Определение условий, сопутствующих ионному замещению

10.07.2018
Присутствие сфалерита с высоким содержанием железа, который образовался в равновесии с пирротином (т. е. при избытке железа и недостатке серы, так что пирит не мог получить широкого развития), обычно считается признаком высокой температуры минералообразования, а присутствие желтого или красного сфалерита, похожего на канифоль, — признаком низкой температуры минералообразования. В первом случае сфалерит имеет беспорядочную структуру; в этих условиях возможно замещение значительного количества ионов Zn2+ на Fe2+, что придает минералу темную окраску. Куллеруд изучал условия равновесия в системе FeS—ZnS и пришел к выводу, что процентное содержание FeS в сфалерите может служить надежным индикатором температуры, при условии, что существовало равновесие между пиритом и пирротином. Если пирротина нет, значит достаточное давление паров серы установилось еще до предполагаемой температуры его образования, поскольку при избытке серы железо имеет тенденцию входить в состав пирита, а не сфалерита. Таким образом, содержание железа в сфалерите может быть индикатором температуры лишь в том случае, если железа было достаточно и если условия способствовали вхождению этого железа в структуру именно сфалерита, а не других минералов. Позже в оригинальные данные Куллеруда были внесены незначительные и немногочисленные уточнения. Этим геотермометром рекомендуют пользоваться для руд, которые образовались при температуре ниже 600° С (выше 600° С присутствие окисленного FeS может искажать определяемую величину).

Поскольку сфалерит представляет собой совершенно обычный рудный минерал, а ассоциация сфалерита с пирротином и пиритом тоже не редкость, этот метод следует считать определенным достижением в ходе изучения температур рудообразования.

Там, где магнетит образуется в присутствии избытка титана, а это выясняется по ассоциации магнетита с ильменитом, процентное содержание TiO2 в магнетите в значительной мере является функцией температуры, несмотря на то что состав магматической или гидротермальной системы может изменяться. Использование титансодержащих магнетитов в качестве геотермометра возможно в интервале 550—1000° С.