Mineraalstabiliteit –
fasendiagrammen
Inleiding
Wat nodig om mineraal te vormen
Gesteentecyclus (sed – magm – meta)
o Verschillende vormingsomstandigheden
Magmatische omgeving
Verweringscondities, sedimentaire omgeving
Metamorfe reacties & Ultra-High Pressure reacties: metamorfe omgeving
Stabiliteit
o Laagste energieconfiguratie = meest stabiel
o Metastabiel (obstabiel + buffer)
Activeringsenergie nodig
E nodig om mineraalfase te veranderen
o Bepalende factoren
temperatuur (T)
druk (p)
zuurtegraad (pH)
oxidatiepotentiaal (Eh)
o Algebraïsche bepaling
Fysische chemie/Thermodynamica
G – Gibbs free energy – problemen
o Grafisch: fasediagrammen of stabiliteitsdiagrammen
Bowen’s reactie series
o Mineralen zijn het meest stabiel in PT condities die het dichts hun
vormingsomstandig heden benaderen.
, Fasendiagrammen
Fasenregel van Gibbs: F + V = C + 2
o # fasen + # vrijhijdsgraden = #componenten + 2
Het systeem
=deel vd natuur, vereenvoudiging van de werkelijkheid (bv magmakamer)
Systeem reageert met omgeving
o Geïsoleerd: nix uitwisselen
o Gesloten: geen chemische bestandsdelen uitwisselen, weel T op/afname
Bv magmakamer
o Open: zowel druk, temp als chemische bestanddelen kunnen uitgewisseld worden
Kan beïnvloed worden door intensieve variabelen (druk, temperatuur, concentratie,
viscositeit), en extensieve variabelen (volume, massa)
o Intensief: van toepassing op hele verhaal (totaalvolume)
Kan je niet bij elkaar optellen
Bv) P en T
Fase
= chemisch, fysisch en structureel homogeen deel van een systeem dat gescheiden kan worden van
andere fasen
3 aggregatietoestanden
o Bv) smeltend ijs: 2 fasen (water + ijs)
o Bv) lavalamp: 2 fasen
Component
= De kleinste hoeveelheid chemische verbindingen waarmee alle fasen in het systeem
gemaakt kunnen worden.
onafhankelijke variabele nodig om de samenstelling van elke fase van het systeem te beschrijven,
mogen elkaar niet beïnvloeden
fase erbij/weg P/T verandering chemische reactie (variabele niet
onafhankelijk toepasbaar
Vrijheidsgraad
= Het aantal intensieve variabelen (b.v. P, T) dat, willekeurig en onafhankelijk van
elkaar, in een systeem veranderd kan worden, zonder dat er een fase verdwijnt of
verschijnt.
fasendiagrammen
Inleiding
Wat nodig om mineraal te vormen
Gesteentecyclus (sed – magm – meta)
o Verschillende vormingsomstandigheden
Magmatische omgeving
Verweringscondities, sedimentaire omgeving
Metamorfe reacties & Ultra-High Pressure reacties: metamorfe omgeving
Stabiliteit
o Laagste energieconfiguratie = meest stabiel
o Metastabiel (obstabiel + buffer)
Activeringsenergie nodig
E nodig om mineraalfase te veranderen
o Bepalende factoren
temperatuur (T)
druk (p)
zuurtegraad (pH)
oxidatiepotentiaal (Eh)
o Algebraïsche bepaling
Fysische chemie/Thermodynamica
G – Gibbs free energy – problemen
o Grafisch: fasediagrammen of stabiliteitsdiagrammen
Bowen’s reactie series
o Mineralen zijn het meest stabiel in PT condities die het dichts hun
vormingsomstandig heden benaderen.
, Fasendiagrammen
Fasenregel van Gibbs: F + V = C + 2
o # fasen + # vrijhijdsgraden = #componenten + 2
Het systeem
=deel vd natuur, vereenvoudiging van de werkelijkheid (bv magmakamer)
Systeem reageert met omgeving
o Geïsoleerd: nix uitwisselen
o Gesloten: geen chemische bestandsdelen uitwisselen, weel T op/afname
Bv magmakamer
o Open: zowel druk, temp als chemische bestanddelen kunnen uitgewisseld worden
Kan beïnvloed worden door intensieve variabelen (druk, temperatuur, concentratie,
viscositeit), en extensieve variabelen (volume, massa)
o Intensief: van toepassing op hele verhaal (totaalvolume)
Kan je niet bij elkaar optellen
Bv) P en T
Fase
= chemisch, fysisch en structureel homogeen deel van een systeem dat gescheiden kan worden van
andere fasen
3 aggregatietoestanden
o Bv) smeltend ijs: 2 fasen (water + ijs)
o Bv) lavalamp: 2 fasen
Component
= De kleinste hoeveelheid chemische verbindingen waarmee alle fasen in het systeem
gemaakt kunnen worden.
onafhankelijke variabele nodig om de samenstelling van elke fase van het systeem te beschrijven,
mogen elkaar niet beïnvloeden
fase erbij/weg P/T verandering chemische reactie (variabele niet
onafhankelijk toepasbaar
Vrijheidsgraad
= Het aantal intensieve variabelen (b.v. P, T) dat, willekeurig en onafhankelijk van
elkaar, in een systeem veranderd kan worden, zonder dat er een fase verdwijnt of
verschijnt.
