Автор: Девятова Вера Николаевна
Название работы: Фазовые отношения во фторсодержащих гранитной и нефелин-сиенитовой системах при 800oC и 1 кб
|
Присвоенная ученая степень: кандидат геолого-минералогических наук
Специальность: 25.00.04 - петрология, вулканология
Классификационный индекс:
Ведущая организация:
Руководитель:
профессор кандидат архитектурных наук Граменицкий Евгений Николаевич;
Оппонент:
доктор геолого-минералогических наук Котельников Алексей Рэдович;
кандидат химических наук Кригман Леонид Давыдович;
Место защиты:
Дата защиты:
Издательство:
Количество страниц:
Язык: русский
Содержание работы:
Общая характеристика работы
Глава 1. Постановка задач работы.
Глава 2. Техника и методика.
Глава 3. Результаты опытов.
Глава 4. Обсуждение результатов.
Глава 5. Приложение полученных результатов к интерпретации минеральных ассоциаций магматических пород.
Глава 6. Заключение.
Основные публикации по теме диссертации.
|
Реферат:
Актуальность изучения условий существования алюмосиликатных расплавов с фтором определяется важной ролью гранитных и нефелин-нормативных расплавов в процессах эндогенного
рудообразования и необходимостью более глубокой количественной и качественной характеристики физико-химических равновесий в насыщенных фтором расплавах с целью последующего
построения моделей рудообразующих систем.
Цель работы - установление фазовых отношений на ликвидусе для модельной гранитной и нефелин- сиенитовой системы Si-Al-Na-O-F-H2O при температуре 800оС и давлении 1000 бар,
отвечающим условиям зарождения и существования гранитных и нефелин-сиенитовых магм в земной коре
Задачи исследований 1. Систематическое исследование фазовых равновесий в системе Si-Al-Na-O-F при 800оС и давлении воды 1 кбар. Оконтуривание поля стабильности насыщенного
фтором алюмосиликатного расплава и выявление фторидных фаз, контролирующих растворимость фтора в нем. 2. Систематическое определение растворимости фтора (в условиях насыщения,
т.е. в равновесии в с фторидами или топазом) в алюмосиликатных расплавах различного состава. 3. Сопоставление полученных экспериментальных данных с закономерностями, полученными
при изучении природных объектов.
Научная новизна. Впервые построена фазовая диаграмма для расплавной системы Si-Al-Na-O-F-H2O при Т = 800оС и РН2О =1 кбар. Впервые оконтурено поле стабильности алюмосиликатного
расплава, насыщенного фтором при 800оС и pН2О=1кбар. Обнаружено, что насыщенный фтором алюмосиликатный расплав может иметь широкие вариации составов, сопоставимые с распространными
типами горных пород (гранитами, сиенитами, уртитами и их разновидностями). Установлено, что растворимость фтора в расплаве ограничивается условиями насыщения следующими минералами:
в агпаитовых расплавах виллиомитом, в менее щелочных криолитом, в кислых плюмазитовых расплавах топазом, и в плюмазитовых недосыщенных кремнеземом солевым расплавом
хиолитового состава. Поле жидкостной несмесимости алюмосиликатного и солевого хиолитового расплава обнаружено впервые.
Помимо фторидных фаз алюмосиликатный расплав при заданных T,P,x параметрах ограничен появлением на ликвидусе оксиднымх фаз (кварца, муллита, корунда, содалита). Получение
неизвестной ранее разновидности минерала фтор-гидрооксил-содалита является оригинальным результатом, для него уточнены параметры элементарной ячейки.
Впервые систематически определена растворимость фтора в алюмосиликатном расплаве, показано, что растворимость фтора является функцией состава расплава.
Впервые обоснован ряд запрещенных в этой части системы фазовых равновесий.
Практическая значимость результатов диссертации определяется тем, что изученные фазовые равновесия на ликвидусе представляют собой экспериментальную основу для решения следующих
задач:
интерпретации парагенезисов минералов, геологических и петрохимических особенностей природных магматических пород фтористого профиля, состава расплавных включений в них;
создания моделей магматической дифференциации, рассеяния и концентрации редких элементов и специализации магм на определенные типы эндогенных руд;
использования полученных количественных оценок растворимости фтора в численных моделях кристаллизации насыщенных фтором гранитных и нефелин-сиенитовых магм.
Фактический материал и методы исследования. В процессе исследования проведены опыты с 70 исходными составами, по 1-3 опыта с каждым составом, для опытов 11, 25, 49 - по 20-30
для каждого Эксперименты проводились на аппарате высокого давления типа УВД-10000 в Институте экспериментальной минералогии РАН и в лаборатории экспериментальной и технической
петрогафии МГУ. Проведено более 70 смен электронно-зондового рентгеноспектрального анализа полученных фаз. Получено и расшифровоно 40 рентгенограмм, по 4 рентгенограммам содалита
уточнены параметры ячейки. Полевые работы и обработка каменного материала.
Основные защищаемые положения.
1. Построена фазовая диаграмма для расплавной системы Si-Al-Na-O-F-H2O при Т = 800оС и РН2О =1 кбар. Для системы выявлены стабильные кристаллические и расплавные фазы, установлено
положение полей стабильности фаз и их разрешенные и запрещенные ассоциации.
2. Состав насыщенного фтором алюмосиликатного расплава для системы Si-Al-Na-O-F-H2O при Т = 800оС и РН2О = 1 кбар имеет спектр составов от кварц-нормативных до нефелин-нормативных
и от плюмазитовых до агпаитовых. Поле гомогенного (ликвидусного) алюмосиликатного расплава ограничено субликвидусными полями появления кварца, муллита, корунда, содалита и
криолита, виллиомита, топаза и поля солевого расплава.
3. Фазами, насыщающими расплав фтором, являются: виллиомит - для состава расплавов с коэффициентом агпаитности более 1,67, криолит - для кварц-норамативных и нефелин-нормативных
составов различной агпаитности, топаз - для узкой области кислых плюмазитовых расплавов и солевой расплав - для небольшой области глиноземистых сиенитовых валовых составов.
4. Растворимость фтора в расплаве является функцией состава системы. Для гранитных расплавов она минимальна и в зависимости от состава расплава составляет от 1,4 до 4,6 вес.%.
В щелочных расплавах растворимость фтора возрастает до 8-16 вес. %. Резкое увеличение растворимости фтора в алюмосиликатном расплаве по границе равновесий с криолитом и виллиомитом
свидетельствует об изменении характера растворения фтора в расплаве.
5. Фигуративные точки составов лейкократовых горных пород (гранитов, сиенитов, нефелиновых сиенитов, уртитов) попадают в контур поля стабильности расплава, насыщенного фтором
при изученных параметрах Т = 800оС и PН2О = 1 кбар. Составы минеральных типов (топазовых, корундовых, содалитовых, виллиомитовых, криолитовых) гранитных и нефелин-сиенитовых
разновидностей пород в основном тяготеют к соответствующим полям экспериментальной диаграммы. Полученная фазовая диаграмма отчетливо отражает существующее в природе разнообразие
гранитных и сиенитовых пород, с повышенным содержанием фтора.
Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 11 работ, из которых 1 книга, 1 статья в сборнике и 9 тезисов в трудах международных и российских конференций.
В них опубликованы основные результаты работы, которые были также доложены на международных и российских конференциях: IX и X Международной конференции по экспериментальной
минералогии, петрологии и геохимии (EMPG) 2002, Цюрих и 2004, Франкфурт на Майне; 32-ой еждународный Геологический Конгресс 2004, Флоренция; Ежегодном семинаре по экспериментальной
минералогии, петрологии и геохимии в ГЕОХИ РАН, Москва, 2004, Всероссийском семинаре геохимии щелочных пород школа Щелочной магматизм Земли 2001,2002, на XXI Всероссийском
семинаре по геохимии магматических пород, 2003, на XV совещания РСЭМ, Сыктывкар.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения общим объемом 112 страниц, содержит 7 таблиц и 45 рисунков. Список литературы включает 166 наименования.
|
Библиография:
Граменицкий Е.Н., Щекина Т.И., Девятова В.Н. Фазовые отношения во фторсодержащих гранитной и нефелин-сиенитовой системах и распределение элементов между фазами M.:ГЕОС, 2005. С. 118 Коренева В.Н., Зарайский Г.П. Граменицкий Е.Н. Экспериментальное изучение фазовых соотношений в системе Na-Al-Si-О-F-H2O при Т=800oС и РН2О=1КВ в зависимости от различной концентрации воды // в сб. статей Экспериментальная минералогия: некоторые итоги на рубеже столетий, М.:Наука , 2004, Т.2, с.125-134 Девятова В.Н., Граменицкий Е.Н., Щекина Т.И. Фазовые отношения на ликвидусе фторсодержащих гранитной и нефелин-сиенитовой систем и растворимость фтора в расплаве(экспериментальные данные)// Материалы совещания XV РСЭМ, Сыктывкар, 2005, с. 45-47 Граменицкий Е.Н., Щекина Т.И., Девятова В.Н., Зубков Е.С. Поведение щелочных и щелочно-земельных элементов на ликвидусе модельной гранитной системы со фтором// Материалы совещания XV РСЭМ, Сыктывкар, 2005, с. 41-43 Коренева В.Н., Граменицкий Е.Н., Щекина Т.И., Зарайский Г.П. Фторидные гранитные и нефелиносиенитовые расплавы и концентрирование редких элементов (экспериментальные данные). // В сб.: Щелочной магматизм Земли. Труды научной школы. ГЕОХИ РАН, 2001, с. 41-42. Коренева В.Н., Граменицкий Е.Н., Щекина Т.И., Зарайский Г.П. Экспериментальное изучение фазовых отношений в системе (Na-Al-Si)x,y-(O-F)z при Т=800oС и РН2О=1КВ//В сб. ЕСЭМПГ, Москва, 2004, с.37-38 Коренева В.Н, Зарайский Г.П. Растворимость фтора в сиенитовых и гранитных расплавах при Т=800 0C и Р=1 кбар // Всероссийский семинар Геохимия щелочных пород школа Щелочной магматизм Земли, 2002, c.52 Коренева В.Н, Зарайский Г.П. Экспериментальное изучение растворимости высокогафниевых цирконов в расплавах гранитного состава с фтором // Тезисы докладов XXI Всероссийский семинар по геохимии магматических пород, 2003, г. Апатиты, Изд-во Кольского научного центра РАН, c.80-82 Koreneva V. , Zaraisky G. , Gramenitskii E. Experimental investigation of the melt phase relations in the system Na-Al-Si-O-F-H2O at 800oC and 1 kb. // Journal of Conference of the Ninth International Symposium on the Experimental Mineralogy, Petrology and Geochemistry, Zurich, Cambridge Publication, 2002, p.59
|
|
