Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Геохимические науки >> Петрология | Книги
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Фазовые отношения во фторсодержащей гранитной и нефелин-сиенитовой системах и распределение элементов между фазами

Е.Н. Граменицкий, Т.И.Щекина, В.Н.Девятова.

Содержание


5. ЗНАЧЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПЕТРОЛОГИЧЕСКИХ, ГЕОХИМИЧЕСКИХ И МЕТОДИЧЕСКИХ ВОПРОСОВ.

5.1. Некоторые методические вопросы

В петрологии принято разделять эксперименты на <моделирующие> и <строгие исследования в определенной химической системе> . Среди экспериментаторов - петрологов и геохимиков - есть сторонники как первого, так и второго направления.

Моделирование процессов с использованием природных горных пород и минералов вполне правомерно. С использованием этого метода получены результаты, имеющие огромное значение. Достаточно назвать работы по растворимости воды в магмах, влияние воды и фтора на смещение котектических линий и гранитного минимума, по изучению субликвидусных отношений магматических пород, моделированию процессов метасоматоза и многие другие. Достоинством метода является использование природных минералов и горных пород в качестве исходных для опытов со всеми дефектами и примесями, которые встречаются в природе. Однако результаты опытов с природной горной породой имеют ограниченное применение, касающееся именно этой породы.

Второй путь часто представляют более академичным и чересчур <химическим>. Тем не менее, успехов, имеющих общее значение для петрологии и геохимии, этим методом получено не меньше. Изучение упрощенной химической системы позволяет получать общие закономерности. В частности, результаты исследования модельной гранитной и нефелин-сиенитовой систем показывают его плодотворность и возможность применимости к более широкому кругу объектов. Именно благодаря изучению этой системы были в свое время решены самые фундаментальные проблемы образования гранитов. Нами сознательно выбран именно этот путь. Большинство полученных результатов не могли быть получены методом моделирования.

В литературе обсуждается применимость экспериментальных данных о распределении компонентов между фазами к природным явлениям. С помощью электронного зонда, предел определения которого для большинства элементов составляет 0,03-0,05%, возможно изучение распределения редких элементов при их содержаниях в исходной навеске не менее 1% (" percent doping level ") [ McKay, 1989 ]. Вопрос ставится так: применимы ли полученные таким образом данные к распределению редких элементов, содержания которых в породообразующих минералах и горных породах измеряются десятками г/т или меньше? В каком диапазоне концентраций действителен закон Генри о постоянстве коэффициента разделения? Наши экспериментальные данные, полученные для разделения между алюмосиликатным расплавом и криолитом или алюмофторидным расплавом вольфрама, тантала, ниобия, циркония, гафния, скандия, иттрия, лантана, европия для разных исходных составов, дают положительный ответ на первый вопрос.

Соответствие закону Генри экспериментальных данных для лантана, европия и 
иттрия в равновесии алюмосиликатный расплав - криолит
Рис. 66. Соответствие закону Генри экспериментальных данных для лантана, европия и иттрия в равновесии алюмосиликатный расплав - криолит

Для редкоземельных элементов были выполнены [ Mysen, 1976; Seitz, 1974] специальные прецизионные исследования распределения радиоизотопа самария Sm 151 методом радиографии, которые показали, что закон Генри выполняется до концентраций, при которых происходит насыщение одной из фаз. Нами для 3-4 исходных концентраций выполнение закона показано для лантана, европия и иттрия в диапазоне от первых сотых долей % до 1,3% в фазах (рис. 66).

Соответствие распределения скандия закону Генри проверяли в калиево-натриевой части системы. До 1,5% скандия в исходной навеске коэффициент разделения алюмосиликатный расплав / криолит практически постоянный (около 0,16). Его значение несколько снижается для 2% Sc, что, однако, может быть связано с ошибками определения. В пределах ошибки не меняются коэффициенты разделения в равновесии нефелин-нормативного (исходные составы N 25 и 49) расплава с криолитом в зависимости от валовой концентрации скандия. Также в пределах ошибки определения постоянны коэффициенты его разделения (0,020-0,040) в литийсодержащих частях системы при различной степени замены калия или натрия на литий (ср. опыты 284 и 71 или 257 и 285 в таблице 3).

Распределение кальция и стронция между алюмосиликатным стеклом и криолитом, соответствует закону Генри. Это подтвердилось для большинства частей системы. Для указанных элементов установлена линейная зависимость концентраций в сосуществующих фазах вплоть до достижения насыщения одной из фаз. Данные для нескольких содержаний аппроксимируются уравнением прямой, проходящей через начало координат.

Закон Генри выполнялся в большинстве составов системы для тория и в литиевых частях для урана.

Подробно изучался рассматриваемый вопрос для вольфрама (Граменицкий и др., 1995). С помощью статистического анализа показано, что содержания вольфрама в алюмосиликатной фазе и криолите дают линейную зависимость для натриевой, натриево-калиевой и калиевой частей системы с достоверностью 0,95. Фигуративные точки ложатся на прямые, проходящие через начало координат.

Неприменимость закона Генри к нашим данным о разделении лития является кажущимся. Изменение коэффициента разделения силикатный расплав/фторидная фаза на порядок связано с изменением агрегатного состояния фторидной фазы: образованием кристаллического криолита при низких содержаниях лития и фторидного расплава - при высоких. Это подробно обосновано в разделах 3.3 и 4.1 с использованием различной аргументации, в том числе анализа литературных экспериментальных данных по системам фторидов.

Важный вопрос о критериях различия равновесных в условиях опытов и закалочных фаз подробно рассмотрен в главе 2, а проблема установления агрегатного состояния фторидов во время заданных условий эксперимента - в главе 3. По крайней мере, часть выдвинутых критериев являются оригинальными. Насколько нам известно, не применялся раньше метод диагностики и примерного определения состава фаз , размер выделений которых меньше диаметра электронного зонда. В этих случаях в зону возбуждения характеристического рентгеновского излучения попадает фаза, цементирующая изучаемые зерна. Обработка результатов анализов, характеризующих состав смеси фаз с использованием различных барицентрических диаграмм позволяет решить указанные вопросы. Несколько анализов, выполненных на микроанализаторе с захватом вмещающей фазы, дают на подобных диаграммах тренды фигуративных точек состава, направленных в сторону точки изучаемого минерала с микронным или даже субмикронным размером выделений. Примеры приведены в главах 2 и 3 (см. рис. 3, 4, 5 и 10). Рассмотренные принципы и приемы могут представить интерес для экспериментаторов.


Назад Содержание Вперед


 См. также
СообщениеФазовые отношения во фторсодержащей гранитной и нефелин-сиенитовой системах и распределение элементов между фазами: Фазовые отношения во фторсодержащей гранитной и нефелин-сиенитовой системах и распределение элементов между фазами
ДиссертацииФазовые отношения во фторсодержащих гранитной и нефелин-сиенитовой системах при 800oC и 1 кб:
ДиссертацииФазовые отношения во фторсодержащих гранитной и нефелин-сиенитовой системах при 800oC и 1 кб: Основные публикации по теме диссертации.

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   

TopList Rambler's Top100