WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


1 Электронный научно-информационный журнал «Вестник Отделения наук о Земле РАН» №1(21)2003 URL: http://www.scgis.ru/russian/cp1251/h_dgggms/1-2003/informbul-1/hydroterm-1.pdf ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «СВЕРХПЛОТНЫХ» ФЛЮИДНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ О.В.Васюкова1, В.И.Фонарев2 Институт Экспериментальной минералогии (ИЭМ), г.Черноголовка Московской области, Россия, 1 mruk@iem.ac.ru, 2fonarev@iem.ac.ru Опыты по уплотнению флюидных включений проводились с кварцевыми столбиками, в которых предварительно при 700С и 3кбар были синтезированы включения состава Н2О-СО2.

В качестве источника флюида использовалась щавелевая кислота. Опыты проводились в платиновых ампулах при 400С, 3кбар и 700С, 5кбар в течение 7 дней, летучесть кислорода поддерживалась буфером NNO. До и после опытов включения изучались под микроскопом и документировались с использованием цифровой камеры, видио- и компьютерной техники. Температуры гомогенизации (Тh) и плавления (Tm) углекислоты измерялись в термокриокамере Linkam (THMSG 600) с рабочим температурным интервалом от -195 до 600С. Точность измерений соответствовала ±0.1С. Синтезированные включения чаще всего плоские изометричные, нередко в разной степени ограненные, иногда более объемные и удлиненные. Все полученные Таблица1. Моделирование изобарического охлаждения; термокриометрические данные (-)Tm Th № вкл до после до опы- после опыта опыта та опыта 1 62.2 60.8 10.3 10.0 2 62.2 60.4 12.0 11.0 3 61.2 59.6 13.6 13.4 4 60.4 60.0 15.7 16.9 5 60.1 56.9 16.4 -1.5 6 59.5 59.5 14.6 14.7 7 59.2 59.0 17.6 17.7 8 60.4 59.0 18.6 18.3 9 64.1 61.0 8.3 8.3 10 62.6 61.2 7.7 7.7 11 61.1 59.6 14.9 14.6 12 59.3 59.0 15.1 14.9 13 60.0 59.8 14.2 14.1 14 60.8 60.6 12 11.8 15 60.5 59.9 13.2 13.0 Рис.1. Два наиболее изменившихся включения; a,c - до 16 60.9 60.7 10.6 10.6 17 61.1 60.7 11.6 11.5 опыта, b,d - после опыта. Цифрами обозначены темпе18 57.9 60.4 12.8 -3.5 ратуры гомогенизации углекислоты.

включения имеют пониженные по сравнению с чистой углекислотой (-56,6°С) температуры плавления СО2 (Таб.1,2), что указывает на возможную примесь метана. Это подтверждается данными Рамановской спектрометрии (ИМиП СО РАН, г.Новосибирск), в соответствии с которыми содержание метана в углекислоте варьирует от 4,2 до 5,4 мол.%. Объемные соотношения флюидных фаз (СО2/Н2О) во включениях в среднем равны 0,9/0,1.

В условиях изобарического охлаждения (400С,3кбар) наиболее заметные изменения произошли в двух включениях, находящихся ближе других к поверхности образца. В них увеличился объем водной фазы и, соответственно, уменьшился объем углекислотной (рис.1), резко понизилась температура гомогенизации, и изменились температуры плавления углекислоты (№№ 5 и 18, Таб.1). При этом каких-либо изменений формы включений не произошло. Все это указывает на образование таких плотных включений не за счет переуплотнения первичных менее плотных разностей, а в результате проникновения через микродислокации более плотного внешнего флюида. Во включениях, более удаленных от поверхности образца, произошли менее заметные изменения. Объемное соотношение фаз визуально не изменилось. В некоторых включениях наблюдается изменение формы вакуоли: появились грани, острые углы, иногда неровные «изъеденные» границы. Если до опыта водная фаза обычно равномерно распределялась по стенкам вакуоли, то после опыта во многих включениях она сконцентрировалась в небольших «отростках». Температуры гомогенизации в целом не изменились (табл.1), а вот температуры плавления углекислоты во всех включениях повысились, что определенно указывает на уменьшение примеси метана, которое могло произойти либо в процессе селективной его потери, либо в результате привноса во включения новой обедненной метаном порции флюида.

Отсутствие при этом заметного повышения Тh может указывать на большую вероятность второго случая - «засасывание» через микродислокации внешнего флюида. Более удаленное положение этих включений относительно поверхности столбика, вероятно, не позволило достичь полного равновесия флюида во включениях с внешним флюидом.

При 700С и 5кбар практически все включения расшнуровались с образованием большого количества мелких разностей (рис.2). Эти включения характеризуются заметно более низкими температурами гомогенизации и слегка пониженными, по сравнению с исходным образцом, Таблица 2 700С и 5кбар Термокриометрические данные.

Цифры в скобках – количество измерений.

груп- до опыта после опыта па (-)Tm Th (-)Tm Th вкл.

1 58.6-61.6 (8) +6.2-+13.4 (13) 61.1-61.6 (5) -8.8-+9 (11) 2 58.1-61.6 (19) +4.4-+16.9 (23) 59.8-61.2 (10) -8.1-+7.7 (38) 3 59.5-61.6 (8) +4.9-+12.1 (8) 57.4-61.4 (8) -3-+4.3 (15) 4 59.7-61.5 (7) +6.2-+15.0 (11) 61.0 (1) +0.7-+3.1 (9) 5 58.8 (2) +11.9-+13.1 (10) 59.6 (4) -6.6-+10.6 (12) 6 59.1 (1) +12.9-+13.2 (3) 59.5 (1) +10.8-+12.0 (3) 7 60.7-60.8 (4) +7.9-+9 (6) 61.3-61.6 (5) -1.8-0 (4) 8 58.4-59.7 (8) +11.8-+13.6 (8) 57.5-62.1 (12) -2.7-+11.5 (16) 9 58.7-59.7 (2) +11.8-+12.5 (2) 59.3-61.3 (4) -4.8-+12.1 (16) 10 58.6-58.8 (4) +13.2-+14.3 (4) 59.3 (1) +9.9-+10.4 (3) Рис.2. Расшнурование флюидных включений в условиях 700С и 5кбар; a – включения до опыта, b – после опыта.

Пунктиром выделены участки, соответствующие одним и тем же группам включений. Цифрами обозначены температуры плавления и гомогенизации углекислоты.

температурами плавления углекислоты (табл.2). Наиболее крупные разности (относительно более плотные и с более низкими Tm) образовались при расшнуровывании включений, заполнявших крупные каналы (рис.2).

Теоретически уплотнение включений может происходить по двум причинам: либо в результате уменьшении объема вакуоли [1,2], либо за счет привноса во включение более плотного флюида [3]. Описанные выше эксперименты проводились в гидростатических условиях, в отсутствии стрессовых напряжений. В таких условиях уменьшение объема вакуоли за счет деформаций представляется мало вероятным. По крайней мере, при достаточно тщательном изучении включений каких-либо свидетельств такого изменения их объема обнаружено не было. В пользу гипотезы о «засасывании» внешнего флюида во включения говорит также изменение температур плавления углекислоты. Вероятно, более плотный внешний флюид, отличающийся по составу от внутреннего, проникал во включения через микродислокации и микротрещины, вызывая процессы растворения и переотложения вещества, что приводило к расшнуровыванию и уплотнению включений. При этом более легкий доступ внешнего флюида к крупным каналам обусловил их более интенсивное изменение.

Таким образом, экспериментальное моделирование подтвердило возможность образования плотных («сверхплотных») флюидных включений в результате захвата дополнительного флюида непосредственно из внешней среды. Пример такого «переуплотнения» включений был обнаружен при исследовании процессов чарнокитообразования и эволюции метаморфизма пород Кондалитового пояса Керала, Ю.Индия [3].

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (по проектам № 02-05-06538, 01-05-65013, 01-05-65018) Литература 1. Van den Kerkhof AM, Olsen S (1990) A natural example of superdense inclusions: microthermometry and Raman analysis. Geochimica and Cosmochimica Acta 54: 895-901.

2. Fonarev VI, Touret JLR, Kotel’nikova ZA (1998) Fluid inclusions in rocks from the Central Kola granulite area (Baltic shield). Eur J Mineral 10:1181-1200;

3. Fonarev et al., Fluid Evolution History and Exhumation Path of a high-grade Gondwana Fragment: The Trivandrum Granulite Block, Southern India. Contributions to Mineralogy and Petrology (in Press).

Вестник Отделения наук о Земле РАН - №1(21)Информационный бюллетень Ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии 2003 года (ЕСЭМПГ-2003) URL: http://www.scgis.ru/russian/cp1251/h_dgggms/1-2003/informbul-1/hydroterm-1.pdf Опубликовано 15 июля 2003 г.

© Отделение наук о Земле РАН, 1997 (год основания), При полном или частичном использовании материалов публикаций журнала, ссылка на "Вестник Отделения наук о Земле РАН" обязательна











© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.