Новости

Новости

Методы термометрии и используемая аппаратура


Метод гомогенизации впервые был предложен Сорби в 1858 г. Согласно этому методу, наиболее общепринятому и, вероятно, наиболее точному, включения изучаются под микроскопом в процессе нагрева. Его применение сильно ограничивается трудностями, связанными с достижением достаточно высокой заданной контролируемой температуры в образце так, чтобы можно было использовать большое увеличение и достаточное освещение. В литературе прошлых лет описано много типов нагревательных столиков к микроскопу, и к настоящему времени опубликовано несколько новых моделей. Некоторые из них имеют ряд определенных преимуществ, но технические вопросы еще далеки от полного решения. В ряде описаний нагревательных камер указывается на возможность получения относительно высокой точности, но проверка может вскрыть расхождения в 50° С и более в зависимости от размера и характера образцов. Нелегко разработать надежную систему калибровки. Хорошо, что большие ошибки наиболее возможны в высокотемпературной области, где более значительную величину имеют другие ошибки, вызванные поправками на давление и состав включений. Обзор данных по вопросам отбора образцов, подготовки для термометрии, микроскопии включений, калибровки термокамер и работы с ними находится в печати, так что нет необходимости здесь повторяться.
Методом декрепитации выполнено намного больше определений, чем любым иным. Этот метод впервые предложил Скотт; он развит Смитом, Пичем и их соавторами. Им довольно широко пользуются в России. Метод основан на фиксации скорости взрывания включений, или декрепитации, в крупнораздробленном образце при непрерывном повышении температуры. Эта скорость быстро возрастает при температуре гомогенизации включений. Декрепитация может регистрироваться визуально стетоскопом или с помощью различных электронных устройств, включающих усилители, интеграторы и счетчики.
В литературе была большая дискуссия относительно теоретической ценности и практического использования метода. У включений с большой степенью заполнения (и, следовательно, с низкими температурами гомогенизации) наблюдается резкое возрастание величины отношения AP/AT при гомогенизации, и это составляет теоретическую основу метода. При гомогенизации высокотемпературных включений низкой плотности изменение отношения АР/AT происходит гораздо менее резко или даже незначительно. В случае гомогенизации включений с заполнением меньше критического, гомогенизирующихся в газовую фазу, величина АР/AT уменьшается. Большая часть возражений по поводу метода основывается на недостаточности теоретических положений, по крайней мере для той части результатов, которые часто не согласуются с реальными данными гомогенизации, и для образцов явно без видимых флюидных включений, но характеризующихся декрепитацией. Кроме того, допускается некоторая доля субъективизма при отбраковке «аномальной» декрепитации и при выборе на декрептограмме точки, соответствующей началу декрепитации данной генерации включений. К дополнительным причинам разброса результатов относятся колебания размеров включений (более крупные растрескиваются при более низкой температуре); изменения состава раствора (например, NaCl:H2О:CO2), что приводит к очень большим колебаниям внутреннего давления; приуроченность включений к плоскостям, облегчающая их декрепитацию; различная степень вязкости и хрупкости минералов, вызывающая резкие колебания величины превышения температуры декрепитации над температурой гомогенизации. Имеются многочисленные сообщения в публикациях о перегреве на 50, 100 и даже на 600° С без декрепитации или утечки. Некоторые включения жидкой CO2 в оливине могут быть нагреты до 1200° С — выше температур их гомогенизации без растрескивания. Хетчиков и Самойлович изучили различия между температурами гомогенизации и декрепитации в синтетическом кварце, выращенном при известных температурах и давлениях, и нашли, что температуры декрепитации в зависимости от давления при образовании могут быть как на 100° С ниже, так и на 160° С выше истинных температур.
Тем не менее методом декрепитации можно быстро получить результаты и суммировать их по многим сотням и тысячам включений. Он, вероятно, наиболее приемлем из всех как отборочный метод для распознавания различных генераций включений, особенно в непрозрачных минералах и для низкотемпературной области. Поскольку декрепитация различна для разных образцов, этот метод легко может быть использован в полевых работах и наиболее эффективно — при поисково-разведочных работах, когда ореол «пропаривания» по более высокотемпературным включениям, окружающим залежь, оконтуривает и выявляет слепые месторождения.
Возможна визуальная оценка степени заполнения включений, тогда как объемные соотношения в сферических включениях могут быть весьма обманчивыми (рис. 14.6). Намного более точные величины отношений газ/жидкость, можно получить путем измерения более «правильных» включений, например плоских, где площадь в процентах близка к объему, выраженному также в процентах. Несмотря на то что произведены очень точные расчеты для различных типов гомогенизации включений, изменчивость состава флюидов мешает надежным определениям температур гомогенизации по соотношению фаз при нормальной температуре. Литтл нашел, что температуры гомогенизации включений в касситеритах, рассчитанные по измеренным соотношениям фаз и по данным P — V — T для чистой воды, на 160° С ниже действительных температур гомогенизации. С целью определения или по крайней мере установления пределов колебаний в составе реальных включений намного более обнадеживающим представляется иной путь — использование экспериментально установленных кривых гомогенизации (соотношения фаза — температура).