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
         » » Флюидные включения - реликты рудообразующих растворов

Флюидные включения - реликты рудообразующих растворов

12.09.2017

Бытует наивная точка зрения, согласно которой рудообразующий флюид состоял только из компонентов, ныне находимых в рудном теле, а концентрация этих компонентов была пропорциональна их содержанию в месторождении. Ho на самом деле большая часть рудных флюидов, помимо выпавших из растворов рудных элементов, содержала в значительном количестве летучие соединения и растворимые соли, мигрировавшие сквозь месторождение и почти не оставившие в нем следов. Однако следы можно обнаружить в виде флюидных (газово-жидких) включений, дающих нам информацию о прошлом, хотя и запутанную, фрагментарную и неполную. Вне зависимости от своей истории и своего происхождения включения, за редким исключением,— это единственные образцы растворов, существовавших в то далекое время, когда отлагались руды. А если это так, то они дают нам в руки важный ключ для понимания геологических процессов.
Когда кристаллы растут или подвергаются перекристаллизации в любой флюидной среде, возникают разнообразные дефекты, представляющие собой ловушки для захвата маленьких порций флюида. Хотя их часто не замечают, включения есть в минералах почти всех горных пород, в том числе и в рудах, что служит свидетельством повсеместного развития флюидной фазы во время процессов, которые привели к образованию этих природных объектов. Герметизация дефектов может происходить во время роста кристаллов — тогда образуются первичные включения; залечивание трещин спустя некоторое время после образования кристаллов приводит к появлению вторичных включений.
Флюидные включения размером больше 0,1 мм встречаются сравнительно редко, а больше 1 мм — в исключительных случаях, хотя известны музейные образцы с включениями, объем которых достигает десятков или даже сотен кубических сантиметров. Большинство флюидных включений по размерам не превышает 0,01 мм, а с помощью электронного микроскопа обнаруживается большое количество очень мелких (до 2*10в-5 мм) включений. Можно предполагать, что размеры включений образуют непрерывные ряды вплоть до одиночных молекул воды, захваченных дислокациями на границах зерен (размер порядка 2*10в-7 мм).
Флюидные включения обычно составляют не более нескольких десятых долей процента общего объема образца, несмотря на то что число их может быть очень велико. Известны редкие случаи, когда включения занимают до 5% объема кристалла или его зоны, а величина 1 % вовсе не редка. Многие образцы таких распространенных белых минералов, как кварц или кальцит, содержат ~10в9 включений в 1 см3. Именно включения придают белый цвет минералам, хотя суммарный их объем при этом составляет только ~0,1 % объема образца, поскольку средний их размер 10в-3 мм. Высокое содержание включений может быть причиной значительных ошибок в определении содержания воды в минералах, так как вода, не считая небольших количеств CO2, является главным компонентом включений. Это обстоятельство делает практически невозможным точно определить содержание воды в минерале вне зависимости от применяемого метода. Растворенные вещества, содержащиеся во включениях, обычно анализируются вместе с минералом. Нередко в анализах отобранных «чистых» минералов доля включений в некоторых нелетучих компонентах составляет 100 млн-1. Можно привести наиболее яркий пример такого рода: флюидные включения, содержащие кристаллы NaCly, столь обильны в полевых пшатах некоторых гранитов, что на рентгенограммах монокристаллов этих полевых пшатов наблюдаются дифракционные линии NaCl.
При изучении включений очень большое значение имеет характер образцов, и главная проблема состоит в трудности получения пригодного для исследования материала. От характера образцов зависит выбор подходящих методов исследования, оценка воспроизводимости (точности) и, что наиболее важно, интерпретация полученных результатов. Все выполненные до сих пор анализы, в том числе и автором этой работы, нельзя принять без оговорок. Химические операции могут быть вполне надежными, однако малый размер проб и изменения в широких пределах состава как включений, так и содержащих их минералов делают эти анализы далеко не стандартными и вносят большие аналитические неточности.
Значительно серьезнее, однако, помехи, связанные с многообразием происхождения извлекаемых включений и с очень сильными загрязнениями и (или) потерями вещества при экстракции. Оценка влияния этих факторов должным образом не проводится. Поскольку объем включения пропорционален кубу радиуса, несколько сравнительно крупных включений могут содержать значительно больше флюида, чем тысячи более мелких (рис. 14.1). Только одно это простое обстоятельство делает практически невозможным получение действительно параллельных проб для аналитических измерений.

Ниже будет подробно рассмотрено участие дефектов структуры в процессе захвата включений. В результате этого количество включений в соседних образцах из любого месторождения может различаться на несколько порядков величины. На некоторых месторождениях изучение флюидных включений стало возможным только после случайной находки подходящего материала. Более того, требования, предъявляемые к образцам, сильно зависят от используемого метода. Для многих оптических методов достаточно всего лишь 10в-13 г, тогда как для некоторых химических определений в растворах требуется 10в-3 г или даже 1 г материала. Перекрестная проверка результатов, полученных различными методами, иногда возможна, но различия в природе образцов и различия в требованиях к образцам, исследуемым разными методами, столь велики, что результаты такого сопоставления трудно интерпретировать.
Обширная, разбросанная по многочисленным изданиям литература свидетельствует о том, что изучение включений имеет достаточно длительную историю. Из-за того что многим аспектам изучения включений присущ качественный характер, в ранних работах, например в работах Циркеля и Сорби, встречается неожиданно большое количество полезных сведений. Флюидные включения были источником многих горячих споров, поскольку как достоинства, так и недостатки включений в качестве хранителей информации о геологическом прошлом часто переоценивались или оценивались совершенно неверно. Даже в наши дни многие полагают, что доказательство вторичного происхождения многих включений и возможность утечки части материала из них полностью сводят на нет значение всех включений. Можно провести аналогию между развитием радиоактивных методов определения абсолютного возраста и исследованиями флюидных включений. В обоих случаях более тщательные и количественные исследования позволяли получать более надежные результаты, но при этом выявилось существование многочисленных осложнений, в результате которых возникала необходимость новой интерпретации ранних работ. Эти трудности после их преодоления могут способствовать расширению возможностей применяемых методов.
Большая часть самых важных работ, опубликованных до 1953 г. (свыше 400), обобщена Смитом. До этого появилась только книга Ермакова, переведенная теперь на английский язык, в которой дается обзор серьезных исследований советских ученых в этой области. Другие книги по этому вопросу вышли на французском и украинском языках. Ряд крупных симпозиумов по флюидным включениям состоялся в России. Труды первых четырех из них опубликованы на русском языке. Мировая литература, в частности касающаяся методов изучения и данных по составу флюидных включений, опубликованная примерно до 1970 г., обобщена на английском языке. В настоящей главе содержится много материала из этого обзора, и читатель может обратиться к нему за дополнительными сведениями, вспомогательными данными и ссылками. Мировая литература по исследованию включений всех типов, в том числе и включений силикатных расплавов, суммируется в ежегодных сборниках рефератов и переводов, публикуемых начиная с 1968 г.
Несмотря на все проблемы, возникающие при получении надежных данных по составу включений и по температурам их гомогенизации и замерзания, допускающих однозначную интерпретацию, эти маленькие капельки жидкости выводят на очень заманчивый, хотя и тернистый путь к истинному пониманию процесса рудообразования, и им не следует пренебрегать. Необходимо признать, что имеющиеся в нашем распоряжении данные еще весьма ограниченны, однако применение огромных современных достижений в технике эксперимента может привести к значительному прогрессу.
Эта глава посвящена проблемам интерпретации результатов, полученных при исследовании флюидных включений. Примерами будут служить, где это возможно, данные по рудным месторождениям, но, поскольку их немного, будут также рассмотрены по мере необходимости данные и по другим типам месторождений.