Геология

Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базальтовых магм — Арискин А. А., Бармина Г. С.

Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базальтовых магм
Научное издание

год издания — 2000, кол-во страниц — 363, ISBN — 5-02-002544-5, 5-7846-0041-9, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7БЦ, масса книги — 450 гр., издательство — Наука / Интерпериодика

цена: 799.00 руб

Формат 60x90 1/16. Печать офсетная

В монографии подведены итоги исследований по разработке и применению ЭВМ-моделей равновесной и фракционной кристаллизации для систем, варьирующих от базальтов до андезитов. Подробно рассмотрены эмпирические и термодинамические основы расчёта расплавно-кристаллических равновесий, дано описание алгоритма моделирования идеального и частичного фракционирования с помощью программы КОМАГМАТ. Представлены новые методы генетической интерпретации изверженных пород на примере крупных расслоенных интрузивов, силлов Сибирской платформы, вулканических пород Центральной Атлантики, Восточной Камчатки и Моря Кризисов на Луне.

Для специалистов в области физико-химической петрологии и геохимии, аспирантов и студентов геологических специальностей.

Табл. 39. Илл. 126. Библиогр.: 430 назв.

ПРЕДИСЛОВИЕ	3

*Глава 1*
ПРОБЛЕМЫ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ БАЗАЛЬТОВЫХ МАГМ	10

1.1. Трактовка понятия «магма»	11
1.2. Проблема разнообразия изверженных пород в постановке Боуэна	12
1.3. Методы исследования фракционной кристаллизации	16
1.3.1. Простейшие масс-балансовые расчёты	16
1.3.2. Аналитические решения	19
1.3.3. Численные схемы фракционирования	25
1.4. Программа расчёта траекторий фракционной кристаллизации
(модель РТФК)	29
1.4.1. Эмпирическая основа модели РТФК	30
1.4.2. Термодинамические принципы построения модели РТФК	33
1.4.3. ЭВМ-моделирование идеального фракционирования основных
силикатных расплавов	34
1.5. Динамические аспекты фракционной кристаллизации	38
1.5.1. Основные режимы фракционирования магмы	38
1.5.2. Гомогенное и гетерогенное зарождение кристаллов	39
1.5.3. Взаимодействие фазовой и общей конвекции	41
1.5.4. Многофакторность процессов фракционирования	45
Выводы	46
Литература	47

*Глава 2*
РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ КОМАГМАТ	53

2.1. Методы решения задачи термодинамического равновесия в закрытой
расплавно-минеральной системе	54
2.1.1. Специфика моделей, включающих силикатный расплав	55
2.1.2. Принципы уравновешивания кристаллов и расплава	58
2.1.3. Расчёт температуры метастабильного равновесия	61
2.1.4. Поиск равновесных фазовых пропорций	63
2.1.5. Алгоритм моделирования равновесной кристаллизации	65
2.2. База экспериментальных данных по фазовым равновесиям
изверженных горных пород (система ИНФОРЭКС)	69
2.2.1. Структура базы данных ИНФОРЭКС-4.0	70
2.2.2. Описание СУБД ИНФОРЭКС-4.0	74
2.2.3. Петрологические приложения	78
2.2.4. Анализ Ol-Opx-Cpxрх котектик в высокобарных условиях	80
2.2.5. Значение системы ИНФОРЭКС	84
2.3. Калибровка модели кристаллизации КОМАГМАТ	85
2.3.1. Равновесие Fe³⁺/Fe²⁺ в магматических расплавах	85
2.3.2. Принципы построения геотермометров минерал-расплав	91
2.3.3. Термодинамическая и структурная интерпретация
двухрешёточной модели расплава	96
2.3.4. Геотермометры для силикатных фаз	99
2.3.5. Уравнения равновесия для железорудных минералов	107
2.3.6. Учёт общего давления	109
2.3.7. Влияние воды на температуры кристаллизации минералов	112
2.3.8. Распределение микроэлементов	115
2.4. Организация вычислений, настройка и тестирование модели
КОМАГМАТ	119
2.4.1. Основные версии и функции программы КОМАГМАТ	120
2.4.2. Расчёт равновесной кристаллизации при давлении 1 атм	124
2.4.3. Фазовые равновесия при повышенных давлениях	133
2.4.4. Моделирование кристаллизации в присутствии воды	135
Выводы	137
Литература	137

*Глава 3*
ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОМЕТРИЯ ИЗВЕРЖЕННЫХ ПОРОД	146

3.1. Метод геохимической термометрии	147
3.1.1. Параметры формирования магматической породы	147
3.1.2. Главные постулаты и обоснование метода	150
3.1.3. Анализ пересечений траекторий кристаллизации	151
3.2. Геохимическая термометрия пород Скергаардского интрузива	154
3.2.1. Значение пород Боковой краевой группы	155
3.2.2. Результаты геохимической термометрии	157
3.3. Геохимическая термометрия троктолитов интрузива Партридж Ривер
(Дулутский комплекс, США)	162
3.3.1. Геологическое положение и особенности строения интрузива
Партридж Ривер	162
3.3.2. Проблемы петрологии и геохимии	164
3.3.3. Оценки температуры и состава исходного расплава	166
3.3.4. Генетическая интерпретация полученных результатов	171
3.4. Геохимическая термометрия пород дифференцированных силлов	174
3.4.1. Оценка параметров внедрения исходной магмы силла
Каменистый (Восточная Камчатка)	174
3.4.2. Оценка условий фракционирования магмы Вельминского силла	181
3.5. Оценка условий кристаллизации и котектическая типизация
базальтов Моря Кризисов на Луне	191
3.5.1. Характеристика района и объекта исследований	192
3.5.2. Разработка модели кристаллизации лунных базальтов	197
3.5.3. Котектическая типизация и термометрия пород «Луны-24»	203
Выводы	207
Литература	208

*Глава 4*
ЭВМ-МОДЕЛИРОВАНИЕ ФРАКЦИОННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ТОЛЕИТОВЫХ МАГМ	213

4.1. Проблемы фракционирования толеитовых магм	214
4.1.1. Толеитовые тренды и их фазовая интерпретация	215
4.1.2. Накопление железа или обогащение кремнезёмом?	216
4.1.3. Различия трендов для интрузивных и вулканических пород	218
4.1.4. Эффект кристаллизации магнетита	220
4.1.5. Ревизия представлений о фракционировании скергаардской
магмы	224
4.2. Разработка моделей равновесия Mt-расплав и Ilm-расплав	227
4.2.1. Обзор специальных исследований стабильности магнетита	229
4.2.2. Уравнение ликвидуса титаномагнетита: разработка и анализ	232
4.2.3. Новые геотермометры Mt-расплав	238
4.2.4. Новые геотермометры Ilm-расплав	242
4.3. Фракционирование ферробазальтовых магм с образованием
ферроандезитов	245
4.3.1. Моделирование фракционирования скергаардских расплавов	246
4.3.2. Моделирование образования ферродиоритов Чажминского силла	250
4.4. Полибарическое фракционирование толеитовых магм	257
4.4.1. Химические последствия полибарической кристаллизации	259
4.4.2. ЭВМ-барометрия толеитовых стёкол Центральной Атлантики	263
Выводы	269
Литература	271

*Глава 5*
ДЕКОМПРЕССИОННОЕ ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ КАК МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ВЫСОКОГЛИНОЗЁМИСТЫХ БАЗАЛЬТОВ	279

5.1. Проблема образования высокоглинозёмистых магм островных дуг	279
5.2. Особенности строения Ключевского вулкана	281
5.3. Петрологический материал и аналитические исследования	283
5.3.1. Петрохимическая типизация базальтов	284
5.3.2. Эволюция содержаний примесных элементов	287
5.4. Вариации составов породообразующих минералов	289
5.4.1. Предшествующие микрозондовые исследования	290
5.4.2. Изучение составов сосуществующих минералов	291
5.5. Моделирование образования высокоглинозёмистых базальтов
Ключевского вулкана	297
5.5.1. Расчёт P-T диаграмм для главных типов базальтов	298
5.5.2. Моделирование декомпрессионного фракционирования	301
5.5.3. Проблема Ca/Al отношения в пироксенах	308
Выводы	310
Литература	312

*Глава 6*
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВНУТРИКАМЕРНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ОСНОВНЫХ МАГМ	316

6.1. Особенности динамики внутрикамерной дифференциации	317
6.1.1. Седиментационная модель	317
6.1.2. Конвекционно-кумуляционная модель	319
6.2. Алгоритм моделирования дифференциации трапповых магм
(программа ИНТРУЗИВ)	321
6.2.1. Главные стадии формирования расслоенности	321
6.2.2. Последовательность проведения вычислений	326
6.2.3. Примеры моделирования дифференцированных силлов	328
6.3. Проблемы образования комплекса изверженных пород Садбери
(Онтарио, Канада)	333
6.3.1. Особенности строения ударной структуры Садбери	333
6.3.2. Фазовые равновесия при кристаллизации исходных магм	338
6.3.3. Внутрикамерная дифференциация исходных магм	342
Выводы	346
Литература	347

ЗАКЛЮЧЕНИЕ	350

Книги на ту же тему

Растворы, минералы, равновесия, Гаррелс Р. М., Крайст Ч. Л., 1968
Неравновесные процессы в технологии переработки минерального сырья, Никифоров К. А., Хантургаева Г. И., Гуляшинов А. Н., 2002
Методы статистической термодинамики в физической химии. Учебное пособие, Смирнова Н. А., 1973
Основы термодинамики для минералогов, петрографов и геологов, Керн Р., Вайсброд А., 1966
Диаграммы фазового равновесия в металлургии, Райнз Ф., 1960
Кристаллическая структура минералов, Брэгг У. Л., Кларингбулл Г. Ф., 1967
Силикатные расплавы, Анфилогов В. Н., Быков В. Н., Осипов А. А., 2005
Термодинамика метаморфической гидратации минералов, Маракушев А. А., 1968
Химизм магматических горных пород и некоторые вопросы петрохимии, Соловьёв С. П., 1970
Петрология верхней мантии, Грин Д. X., Рингвуд А. Э., ред., 1968
Петрология изверженных и метаморфических пород дна океана, Буллард Э., Канн Д., Мэтьюз Д., ред., 1973
Основы физической геохимии: учебник. — 2-е изд., испр. и доп., Жариков В. А., 2005
Применение методов физической химии в петрологии и геохимии, Брандт С. Б., ред., 1972
Проблемы прикладной геохимии (Материалы Второго международного симпозиума «Методы прикладной геохимии»), Таусон Л. В., ред., 1983
Геотермия сейсмичных и асейсмичных зон, 1993
Геотермия, Череменский Г. А., 1972
Магматические питающие системы и механизм извержений вулканов, Федотов С. А., 2006
Экспериментальное и теоретическое моделирование процессов минералообразования, 1998
Структурные особенности изверженных горных пород, Болк Р., 1946

http://knigoprovod.ru

/Наука и Техника/Геология

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему