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
         » » Неподвижные рассеянные элементы

Неподвижные рассеянные элементы

14.08.2017

Из-за связанного со вторичным изменением метасоматоза большинство параметров, используемых для определения магматического происхождения неизмененных пород, являются сомнительными для вторично-измененных пород. Весьма вероятно, что совместно с Na, К и Ca определенные количества химически сходных рассеянных элементов (Rb, Cs, Sr и Ba из I и II групп Периодической таблицы) подвержены метасоматическим изменениям и тем самым опасны или бесполезны для дискриминантных целей. Однако вполне возможно, что Fe, Ti, а также другие переходные рассеянные элементы (например, Ni, Cr и V) могут проявлять относительную устойчивость к растворению и переносу различными гидротермальными растворами, по-видимому, участвующими в процессах вторичного изменения. Циркон, если он (в значительной степени) химически устойчив, может также сохраняться в неизменных количествах в процессе вторичного преобразования. Кроме того, имеются сравнительно еще более «неподвижные» элементы.
Очевидно, что выделенные рассеянные элементы, являясь в основном неподвижными в процессе вторичного изменения, чтобы их можно было использовать для целей определения магматического происхождения вторично-измененных пород, должны иметь какую-то значимость как химические дискриминанты для неизмененных пород различных магматических серий. Они также должны быть удобны для аналитического определения. Важность проблемы вторично-измененных пород, к которой применимы эти три критерия, была подтверждена в 70-е годы.
Установление статуса «неподвижных» за некоторыми элементами — процесс эмпирический. В этом отношении с самого начала должно быть принято во внимание предупреждение Т. Вэлланса о том, что элементы, которые являются сравнительно неподвижными при определенном наборе условий вторичного изменения (включая давление, температуру, РН2О, РСО2, pH раствора и соленость), могут, к несчастью, оказаться подвижными при других условиях. В качестве иллюстрации этого можно привести различия, выявленные Дж. Пирсом между химическими изменениями, сопровождающими, с одной стороны, преобразование базальтов океанического дна, с другой — процесс метаморфизма зеленосланцевой фации.
Одними из первых А. Герман и К. Ведепол определили, что спилитизация варисцийских базальтовых пород девон-каменно-угольного возраста на северо-западе ГДР была метасоматическам процессом в частично открытой системе. Этот процесс включал в себя потерю Si, Ca и привнос H2O, CO2, Na, в то время как абсолютное содержание Y и лантаноидных РЗЭ оставалось, вероятно, неизменным. Дж. Канн показал, что содержания Y Ti, Zr и Nb в некоторых базальтах океанического дна, вроде бы, не были изменены даже интенсивными процессами вторичного преобразования, тогда как концентрации Rb, К и, в меньшей степени, Si были искажены.
Работа Дж. Пирса и Дж. Канна посвящена содержаниям Ti, Zr и Y в пяти группах неизмененных мафических вулканических пород: 1) базальты океанического дна; 2) гавайские толеиты, 3) щелочные оливиновые базальты Флорес (Азорские острова), 4) толеиты островных дуг из Японии, 5) андезиты и базальтовые андезиты Новой Зеландии. Нанесение данных на диаграммы и их дискриминантный анализ позволили удовлетворительно охарактеризовать эти пять различных типов магмы. Также было показано. что вторично-измененные мафические вулканические породы из офиолитов имеют содержание этих элементов, сравнимое с содержанием в неизмененных базальтах морского дна.
Позднее Дж. Пирс и Дж. Канн расширили эту работу в следующих направлениях.
1. Было предпринято дальнейшее классификационное подразделение неизмененных мафических магм (рис. 48), что послужило необходимым вступлением к определению магматического происхождения и полезной сводкой различных исходных мафических магм. Однако следует отметить дополнительные сложности, появившиеся с тех пор Например, в отношении тонких вариаций в породах серии ОПСЗ и базальтах океанического дна, а также их дериватов из других или более обильных мантийных источников.

2. Рассмотрены и другие рассеянные элементы-индикаторы. Ниобий был включен в дополнение к Ti, Zr и Y. Отдельно был рассмотрен Zr, поскольку это полезный дискриминант неизмененных пород; создается впечатление, что он является достаточно устойчивым в некарбонатизированных слабоизмененных породах, но в то же время противопоказанием к его применению является альбитизация плагиоклазов (в действительности фактически полная во многих спилитах). Исследовались также Ba, Cr и Ni. Было обнаружено, что Ba является чрезвычайно подвижным элементом в процессе вторичного преобразования, несравненно более мобильным, чем Sr; Cr и Ni сравнительно устойчивы в процессе вторичного изменения, причем Cr более, чем Ni, но содержания обоих сильно колеблются и в неизмененных мафических породах, так как они крайне чувствительны даже к малым количествам продуктов раннего фракционирования — оливина и пироксена (и хромшпинели).
3. Собрано значительное число анализов мафических пород, имеющих содержание CaO+MgO 12—20%. Следует отметить, что Дж. Пирс и Дж. Канн ограничили свой анализ мафическими породами.
4. Прослежено развитие покрова течения с целью определения магматического происхождения вторично-измененных мафических вулканических пород с использованием определенных диаграмм. Две из них, которые часто использовались, воспроизведены на рис. 49 и 50, Стоит обратить внимание также на использование отношения Y/Nb для индикации щелочности: низкое отношение Y/Nb коррелирует с щелочными базальтами, а высокое — с толеитами.
В более поздней работе Дж. Пирс продемонстрировал хорошее разделение базальтов океанического дна и толеитов островных дуг с использованием диаграммы Ti—Cr (рис. 51).
Несмотря на то, что фосфор проявляет значительную подвижность при определенных условиях вторичного изменения, он совместно с Zr, Ti, Y и Nb рассмотрен П. Флойдом и Дж. Винчестером, которые впервые удовлетворительно разграничили неизмененные толеиты и щелочные базальты, а затем и их измененные разновидности, используя несколько диаграмм, например: TiO2—Zr; TiO2—Y/Nb; P2O5—Zr; TiO2—ZrzP2O5 и Nb/Y—Zr/P2O5.

А. Герман и К. Ведепол, А. Герман и др., представив данные по РЗЭ из спилитизированных пород Срединно-Атлантического хребта, варисцийской геосинклинали и некоторых районов Швейцарии, показали, что содержание РЗЭ в перечисленных вторично-измененных базальтах, по-видимому, оставалось неизмененным в течение метаморфизма низких ступеней до температур в 400 °C. В свою очередь Д. Вуд и др. исследовали подвижность элементов в течение различных стадий метаморфизма цеолитовой фации на базальтовых составляющих вулканической постройки Восточной Исландии, породы которой хорошо охарактеризованы более ранними работами, посвященными возрасту, цеолитовым зонам и глубине захоронения. Они установили, что, в то время как Ti, Zr, Nb, Ta и P не были, по-видимому, затронуты метасоматическим переносом, легкие РЗЭ совместно с К, Rb и Sr (при тех же условиях) подверглись значительной мобилизации во всех образцах базальтов, за исключением наименее глубоко захороненных, с глубиной менее 600 м. Образцы базальтов с больших глубин проявили значительное обогащение легкими РЗЭ. Д. Вуд и другие обратили внимание на эту подвижность ввиду строгой зависимости, которая вытекает из современных моделей возможного происхождения неизмененных базальтовых пород в областях восходящего мантийного потока, базирующихся на изотопии Sr и данным по легким РЗЭ, таким как отношение La/Sm. П. Флойд описал сходное обогащение легкими РЗЭ и обсудил явно различные модели поведения РЗЭ в современных и древних спилитах. П. Хелман и др. на основании изучения метаморфизма погружения обводненных вулканических пород из трех районов в сочетании с обзором опубликованных работ пришли к выводу о том, что мобильность РЗЭ в рассмотренных условиях весьма изменчива и может быть описана следующим путем: 1) суммарное содержание РЗЭ и отдельное обогащение легкими РЗЭ; 2) содержания РЗЭ колеблются в пределах первоначального среднего; 3) суммарный вынос РЗЭ; 4) подвижность отдельных РЗЭ. Авторы предостерегают от некритического приложения аналитических данных по РЗЭ к петрогенетическим моделям.

Дж. Винчестер и П. Флойд, сделав полезное обобщение по концентрациям рассеянных элементов, высказали предположение, что эти элементы будут неподвижны в некоторых сериях изверженных пород различной щелочности. Они добавили Ce, Ga и Sc к теперь уже традиционному списку Zr, Ti, Y и Nb, а также включили в рассмотрение средние и кислые члены серий в дополнение к основным породам, охваченным в ставшей уже классической работе Дж. Пирса, Дж. Канна и др. Относительно простая диаграмма Zr/TiO2—SiO2 (рис. 52) показательна для вариаций, наблюдаемых у различных серий.
Очевидно, что уже сейчас приведенные диаграммы, а также другие, представленные Дж. Винчестером и П, Флойдом, совместно с диаграммами Дж. Пирса и Дж. Канна имеют реальную перспективу быть использованными для разделения вторично-измененных пород на основе содержании рассеянных элементов.