Результаты ранних экспериментальных работ




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
         » » Результаты ранних экспериментальных работ

Результаты ранних экспериментальных работ

14.08.2017


Естественно, хотелось бы узнать составы жидкостей, образующихся при неодинаковой степени частичного плавления и разных давлениях; не останавливаясь на особенностях состава исходного материала, можно сказать, что результаты в действительности должны быть сходными.
Необходимо учитывать важный вывод, согласно которому существует различие между фракционным плавлением и равновесным плавлением, четко обозначенное Д. Пресналлом. Фракционное плавление (fractional fusion, fractional melting) определяется как процесс, при котором возникающий жидкий расплав удаляется из системы более или менее быстро по мере его формирования, этот расплав будет успешно образовываться в очень небольших количествах и соответствующего эвтектического состава до тех пор, пока одна из твердых фаз полностью не будет израсходована. Затем, при достижении подходящей температуры, плавление возобновится при эвтектической температуре оставшихся фаз, последние начнут удаляться и т. д. Равновесное плавление (equilibrium fusion, equilibrium melting) — противоположный процесс, при котором расплав остается связанным и равновесным с твердыми фазами; расплав, возникший в каком-то количестве и отвечающий некой первой эвтектической жидкости, будет последовательно обеднять твердые фазы, медленно меняя свой состав вначале по линии эвтектики, а затем резко до состава исходного материала В общем виде ряд составов равновесных расплавов во время прогрессивного увеличения степени частичного плавления намного уже, чем соответствующий ряд расплавов при фракционном плавлении.

Например, возьмем простую тройную систему из трех компонентов А, В и С с тремя бинарными эвтектиками E1, E2 и E3 и одной тройной эвтектикой E4, как показано на рис. 44, и начальный состав X. Фракционное плавление даст некоторое количество расплава состава E4, в то время как твердый остаток изменит свой состав от X до Y. Затем, после заметного увеличения температуры, образуется порция жидкости состава Elf в то же время твердый остаток изменит свой состав от Y до В. Наконец, после дальнейшего заметного увеличения температуры, возникает порция жидкости состава В. Однако при равновесном плавлении будет образовываться некоторое количество жидкости состава E4 (полученного по принципу рычага, действующего на линии У—Х—E4). При дальнейшем плавлении состав жидкости будет медленно меняться при соответствующем медленном росте температуры с увеличением количества расплава вдоль котектической линии от Ei до P и, наконец, вдоль линии PX до Х.
Теперь возникает вопрос: при каких соотношениях расплава и твердого остатка могут произойти обособление и отделение жидкой фракции? Расчеты, основанные на физических и химических представлениях, показывают, что расплав может составлять от нескольких процентов до нескольких десятков процентов, т. е. в основном очень немного. Ho этой причине и исходя из прагматических соображений удобства экспериментов первые опубликованные результаты касались равновесного плавления. В этой связи следует также отметить, что там, где пропорция расплава достаточно мала для того, чтобы сохранилось некоторое количество первичных мантийных фаз (оливин, два пироксена и глиноземистая фаза), состав расплава один и тот же для фракционного и равновесного плавления, т. е. он отвечает эвтектике.
Д. Грин и А. Рингвуц, используя пиролит в качестве исходного материала, установили следующие составы расплавов.
1) 0—0,5 ГПа: для небольших степеней парциального плавления кварц-нормативный базальт;
2) 0,6—1,1 ГПа: для 25 % расплава, высокоглиноземистый оливиновый толеит;
3) 1,1—2,2 ГПа: для 20 % расплава, оливиновый щелочной базальт; для 25 % расплава, оливиновый щелочной базальт с очень небольшим количеством нормативного нефелина; для 30 % расплава, оливиновый толеит;
4) 2,7 ГПа: для 40 % расплава, пикритовый толеит, содержащий свыше 30 % нормативного оливина.
М. О'Хара, работая с природным лерцолитовым перидотитом (глиноземистые фазы: плагиоклаз, шпинель или гранат, в соответствии с глубинностью), в качестве исходного материала, а при более низких температурах в солидус-ликвидусном температурном интервале (так что четыре фазы сохраняются) привел составы расплавов:
1) 0,3-0,6 ГПа: высокоглиноземистый базальт;
2) 1,0-2,0 ГПа: нефелин нормативный базальт становящийся более обогащенным нормативным оливином при повышенных давлениях,
3) 2,0-3,0 ГПа: гиперстен-нормативный базальт, обогащающийся нормативным оливином при более высоких давлениях;
4) 3,0 -4,0 ГПа: «пикритовый» базальт, т. е. очень богатый нормативным оливином.
Ясно, что небольшие противоречия частично заключаются в следующем: а) первичные расплавы из безводной мантии могут быть критически недосыщены нефелин-нормативными составами только в ограниченном интервале средних давлений; б) все последующие расплавы являются толеитовыми, т. е. гиперстен-нормативными; в) составы расплавов из более глубоких уровней будут обогащены нормативным оливином; г) первые расплавы могут быть кварц-нормативными только при давлениях ниже 0,5 ГПа (предел давления для инконгруэнтного плавления обогащенных магнием ферромагнезиальных пироксенов). Отметим также, что поскольку первичные расплавы образуются при незначительной степени плавления, то они могут обладать характерными составами, обусловленными давлением (пункт а), увеличение степени плавления приводит к высвобождению увеличивающихся количеств ортопироксена и оливина в расплаве, что неизбежно приводит к увеличению в принятом составе расплава нормативных гиперстена и оливина.