Н.Л.Миронов "Эволюция высокоглиноземистых базальтов Ключевского вулкана  (Камчатка) по данным изучения магматических включений в минералах"

5.Расплавные включения в минералах.

В ходе исследования было установлено несколько типов первичных включений в минералах, захваченных при росте кристаллов:

РВ изучались в оливинах, клинопироксенах и плагиоклазах. На гистограммах (см. рис.7) видно, что РВ наблюдались не во всем спектре изученных минералов: в оливинах - с Fo_{79-80 - 71} , в Cpx - c #Mg_{81-82 - 70} , в плагиоклазах РВ присутствовали во всем спектре составов PL (An_47-84). На рис. 8, 9 показано, что Cpx относятся к Mg-Aug - Aug, плагиоклазы представляют ряд твердых растворов Ab-An с небольшим повышением Or составляющей в области An_<50.

Рис.7 Гистограммы, отражающие разброс по составу изученных минералов: составы оливинов (по содержанию Fo)

составы оливинов с расплавными включениями

составы клинопироксенов (по #Mg)

составы клинопироксенов с   расплавными включениями

составы плагиоклазов (по содержанию An)

составы плагиоклазов с расплавными включениями

5.1.Расплавные включения в оливинах.

РВ в оливинах чаще всего имеют изометричную либо элипсообразную форму (см. фото 9-12). Больших скоплений не образуют, а встречаются обычно разрозненно, часто группами по 2-3 включения. Помимо изометричных встречаются включения неправильной, удлиненные, заливчатой формы, по-видимому не являющиеся первичными включениями, а образованные путем зарастания зон резорбции в оливине. Размер первичных РВ колеблется от 20х10 до 150х40 мкм, для большинства характерен размер 40-60 мкм в диаметре. По большей части РВ 2-х фазные - стекло и флюидный пузырек, но встречаются и частично раскристаллизованные включения с Cpx, Pl, Amf и рудным минералом (Ti-Mt) в качестве кристаллической фазы (фото P18, P20, P21, P27, P34).

Фото 9 (p25). Расплавные включения (РВ) в оливинах. Это зерно оливина имеет более магнезиальную кайму с многочисленными заливами стекла. Это может свидетельствовать о быстрой скорости роста кристалла оливина. Кайма могла образовываться  при вторичном разогреве при дегазации расплава, либо при смешении неоднородных по составу расплавов.

Фото 10 (p26). Изометричное овальное по форме РВ (Olg245). Такая морфология  является характерной для РВ в оливинах. На фото 9 - 12: Ol - оливин; Olg - стекла расплавных включений; Olp - твердофазные включения.

Фото 11 (p29). Овально - округлые первичные РВ. На нижнем краю зерна можно видеть щелевидное РВ (Olg233) с каймой более железистого оливина. Форма и кайма может говорить о процессах резорбции оливина.

Фото 12 (p30). Округлые первичные стекловатые РВ в оливине. Ближе к краю РВ находится газовый пузырек, занимающий ок. 3 % по объему от объема РВ. Составы стекол РВ и минерала-хозяина (Фото 9 - 12) можно посмотреть в Приложении.

В целом, для оливинов существует зависимость между составом оливина-хозяина и наличием в нем РВ. Включения наиболее многочисленны для относительно железистых оливинов (в нашем случае Fo_78-70), а в самых магнезиальных оливинах включения встречаются значительно реже (нами вообще не встречено). Также в оливинах были встречены, располагающиеся группами, флюидные включения (5х5-5х10 мкм), что может свидетельствовать о флюидонасыщенности расплавов во время кристаллизации оливина.

5.2.Расплавные включения в клинопироксенах.

В отличие от РВ в оливинах, РВ в Cpx имеют чаще неправильную, как изометричную, так и удлиненную форму, иногда с отрицательной огранкой (см. фото 5-8). Размер колеблется от 25х20 до 120х140 мкм. Наиболее распространены РВ размером 30-50 мкм в диаметре. Цвет желтовато-зеленоватый, совпадает с цветом минерала-хозяина, иногда встречаются бурые, коричневатые. Рельеф РВ по сравнению с пироксеном-хозяином средний отрицательный. По зерну распределены хаотично, часто образуя скопления по несколько десятков размером 10-20 мкм. Встречаются зерна Cpx с несколькими зонами РВ. Чаще всего РВ двухфазовые (стекло и газовый пузырек, см. Фото 7), объем пузырька обычно составляет менее 5% от объема включения. Встречаются РВ и с кристаллической фазой (рудный минерал, плагиоклаз). Были найдены РВ с частично раскристаллизованным стеклом (структуры типа "спенифекс" образованные скелетным амфиболом). Помимо расплавных включений были встречены (в небольшом количестве) флюидные включения размером порядка 5 на 5 микрон, имеющие сферическую форму.

Фото 5 (n39). РВ в Cpx имеют разную морфологию, чаще встречаются неправильной, амебовидной формы, но есть и продолговатые, близкие к прямоугольной форме. Нередко содержат рудную фазу (Ti-Mt), отсаживавшуюся после захвата включения. На фото 5-8: Px -пироксен; PxG - стекло РВ; PxP - рудная фаза или твердофазное включение.

Фото 6 (n46). Первичные стекловатые РВ в Cpx, изометричной (PxG64) и линзовидной формы (PxG63). В центральной части зерна клинопироксена можно видеть твердофазный оливин (PxP61), захваченный в процессе роста Cpx вместе с расплавом.

Фото 7 (n49). Поздние РВ (SiO2 - 67-68 wt.%) в Cpx. Хорошо видны каймы более железистого пироксена вокруг них. Составы РВ равновесны составам этих каем. Такого рода включения образовывались в процессе зарастания зон резорбции Cpx на поздних этапах эволюции расплавов.

Фото 8 (n86). Зональное зерно Cpx, РВ располагаются в разных зонах. Для РВ в более магнезиальной части Cpx характерны каймы и ореолы более железистого Cpx. Такая картина может свидетельствовать о неоднородностях и смешении расплавов в ходе эволюции базальтовой системы. Составы стекол РВ и минерала-хозяина (Фото 5-8) можно посмотреть в Приложении.

В термометрических экспериментах при нагревании РВ в Ol и Cpx происходили следующие фазовые преобразования внутри включений:

> 600-650 ° С происходила девитрификация стекла;

> 700-800 ° С стекло начинает плавиться с краев;

> 1000-1050 ° С стекло полностью плавится и начинается плавление минерала-хозяина со стенок включения;

Дальнейшее повышение Т приводило к уменьшению флюидного пузырька, однако, в большинстве случаев гомогенизации добиться не удавалось. Это может быть связано с тем, что РВ при захвате были гетерогенны (с обособившейся флюидной фазой). Альтернативно можно предположить быструю диссипацию водорода из включений в ходе эксперимента, приводящую к сильному завышению Т гом [Sobolev, Danyushevsky, 1994].

5.3.Расплавные включения в плагиоклазах.

Образуют 2 группы по морфологическим особенностям. РВ первой группы представлены ксеноморфными включениями, размером > 15х15 мкм. Часто располагаются в центральных частях кристаллов группами по несколько десятков включений (см. Фото 2, 4). Морфология этих включений и их приуроченность к центральным частям зерен плагиоклаза сходна с морфологией экспериментально полученных расплавных включений в щелочных полевых шпатах [Плечов П. Ю., Котельников А. Р., 1999] и может свидетельствовать о том, что расплавные включения этой группы отвечают наиболее ранним стадиям кристаллизации плагиоклаза. Содержание кремнезема в них колеблется в пределах 55-65 мас. %.

Фото 2 (n11). Две группы расплавных включений (РВ) в плагиоклазе. Ранняя группа представлена как стекловатыми, так и частично раскристаллизованными включениями и приурочена к центральным частям зерна. Поздняя (более кислая) генерация представлена крупным псевдовторичным расплавным включением (Plg56) с дочерним плагиоклазом (An49) кристаллизующимся на стенки включения.

Фото 4 (n92). РВ располагаются по нескольким зонам роста плагиоклаза (в центральной части и в краевой). Эти РВ отличаются от предыдущих тем, что по хим. составу отвечают РВ в оливинах и большей части РВ в клинопироксенах, отражая совместную кристаллизацию Ol, Cpx и Pl.

Вторая группа представлена включениями, более поздними по времени образования, располагающимися по зонам роста плагиоклаза группами по несколько десятков штук. Чаще всего включения этого типа имеют вытянутую, таблитчатую форму (обратная огранка) (Фото 1, 3). Характерно, что вокруг таких включений наблюдаются каймы более основного по сравнению с минералом-хозяином плагиоклаза (на 7-10 номеров An) и в целом группы таких включений располагаются в зонах более основного плагиоклаза. Это может быть связано с взаимодействием водонасыщенного расплава и плагиоклаза, что приводит к локальному смещению равновесия в сторону более основного плагиоклаза. Отличительной особенностью РВ 2-ой группы является их риолитовый состав (75-77 мас. % SiO₂).

Фото 1 (n10). Поздняя генерация кислых расплавных включений (РВ) в плагиоклазе. Расплавные включения поздней генерации приурочены к зонам роста плагиоклаза, более ярких в отраженных электронах (обогащенных анортитовой составляющей). Хорошо видна на всех фото ритмичная зональность в плагиоклазе. Plg - стекла расплавных включений; Pl - плагиоклаз; Plp - твердофазные включения

Фото 3 (n13). Крупные расплавные включения поздней генерации в плагиоклазе. На рисунке хорошо видно, что вокруг каждого включения наблюдается кайма более яркого в отраженных электронах (более кальциевого) плагиоклаза. Разница между каймой и плагиоклазом-хозяином составляет 8-10 номеров An Составы стекол РВ и минерала-хозяина (Фото 1-4) можно посмотреть в Приложении.

вперед оглавление назад