Реферат С.А. Тетроевой
Изучение расплавных включений в минералах: развитие направления и его современное состояние

Оглавление

ГЛАВА 2. ИСТОРИЯ И НАЧАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ РВ.

Включения силикатного расплава начали изучаться на ранних этапах развития петрографии, чему способствовали тонкие исследования Сорби, Фогельзанга, и в особенности Циркеля.

Сорби первым установил аналогию между включениями стекла в лавах и включениями в минералах металлургических шлаков. Фуке и Мишель-Леви провели важные наблюдения, свидетельствующие о сходстве расплавных включений в синтетических минералах, полученных при расплавлении материала, с включениями в свежих магматических породах. После этих работ в мировой литературе было опубликовано очень немного сведений о расплавных включениях, пока Таттл не сделал важных выводов о происхождении гранитов, основанных на отсутствии в них включений стекла. После этого Баррабе и Дейша осуществили гомогенизацию расплавных включений при нагревании содержащих их шариков вулканического кварца из пород острова Гваделупа. Калюжный позднее изучил включения в фенокристах дацитов, и с тех пор интерес к подобным исследованиям резко возрастает. (Рёддер, 1987).

Большинство расплавных включений чрезвычайно мелкие: средний размер их диаметра менее 10 мкм. Соответственно, их изучение стало возможно лишь с введением Сорби 150 лет назад в петрографическую практику микроскопа. Он же первым и описал в 1858 г. включения стекла в минералах. В 1873 г. Ф. Циркель описал включения стекла, в которых газовый пузырек имел так называемую обратную огранку - свидетельство позднейшей перекристаллизации. Визуальные наблюдения за размерами, формой, объемами флюидной фазы, дочерними минералами и степенью раскристаллизованности стекла включений давали для того времени достаточно много новой и интересной информации об условиях образования этих включений и кристаллизации минерала-хозяина. Незаменимыми визуальные наблюдения остаются и по сей день.

Термометрические методы позволяют производить оценку температур, при которых происходил захват порций расплава. Эти методы аналогичны широко применяемой в тех же целях термометрии газово-жидких включений, однако их развитие сильно затянулось. В основном это объясняется техническими аспектами: для гомогенизации расплавных включений необходимы очень высокие температуры (670 - 1600 ⁰С) в отличие от газово-жидких (30-350 ⁰С). Кроме того, на начальных этапах изучение включений активно развивалось в рудной геологии. А для большинства рудных минералов характерно если не осадочное, то гидротермальное происхождение. Соответственно, информацию о физико-химических условиях образования этих минералов можно получить лишь из газово-жидких включений. Интенсивные работы по определению температуры кристаллизации минералов по расплавным включениям начались лишь с 70-х годов ХХ века. Так, например В.С. Соболев с соавторами опубликовали в 70-х годах ряд работ, в которых они приводили оценки ликвидусных температур для серии эффузивных щелочных пород по результатам гомогенизации расплавных включений в минералах (Sobolev, 1972). Как и всегда в подобных случаях, в дальнейшем эти результаты пересматривались другими исследователями, которые указывали на некоторые неучтенные факторы и на основе этого предлагали более эффективные методики получения данных и их расчетов. Постепенно совершенствовалась и термометрическая аппаратура.

Из-за микроскопических размеров расплавных включений, определение их состава долгое время, пока в руках геологов были только методы мокрой химии, было практически нереально. Приблизительный состав стекла включения, дочернего минерала или минерала-узника можно было определить лишь по показателю преломления (при условии их прозрачности). Начало второй половины ХХ века охарактеризовалось появлением локальных аналитических методов.

Масс-спектрометрические методы оказались полезными для полуколичественных и количественных исследований расплавных включений. Они используются при анализе газов для решения двух задач: анализа присутствующих во включениях газов и определения изотопных соотношений в них. В 1956 г. Б. Тодд впервые успешно применил этот метод для анализа газов, находящихся в очень мелких пузырьках в искусственном стекле. Однако в дальнейшем масс-спектрометрия использовалась в основном для анализа газово-жидких включений.

Изобретение Р. Кастеном электронного микрозонда (микроанализатора) обеспечило петрологов таким мощным инструментом познания, который по своему значению можно, вероятно, сравнить лишь с введением Сорби в петрографическую практику микроскопа. Электронный микроанализатор для решения вопросов, связанных с исследованием расплавных включений, впервые применил Керрон в 1960г., изучавший состав включений стекла в кварцевых фенокристаллах. (Рёддер, 1987).

Благодаря данным, полученным исследователями при использовании электронного микрозонда для определения состава расплавных включений, было получено огромное количество информации о процессах эволюции (смешении, дифференциации, ликвации) магм различного состава Земли и Луны.

Далее