| Аннотация |
Исследованы процессы кристаллизационной дифференциации в объеме расплава на примере плагиоклаза, представленного непрерывным рядом твердых растворов альбит – анортит. Для двухкомпонентной системы альбит – анортит рассчитано изменение состава расплава вследствие кристаллизационной дифференциации при значениях давления P = 6,3 кбар и 1 бар и температуры T = 1410 °C, 1350 и 1300 °C. Представлен метод расчета состава расплава, остающегося после осаждения частиц плагиоклаза. Приведены результаты расчета состава остаточного расплава для составов исходного расплава, отвечающих различным номерам плагиоклаза, и для различных значений давления и температуры. Изменение состава вследствие кристаллизационной дифференциации расплава представляет собой разность процентного состава для каждого оксида на линии ликвидуса и начального состава расплава.
Получены безразмерные соотношения (критерии подобия) для состава исходного расплава и изменения содержания для оксидов , , , . Для каждого оксида для расплава при различных значениях P и Т представлены массивы чисел в виде процентного содержания и в безразмерном виде (в виде величин названных критериев подобия). Изменение состава исходного расплава происходит из-за его обеднения компонентами вследствие осаждения твердых частиц и уменьшения объема расплава на величину объема осажденных твердых взвесей и расплава в межкристаллических пространствах осажденного слоя. Показано, что процессы кристаллизационной дифференциации есть комплекс гидродинамических (геодинамических) и петрологических процессов, изучение закономерностей которых может быть проведено с использованием методов теории подобия. Изменение состава расплава вследствие кристаллизационной дифференциации может быть представлено на основе теории подобия в виде аналитической зависимости между критериями петрологического подобия
|
| 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. Кутателадзе С. С. Анализ подобия в теплофизике. Новосибирск: Наука, 1982. 280 с.
6. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977. 344 с.
7. Некрасов Б. В. Основы общей химии: в 2 т. Т. 1. М.: Химия, 1973. 656 с.
8. Саранчина Г. M., Шинкарев Н. Ф. Петрография магматических и метаморфических пород. Л.: Недра, 1967. 324 с.
9. 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.
10. Bowen N. L. The melting phenomena of the plagioclase feldspars // American Journal of Science. 1913. Vol. 35, No. 210. P. 577–599.
11. Bowen N. L. The later stages of the evolution of the igneous rocks // Journal of Geology. 1915. Vol. 23, No. 8. P. 1–91.
12. Bowen N. L. Crystallization-differentiation in igneous magmas // Journal of Geology. 1919. Vol. 27, No. 6. P. 393–430.
13. Bowen N. L. The evolution of the igneous rocks. New York: Dover Publications, 1956. 333 p.
14. Cashman K. V. Relationship between plagioclase crystallization and cooling rate in basaltic melts // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1993. Vol. 113. P. 126–142.
15. Hoshide T., Obata M. Zoning and resorption of plagioclase in a layered gabbro, as a petrographic indicator of magmatic differentiation // Earth and Environmental Science Transactions of the Royal Society of Edinburgh. 2009. Vol. 100, No. 1-2. P. 1–15.
16. 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.
17. 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.
18. 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.
19. Marsh B. D. On bimodal differentiation by solidification front instability in basaltic magmas, part 1: Basic mechanics // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2002. Vol. 66, No. 12. P. 2211–2229.
20. Philpotts A. R., Dickson L. D. The formation of plagioclase chains during convective transfer in basaltic magma // Nature. 2000. Vol. 406. P. 59–61.
21. Philpotts A. R., Shi J., Brustman C. Role of plagioclase crystal chains in the differentiation of partly crystallized basaltic magma // Nature. 1998. Vol. 395. P. 343–346.
22. 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.
23. 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.
|
