Неорганическая геохимия - Хендерсон П.
Скачать (прямая ссылка):
2) б180 от -—2 до +2%0. Железистый оливин и пироксен в хондрах метеоритов классов С2 и СЗ, образовавшиеся при температурах 530—620 К.
3) б180 от -4-4 до +6%о. Группа, включающая Землю, Луну,
9. Распределение изотопов в геохимии 243
ахондриты и хондры обычных хондритов, выделившаяся из газовой туманности при 450—470 К. 4) б180 от + 11 До +27%0. Водосодержащие силикаты матрицы метеоритов класса С2 и основная масса метеоритов С1. Образовались в температурном интервале 350—400 К. г) Полиметаллические месторождения долины Миссисипи (США) представляют собой превосходный объект для применения изотопов серы в качестве геотермометра. Стратиформные руды этих месторождений отлагались при низких температурах,, последовательность парагенезисов в них легко определяется, они не подвергались никакому метаморфизму. Соосаждавшиеся минералы— сфалерит, галенит и марказит — показывают температуры от 150 до 260 °С для ранних стадий месторождений и 100° и ниже — для поздних ;[307]. Эти результаты согласуются с определениями температуры по газово-жидким включениям в рудных минералах.
Изотопы серы могут также дать важную информацию о некоторых других химических параметрах среды отложения руд. Этот аспект обсуждается ниже.
Изотопная геотермометрия в сочетании с термодинамическими законами, изложенными в гл. 7, дает могучий инструмент изучения природы распределения элементов в породах и рудах. По согласованию температур можно проверить существование-изотопного равновесия, а это в свою очередь служит важным признаком, позволяющим применить законы химических равновесий к исследованию изучаемой системы. Кроме того, поскольку изотопное фракционирование в твердых веществах и жидкостях нечувствительно к давлению, изотопная геотермометрия может дать независимую оценку температуры, что позволяет применять в качестве геобарометров не только те реакции, которые полностью независимы от температуры, но и ряд других реакций (см. гл. 7).
9.6. Другие области применения стабильных изотопов. 9.6.1. Генезис магмы. Распределение стабильных изотопов в процессе магматической дифференциации происходит под действием нескольких факторов (описанных в гл. 8), которые влияют и на распределение элементов. В число этих факторов входят тип и последовательность кристаллизации и эффективность фракционирования. Отношение изотопов кислорода испытывает лишь незначительные изменения при дифференциации основной магмы, за исключением ее последних стадий. Отсутствие изменений— это в основном следствие высокой температуры кристаллизации. С возрастанием содержаний кремнезема в магматических породах проявляется тенденция к возрастанию величин б180. Поэтому неизмененные ультраосновные породы имеют б180 от +5 до +7%о, габбро, базальты, андезиты и сиениты — от +5,5 до -+-7,51%о, а граниты — от +7 до +13%0, Последова-
16*
Метеориты (кроме углистых хонЗритов)
Лунные пороЗы Зклогиты ИсланЗия •
Батолит БоулЗер
Аи-Ад-месторождения западной НеваЗы
ЗапаЭные КаскаЗные горы
Горы Сан-Хуан СкергаарЗский интрузив
ГесТриЭские острова
Краевые зоны гранитных плутонов
Вулканические пороЗы Италии
РиолитовЫЕ и бацитоеые потоки
,а ад—а~ о-—«сн»—-А-
Плутонические граниты, граноЗиориты и тоналиты
АнЭезиты
базальты и габбро
Ультраосновные пороОы Анортозиты Сиениты и трахиты
да
-5
*5
НО
+ 15
*,вО,%,
РИС. 9.6. б180 минералов из магматических пород [385]. / — порода в целом; 2 — кварц; 3 —полевой шпат; 4 — пироксен.
Метаморфические пороЗы
Морские осаЗки
Батолит
Сьерра-
Неваба
батолит боулЗер
Аи-Ад-месторожйения Западной НеваЗы
Западные Каскайные горы
Запаб гор Сан-Хуан
Восток юр Сан-Хуан
СкергаарЭсклй интрузив
ГесТриЗские острова
Плутонические граниты, граноЗиориты и тоналиты
базальты и га6~бро
Ультраосновные поройы и кимберлиты
-200
^7Х
4==кХвХ
• »4 •
СОЭС?
V / •
1\—о
50 =
ХХХ?Х
во •
•85
-150
-100 50, %0
-50
РИС. 9.7. 6Б минералов из магматических, метаморфических и гидротермально измененных пород [385]. / — биотит или порода в целом; 2—-мусковит; 3 — хлорит или тальк; 4 — роговая обманка; 5 — антигорит.
246 Часть II
тельность кристаллизации минералов тоже может влиять на изотопные отношения. Например, ранняя кристаллизация магнетита будет приводить к обогащению магмы 180 по сравнению с магмой, кристаллизационная дифференциация которой протекает при такой низкой летучести кислорода, что магнетит не образуется.
Тейлор ;[384, 385] опубликовал результаты изотопного анализа кислорода и водорода большого числа магматических пород и минералов, собранных по всей земле. Большинство вулканических и интрузивных пород оказались очень однородными по отношениям 180/160 (обычно б180 от +5,5 до +10%0) и Б/Н (обычно от —50 до —80%0), что показано на рис. 9.6 и 9.7. Эта однородность обусловлена общностью источников магмы и существующими, часто тесными взаимосвязями магматических пород различных типов, возникших в результате процесса кристаллизационной дифференциации. Стабильные изотопы мало говорят о деталях петрогенезиса породы, имеющей обычные изотопные отношения. Их использование направлено на выявление ситуаций, когда отношения отклоняются от изотопной нормы, определенной по основной массе магматических пород такого типа.
