Нормативная минералогия — это расчет состава образца горной породы, который оценивает идеализированную минералогию породы на основе количественного химического анализа в соответствии с принципами геохимии .
Нормативные расчеты минералов могут быть выполнены с помощью нормы CIPW или нормы Барта-Нигли (также известной как катионная норма).
Нормативные расчеты используются для получения идеализированной минералогии закристаллизовавшегося расплава. Сначала горная порода подвергается химическому анализу для определения элементарных составляющих. Результаты химического анализа традиционно выражают в виде оксидов (например, массовый процент Mg выражается как массовый процент MgO). Затем рассчитывается нормативная минералогия породы на основе предположений о порядке образования минералов и известных фазовых отношениях пород и минералов и с использованием упрощенных минеральных формул. Рассчитанная минералогия может быть использована для оценки таких понятий, как насыщенность расплавов кремнеземом .
Поскольку нормативный расчет по сути представляет собой вычисление, его можно выполнить с помощью компьютерных программ.
Норма CIPW была разработана в начале 1900-х годов и названа в честь ее создателей, петрологов Чарльза Кросса , Джозефа Иддингса , Луи Пирссона и геохимика Генри Вашингтона . Расчет нормативной минералогии CIPW основан на типичных минералах, которые могут осаждаться из безводного расплава при низком давлении, и упрощает типичную магматическую геохимию, наблюдаемую в природе, со следующими четырьмя ограничениями:
Это искусственный набор ограничений, и поэтому результаты нормы CIPW не отражают истинного хода магматической дифференциации в природе.
Основное преимущество расчета нормы CIPW заключается в определении идеального минералогического состава афанитовой или порфировой магматической породы. Во-вторых, степень насыщенности кремнеземом расплава, сформировавшего породу, можно оценить при отсутствии диагностических видов фельдшпатоидов .
Насыщенность породы кремнеземом зависит не только от содержания кремнезема, но и от доли различных щелочей и металлов в расплаве. Таким образом, эвтектическая плоскость насыщения кремнеземом различна для разных семейств горных пород и ее нелегко оценить, поэтому необходимо рассчитать, насыщена ли порода кремнеземом или нет.
Это достигается путем отнесения катионов основных элементов породы к анионам кремнезема в модальной пропорции с образованием минералов твердого раствора в идеализированном минеральном комплексе, начиная с фосфора для апатита , хлора и натрия для галита , серы и FeO в пирит , FeO и Cr 2 O 3 выделяется для хромита , FeO и равное молярное количество TiO 2 для ильменита , CaO и CO 2 для кальцита , чтобы завершить наиболее распространенные несиликатные минералы. Из остальных химических составляющих Al 2 O 3 и K 2 O выделяются кремнеземом для ортоклаза ; натрий, алюминий и калий для альбита и так далее до тех пор, пока либо не останется кремнезема (в этом случае рассчитываются фельдшпатоиды), либо избыток, и в этом случае порода будет содержать нормативный кварц.
Нормативная минералогия - это оценка минералогии породы. Обычно он отличается от визуально наблюдаемой минералогии, по крайней мере, так же, как и типы минеральных видов, особенно среди ферромагнезиальных минералов и полевых шпатов, где возможно наличие многих рядов минералов в твердом растворе или минералов с близкими соотношениями Fe и Mg, заменяющих , особенно с водой (например, амфибол и биотит, заменяющие пироксен).
Однако в афанитах или породах с вкрапленниками , явно находящимися в равновесии с основной массой , нормативный минеральный расчет часто является лучшим способом понять эволюцию породы и ее связь с другими магматическими породами в регионе.
Норма CIPW или катионная норма — полезный инструмент для оценки насыщения или перенасыщения кремнеземом; оценки минералов в математической модели основаны на многих предположениях, и результаты должны быть сбалансированы с наблюдаемой минералогией. Следующие области создают наибольшее количество ошибок в расчетах;
По этой причине не рекомендуется использовать норму CIPW для кимберлитов , лампроитов , лампрофиров и некоторых магматических пород, недонасыщенных кремнеземом. В случае карбонатита нецелесообразно применять норму CIPW для расплава, богатого карбонатом.
Норму CIPW можно применять к метаморфизованным магматическим породам. Применимость метода справедлива как для метаморфизованных магматических пород, так и для любой магматической породы, и в этом случае он полезен для получения предполагаемой минералогии из породы, в которой может не остаться остаточной минералогии протолита .