大部分結(jié)晶巖石由為數(shù)不多的相(礦物)組成,巖石顯微鏡
原始試料的選擇顯然取決于多種因素,不過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)家來(lái)說(shuō),很普遍的作法是試
用不同原始試料以期在同樣實(shí)驗(yàn)條件下產(chǎn)生出相同的試驗(yàn)產(chǎn)物。這種殊途同歸使人們相信
這些試驗(yàn)產(chǎn)物能夠體現(xiàn)平衡的達(dá)成。
大多實(shí)驗(yàn)工作者在工作中都利用了非實(shí)驗(yàn)工作者認(rèn)為是過(guò)小的試樣,通常是數(shù)lo毫
克。這樣小的試樣是必要的,因?yàn)椋?nbsp; (a)對(duì)于小的樣品,易于在可準(zhǔn)確控制并且無(wú)溫度梯
度的熔爐內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)熱帶; (b)試樣越小,所需壓力容器的容積也就越小,這就使得儀
器易于制作和維護(hù),而且使它易于將壓力梯度減至極小程度; (c)大多數(shù)實(shí)驗(yàn)試樣都是
包裝在昂貴的貴金屬內(nèi)的。把試樣縮減到最小程度,顯然是一大優(yōu)點(diǎn)。小試樣是可行的,
因?yàn)樵诖蠖鄬?shí)驗(yàn)中原始試料和試驗(yàn)產(chǎn)物都是顆粒極細(xì)的,而由大顆粒晶體導(dǎo)致的不均勻問(wèn)
題是很少遇到的。
實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)研究的目的是什么
大部分結(jié)晶巖石由為數(shù)不多的相(礦物)組成,而且這些相的組合曾在整個(gè)空間和時(shí)
間不斷重復(fù),這是巖石學(xué)的普通常識(shí)。因?yàn)閹r石內(nèi)各種化學(xué)變量多而復(fù)雜,所以這樣一些
有限的礦物組合就意味著在巖石結(jié)晶期間接近化學(xué)平衡。如果確實(shí)如此,則對(duì)與巖石有關(guān)
的一些化學(xué)體系內(nèi)的平衡條件進(jìn)行嚴(yán)密和系統(tǒng)探索,最終必然揭示出結(jié)晶巖石形成的物理
限制范圍。正是對(duì)這樣一些限制范圍的了解,將會(huì)使我們洞悉地球內(nèi)部的物理狀態(tài)、組成
成分以及活動(dòng)過(guò)程。
試樣成分
作為相平衡研究的原始材料,一般是合成玻璃,或凝膠,或分析過(guò)的巖石礦物粉末。
某些研究是用混合的粉料進(jìn)行的,例如,幾種不同礦物按重量比例混合。不過(guò),在這些情
況下,關(guān)于混合是否充分以及試樣最終是否均一往往是一個(gè)潛在的疑問(wèn)。均一性總是實(shí)驗(yàn)
工作者首先關(guān)心的,在研究沒(méi)有液體以及甚至沒(méi)有流體存在的一些反應(yīng)時(shí)尤其如此。最均
一的原始材料是玻璃。這些玻璃是用仔細(xì)稱量的純化學(xué)原料(通常是氧化物或碳酸鹽)通
過(guò)反復(fù)熔化和研碎制成的。鑒定放在具相當(dāng)折射率的浸油內(nèi)的少量研碎的玻璃,很容易檢
驗(yàn)其均一性。測(cè)定一系列成分的折射率,也可對(duì)成分誤差提供一種輔助性檢查,因?yàn)樵谡?br>個(gè)成分范圍內(nèi)應(yīng)該呈現(xiàn)一種平穩(wěn)的變化。當(dāng)玻璃均勻時(shí),通常是在保持逐漸降低溫度條件
下使之適應(yīng)這種條件,并且最后盡可能充分地使一部分樣品結(jié)晶(在一般情況下是10克樣
品的一半)。凝膠體通常是通過(guò)從有機(jī)硅氧化合物(例如,四乙基正硅酸鹽)和所需陽(yáng)離
子的硝酸鹽及碳酸鹽的溶液中沉淀出所要求的成分而制備的。將干的沉淀物研磨并在中等
溫度下焙燒以產(chǎn)生一種非晶質(zhì)氧化物混合物。這種產(chǎn)物一般可直接用做實(shí)驗(yàn),但是它本身
可被熔融而成為玻璃體。巖石和礦物樣品都可直接用做實(shí)驗(yàn)材料,而選取磨細(xì)并分析了的
粉末。
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