼륨 장석과 조장석을 사용하여 몰수 [Al2O3]를 수정하고, 인회석을 사용하여 [CaO]를 수정하고, 방해석을 사용하여 [CaO]를 수정합니다.

가정 rock 모든 K2O와 Na2O는 칼륨장석과 사장석의 조장분자로 구성되어 있다. 칼륨장석에서는 [K2O] = [Al2O3]이고 조장석에서는 [Na2O] = [Al2O3]이므로 칼륨장석과 조장석에서는 [Al2O3]를 암석의 [Al2O3]에서 빼면 됩니다. + [Al2O3]에서 [Na2O]). 마찬가지로 인회석의 화학식은 9CaO·3P2O5·CaF2이므로 인회석의 [CaO] = 3.3 [P2O5]이고, 방해석의 화학식은 CaO·CO2이므로 방해석의 [CaO] = [CO2]이다. 암석의 부광물인 인회석과 방해석에 소량 함유되어 있는 [CaO]를 빼기 위해서는 암석의 [CaO]에서 (3.3 [P2O5] + [CO2])를 빼면 됩니다. rock 이 수정은 이루어지지 않습니다).

이렇게 암석의 ACF값 계산 방식은 다음과 같이 요약할 수 있다.

Petrology (Second Edition)

그래픽으로 표현하려면 이 값은 A+C+F=100으로 변환되며, 즉 몰분율(%)로 표시됩니다.

논의: 암석 ACF 값 계산 방식에 대한 문제점과 제안

지금까지 국내외 모든 변성암 교과서에서는 위의 암석 ACF 값 계산식을 사용하고 있는데 우리는 이를 사용한다. 실제 작업에서 이 공식으로 계산된 암석 ACF 값을 그래프로 그려보면 일부 암석(특히 변성 칼슘-인질성 퇴적암)의 구성점이 그래프 밖으로 떨어지는 경우가 종종 있어 이 계산에 개선의 여지가 있음을 알 수 있다. 계획. 성분 분석을 통해 다음과 같은 문제를 발견했습니다.

(1) CaO는 ACF 다이어그램에서 최종 구성 성분(실질적으로 불활성 성분)이고 방해석은 칼슘이 풍부한 주요 광물이므로 C는 C에서 차감됩니다. 소량의 방해석(즉, "부광물로서의 방해석")에 함유된 암석 함량[CaO]은 암석에 함유되어 있다는 이유만으로 일반 각섬석의 [CaO]를 C에서 공제할 수 없다는 사실과 일치하지 않습니다. 덜 일반적인 각섬석., 단지 암석에 Als 광물이 적다고 해서 Als의 [Al2O3]를 A에서 공제할 수 없는 이유는 동일합니다.

(2) 변성암에서 흔히 발견되는 칼슘이 풍부한 보조 광물은 스펜입니다. C 값에서 스펜을 구성하는 [CaO]를 빼는 것이 합리적이고 필요합니다. 스펜의 화학식 CaO·TiO2·SiO2로부터 [TiO2]와 동일한 양의 [CaO]를 함유하고 있음을 알 수 있다. 따라서 암석에 있는 모든 TiO2가 스펜을 형성하는 데 사용된다는 가정(이 가정이 더 현실적임) 하에서 스펜을 구성하는 [CaO]를 빼려면 [TiO2]와 동일한 양의 [CaO]만 빼면 됩니다. .

(3) 암석광물 중 Fe2O3는 Al2O3의 동형성분으로 존재하므로 광물 A값을 계산할 때 [Fe2O3]와 [Al2O3]를 함께 첨가해야 한다. 그러나 변성암의 Fe2O3는 주로 부광물인 자철석을 형성하는 데 사용되며, Fe2O3의 이 부분은 광물의 Al2O3와 동일한 품질의 Fe2O3보다 훨씬 많습니다. 따라서 암석의 A값을 계산할 때 [Fe2O3]를 첨가해서는 안 되며, 암석의 F값을 계산할 때 부광물 자철석을 구성하는 [FeO]를 빼야 한다.

자철광 FeO·Fe2O3의 화학식을 보면 [Fe2O3]와 동일한 양의 [FeO]를 함유하고 있음을 알 수 있다. 따라서 암석에 있는 모든 Fe2O3가 자철광을 형성하는 데 사용된다는 가정 하에(이 가정이 더 현실적이다.) ), 구성은 자철석[FeO]을 공제해야 합니다. [Fe2O3]에서 [FeO]의 등가량을 빼면 됩니다.

이렇게 우리 작업에 사용하는 암석의 ACF 값 계산 방식은 다음과 같습니다.

Petrology (Second Edition)

이러한 값이 필요합니다 A+C+F=100으로 변환되며 몰분율(%)로 표시됩니다. 암석의 ACF 값에 대한 새로운 계산 방식을 채택한 후 매우 좋은 결과를 얻었으며 더 이상 암석 구성 점이 ACF 차트를 벗어나는 상황이 발생하지 않습니다. 따라서 모든 사람이 이 새로운 솔루션을 채택하는 것이 좋습니다.

(2) A′KF 다이어그램

ACF 다이어그램은 중간 및 저온에서 K2O 과잉 조합(칼륨 장석 포함, 알루미늄이 풍부한 미네랄 없음)과 K2O 결핍을 구별할 수 없기 때문에 인질성 변성암 집합(알루미늄이 풍부한 광물을 함유하고 칼륨 장석이 없음), Eskola(1915)는 석영을 함유한 인질성 변성암의 광물 생성 관계를 나타내기 위해 A' KF 도표를 설계했습니다.

Argillaceous 변성암은 일반적으로 칼슘이 부족하고 CaO는 주로 사장석의 anorthite 분자에 포함되어 있습니다(여기서는 에피도트의 영향은 무시됨). 따라서 CaO는 사실상 불활성 성분이 아닙니다. K2O의 과잉과 결핍은 이러한 유형의 암석의 광물화에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 K2O는 효과적인 불활성 성분으로 사용되어야 합니다. 이러한 방식으로, 점토질 변성암 시스템에 효과적인 불활성 성분은 (Al, Fe) 2O3, K2O, (Fe, Mg, Mn) O입니다. 이 3가지 효과적인 불활성 성분을 꼭짓점으로 하여 점토질 변성암의 광물 생성 관계를 표현하기 위한 성분-유전자 생성 다이어그램(A'KF 다이어그램)을 만들어야 합니다(그림 23-4).

칼륨장석은 점토질 변성암 중에서 칼륨이 가장 풍부한 광물이기 때문에 칼륨장석은 AKF 다이어그램의 K 꼭지점에 표시되어 있습니다. 즉, 칼륨장석의 K값은 100, A값은 0으로 간주한다. 칼륨장석의 분자식에서는 몰수 [Al2O3] = [K2O]이므로 A값을 계산할 때 칼륨장석의 [Al2O3]를 빼야 한다. 즉, [Al2O3]는 [K2O]와 같아야 한다. 이와 같이 A의 의미가 ACF 다이어그램의 의미와 다르기 때문에 A를 A'로 변경한 것을 A' KF 다이어그램이라고 합니다(Winkler, 1976). 3개의 최종 멤버는 다음과 같습니다:

석유학(제2판)

그림 23-4 핀란드 오리야르비(Orijarvi) 지역에서 과도한 SiO2를 함유한 진흙 변성암의 A′KF 다이어그램(에 따르면) to Eskola , 1915)

따라서 백운모(K2O·3Al2O3·SiO2·H2O)의 이상적인 조성은 K:A'=1:3 위치에 표시되지 않고 K 위치에 표시된다. :A'=1:2(K=33, A'=67). 마찬가지로, 흑운모의 이상적인 구성은 K=14 및 F=86으로 표시됩니다. 흑운모의 일부(Fe, Mg)는 Al로 대체될 수 있기 때문에 그 조성은 점차적으로 A'=15, K=14, F=71의 위치로 변할 수 있다(그림 23-4). ACF 다이어그램과 마찬가지로 A'KF 다이어그램도 SiO2가 과잉된 암석을 나타내므로 다이어그램의 각 조합에는 석영이 포함되어 있고 석영은 다이어그램 외부에 표시됩니다. 또한, 인질성 변성암은 종종 사장석이나 조장석 및 녹석(낮은 온도에서 사장석을 대체함)을 포함하고 있습니다. 이러한 칼슘 및 나트륨 함유 광물은 다이어그램에 표시될 수 없으며 또한 다이어그램 외부에 있습니다.

A′KF 다이어그램에 암석을 그릴 때 수정도 이루어져야 합니다. 부광물 함량을 이용한 석유화학분석의 보정방법은 기본적으로 ACF 차트와 동일하다. 이 수정 후에 산화물 질량 분율은 몰로 변환됩니다. 그렇다면 A'KF 다이어그램에서는 사장석(Ab 분자와 An 분자로 구성)을 고려하지 않았으므로 A'에서 사장석에 있는 [Al2O3], 즉 [Na2O] + [CaO] 등을 빼야 한다. [Al2O3]의 양.

이러한 방식으로, 보조 광물에 대해 필요한 보정을 수행한 후 암석의 A'KF 값 계산 방식은 다음과 같이 요약될 수 있습니다.

암석학(제2판)

그림 23 -4 용도 A 'KF 다이어그램은 핀란드 오리야르비(Orijarvi) 지역의 인질성 변성 광물의 발생을 보여줍니다. 이 그림에서 알 수 있듯이 이 지역의 변성 조건에서 암석 구성점이 Ms-Bi*** 생성선의 왼쪽 하단(즉, K 꼭지점에 가깝습니다)에 속할 때 광물은 암석의 조합에는 칼륨 장석이 포함되어 있지만 알루미늄이 풍부하고 칼륨이 없는 광물(And, Crd, Cum, Ant 등)이 있습니다. 이것이 K2O 과잉의 암석이다. 반대로, K2O 결핍 암석의 구성점은 Ms-Bi*** 생성선의 오른쪽 상단(즉, A'F 측)에 떨어지게 되며, 그 광물 조합에는 알루미늄- 풍부하고 칼륨이 없는 미네랄이 있지만 칼륨 장석은 없습니다. 따라서 A'KF 도표는 위에서 언급한 중저온 조건에서 알루미늄이 풍부한 광물과 칼륨 장석 사이의 불리한 관계를 합리적으로 나타내고 있으며, 이것이 이 도표의 장점입니다.

논의: 암석에 대한 A′ KF 값 계산 방식의 문제점과 제안

지금까지 국내외 모든 변성암 교과서는 위의 암석 A′ KF 값 계산 방식을 사용하고 있다. , 그러나 우리는 실제 작업에서 이 공식을 이용하여 계산된 암석 A'KF 값을 그래프에 투영할 때 앞서 언급한 ACF 계산과 동일한 문제, 즉 일부 암석 구성점이 그래프 밖으로 빠지는 현상이 자주 발생하는데, 이는 또한 이 계산 방식이 개선할 가치가 있음을 보여줍니다. 구성요소 분석을 통해 유사한 문제점을 발견했습니다.

(1) 위에서 언급한 암석 A 값을 계산할 때와 마찬가지로 암석 A′ 값을 계산할 때 [Fe2O3]를 첨가해서는 안 되며, 암석 F 값을 계산할 때 부광물은 반드시 첨가해야 한다. 자철석[FeO]도 공제됩니다. 즉, [Fe2O2]에서 [FeO]의 등가량이 차감되는 방식입니다.

(2) 이 방식은 암석에 있는 [CaO]가 모두 사장석을 형성하는 데 사용된다고 가정하므로 [CaO]가 차감됩니다. A 값에서 사장석의 [Al2O3]가 차감됩니다. 그러나 이 가정에는 문제가 있습니다. 인질질 변성암에 포함된 칼슘 함유 광물에는 사장석뿐만 아니라 알루미늄이 부족한 광물인 스펜(CaO·TiO2·SiO2)과 방해석(CaO·CO2)도 포함되어 있습니다. 사장석에서는 몰수가 [CaO]가 아니라 [CaO]-[TiO2]-[CO2]입니다. 이런 식으로 우리 작업에 사용하는 암석의 A′KF 값에 대한 계산 방식은 다음과 같습니다.

Petrology (Second Edition)

이 값을 변환해야 합니다. A′＋K F= 100으로, 몰분율(%)로 표시됩니다.

암석의 A'KF 값에 대한 새로운 계산 방식을 채택한 후 더 이상 암석 구성 포인트가 A'KF 차트를 벗어나는 상황이 발생하지 않습니다. 따라서 모든 사람이 이 새로운 솔루션을 채택하는 것이 좋습니다.

(3) ACF 다이어그램과 A′ KF 다이어그램의 조합

ACF 다이어그램은 인질암, 규장암, 석회질 및 기본 변성암을 포함한 모든 일반적인 변성암을 그릴 수 있으며 이들의 상호 관계를 보여줍니다. 광범위한 생성 관계를 나타내지만 중간 및 저온에서 광물 생성에 대한 K2O의 영향을 나타낼 수는 없습니다. A'KF 다이어그램은 과잉 K2O와 불충분한 K2O 사이의 관계를 잘 나타낼 수 있지만 그 적용은 질질산과 저온으로 제한됩니다. 펠릭 암석. 그러므로 둘은 서로를 보완할 수 있다. ACF 다이어그램과 A' KF 다이어그램은 일반적으로 보다 완전한 결과를 얻기 위해 이중 삼각형 다이어그램(그림 23-5)으로 결합됩니다. 복합적으로 사용시 칼륨 함유 미네랄(Ms, Bi)은 ACF 다이어그램에 표시되지 않습니다.

그림 23-5 핀란드 오리야르비 접촉 변성암의 ACF 및 A′KF 다이어그램

이 이중 삼각형 다이어그램에서 광물 조합을 판단할 때, 특히 암석 구성이 A에 있을 때 ACF 다이어그램 -An-F는 작은 삼각형(즉, 인질-펠식) 내에 있으므로 두 다이어그램을 함께 고려해야 하며 A'KF 다이어그램이 주요 다이어그램이어야 합니다. 그림 23-5와 같이 두 암석의 구성점이 각각 그림의 1번 지점과 2번 지점이라고 가정하면 이들의 광물 조합은 다음과 같이 판단해야 한다.

Rock 1 Crd+Ms+Bi +Pl+Q, 마이크 없음.

Rock 2 Mic+Ms+Bi+Pl+Q, Crd 없음.

21장에서는 그림 21-3을 사용하여 변성암의 5가지 주요 화학적 유형과 ACF 다이어그램 및 A' KF 다이어그램에서 주요 암석 형성 광물의 위치를 ​​나타냈습니다. ACF 및 A'KF 다이어그램을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 암석의 화학적 조성과 광물의 조성 관계를 직관적으로 나타낼 수 있습니다. 이 도표를 숙지하면 변성암의 5가지 주요 화학적 유형에 대한 화학 조성, 광물 조성 특성 및 해석을 익히는 것이 도움이 됩니다. 실제 작업에서 광물 조성을 기반으로 암석의 화학적 유형을 판단하는 데 자연 도표가 편리합니다. , 원래의 바위를 복원하기 위해.