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des Volumens für solche Mineralreaktionen für
unterschiedliche
Drucke
und
Temperaturen
konstant sind.
3.6.3 Entwässerungsreaktionen
Sind bei Mineralreaktionen Fluidphasen invol-
viert, so gilt die obige Feststellung nicht mehr,
dass die Änderung des Volumens für unter-
schiedliche Drucke und Temperaturen kon-
stant ist, weil Fluidphasen im Gegensatz zu
Festphasen stark kompressibel sind. Bei stei-
genden Temperaturen steigt zum Beispiel das
Molvolumen von Wasser im Unterschied zu ei-
ner Festphase stark an, bei steigendem Druck
nimmt das Molvolumen dagegen stark ab (Abb.
3.18). Entsprechend ist das ¿ V einer fluidinvol-
vierenden Reaktion nicht konstant, und damit
ist die Steigung nicht konstant. Daraus folgt,
3.19 Reaktionen mit fluiden Phasen (z.B. Was-
ser) sind in p-T -Diagrammen gekrümmt. Wasser
steht bei solchen Reaktionen immer auf der Hoch-
temperaturseite.
dass solche Reaktionskurven in p-T -Dia-
grammen immer gebogen sind, und zwar typi-
scherweise konkav nach oben (Abb. 3.19).
Hydrosilikate, also wasserhaltige Silikate wie
GlimmeroderAmphibole,gebenbeiTempera-
turerhöhung ihr Wasser ab und wandeln sich
in wasserärmere oder wasserfreie Minerale um
(Abb.3.20).SolcheReaktionenwerden Entwäs-
serungsreaktionen genannt, und sie sind für
die metamorphe Entwicklung in Gesteinen
sehr wichtig, da sie Wasser freisetzen, das als
Katalysator bei Mineral- oder Schmelzreaktio-
nen wirkt. Eine charakteristische Reaktion ist
z. B.
2Mg 7 Si 8 O 22 (OH) 2 =7Mg 2 Si 2 O 6 +2SiO 2 +2H 2 O
2Anthophyllit=7Enstatit+2Quarz+2Wasser.
Da Wasser den Schmelzpunkt von Gesteinen
herabsetzt, also als Flussmittel agiert, können
Reaktionen wie die Muskovit- oder die Biotit-
entwässerung
KAl 3 Si 3 O 10 (OH) 2 +SiO 2 =
KAlSi 3 O 8 +Al 2 SiO 5 +H 2 O
Muskovit + Quarz =
K-Feldspat + Sillimanit + Wasser bzw.
2KMg 3 AlSi 3 O 10 (OH) 2 +6SiO 2 =
3Mg 2 Si 2 O 6 +2KAlSi 3 O 8 +2H 2 O
Biotit + Quarz =
Orthopyroxen + K-Feldspat + Wasser,
3.18 Das Molvolumen von Wasser in cm 3 /mol s.o.
nach Helgeson & Kirkham (1974). Der kritische
Punkt benennt den p-T -Punkt, an dem die physi-
kalischen Eigenschaften von Gas- und Flüssig-
phase identisch werden. Über dem kritischen
Punkt kann man sie nicht mehr unterscheiden
und man spricht von einer überkritischen fluiden
Phase. Die Sättigungskurve ist die Reaktionskurve
von flüssigem zu gasförmigem Wasser.
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