Гранитоиды
Для кислых пород по изотопным данным с использование изотопов кислорода и водорода некоторые температуры образования минералов приведены в таблице.
Таблица №2 |
|||||||||
Породы |
Регионы |
Минералы |
|||||||
Qw |
Bio |
Il |
Mt |
Kf |
Mus |
Alb |
Grn |
||
Пегматит |
Калифорния |
780 |
- |
- |
- |
- |
490 |
510 |
- |
Пегматит |
США |
700 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
320 |
Пегматит |
США |
- |
- |
680 |
- |
- |
- |
480 |
- |
Пегматит |
Норвегия |
760 |
770 |
- |
660 |
- |
480 |
440 |
260 |
Аплит |
Калифорния |
710 |
- |
- |
- |
580 |
570 |
- |
- |
Аплит |
Карелия |
710* |
- |
- |
- |
- |
- |
440 |
- |
Гранит |
Альпы |
- |
- |
- |
- |
- |
490 |
- |
- |
Гранит |
Кавказ |
710* |
- |
- |
584 |
- |
- |
- |
- |
Трондъемит |
США |
710* |
- |
- |
- |
- |
- |
570 |
- |
Гранодиорит |
Япония |
700* |
- |
- |
- |
570 |
- |
- |
- |
Примечание: Минералы-Qw- кварц; Bio- биотит; Il- ильменит; Mt- магнетит; Kf- калиевый полевой шпат; Mus- мусковит; Alb- альбит; Grn- гранат. (*) - минерал взят в качестве эталона с указанной температурой. |
-
1. В этих породах по температуре выделения (а значит и по времени) минералы располагаются в последовательности
Bio,Qw(≈750oC)>Il(≈650)>Mt(600-650)>Kf(»570)>Mus(450-570)>Alb(440-500)>Grn(≈300)
-
2. Кварц имеет наиболее высокую температуру выделения, кристаллизуясь практически одновременно с Bio. Эти данные не соответствуют существующим представлениям на последовательность кристаллизации минералов в гранитоидах, но согласуются с результатами анализа расплавных включений;
-
3. Гранат имеет относительно низкую температуру выделения, согласуясь с результатами анализа газово-жидких включений в пегматитах
-
4. Для силикатов установлен парагенезис с водой;
-
5. Для минералов (мусковит, роговая обманка), содержащих в решётке воду, установлено влияние диффузии HDO;
-
5. В образовании рудных минералов ни вода, ни СО,ни СО2 участия не принимают.
Таблица №3 |
|||||||
Породы |
Регионы |
Минералы |
|
||||
Olv |
Cpx |
Pl |
Ap |
||||
К-щелочные породы |
Африка |
- |
1200-1240 |
1100 |
- |
|
|
Olv- базальт |
Африка |
1100 |
- |
- |
- |
||
Olv-базальт |
o. Св. Елены |
1260-1240 |
1260-1240 |
1230-1220 |
- |
|
|
Базальт щелочной |
o. Гран-Канария |
1260-1240 |
1260-1240 |
- |
1220-1190 |
||
Базальт щелочной |
о. Св. Елены |
1240-1220 |
1240-1220 |
1210-1190 |
1200-1180 |
||
Трахибазальт |
о. Гран-Канария |
1270-1250 |
1260-1230 |
1220-1200 |
- |
||
Лампроит |
Алдан |
1240-1180 |
- |
- |
1150-1030 |
|
|
Лампроит |
Алдан |
>1300 |
1240-1200 |
- |
- |
||
Примечание: минералы- Olv- оливин;Cpx- клинопироксен;Pl- плагиоклаз; Ap- апатит. |
Основные и ультраосновные породы[
В основных, ультраосновных и щелочных породах основной объём температурных измерений проводился методами анализ расплавных включений. Имеющиеся определения температур выделения минералов с помощью геохимических геотермометров доверия не вызывают, поскольку в методике этих работ установлены значительные методические ошибки.
Длительное развитие ультраосновных щелочных пород и сопровождающих их карбонатитов происходило в широких рамках температур и давлений. Ультрабазиты формируются при температурах 1350-1100°С, нефелиновые сиениты – 750-620°С, карбонатиты первой стадии 630-520°С, второй стадии 520-400°С, карбонатиты третьей стадии 400-300°С, карбонатиты четвёртой стадии 300-200°С. Значительная вертикальная протяженность карбонатитообразования свидетельствует об изменении давления от верхнего уровня (близ поверхности земли) до глубинных горизонтов 100-600 МПа.
Некоторые примеры температур выделения минералов по анализу расплавных включений приведены в таблице №3.
Материалы по расплавным включениям, изотопные анализы кислорода в плагиоклазе, оливине и пироксене позволили рассмотреть решение задачи о механизме выделения минералов. Примеры этих решений с использованием данных по температурам образования кальцитов карбонатитов приведены в таблице №4.
Таблица №4 |
|||||||||
Массив |
Количество проб |
Регионы |
Среднее |
T°C принятая |
Изотопные компоненты |
T°C изотопная |
|||
δ13C |
δ18O |
||||||||
Калианга |
36 |
Уганда |
0.79 |
12.95 |
- |
CH4 - CO2 |
570 |
||
North Ruri |
7 |
Кения |
4,74 |
19,10 |
>500 |
780 |
|||
Replasement |
6 |
США |
4,57 |
7,10 |
- |
750 |
|||
Alno |
19 |
Швеция |
6,42 |
8,58 |
400? |
CO2 - CO2 |
700 |
||
Fen |
8 |
Норвегия |
5,63 |
7,71 |
600-700 |
700 |
|||
Чернигов.зона |
33 |
Украина |
6,05 |
10,01 |
600-650 |
CH4 - CO2 |
620 |
||
Ковдор |
35 |
Кольск.п. |
3,74 |
8,82 |
420-720 |
720 |
|||
Примечание:ToC принятая - температура, полученная по другим данным и принятая в качестве официальной; ToC изотопная - температура, полученная с помощью изотопных геотермометров (по кальциту) с использование компонентов, указанных в графе "Изотопные компоненты". В графе "Изотопные компоненты" первым стоит соединение, изотопно равновесное кальциту по углероду, вторым - по кислороду |
В целом, анализ механизмов образования кальцитов в широком интервале Т выявляет температурную зональность выделения газовой фазы: вода сменяется углекислым газом, а последний - метаном (таблица №5).
Таблица №5 |
||||
№№ п.п. |
Фация по В.С. Самойлову |
Интервал температур выделения, ΔТ°C |
Состав газовой фазы |
Стадия |
1 |
хлорит-серицит-анкеритовя |
200 - 350 |
*CO2 - H2O |
Гидротермально - метасоматическая |
2 |
амфибол-доломит-кальцитовая |
|||
3 |
альбит- кальцитовая |
400 - 550 |
*CO2 - CO2 |
Магматическая |
4 |
калишпат-кальцитовая |
500 - 700 |
CO2 - *CH4 |
|
Примечание: звёздочкой (*) помечен элемент, обменивающийся по углероду; соответственно в парном ему соединении обмен происходит по кислороду. |
Под механизмом выделения минерала понимается химическая реакция, ведущая к кристаллизации этого минерала. Эти задачи являются одними из основных задач петрологии. Пример подобной реакции приведён выше. Эти решения являются правдоподобными, но не доказанными, хотя в эксперименте они установлены. Это мифические решения. Они не учитывают новые данные по геохимии минералов. Так установлено, что в гранитоидах альбит выделяется в равновесии с водой, но в реакции это не отражено. В ультраосновных породах пироксен равновесен (по изотопным данным кислорода) СО2, а по геохимическим данным - гранату, но в реакции это также не отражено.