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.

"Ликвидусные термометры" основаны на системе уравнений, описывающих зависимость констант реакций образования конечных членов минерала - твердого раствора от состава расплава и Т в системе. В случае, если известно, что конкретный расплав находится в равновесии с минералом, температура этого равновесия может быть рассчитана решением системы уравнений для данного минерала. В использованных моделях для описания констант равновесия применялась эмпирическая калибровка коэффициентов в уравнениях. Для равновесия оливин-расплав использовалась модель Форда (Ford et al., 1983).

В данной работе использовались также модели, основанные на равновесии совместно кристаллизующихся минералов. Общий принцип таких геотермометров заключается в определении системы уравнений, описывающих зависимость констант распределения определенных элементов между равновесными минералами от параметров системы (температура, давление, фугитивность кислорода). Дополнительным является уравнение стехиометрии минерала. В работе использовался геотермометр для равновесия совместно кристаллизующихся оливина и авгита по модели (Loucks, 1996) на основе данных по твердофазным включениям. Модель основана на экспериментально откалиброванных (в интервале Т° 1175 - 1080 ° С при Р =1 бар для базальтовых и андезитовых составов) уравнениях зависимости K_DFe2/Mg (Ol-Aug) от температуры и состава минералов. Точность метода составляет 6 ° С. Этот геотермометр может давать удовлетворительные оценки для Т° при содержании воды в расплавах до 2%.

Для оценки давления использовался метод, основанный на зависимости состава минералов от давления. В работе был использован метод определения давления кристаллизации по составу высококальциевых клинопироксенов (Nimis, 1995). В основе метода находится установленная зависимость распределения катионов по различным позициям в структуре CРx. Расчет производился на основе микрозондового анализа. Поскольку содержание Na в CРx не превышало 0.5 мас.% и аналитически определяется с большой погрешностью, а это сказывается на точности расчета давления, то содержание Na в СРх принималось, исходя из содержания Na в РВ, с учетом коэффициента распределения СРх-расплав, имеющего для данного интервала температур приблизительно постоянную величину равную 0.1 (Арискин и др., 1986). Метод является статистическим, и его точность составляет 2 кбар.

Знание окислительно-восстановительной обстановки является необходимым условием для количественного моделирования кристаллизации расплавов, поскольку фугитивность кислорода (fO₂) и отношение FeO/Fe₂O₃ в расплаве контролируют состав Fe-Mg минералов на ликвидусе.

Непосредственные значения fO₂ определялись с помощью равновесия шпинель - расплав. Суть метода заключается в следующем. По отношению Fe²⁺/Fe³⁺ в шпинели определяется отношение Fe²⁺/Fe³⁺ в расплаве, используя модель (Danyushevsky, Sobolev, 1996) по уравнению:

Lg (Fe²⁺/Fe³⁺)_Sp = 0.76411*lg (Fe²⁺/Fe³⁺)_Melt- 0.343.

Для расчета fO₂ используется уравнение в версии (Ballhaus et al., 1990).

Назад  Далее