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

Оглавление

ГЛАВА 3. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РВ В МИНЕРАЛАХ.

В настоящее время идет не только усовершенствование выше перечисленных методов, но и появляются новые возможности исследования расплавных включений.

К настоящему моменту появилось достаточно большое число локальных аналитических методов с высокой точностью и низкими пределами обнаружения элементов, что позволяет определять содержание практически всех элементов. Некоторые методы совсем новые и находятся на стадии калибровки и проверки на эталонах, а некоторые уже достаточно широко применяются. Ниже перечислены основные из этих методов.

Применение этого метода (называемого также масс-спектроскопия вторичных ионов) распространяется очень быстро, поскольку его возможности осваиваются и становятся все более доступными. В ионном зонде на образец направляется не пучок электронов (как на электронном микрозонде), а пучок отрицательно заряженных ионов кислорода. Основным применением этого метода является анализ РВ на редкие элементы, включая углерод, азот, фтор, хлор и водород (по которому затем рассчитывается вода).

Протонный зонд.

В последние годы для анализа многих рассеянных элементов используется протонный микроанализатор. Он наиболее эффективен для более тяжелых элементов.

В этом методе сильный рентгеновский пучок из синхротрона используется для возбуждения характеристических рентгеновских лучей из образца. Поскольку этот пучок может быть более, чем в 10 раз интенсивнее обычного лабораторного XRF -генератора, то чувствительность его гораздо выше.

Лазерная микрозондовая масс-спектрометрия благородных газов.

Процедура включает в себя высвобождение посредством лазера благородных газов из малых одиночных включений и их изотопный анализ. Это дает возможность получить количественный анализ содержаний аргона, криптона и ксенона во включении.

Масс-спектрометрия индуктивно связанной плазмы. (ICP-MS).

Пределы обнаружения при использовании этого метода очень низкие (до одной триллионной) и его можно использовать для широкого спектра редких и ультраредких элементов.

(Рёддер,1993).

Проведение термометрических экспериментов с РВ проходит в специальных установках, которые характеризуются типом нагревателя, способом охлаждения и закалки, возможностью визуального наблюдения за экспериментом, контролем температурного режима и доступным температурным интервалом. В основном, эксперименты, проводимые с расплавными включениями, направлены на определение температур захвата включения и на определение его исходного состава. При нагреве включения в экспериментальной камере, происходят процессы обратные кристаллизации включения.

Современная термокамера размещается на столике микроскопа и позволяет непосредственно наблюдать за процессом гомогенизации включения. Точность определения температуры гомогенизации в настоящее время составляет +/- 20^oС.

На ряду с аналитическими и экспериментальными методами развиваются также расчетные методы и моделирование.

Состав стекловатого РВ обычно не отражает истинный состав расплава вследствие процессов отсадки минерала-хозяина на стенки включения после его захвата. Поэтому для восстановления первичного состава включения во время захвата необходима коррекция его состава. Один из методов основан на моделировании процесса обратного тому, который происходил во включении при понижении температуры, то есть моделирования обратного хода кристаллизации минерала на стенках включения (например модель Форда - Ford et al., 1983).

Определение температур фазового равновесия в системе расплав - минерал можно произвести с помощью расчетных моделей, описывающих либо равновесие ликвидусный минерал - расплав, либо равновесие совместно кристаллизующихся минералов. РВ используются, например, при расчетах методом (Ford et al., 1983). Задавая состав РВ и оливина-хозяина, мы получаем состав захваченного расплава и температуру равновесия оливин-расплав.

Для оценки давления используют методы, основанные на зависимости состава минералов от давления. Например метод определения давления кристаллизации по составу высококальциевых клинопироксенов (Nimis, 1995).

Знание окислительно-восстановительных условий является необходимым условием для количественного моделирования кристаллизации расплавов, поскольку фугитивность кислорода и FeO/Fe2O3 в расплаве контролируют состав Fe-Mg минералов на ликвидусе. Непосредственные значения фугитивности кислорода можно определять с помощью равновесия шпинель - расплав, используя модель (Danyushevsky, Sobolev, 1996).

Далее