互溶間隙(miscibility gap)

互溶間隙為礦物固溶體(solid solution)中成分不互溶之區域,位於該區內的成份無法以單一固溶體礦物相穩定存在,而必須以比較接近端成份(即固溶體範圍較小)的兩種礦物存在。如圖一所示,X點代表一個成分為Ab60Or40的均質長石固溶體(單一礦物相),當緩慢降溫至350℃左右時,會經由所謂的離溶作用或凝析作用(exsolution)而形成微斜長石(microcline,X', Ab10Or90)和鈉長石(albite,X", Ab99Or01)兩種礦物。如果這個均質長石固溶體受急速冷卻而成分來不及發生離溶作用,就有可能形成具有位於互溶間隙內成分的固溶體礦物,但是此固溶體礦物在該溫度下並非穩定礦物相。
溫度會影響到固溶體互溶間隙的範圍,溫度越高時互溶間隙範圍越小(如圖一和圖二),亦即固溶體可以互溶的範圍越大。另外不同的礦物固溶體,其互溶間隙的分布和大小亦會有所不同(如圖三)。

圖一、長石位於一大氣壓下不同溫度的相圖。可見隨溫度變化,長石的互溶間隙範圍不同,其固溶體與互溶間隙的交界線稱為固溶體分解線 (solvus)。


圖二、長石三端成分的相圖顯示固溶體在不同溫度的分布情形,其互溶間隙的範圍隨著溫度升高而變小。


圖三、角閃石的四端成分相圖,三角形圖上部最頂端僅代表一端成份,自然界並無此種角閃石礦物存在。


參考資料:
Perkins, D. (1998) Mineralogy, Prentice Hall, 484 p.

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