Изучение газово-жидких включений

10.07.2018
В последние годы изучению газово-жидких включений, вероятно, уделялось больше внимания, чем любому другому методу определения температур минералообразования. Теоретические предпосылки метода просты. Допускается, что частично заполненные в настоящее время жидкостью пузырьки, или вакуоли, в момент кристаллизации минерала были заполнены нацело: если включение при комнатной температуре более чем наполовину состоит из жидкой фазы, рудоносный раствор был гидротермальным, а если менее — пневматолитовым. Температура, при которой сосуществующие фазы исчезают (температура гомогенизации), принимается за нижний предел образования минерала. При нагревании образца жидкая часть включения будет расширяться до тех пор, пока не заполнит весь возможный объем (фиг. 7.5), а во включениях, состоящих преимущественно из газа, жидкость просто исчезнет. Дальнейшее нагревание должно привести к взрыву вакуоли. Эта теория основана на результатах изучения газово-жидких включений в искусственных кристаллах при определенных условиях.

Известно два метода определения температур гомогенизации газово-жидких включений. Первый метод заключается в следующем. Если минерал прозрачный, образец нагревают прямо на столике микроскопа и гомогенизацию наблюдают непосредственно. В том случае, когда включение имеет правильную форму, можно оценить отношение объемов жидкости и газа, а затем, пользуясь методами термодинамики, рассчитать температуру гомогенизации. Эту температуру следует рассматривать как минимальную, при которой образовывался минерал, если, конечно, считать, что не было утечки. При втором, косвенном, методе температуру определяют путем нагревания образца до его разрушения, или декрипитации вакуолей. В этом случае возможно построение кривой, соединяющей точки декрипитации, характеризующие различные группы вакуолей. Теоретически минерал не мог образоваться при температурах и давлениях, превышающих те, которые соответствуют точке декрипитации, полученной в условиях эксперимента; эта точка будет соответствовать максимальной температуре кристаллизации данного минерала. Доверие к методу декрипитации в настоящее время сильно подорвано, поскольку получаемые значения зависят от прочности минерала и других переменных величин.

Несмотря на широкое распространение метода использования газово-жидких включений, вопрос о его ценности и надежности все еще остается дискуссионным. Температуры декрипитации в значительной мере зависят от давления пород, что вынуждает вносить поправку на глубину образования минералов. Леммлейн установил, что некоторые газово-жидкие включения являются по отношению к породам и минералам вторичными, т. е. образовавшимися позднее. Эти включения могут быть совершенно не связаны с процессами минералообразования, и в этом случае они, конечно, ничего нам не говорят о температуре и составе рудообразующих растворов. Позднее Кеннеди и Стефенсон еще более скептически высказались о значении газовожидких включений в геотермометрии. Они утверждают, что содержимое вакуолей диффундирует через кристаллическую решетку, и, следовательно, мы не можем получить точной информации о первичном составе растворов, их температуре и давлении в период рудоотложения. Если из включений возможна утечка газов и жидкости, логично допустить, что при других обстоятельствах поры в кристаллах, наоборот, будут заполняться. Пытаясь разрешить этот спор, Скиннер брал пластинки, вырезанные из большого кристалла кварца, и подвергал их действию различных температур и давлений. Ему удалось наблюдать, что при нагревании вода в результате диффузии может как улетучиваться из вакуолей, так и заполнять их. Сторонники геотермометрии по газово-жидким включениям знакомы с этой критикой, но считают, что по крайней мере в более твердых минералах, не имеющих трещин, таких, например, как берилл, утечка содержимого вакуолей ничтожна. По их мнению, газы и жидкости этих включений могут служить материалом для изучения природы первичных рудообразующих растворов. При этом они полагают, что при благоприятных условиях факт утечки газов и жидкости из включений не столь уж важен, поскольку он может быть установлен статистическим анализом; они утверждают, что первичные, не затронутые более поздними изменениями включения при изучении будут давать более стабильные и близкие результаты по сравнению с результатами тех включений, в которых содержание газа и жидкости как-то изменялось. В многочисленных критических замечаниях по поводу метода декрипитации и вообще любого использования газово-жидких включений подчеркивается опасность, возникающая при допущении, что все включения содержат первичные рудоносные растворы. Тем не менее, изучая жидкие включения, мы получаем относительно точные данные об искусственных минералах; кроме того, в принципе возможно различать первичные и вторичные включения. Все это позволяет предполагать, что несмотря ни на что в результате тщательных определений будут получены ценные результаты. Исчерпывающие библиографические данные об изучении вакуолей собраны в работах Корренса, Дейша и Смита.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: