CIPW

(Перенаправлено с Метод CIPW)

Метод пересчета химического анализа пород на нормативный минеральный состав. Разработан Кроссом, Иддингсом, Пирссоном и Вашингтоном в 1902 г и назван по первым буквам фамиий авторов. метод CIPW используется в классификации горных пород и, поэтому, за все время практически не претерпел существенных изменений.

Общая логика пересчета:

Распределение по минералам наиболее предсказуемых элементов
- Объединение изоморфных примесей с главными элементами. Ni и Mn объединяются с Fe, Sr и Ba объединяются с Ca.
- Расчет характерных акцессорных минералов. Cr - хромит, P - апатит, S - пирит, F - флюорит, CO2 - кальцит и Zr - циркон.
- Расчет по титану ильменита или сфена. Потом, по ходу пересчета он может быть пересчитан на перовскит или рутил.
- Расчет по Ca и Al анортита.
Предварительный расчет силикатных породообразующих минералов
- Предварительное распределение щелочей и алюминия
- Начало распределения железа и магния
- Предварительный расчет пироксенов
- Избыток кремнезема записывается в кварц
- Если на этом шаге нет дефицита кремнезема, то расчет закончен
Перерасчет предварительно расчитанных минералов для компенсации дефицита кремнезема
- Перевод гиперстена в оливин
- Перевод сфена в перовскит
- Перевод альбита в нефелин
- Перевод ортоклаза в лейцит
- Перевод волластонита и диопсида в ортосиликат кальция
- Перевод ортоклаза в калиофилит (кальсилит)

Алгоритм расчета

Перевести весовые проценты в молекулярные количества. Железо разделяется на двух- и трехвалентное.
Добавить изоморфные примеси к основным компонентам

FeO = FeO + MnO + NiO CaO = CaO + BaO + SrO

Распределить малые компоненты по акцессорным минералам
- Apatite (апатит) = P2O5, CaO = CaO - (10/3)P2O5, P2O5 = 0
- Pyrite (пирит) = S, FeO = FeO - S/2, S = 0
- Chromite (хромит) = Cr2O3, FeO = FeO - Cr2O3, Cr2O3 = 0
- Fluorite (флюорит)= F, CaO = CaO - F, F = 0
- Calcite (кальцит)= CO2, CaO = CaO - CO2, CO2 = 0
- Zircon (циркон)= ZrO2, SiO2 = SiO2 - ZrO2, ZrO2 = 0
Распределить титан
- Если FeO > TiO2, то Ilmenite(ильменит)= TiO2, FeO = FeO - TiO2, TiO2 = 0
- Если TiO2 > FeO, то Sphene(сфен) = TiO2, CaO = CaO - TiO2, SiO2 = SiO2 - TiO2, TiO2 = 0
Предварительное распределение щелочей и алюминия
- Orthoclase (ортоклаз)= K2O, Al2O3 = Al2O3 - K2O, SiO2 = SiO2 - 6 K2O
- Если Al2O3 > Na2O то:
  - Albite (альбит) = Na2O, Al2O3 = Al2O3 - Na2O, SiO2 = SiO2 - 6 Na2O, Na2O = 0
- Если Na2O > Al2O3 то:
  - Albite = Al2O3, Na2O = Na2O - Al2O3, SiO2 = SiO2 - 6 Na2O, Al2O3 = 0
- Aegerine (эгирин) = Na2O, Fe2O3 = Fe2O3 - Na2O, SiO2 = SiO2 - 4 Na2O
- В редких случаях, когда Na2O > Fe2O3 избыток Na2O образует . SiO2 = SiO2 - Na2O.
Если Al2O3 остается после получения ортоклаза и альбита, то расчитываем анортит:

Anorthite (анортит) = Al2O3, CaO = CaO - Al2O3, SiO2 = SiO2 - 2 Al2O3, Al2O3 = 0

- Если Al2O3 > CaO в предыдущем расчете, то:
  - Anorthite = CaO, Al2O3 = Al2O3 - CaO, SiO2 = SiO2 - 2 CaO
  - Corundumкорунд = Al2O3, CaO =0, Al2O3 = 0
Начальное распределение железа и магния
- Если FeO > Fe2O3 то:
  - Magnetite (магнетит) = Fe2O3, FeO = FeO - Fe2O3, Fe2O3 = 0
- Fe2O3 > FeO то:
  - Magnetite (магнетит) = FeO, Fe2O3 = Fe2O3 - FeO, FeO = 0, Hematite (гематит) = Fe2O3, Fe2O3 = 0
- Оставшиеся FeO и MgO идут на образование пироксена и оливина. Сумму MgO и FeO обозначим как FM.
  - FM=MgO+FeO
- Предварительно расчитываем пироксены
  - если FM > CaO:
    - Diopside = CaO, FM = FM - CaO, SiO2 = SiO2 - 2 CaO, CaO = 0
    - Hypersthene = FM, SiO2 = SiO2 - FM
  - если CaO > FM:
    - Diopside = FM, CaO = CaO - FM, SiO2 = SiO2 - 2 CaO, FM = 0
    - Wollastonite = CaO, SiO2 = SiO2 - CaO

Определяем избыток или дефицит кремнезема
- Если SiO2 > 0: Quartz = SiO2, SiO2 = 0, Расчет окончен
- Если SiO2 <0, то мы должны пересчитать некоторые из ранее расчитанных минералов. Обозначим дефицит кремнезема как D (D = -SiO2). Как только D станет равно 0, расче будет закончен.
Перерасчет ранее рассчитанных минералов для погашения дефицита кремнезема.
- Образуем оливин.
  - Если D меньше чем 1/2 hypersthene, то:
    - Olivine = D, Hypersthene = Hypersthene - 2D, D = 0, Расчет окончен
  - Если D > 1/2 hypersthene, то:
    - Olivine = Hypersthene, D = D - 1/2(Hypersthene), Hypersthene = 0,
- Образуем перовскит
  - Если D меньше, чем Sphene, то:
    - Perovskite = D, Sphene = Sphene - D, D = 0, Расчет окончен
  - Если D > Sphene, то:
    - Perovskite = Sphene, D = D - Sphene, Sphene = 0
  - Любой избыток TiO2 считается как Rutile (рутил)
- Образуем нефелин
  - Если D < 4(Albite) то:
    - Nepheline = D/4, Albite = Albite - D/4, D = 0, Расчет окончен
  - Если D > 4(Albite) то:
    - Nepheline = Albite, D = D - 4(Albite), Albite = 0
- Образуем лейцит
  - Если D < 2(Orthoclase) то:
    - Leucite = D/2, Orthoclase = Orthoclase - D/2, D = 0, Расчет окончен
  - Если D > 2(Orthoclase) то:
    - Leucite = Orthoclase, D = D - 2(Orthoclase), Orthoclase = 0
- Формируем ортосиликат кальция(редкий случай)
  - Если D < (1/2)(Wollasonite) то: Calcium Orthosilicate = D, Wollastonite = Wollasonite - 2D, D = 0, Расчет окончен
  - Если D > (1/2)(Wollasonite) то: Calcium Orthosilicate = P*Wollasonite, D = Wollastonite/2, Wollastonite = 0
- Если до сих пор D > 0, переводим диопсид в оливин и ортосиликат кальция:
  - Если D < Diopside то:
    - Calcium Orthosilicate =Calcium Orthosilicate + D/2, Olivine = Olivine + D/2. Diopside = Diopside - D, D = 0, Расчет окончен
  - Если D > Diopside то:
    - Calcium Orthosilicate =Calcium Orthosilicate + Diopside/2, Olivine = Olivine +Diopside/2. D = D-Diopside, Diopside = 0
- Формируем кальсилит(редкий случай)
  - Если D все еще больше 0 переводим часть лейцита в кальсилит:
    - Kaliophilite = D/2, Leucite = Leucite - D/2, D = 0, Расчет окончен
Расчитываем окончательные пропорции минералов в молекулярных процентах.

Ссылки в Интернете

http://minerva.union.edu/hollochk/c_petrology/other_files/norm4.xlsm