Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Хендерсон П. -> "Неорганическая геохимия" -> 85

Неорганическая геохимия - Хендерсон П.

Хендерсон П. Неорганическая геохимия: Пер. с англ.. Под редакцией В. А. Жарикова — М.: Мир, 1985. — 339 c.
Скачать (прямая ссылка): inorg_chem1985.pdf
Предыдущая << 1 .. 79 80 81 82 83 84 < 85 > 86 87 88 89 90 91 .. 134 >> Следующая

На рис. 8.19 показано изменение С//С/° (и косвенно Са/С1°) как функции доли остаточной жидкости при различных величинах к на основе теоретической модели, описываемой уравнением (8.28). Относительная концентрация элемента в жидкости не может увеличиться выше линии, соответствующей & = 0 (штриховая линия на рис. 8.19).
На деле некоторые эффекты могут свести к нулю применимость уравнений (8.28) и (8.29) в петрологии. Для закрытой системы это следующие факторы:
а) изменчивость коэффициента распределения к как результат изменения температуры, давления, состава жидкости, скорости роста кристаллов или пропорций различных кристаллизующихся минералов;
б) вариации количества жидкости, захваченной осевшими кристаллами.
Первый эффект был рассмотрен Гринлаидом |[147]. Он показал, что уравнение (8.26) может быть обобщено в случае переменного коэффициента распределения. В качестве примера была взята линейная зависимость & от пропорции остаточной жидкости: /1 = а+ЬР. Тогда & меняется от а-\-Ъ до а, и интегральное
8. Кинетический контроль распределения элементов 219
уравнение будет выглядеть следующим образом:
1п (Сг/Сг°) = {а— 1) Ь ^Н-Ь ^— 1). (8.30)
Однако маловероятно, что коэффициент распределения менялся как простая линейная функция Т7. Часто наблюдается четкая температурная зависимость коэффициента юо, распределения, обычно имеющая следующий вид (см. гл. 5, разд. 5.4.3):
1пЛ = Л/Г+В,
где А и В — константы для данного состава. Эта зависимость, по-видимому, вносит основной вклад в изменчивость коэффициента распределения при фракционировании.
Коэффициенты распределения, учитывающие обмен элементов между расплавом и твердым веществом, малочувствительны к изменениям состава расплава. Если элемент а замещает элемент Ь в твердой фазе, то изменение отношений концентраций с изменением Т7 определяется уравнением

Сі ъ-&іа
= і7 а
(8.31)
Рис. 8.19. Относительные изменения концентраций в магме как функция доли остаточной жидкости ^ при фракционной кристаллизации (уравнение (8.28)) с различными величинами комбинированного коэффициента распределения Ъ (графики построены в логарифмическом масштабе).
Уравнение (8.31) может быть использовано, например, при изучении влияния фракционной кристаллизации плагиоклаза на отношение Бг/Са в магме.
Второй эффект, который может менять закономерности фракционной кристаллизации,— переменный захват жидкости осадком — требует более детального разбора. Глубину протекания разделения твердой и жидкой фаз назовем эффективностью фракционной кристаллизации Е. Она может быть определена соотношением
Е =
(8.32)
220 Часть II
где — общая масса осевших кристаллов и пропитывающего расплава, 1^— масса захваченного расплава.
Учтем, что ^ меняется от 0 (нет кристаллизационного фракционирования) до 1 (полное разделение кристаллов и жидкости). Эффективность фракционирования может меняться по мере кристаллизации; ее
юо Р=-^ действие на изменение
концентрации элемента в расплаве определяется уравнением
С?

(8.33)
а в твердой фазе уравнением
А_=[?(*-1) +
_|- 1]/7Я(Й-1) (8.34)
при постоянном коэффициенте распределения. Влияние различной эффект и в н о с т и ф р а к ц и о н и -рования (0,6 и 1) на концентрации элементов в жидкости и твердых фазах при фракционной кристаллизации с &=10 и /г = 0,01 показано на рис. 8.20.
Необходимо отметить, что если уравнение (8.33) для элемента а, взятое в логарифмической форме, разделить на такое же уравнение для элемента Ъ, то Е и 1п ? сокращаются:
С/, а /, С1.Ъ Ьа— 1
Рис. 8.20. Влияние эффективности фракционирования на относительные изменения в составах расплавов и твердых фаз при фракционной кристаллизации с различными величинами коэффициента распределения к. 1 — состав расплава; 2 — состав твердой фазы.
1п-
С0
1.0.
1п-
С°1.Ь
/г/,
I
(8.35)
(8.36)
Уравнение (8.36) показывает, что отношение концентраций С//Сг° для одного элемента может быть определено по отношению для другого элемента независимо от величины эффективности фракционирования и доли остаточного расплава.
8. Кинетический контроль распределения элементов 221
N1, млн-' 2.000 4000
габбро Оливин + клино-пироксен
Дунит
Оливин* клико-пироксен
Дунип
•.V
Т.
г-•«
950
1000
'100
1200
1300
8.5.2. Применение теоретических моделей. Уравнения о фракционной кристаллизации Оливиновое широко применялись при попытках объяснить петрогене-зис разнообразных магматических пород. Пример использования уравнения (8.29) приведен в работе Ирвина и Смита [ 199], посвященной образованию пород расслоенного интрузива Маскокс (Северо-Западные территории, Канада). В этом интрузиве при фракционной кристаллизации базальтовой магмы образовались ультраосновные породы, в результате чего в основании расслоенных серий возникла мощная толща дун и то в. Концентрация № в породах, определенная в стратиграфическом интервале в 520 м, указывает на существование четырех циклов, каждый из которых состоит из плавного падения концентрации N1 вверх по стратиграфическому разрезу, а затем относительно резкого возрастания до прежних величии (рис. 8.21). Циклический характер изменений концентрации может интерпретироваться как результат четырехкратного пополнения магмы в процессе аккумуляции
Предыдущая << 1 .. 79 80 81 82 83 84 < 85 > 86 87 88 89 90 91 .. 134 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed