Анализируя соотношения мощностей замещенных и практически не измененных пластов карбонатных пород в районе Бингем, Юта, Линдгрен высказал предположение, что формирование скарнов и других метасоматитов происходит при очень небольшом изменении или без изменения объема замещаемых пород (хотя пористость может меняться). Эта гипотеза была названа «законом Линдгрена» или «гипотезой постоянства объема». Однако ранее было установлено, что процессы декарбонатизации при контактовом метаморфизме должны вызывать значительное уменьшение объема.
Хотя гипотеза постоянства объема и не учитывает возможного изменения пористости, она чрезвычайно популярна среди геологов, так как позволяет количественно рассчитать привнос и вынос вещества (обмен веществом между раствором и вмещающими породами) при образовании скарнов. Без допущения о постоянстве объема или аналогичного допущения о постоянстве некоторых других параметров, таких, как мольные количества титана, мольные количества алюминия или мольные отношения титан/алюминий, такие расчеты невозможны. Если принять, что в процессе скарнообразования ничто не остается постоянным, то, естественно, количественные расчеты становятся бессмысленными, хотя они все еще могут «отражать» процесс замещения.
Осложняющий фактор состоит в следующем: если объем в большей степени, чем давление, есть термодинамическая переменная, контролирующая замещение, то реакции замещения должны быть переписаны с тем, чтобы прежде всего уравновесить молярные объемы, а не молярные количества реагирующих минералов. Общепринятое выражение правила фаз должно быть в этом случае видоизменено, чтобы учесть влияние этих нетрадиционных ограничений.
С другой стороны, если поверхности, связанные с давлением раствора (стилолиты), обычно наблюдаемые в метаморфизованных карбонатных породах, примыкающих к скарнам, могут образовываться в результате потери объема при латеральном замещении, тогда измерения мощностей слоев для доказательства постоянства объема становятся бессмысленными. Недавние тщательные измерения особенностей залегания пластов и их мощностей показали, что возможно резкое падение мощностей карбонатных пород над гидротермальными рудными телами. Следовательно, «закон Линдгрена» может считаться не более чем гипотезой.
Главная