Неорганическая геохимия - Хендерсон П.
Скачать (прямая ссылка):
102 Часть II
ски невозможно определить, какой вклад в изменение величины к внесло изменение температуры, а какой — изменение состава, Однако установлено с определенностью, что в некоторых системах .состав .существенно влияет на распределение элементов. Распределение микроколичеств № между оливином и расплавом зависит от содержания Л^О в жидкости. Сильно зависит от состава также распределение р.з:э. в системах гранат — расплав; в работе [420] демонстрируется значительное изменение характера разделения Мп между оливином и силикатной жидкостью в,зависимости от атомного отношения Б1/0 в расплаве при постоянной температуре (&мп меняется от 0,8 при 51/0 = 0,27 до примерно 1,6 при 81/0 = 0,36 при 1350 °С).
Как указано в разд., 5.3.2, существует тенденция к увеличению коэффициентов распределения элементов между минералами и расплавом от основных пород к кислым. Отчасти это вызвано более низкой температурой кристаллизации последних, но сказывается также и разница в составах между ними. Подобное влияние состава хорошо демонстрируется данными по распределению элементов между двумя несмешивающимися расплавами. Изучено [419, 339] распределение Р, ТЛ, Сг, Мп, Эг, 2г, Та, Се, Ва, Ьа, Бт, Бу и .Ьи между несмешивающимися основными и кислыми расплавами в высокожелезистых силикатных системах (при Р=1 атм, 965<Т<1180°С). Все элементы, исключая СБ, обогащают расплав основного состава с коэффициентами ([М] основной расплав/[М] кислый расплав), отвечающими: для Р — 10—15, для Бг~ 15, для других элементов — от 2,3 до 4.3. Сэ накапливается в кислом расплаве, и, как известно, его содержание здесь примерно в три раза выше, чем в основном расплаве..
Сведения относительно зависимости распределения рассеянных элементов от ид собственной концентрации весьма противоречивы. Так,, например, экспериментально показано, что в широком диапазоне 'концентрации (от ,1-10~4% До примерно 5%) содержание Э'т в расплаве не влияет на его распределение между плагиоклазом^ расплавом. С'другой стороны, при концентрации Эпгв. гранате ниже примерно 100-10—4% его распределение между гранатом и жидкостью зависит от концентрация [163]. К настоящему времени пределы концентраций, в которых коэффициенты сохраняют ^постоянство, пока еще не известны. Этот вопрос обсуждается ниже, в гл. 7.
На распределение элементов, которые могут находиться в состоянии различной окисленности, например Бе и Ей, влияет изменение летучести кислорода в расплаве, поскольку при этом меняется соотношение между различно окисленными формами. Степень окисления ионов также может меняться при вариациях содержаний главных элементов '[264]. Вопросы летучести обсуждаются в гл. 7.
5. Сведения о распределении элементов 103
5.5. Вулканические эманации и возгоны. Летучие компоненты, теряемые магмой на стадий образования, при движении к поверхности, при остывании и фракционировании, представлены, по крайней мере частично, вулканическими эманациями и продуктами конденсации возгонов. Прекрасная сводка всех существующих к настоящему времени надежных данных о составах вулканических газов и возгонов составлена Уайтом и Уорин-гом [426]. Авторы этой работы подчеркивают, что состав, фума-ролыюго газа среди прочих факторов определяется степенью смешения и взаимодействия газа с воздухом и метеорными водами, а также возможными реакциями с горными породами,' протекающими при движении от места выделения газа из магмы до места, где газ был отобран для анализа.
Главным «действующим лицом» собранных фумарольных газов обычно является двуокись углерода (помимо воды, 02, N2 и Аг). Другими обычными газами являются СО, 502, Н2Э и НС1. Содержания Н2 изменчивы, но могут быть существенными. Обычно, но не всегда С02 преобладает количественно над СО. СО и СН4 обычны для сильно восстановительных условий; в диапазоне от сильно восстановительных до умеренно окислительных условий важными компонентами являются Н2 и Н2Э. Кроме перечисленных могут присутствовать ГШ, Б03, В, Вг и I.
В недавно опубликованном обзоре [8] состава ряда газов, связанных с базальтовым и андезитовым вулканизмом, утверждается, что составы газов согласуются с данными по растворимости и концентрациям в расплаве Н20, С1 и, возможно, сернистого газа.
Продукты конденсации возгонов могут содержать большой набор соединений, однако обычнее других сульфаты и хлориды Ыа, К, Са, М^, А1 и Ре в сочетании с хлоридом аммония и самородной серой. Некоторые налеты содержат Дориды.. Состав возгонов меняется за счет кислотного выщелачивания'окружающих вулканических пород, но, вообще говоря, концентрации многих элементов в возгонах выше, чем в окружающих лавах. К таким элементам относятся 1л, Ве, Тл, V, Сг, Со, №, 2п, (да, Аэ, бе, 2г, Мо, А&, Сё, Бп, БЬ, Те, Ва, РЬ, ВГ Иногда к ним присоединяются В и Си.
5.6. Метаморфизм и метасоматоз. Породы, претерпевшие строго изохимический метаморфизм, наследуют от своих предшественников и химический состав, и особенности его вариаций, хотя в процессе преобразования и происходит некоторое локальное перераспределение элементов, вызванное образованием новых минералов, метаморфогенных сегрегации и т. п. Имеется ряд указаний на подвижность некоторых элементов (например, РЬ, КЬ, Т1 и Аи) при региональном метаморфизме, особенно высоких ступеней, однако данных по этому поводу все еще яв
