关于矿物相律介绍

[拼音]：kuangwu xianglü

[外文]：mineralogical phase rule

反映变质岩形成过程中达到热力学多相平衡时，矿物相数与独立组分数之间关系的法则。是吉布斯相律在封闭体系中的应用。由挪威科学家V.M.戈尔德施密特根据吉布斯相律于1911年提出的，又称戈尔德施密特矿物相律。

吉布斯相律是讨论平衡体系内相数、独立组分数和自由度三者之间关系的一般规律，即在平衡条件下，组分将最大限度地形成尽可能少的相。在一般情况下，影响体系平衡状态的因素主要是温度和压力。所以吉布斯相律的一般表达式为

F=C +2-P式中 F（自由度数）为体系中独立可变的强度因素（温度、压力等）的数目。它们在一定范围内可以任意改变而不会引起相的数目的改变。因此，自由度又称为独立变量。P（相数）为体系中平衡共生的相数。岩石学中，一种矿物为一个相，固溶体矿物也算一个相，如发生了固溶体分离,则主、客晶各为一个相。C(独立组分数)为平衡体系中组成各相所需的最小数目的独立物质。例如：

CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑该平衡体系由4种物质来描述:CaCO3、SiO2、CaSiO3、CO2。但其独立组分数是3而不是4。

戈尔德施密特认为,在变质地区内,变质矿物组合是按照变质带分布的，每一个变质带代表一定的温度和压力范围，因此由变质反应形成的矿物组合是在温度、压力变化的条件下进行的（即 F=2）。所以相律的一般形式为

F=C +2-P=2又考虑到一个矿物相并非都是一种组分所组成,因而C≥P，也就是在一定温度和压力范围的封闭体系内,处于稳定平衡的矿物数等于或少于岩石的独立组分数。例如，Al2SiO5的同质多象反应,如图所示。当F=0时,即体系中所有强度因素都为一定值，P=1+2=3，称为不变平衡体系，如图中的O点；而 F=1时,体系中只有一个强度因素可以独立变化，则P=1+1=2,称为单变平衡，如图中OA、OB及OC线；在F=2时，体系中的两个强度因素都可以变化,称为双变平衡体系,如图AOB、BOC、COA双变区。

参考书目

1. 傅鹰著:《化学热力学导论》,科学出版社,北京,1963。
2. 贺同兴等著：《变质岩岩石学》，地质出版社，北京，1980。
3. 都城秋穗著，周云生译：《变质作用与变质带》，地质出版社,北京,1979。(Akiho Miyashiro,metamorphism and metamorphic Belts, George Allen and Unwin Ltd.,London,1972.)