Введение к работе
Актуальность исследования.
При решении фундаментальных задач реконструкции условии минералообразования и эволюции горных пород часто используются данные о температуре, давлении и составе флюида, получаемые при изучении флюидных включений. Однако, эти параметры часто не совпадают с данными, полученными другими методами. Поэтому является актуальным решение проблемы, насколько данные о физико-химических свойствах флюида, существующего при различных условиях петрогенеза, полученные при изучении флюидных включений, соответствуют истинным свойствам флюида.
Цель работы.
Целью данной работы являлось экспериментальное исследование достоверности отражения флюидными включениями физико-химических свойств флюида, существующего при консервации включения, а также моделирование наложенных процессов при температурах и давлениях, характерных для различных геологических процессов для проверки сохранности информации, содержащейся во включениях при этих процессах..
Объект исследования.
Для решения поставленных задач были изучены синтетические и природные флюидные включения в искусственном и природном кварце из хрусталленосных месторождений и жил Приполярного Урала, Памира, Алданского и Анабарского щитов, природном санидине (Эйфель), природных флюорите и кальците. Всего было поставлено 49 серий экспериментов, проведено 7000 замеров.
Основные задачи.
Для выполнения данной работы необходимо было решить следующие задачи:
проверить адекватность химического и фазового составов флюидов в синтезированных включениях в минералах с различными свойствами, мннералообразующим средам как в гомогенных, так и в гетерогенных условиях;
установить степень влияния наличия и плотности дислокаций в
!
минерале на сохранность включений;
определить характер изменений содержимого флюидного включения при влиянии на него температур, давлений и составов растворов, отличных от тех, при которых происходил захват включения;
- установить связь между размером включения, температурой и давлением, вызывающими нарушение его герметичности.
Научная новизна.
Предложен новый метод синхронного синтеза флюидных включений с разными механизмами образования.
На примере первичных и вторичных флюидных включениях в кварце, кальците, флюорите и санидине в системах NaCl-H20, KCL-H2O, NaCl-KCl-Н2О, Н2О-СО2 показана адекватность растворов, захваченных во включения, минералообразующим средам.
Методами электронной и световой микроскопии подтверждена связь между полостями флюидного включения и дислокациями в минерале-хозяине.
Установлено изменение плотности и состава водно-солевых флюидных включений при воздействии на минерал-хозяин физико-химических параметров, отличных от существующих во время образования кристалла.
Впервые количественно определена взаимосвязь между размером включения и наружными температурами и давлением, необходимыми для вскрытия включений в кварце.
Методы исследования.
В основу работы положены результаты экспериментальных исследований, выполненных автором в лаборатории экспериментальной минералогии института литосферы РАН, и в лаборатории земной коры ИЭМ РАН. Синтетические и природные флюидные включения изучались термо и криометрическими методами, химический состав флюидных включений определялся с использованием методов газовой и ионной хроматографии. Взаимосвязь флюидных включений с дислокациями изучалась методами электронной дифракционной просвечивающей микроскопии, а также под световым микроскопом с использованием, методик избирательного травления и химического декорирования
Защищаемые положения.
1. Разработан метод синхронного синтеза флюидных включений с разными
механизмами формирования.
2. Получены экспериментальные подтверждения адекватности фазового и
химического составов флюида захваченного во включения в гомогенных и
гетерогенных условиях, минералообразующим средам.
-
Экспериментально доказана возможность изменения плотностей и составов водно-солевых флюидных включений при изменении внешних параметров среды (температур, давлений, составов раствора). Количественно определена связь между размером флюидного включения, наружном давлением и температурой перегрева, необходимыми для вскрытия включения.
-
На сохранность флюидных включений после их консервации при изменении физико-химических условий петрогенеза влияет взаимоотношение флюидных включений и дислокаций в минерале-хозяине.
Практическое значение.
Результаты исследования, полученные в настоящей работе могут быть
использованы при изучении природных флюидных включений. Данные,
полученные при экспериментальном моделировании природных процессов,
которые могут воздействовать на минерал-хозяин и изучение поведения
флюидных включений при этих процессах, позволят более обоснованно
подойти к вопросу о применимости тех или иных включений для определения
температур, давлений, составов растворов, существующих при образовании
горных пород, а также позволят объяснить причины часто наблюдаемых
разбросов данных, полученных различными методами и, в целом, будут
способствовать развитию методов термобарометрии.
Апробация работы.
Основные положения диссертации докладывались на Ежегодном совещании экспериментаторов (ГЕОХИ) в 1994, 1997 годах, на X конференции молодых ученых Института Литосферы РАН (1995), на XII Российском совещании по экспериментальной минералогии (Черноголовка) в 1995 году, на годичной сессии Всероссийского Минералогического общества
"Минералогия на пороге XXI века" (ИГЕМ)в 1996 году.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано и находится в печати 9 работ.
Объем и структура работы.