| Статья |
|---|
| Название статьи |
Силы, порождающие кристаллизационную дифференциацию, и эволюция состава расплава на примере плагиоклаза |
| Авторы |
Кирдяшкин А.А. д-р геол.-минерал. наук, профессор РАН, aak@igm.nsc.ru;Кириллин А.Р. науч. сотрудник лаборатории геотермии криолитозоны, mouks@ya.ru |
| Библиографическое описание статьи |
|
| Категория |
Науки о Земле |
| УДК |
551.2+551.14+552.1 |
| DOI |
10.21209/2227-9245-2020-26-7-44-52 |
| Тип статьи |
Научная |
| Аннотация |
Исследуются процессы кристаллизационной дифференциации в объеме расплава на примере плагиоклаза, представленного непрерывным рядом твердых растворов альбит – анортит. Показано, что в изотермическом объеме такого расплава существует кристаллизационная дифференциация вследствие гидродинамической неустойчивости в системе расплав – твердые частицы. Оценены временные масштабы процессов кристаллизационной дифференциации в слое расплава толщиной 10 см для различных размеров осаждающихся частиц. В земных условиях большие объемы расплава и длительное время их существования возможны при долгоживущем источнике тепла большой мощности. Таким источником является мантийный термохимический плюм с грибообразной головой. Представлены оценки временных масштабов осаждения твердых частиц для толщины слоя расплава головы плюма, равной 10 км. Представлен метод расчета состава расплава, остающегося после осаждения частиц плагиоклаза. Представлены результаты вычислений изменения состава расплава вследствие кристаллизационной дифференциации при температуре T = 1410 °C и давлении P = 6,3 кбар. Для расплава, состав которого отвечает N 47,5 (весовое процентное содержание анортита 47,5 %), рассчитаны содержание оксидов в осажденном плагиоклазе, состав расплава в его межкристаллических пространствах и состав остаточного расплава. Процесс кристаллизационной дифференциации расплава, состав которого отвечает плагиоклазу, в условиях постоянной во времени и объеме температуры приводит к изменению первоначального состава расплава. Расчеты состава расплава показали, что в результате осаждения частиц плагиоклаза происходит обеднение расплава анортитовым компонентом и смещение состава расплава к линии ликвидуса диаграммы плавкости плагиоклазов, достигая своего предела на этой линии
|
| Ключевые слова |
плагиоклаз; фазовая диаграмма; гидродинамическая неустойчивость; расплав; голова плюма; осаждение твердых частиц; расчеты состава |
| Информация о статье |
Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Силы, порождающие кристаллизационную дифференциацию, и эволюция состава расплава на примере плагиоклаза // Вестник Забайкальского государственного университета. 2020. Т. 26, № 7. С. 44–52. DOI: 10.21209/2227-9245-2020-26-7-44-52. |
| Список литературы |
1. Кирдяшкин А. А., Кирдяшкин А. Г., Сурков Н. В. Влияние тепло- и массообмена на состав базальтового расплава в грибообразной голове термохимического плюма // Вестник Забайкальского государственного университета. 2018. Т. 24, № 10. С. 21–31.
2. Кирдяшкин А. А., Кирдяшкин А. Г., Сурков Н. В. Особенности плавления в канале термохимического плюма и тепломассообмен при кристаллизационной дифференциации базальтового расплава в грибообразной голове плюма // Геодинамика и тектонофизика. 2019. Т. 10, № 1. С. 1–19.
3. Кирдяшкин А. Г., Кирдяшкин А. А. Гидродинамика и тепломассообмен в грибообразной голове термохимического плюма // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9, № 1. С. 263–286.
4. Кирдяшкин А. Г., Кирдяшкин А. А., Гладков И. Н., Дистанов В. Е. Тепло- и массообмен и кристаллизационная дифференциация в грибообразной голове термохимического плюма // Вестник Забайкальского государственного университета. 2018. Т. 24, № 2. C. 4–13.
5. Некрасов Б. В. Основы общей химии: в 2 т. Т. 1. М.: Химия, 1973. 656 с.
6. Саранчина Г. M., Шинкарев Н. Ф. Петрография магматических и метаморфических пород. Л.: Недра, 1967. 324 с.
7. Ariskin A. A., Yaroshevsky A. A. Crystallization differentiation of intrusive magmatic melt: development of a convection-accumulation model // Geochemistry International. 2006. Vol. 44, No. 1. P. 72–93.
8. Bartlett R. W. Magma convection, temperature distribution, and differentiation // American Journal of Science. 1969. Vol. 267, No. 9. P. 1067–1082.
9. Bowen N. L. The melting phenomena of the plagioclase feldspars // American Journal of Science. 1913. Vol. 35, No. 210. P. 577–599.
10. Bowen N. L. Crystallization-differentiation in igneous magmas // Journal of Geology. 1919. Vol. 27, No. 6. P. 393–430.
11. Cranmer D., Uhlmann D. R. Viscosities in the system albite – anorthite // Journal of Geophysical Research. 1981. Vol. 86, No. B9. P. 7951–7956.
12. Kirdyashkin A. A., Kirdyashkin A. G., Distanov V. E., Gladkov I. N. Geodynamic regimes of thermochemical mantle plumes // Russian Geology and Geophysics. 2016. Vol. 57, No. 6. P. 858–867.
13. Kirdyashkin A. A., Kirdyashkin A. G., Gurov V. V. Parameters of thermochemical plumes responsible for the formation of batholiths: results of experimental simulation // Geotectonics. 2017. Vol. 51, No. 4. P. 398–411.
14. Lindsley D. H. Melting relations of plagioclase at high pressures // Origin of anorthosite and related rocks. New York: State Museum and Science Service, 1968. P. 39–46.
15. Shaw H. R. Comments on viscosity, crystal settling, and convection in granitic magmas // American Journal of Science. 1965. Vol. 263, No. 2. P. 120–152.
16. Sparks R. S. J., Huppert H. E. Density changes during the fractional crystallization of basaltic magmas: fluid dynamic implications // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1984. Vol. 85. P. 300–309.
17. Winter J. D. Principles of Igneous and Metamorphic Petrology. Harlow: Pearson, 2014. 739 p.
18. Worster M. G., Huppert H. E., Sparks R. S. J. Convection and crystallization in magma cooled from above // Earth and Planetary Science Letters. 1990. Vol. 101, No. 1. P. 78–89.
|
| Полный текст статьи | Силы, порождающие кристаллизационную дифференциацию, и эволюция состава расплава на примере плагиоклаза |
