Теория метасоматических процессов при гидротермальном изменении




Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Теория метасоматических процессов при гидротермальном изменении

Теория метасоматических процессов при гидротермальном изменении

07.09.2017


Гидротермальное изменение — это тип метаморфизма, связанный с перекристаллизацией материнских пород и образованием новых минералов, более стабильных в изменившихся химических условиях. Поэтому, с учетом некоторых отличительных признаков, к исследованию гидротермально измененных пород может быть приложимо большинство средств и методов изучения петрологии метаморфических пород. Главный отличительный признак процесса гидротермального изменения — важная роль гидротермального флюида в переносе химических составляющих и тепла. При региональном и контактовом метаморфизме флюиды, богатые H2O, CO2 или одним из этих компонентов, генерируются за счет разрушения минералов в ходе прогрессивного развития дегидратации и декарбонатизации, но обычно считается, что количество этих флюидов невелико относительно количества твердых фаз пород и что эти флюиды медленно перемещаются по порам и трещинам. Как следствие, такие флюиды близки к состоянию химического и термального равновесия с окружающими твердыми фазами, а влияние метасоматических процессов имеет обычно подчиненное значение.
Для процессов гидротермального изменения, напротив, характерны относительно большие количества флюида, пронизывающего породы значительной проницаемости, обусловленной трещиноватостью или связанной с зонами повышенной пористости. Вследствие этого скорости потоков и термальные градиенты являются, вероятно, более высокими, чем при других типах метаморфизма, и, значит, гидротермальные флюиды проявляют тенденцию существенно отклоняться от равновесия с вмещающими их породами. Гидротермальные изменения могут быть вызваны также флюидами необычных источников, например кристаллизующейся магмой или специфической комбинацией типов пород на пути следования потока.
Результаты изучения флюидных включений и наблюдения, указывающие на чередование периодов отложения и выщелачивания минералов в рудных месторождениях, наводят на мысль о том, что флюиды, вызвавшие изменения вмещающих пород, испытывали колебания химического состава в короткие промежутки времени, что было связано, вероятно, с изменением степени закупорки трещинных систем на пути движения флюидов. Такие флуктуации — еще один признак, позволяющий выделить процессы гидротермального изменения среди типично метаморфических процессов.
Описанные эффекты метасоматоза вкупе с наблюдениями реликтовых исходных минералов и признаками наличия двух или более стадий различающихся процессов изменения минерального состава, видимых даже в пределах одного образца или шлифа, привели к тому, что многие исследователи рассматривают гидротермальное изменение как неравновесный процесс. Следовательно, применимость для их изучения правила фаз и других основных термодинамических положений становится сомнительной. Однако Д.С. Kopжинский и Томпсон показали, что допущение существования локального или мозаичного равновесия позволяет изучать многие метасоматические процессы с помощью модифицированных вариантов традиционных термодинамических соотношений. Суть идеи локального равновесия состоит в том, что если объем пород достаточно невелик, то в нем не содержится никаких несовместимых фаз и он очень близок к состоянию термодинамического равновесия. Локальное равновесие можно допустить в том случае, если скорости реакции между твердыми фазами и флюидом больше скоростей миграции вещества за счет потока или диффузии. Одним из критериев того, что система находится в состоянии локального равновесия, является тот факт, что никакие несовместимые фазы не находятся в контакте. Некоторые гидротермально измененные породы удовлетворяют такому критерию. Например, в работе показано, что на основании представлений о локальном равновесии могут быть поняты многие скарновые образования. Напротив, многие аргиллизованные алюмосиликатные породы содержат несовместимые фазы, очевидно, в контакте, и поэтому в работе предполагается, что равновесие существует только между раствором и новыми фазами, поскольку в этом случае оно достигается быстрее, чем между всеми фазами породы. Конечно, и природные, и экспериментально полученные минеральные ассоциации могут отражать метастабильные равновесия, но даже и они, будучи распознаны как метастабильные, могут быть информативны.
Д.С. Коржинский и Томпсон показали, что для метасоматических реакций правило фаз Гиббса и минералогическое правило фаз могут быть преобразованы в выражение P = C—M, где P — максимальное число фаз, присутствующих в минеральной ассоциации при произвольно выбранных температуре, давлении и составе флюида, С — общее число компонентов в системе и M — число подвижных компонентов, т. е. таких компонентов, чья концентрация или химический потенциал в системе контролируются не исходным валовым составом системы, а задаются извне. В большинстве гидротермальных систем многие из компонентов являются подвижными, и, как следствие, число фаз в измененных породах бывает невелико, в некоторых случаях доходя до единицы. Даже если метасоматические процессы проявлены слабо, все же по мере приближения к жиле или другому источнику флюидов число фаз от зоны к зоне стремится сократиться.