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 >> Геокриология (мерзлотоведение) | Тезисы
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Ломоносовские чтения - 2010. Секция "Геология"


ЗАВИСИМОСТЬ СУЛЬФИД-СИЛИКАТНОЙ ЛИКВАЦИИ ОТ ДАВЛЕНИЯ, ТЕМПЕРАТУРЫ И СОСТАВА БАЗИТОВ (МНОГОМЕРНАЯ СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ).

Н.С. Арьяева, Е.В. Коптев-Дворников, Д.А. Бычков.

1. Многомерная статистическая обработка результатов 200 экспериментов (равновесие сульфидный - силикатный расплавы) [1,2,3] позволила вывести уравнение сольвусного термобарометра для реакции
FeS(сил. распл.) = FeS(сульф. распл.)(1)

Уравнение для насыщенной растворимости моносульфида серы выглядит так:
lnXS = -(А+βР)/Т - В - DlgfO2 - ∑EiXi(2)

где Р - давление в кбарах, Т - абсолютная температура, А, β и В - константы, fO2 -летучесть кислорода, Xi- мольная доля i-oгo компонента расплава, D, Ei - коэффициенты при соответствующих переменных. Коэффициенты в уравнении определены с использованием опции <поиск решения> в Excel'e. Значения коэффициентов в уравнении (2) приведены в таблице.
АβВDSiTiAlFe3+Fe2+MgCaNaК
S0.0040.44-185.890.07189.63180.37184.84212.07185.04189.53189.43188.46219.18

Результаты обработки представлены на графике (рис. 1). Коэффициент при переменной в уравнении регрессии равен 1 при свободном члене близком нулю. Разности между экспериментальными и расчётными значениями насыщенных содержаний серы распределены по нормальному закону, Это убедительно демонстрирует гистограмма рис.2. Следовательно, различия между экспериментальными и расчётными значениями можно рассматривать как случайные отклонения от истинного среднего, вызванные аналитическими погрешностями, отклонениями от равновесия и т.п.
Рис.1. График соответствия расчётных и экспериментальных содержаний серы в силикатных расплавах, насыщенных FeS.
Рис.2. Гистограммы разностей экспериментальных и расчётных насыщенных содержаний S в силикатных расплавах и составов сульфидной фазы.

Среднее значение отклонений весьма близко к нулю, и составляет -0.00009 вес. %, доверительный интервал на 95% уровне значимости равен 0.009 вес. %. Таким образом, полученные методом многомерной статистики коэффициенты уравнения (2) с высокой точностью воспроизводят экспериментальные данные.

2. Сульфидная жидкость обладает способностью концентрировать медь, никель, платиноиды, золото. Некоторые платиноносные интрузивы имеют мощность несколько километров, рудные же прослои достигают мощности всего в десятки сантиметров. Используя сольвусный термобарометр можно предсказывать, на какой стадии формирования интрузива происходила ликвация сульфидной и силикатной жидкостей, и определять уровень появления платиноносных пород в разрезе массива.

На рис. 3 показано распределение Cu и Ag в вертикальном разрезе Ципрингского троктолит-габброноритового интрузива (Сев. Карелия) по данным Н.Ф.Пчелинцевой [4].
Рис.3. График распределения Cu и Ag в вертикальном разрезе Ципрингского троктолит-габброноритового интрузива и эволюция содержания серы в остаточных расплавах по мере кристаллизации исходной магмы

Резкое увеличение содержаний халькофильных элементов в породах на высоте около 2400 м от основания интрузива отвечает моменту отделения сульфидной жидкости в камере интрузива и формированию малосульфидной минерализации. На этом же рисунке показана эволюция содержания серы в остаточных расплавах по мере кристаллизации исходной магмы (по данным численного моделирования) и изменение насыщенной концентрации серы (рассчитанной по уравнению (2). Из графиков следует, что содержание серы в расплаве достигло значений, необходимых для сульфид-силикатной ликвации как раз в тот момент, когда кумулус формировался на уровне около 2400 м.

Библиография.
1. Buchanan D.L., Nolan J., Wilkinson N., and de Villiers J.R. An experimental investigation of sulphur solubility as a function of temperature in synthetic silicate melts. Geol. Soc. South Africa Spec. (1983) Pub 7, P. 383-391.
2. Jugo P. J., Luth R. W., Richards J. P. An Experimental Study of the Sulfur Content in Basaltic Melts Saturated with Immiscible Sulfide or Sulfate Liquids at 1300oC and 10 GPa JOURNAL OF PETROLOGY 2005, V. 46, N. 4, P. 783-798.
3. Yanan Liu, Naji-Tom Samaha, Don R. Baker. Sulfur concentration at sulfide saturation (SCSS) in magmatic silicate melts. Geochimica et Cosmochimica Acta 71 (2007) P. 1783-1799.
4. Семенов В.С., Коптев-Дворников Е.В., Берковский А.Н., Киреев Б.С., Пчелинцева Н.Ф., Васильева М.О. Расслоенный троктолит-габбро-норитовый интрузив Ципринга: геологическое строение, петрология.//Петрология, 1995, 3 (6), с.1-23. Наука, Москва.


Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   
TopList Rambler's Top100