概念と仕組み
存在する成長のプロセスは、物質がそれらに付加し続けるプロセスとは異なる、安定した核の形成を伴うプロセスです。最終的なサイズを記述する際には、これらのプロセスを合わせて考慮する必要があります。
ゆっくりとした冷却は、結晶の成長に利用できる時間を減らす可能性があります。一方、急速な冷却は、小さな結晶やガラス状の材料の形成につながる可能性があります。実際の結果は、組成と過冷却の度合いに依存します。
関係式と成立条件
この実験は、あらかじめ設定された温度範囲内で、核形成の速度と成長時間を比較します。冷却速度を変えながら、同じ初期条件を維持し、数とサイズの分布を調べます。
仮想的な核形成速度と成長速度は、全ての実際のマグマに適用される法則ではありません。冷却速度のみを考慮するだけでは、岩石の鉱物組成を決定することはできません。
仮想実験で読み取る変化
クイック冷却は玄武岩型細粒組織、遅い冷却は花崗岩型組立組織の特徴を模式的に示しています。
仮想ルールです。 1000～700℃区間と進入後、10sの核生成窓を決めておき、核生成率を3v個/s、線形成長率を0.02相対単位/sとします。決定衝突・成長競争・化学組成を省略します。実際の鉱物の種類・岩石・結晶サイズを予測しません。
重要な関係式と記号
核生成率=3v、成長量∝結晶化区間滞留時間
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| 冷却速度 | 単位時間あたりの温度低下量 | °C/s |
| 核生成速度 | 単位時間あたりに生じる核の数 | 個/s |
例で確かめる
このモデルで遅い冷却が大きな結晶を作る理由は？
結晶化区間1000～700℃で成長時間が長くなります。固定された10秒の核生成ウィンドウでは、核生成率は冷却速度に比例します。
よくある誤解
- ゆっくり冷却した場合、結晶の数と大きさは常に増加するということを断定的に言うことはできません。