WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

температурах 660-6800С (рис. 5, закрашенное поле), вычисленные составы Выводы по оценкам PT-условий минералов очень близки к наблюдаемым. Появление плагиоклазовых кайм В процессе исследований были выявлены некоторые особенности объясняется понижением давления. Причем при дальнейшем понижении использованных методов.

давления должен развивается все более основной плагиоклаз (рис. 5).

13 достижении средних PT, и т.д. В-третьих, часто возможно определение PTобласти образования породы при отсутствии надежных термо- и барометрических реакций. Правда такая область вероятнее всего будет достаточно большой.

Моделирование при помощи ПК «Селектор-С» требует максимальное количество информации об изучаемой минеральной ассоциации, хорошее знание химической термодинамики и природных метаморфических парагенезисов. Как показало моделирование парагенезисов метаморфических пород ДССО, точность определения PT при помощи ПК «Селектор-С» в настоящее время уступает другим описанным методам. Таким образом, учитывая большое количество усилий, необходимое для моделирования одного парагенезиса, использование ПК «Селектор-С» исключительно для оценки PT вряд ли оправдано. Однако существующее несовершенство ни в коем случае не является следствием недостатков самого метода, а имеет Рис. 5. (слева) Модельная область устойчивости плагиоклаза в обр. Н-3-3 (Западный домен).

источником три главных причины: 1) неточность существующих моделей Цифры вдоль линии – содержание анортита в плагиоклазе.

твердых растворов; 2) неточность стандартных свойств минералов в Рис. 6. (справа) Качественная диаграмма PT-условий метаморфизма пород ДССО по составам термодинамической базе данных; 3) трудность определения эффективного сосуществующих граната, амфибола и плагиоклаза.

валового состава, который может не совпадать с валовым составом породы в ЗД, ЦД и ВД - Западный, Центральный и Восточный домены соответственно.

связи с изоляцией части элементов от участия в реакциях (например, в ядрах Классическая термобарометрия является наиболее простым способом гранатов и других минералов с медленной диффузией).

определения PT-условий образования пород. Для измерения температуры Сам метод минимизации термодинамических потенциалов, особенно часто достаточно знать только лишь составы двух сосуществующих минералов, двойственное решение, реализованное в ПК «Селектор-С», является очень например, амфибола и граната. В случае корректного использования, данная мощным и перспективным инструментом изучения метаморфических пород.

методика может позволить определить параметры образования локального Его преимущество заключается в практически полном воспроизведении равновесия, отражающего точку на пройденном породой PT-пути. При природного механизма создания минеральной ассоциации. Таким образом, наличии надежно откалиброванного равновесия, классическая можно проследить в динамике изменение всех свойств системы с термобарометрия на сегодняшний день обладает, вероятно, наиболее высокой температурой, давлением, составом флюида и т.д. Тот факт, что при данном точностью определения PT. Однако, во-первых, набор таких равновесий валовом составе и близких к реальности PT, удается воссоздать наблюдаемый достаточно ограничен, а, во-вторых, выбор равновесных составов минералов парагенезис вплоть до составов составляющих его минералов, свидетельствует всегда неоднозначен и может не отражать реальных условий метаморфизма.

о принципиальном достижении породой равновесия, отвечающего минимуму Эта неоднозначность усугубляется тем, что классическая термобарометрия потенциала Гиббса.

чаще всего не обладает механизмом «сообщения об ошибке». Все, что мы Примерные области PT-параметров метаморфизма изученных пород имеем на выходе – значение температуры и/или давления.

приведены на рис. 7. Как видно из рисунка, приблизительные глубины Реализованный в программе THERMOCALC метод «средних P-T» максимального захоронения изученных пород Западного домена составляют является наиболее развитым представителем подхода, основанного на расчете примерно 26-35 км, Центрального домена – 21-27 км, а Восточного домена – нескольких минальных реакций (multiequilibrium approach). Этот метод 30-40 км. Интересно, что область P-T пород Центрального домена требует большего количества входных данных и несколько более сложен в располагается в районе геотермы стабильной континентальной коры, а использовании. Однако, в сравнении с расчетом отдельных реакций, метод наиболее высокобарические парагенезисы Западного и Восточного домена «средних P-T», во-первых, позволяет на основе единой согласованной базы приближаются к геотерме субдукции горячей океанической коры (рис. 7).

данных определять условия образования различных минеральных ассоциаций Причем эти породы метаморфизованы в более высокобарических условиях, из самых разных типов метаморфических пород (амфиболитов и гранулитов, чем гранулиты Алдано-Станового щита (Александров, 2005а; Александров, метапелитов и метабазитов). Во-вторых, на выходе мы имеем большое 2005б).

количество диагностической информации, позволяющей судить о точности конечных оценок PT, степени влияния каждого минала на результаты расчетов, степени отклонения энтропии и активности каждого минала от заданных при включающих кислород, воду, углекислый газ или другие летучие компоненты (1); методов термодегазации (2) и электрохимии (3); метода моделирования минеральных ассоциаций на основе принципа минимизации потенциала Рис. 7. Примерные области Гиббса (4).

P-T метаморфизма пород ДССО на схеме фаций Газовая хроматография и высокотемпературная электрохимии (Скляров и др., 2001).

Методика и результаты хроматографических и электрохимических Пунктиром изображены геотермы, характерные для:

исследований описаны в работах (Авченко и др., 1999; Авченко и др., 2000;

1 – островных дуг и зон Авченко и др., 2002). Все расчеты газовых смесей производили на ПК «горячего» рифтогенеза; 2 – «Селектор-С».

стабильной континентальСогласно хроматографическим исследованиями помимо воды и ной коры; 3 – зон субдукции горячей океанической коры; углекислого газа, во всех фракциях присутствуют водород, метан и окись –зон субдукции остывшей углерода, причем резко преобладающим компонентом флюида является Н2О.

океанической ко-ры. Буквы в При этом Н2О и СО2 в минералах присутствуют в значительно меньших кружках – индексы метаморколичествах, чем в горных породах. Вероятно, это объясняется присутствием фических фаций.

вторичных минералов в микротрещинах горных пород. Поэтому интерпретация данных хроматографии была проведена только по минеральным флюидам.

Расчет данных хроматографии показал, что изученные смеси газов в разнотемпературных фракциях представлены неравновесным в ТРЕТЬЕ ЗАЩИЩАЕМОЕ ПОЛОЖЕНИЕ термодинамическом смысле флюидом, так как потенциал кислорода, Амфиболитовый метаморфизм пород Джугджуро-Становой рассчитываемый по компонентам Н2О-Н2 и СО2-СО, различен, причем складчатой области характеризовался существенно водным составом потенциал кислорода в паре Н2О-Н2 всегда выше, чем в СО2-СО (рис. 8а).

метаморфизующего флюида (PH2O0.7PS; PCO2/PH2O=0.1-0.3), степень Неравновесность флюида может иметь различные объяснения (Худоложкин и восстановленности которого отвечает редокс-состоянию системы H2O-C др., 2002) и одно них – диссипация водорода, приводящая к завышению при условии насыщения ее углеродом. Высокое давление воды во флюиде – потенциала кислорода, рассчитываемого по компонентам Н2О-Н2. Поэтому специфическая черта амфиболитового метаморфизма пород ДССО.

потенциал кислорода, рассчитываемый по компонентам СО2-СО, возможно В работе принято разделение флюида на «внутренний» и «внешний».

точнее характеризует окислительное состояние метаморфогенного флюида – Состав и редокс-состояние «внутреннего» флюида определяется составом при температурах 400-6000С он лежит вблизи буфера С-СО-СО2 (рис. 8а) породы – минеральная ассоциация буферирует состав флюида Данные электрохимии близки результатам хроматографических метаморфическими твердофазными реакциями. Компоненты «внутреннего» исследований. Экспериментальные линии lgfO2-T для полевых шпатов (рис.

флюида в этом случае отвечают термину «инертный» в понимании 8б) характеризуют их как минералы более окисленные, чем сосуществующие Д.С. Коржинского (1973). Поскольку химический состав пород темноцветные – они располагаются параллельно буферной линии QFM и в подвергающихся метаморфизму обычно разный, то состав «внутреннего» среднем на две единицы lgfO2 ниже ее. Обобщение данных газовой флюида может сильно изменяться по потенциалам и содержанию компонентов.

хроматографии и электрохимии позволяет предполагать, что флюиды, «Внешний» флюид поступает в породу по системе пор и трещин из законсервированные в минералах, были насыщены по отношению к углероду и внешнего источника. Состав «внешнего» флюида значительно более выдержан отвечали по уровню восстановленности интервалу величин между буферами относительно состава «внутреннего» флюида. Если потенциалы некоторых кварц-фаялит-магнетит и вюстит-железо (заштрихованное поле на рис. 8а).

компонентов «внешнего» флюида задаются породе, то эти компоненты в Если допустить, что данные термодегазации и электрохимии отражают понимании Д.С. Коржинского (1973) отвечают термину «вполне подвижный».

состав именно «внешнего» флюида, то отношение парциальных давлений Реконструкция состава метаморфогенного флюида была произведена на PCO2/PH2O в этом флюиде должно быть меньше 0.1.

основе четырех методов: метода расчета реакций по равновесиям минералов, 17 величины 0.9 (рис. 9). При этом в резервуаре 4, при T=6300C, PS=11.5 кбар образовалась минеральная ассоциация, полностью отвечающая по составу и набору минералов парагенезису обр. 719а. Совершенно очевидно, что нельзя говорить о том, что величина парциального давления СО2, вычисляемая по составу минералов в обр. 719а, относится к «внешнему» флюиду, который в модели имеет отношение РСО2/PH2O равное 0.02. Наглядно видно, что в резервуарах 1-3 состав флюида есть результат сложной комбинации «внешнего» и «внутреннего» флюида, а в резервуаре 4 потенциал СОполностью задан минеральной ассоциацией без участия внешнего флюида или собственным химическим составом породы. С увеличением количества внешнего водосодержащего флюида – в направлении от резервуара 4 к 1, в минеральных парагенезисах уменьшается количество кальцита, вплоть до полного его исчезновения в резервуаре 1, и возрастает количество цоизита.

Изменения количеств других минералов невелики. Таким образом, в резервуаре 1 образуется минеральный парагенезис близкий к безкальцитовому парагенезису обр. 2157г. Поэтому вполне возможно, что и в природе этот парагенезис образовался вследствие инфильтрации существенно водного флюида в кальцитсодержащие ассоциации типа обр. 719а, причем отношение РСО2/PH2O в этом флюиде могло быть не выше 0.02.

Таким образом, результаты моделирования минеральных ассоциаций с Рис. 8. Результаты газовохроматографических (а) и электрохимических (б) помощью ПК «Селектор-С» показывают, что высокое парциальное давление исследований пород Центрального домена.

СО2, вычисляемое методом минальных реакций, характеризует именно Анализ режима CO2 по минеральным равновесиям и методу «внутренний» флюид и поэтому «внешний» флюид при метаморфизме вполне моделирования мог быть существенно водным по своему составу. Таким образом, Величина парциального давления СО2 в работе (Козырева и др., 1985) противоречие между данными хроматографии и оценками состава флюида по определена в минеральных парагенезисах Gr+Bi+Di+Cc+Pl+Zo+Q+Sph (обр.

минеральным равновесиям на деле не существует. Эта концепция 2155а) и Gr+Cc+Di+Pl+Q+Sph+Gf (обр. 719а) на основе минальных реакций:

предполагает, что захватываемый породой «внешний» флюид сохраняет An + Q +2Cc=Gross+2CO2 (1) и 2Zo + CO2 = 3An+Cc+H2O (2). Согласно собственный потенциал кислорода только на регрессивной стадии, когда проведенным расчетам, при PS = Pfl = 9-10 кбар, T=600-7000C, давление СО2 во значительно ослабевает протекание реакций с участием твердых фаз и флюиде было высоким, не менее 5-8 кбар. Если принять за основу флюид, буферная роль минеральных ассоциаций сводится к минимуму.

состоящий, главным образом, из СО2 и Н2О, то величина отношения РСО2/PH2O Оценка парциального давления воды по равновесиям с мусковитом лежит в интервале 1–4, что полностью противоречит данным термодегазации.

Парциальное давление воды во флюиде надежно определяется по Однако, возникает вопрос – к какому флюиду относится полученная равновесию Mu+Q=Sill+Kfs+H2O. C увеличением парциального давления воды, оценка давления СО2: к внутреннему (локальному) флюиду или к внешнему область устойчивости ассоциации Mu+Q расширяется в сторону более (региональному) флюиду. Для решения этого вопроса с помощью ПК высоких температур, что хорошо видно на диаграмме рис. 10. В «Селектор-С» была выполнена модель, состоящая из пяти резервуаров (рис. 9).

метаморфических породах Центрального и Восточного доменов В резервуар «нуль» помещался существенно водный флюид (1.6 г), распространен парагенезис мусковита с кварцем, тогда как парагенезис насыщенный по отношению к углероду (РСО2/PH2O=0.02). Из резервуара №силлиманита (кианита) с КПШ встречается только в единичных случаях, водный флюид поступал в резервуары 1-4, причем количество флюида в причем равновесность ассоциации Sill и Kfs сомнительна. Это свидетельствует последовательности №№1-4 уменьшалось (рис. 9). В резервуарах №№1-о том, что в рассматриваемых породах устойчивы только парагенезисы левой находилось по 16 г одной и той же известково-силикатной породы. Из модели части равновесия Mu+Q=Sill+Kfs+H2O. Линия этого равновесия, рассчитанная видно, что по мере уменьшения отношения флюид/порода (W/R) во флюиде при РH2O=0.7PS с помощью ПК «Селектор-С», располагается вблизи правых закономерно возрастает отношение РСО2/PH2O, достигающее в последнем границ полей P-T обоих доменов (рис. 10), а при условии меньшего давления резервуаре, где флюид присутствует в исчезающее малых количествах, воды область устойчивости ассоциации Sill и Kfs полностью покроет P-T поля 19 этих доменов. В этом случае парагенезис Sill и Kfs встречался бы в рассматриваемых породах значительно чаще, а парагенезис мусковита с кварцем, напротив, практически не наблюдался. Поэтому условие РH2О0.7PS более согласуется как с минералогическими данными по устойчивости мусковит-кварцевой ассоциации, так и с результатами моделирования и термодегазации.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»