6840-1 (Оценка условий кристаллизации ареального вулканизма Срединного хребта Камчатки), страница 4

Летучесть кислорода определялась по Ol-Sp геобарометру (Ballhaus et al., 1991). В результате получилось значение соответствующее буферному равновесию никель-бунзенит (NNO).

Температура

Модель Форда

В результате расчет равновесия оливин-расплав для коррекции составов расплавов по модели Форда, кроме равновесных составов, были получены оценки температуры кристаллизации, значения температур приведены в таблице 20. Среднее значение температуры 1208,35 0С.

Другой метод оценки температуры кристаллизации заключался в использовании программа КОМАГМАТ 3.52 (2000). Проводилось моделирование равновесной кристаллизации исходного расплава, при различных значениях давления и содержания воды в системе, которые корректировались для достижения Ol-Pl котектики. Первый расчет равновесной кристаллизации проводилось для условий атмосферного давления, буфера кислорода отвечающего NNO, и содержании воды 0 мас.%. В результате моделирования было выявлено, то что, система отвечает условиям субкотетической кристаллизации (Ol-Pl), но в тоже время видно, что для безводных условий, хорошей котектики не выходит, так как плагиоклаз начинает кристаллизоваться раньше, оливина. Предположительно, в системе наблюдается недостаток летучих, из-за различных величин dTпл/dPh₂o для оливина и плагиоклаза, с добавлением в систему воды, температура кристаллизации плагиоклаза падает быстрее температуры кристаллизации оливина. Следовательно, при добавлении воды крист,аллизация выйдет на котектику. Расчетное количество воды составило 0,2 мас. %, при этом давлении температура кристаллизации для усредненного состава расплава равнялась 1190 0C. Динамику изменения температуры кристаллизации хорошо видно из таблиц 21-34. В левой колонке представлены схемы кристаллизации для сухих систем с атмосферным давлением, а в правой для систем с содержанием воды 0,2 мас. % и давлении 1,3 кбар. Представленные графики отражают кристаллизацию от 0 до 45 процентов кристаллизующегося вещества. Видно, что система находится в области ликвидуса Ol-Pl, в сухих системах из составов ПК 02/20 1-4, ПК 02/27 13 сначала кристаллизуется плагиоклаз, а составах ПК 02/20 7 и ПК 02/27 12 первым кристаллизуется оливин.

Давление

Для расчета величины давления использовалась модели Пустоветова равновесия расплав-шпинель. При заданной температуре взятой из расчетов программы КОМАГМАТа и состава расплава при различных давлениях рассчитывался состав кристаллизующейся шпинели. Давление выбиралось то, при котором, состав шпинели наиболее точно отвечал измеренному составу.

Далее снова проводились расчеты в КОМАГМАТЕ, но уже с новым значением давления, и новая полученная температура использовалась для расчета шпинелей. Таким образом, за несколько итерации значения температуры и давления сошлись на величинах 1195 ⁰С и 1,3 кбар соответственно.

Подытоживая результаты расчетов, получаем следующие величины. Температура 1195 ⁰C давление 1,3 кбар, содержание воды 0,2 мас.%, фугитивность кислорода отвечает условиям буферному равновесию никель-бунзенит (NNO).

Выводы.

Используя составы расплавных включений, результаты расчетов по программе КОМАГМАТ и данные моделирования равновесия шпинель - расплав, получены оценки интенсивных параметров при кристаллизации магнезиальных магм северной части Срединного Хребта в Центральной Камчатке. В результате изучения включений во вкрапленниках оливина (Fo_82.7-85.2) из базальтовых потоков г. Терпук установлено, что они представляют высокоглиноземистые расплавы, которые по содержанию K₂O и TiO₂ подразделяются на две группы. Расчеты по программе КОМАГМАТ при P=1 атм показывают, что обе группы можно рассматривать как субкотектические системы (Ol+Pl) с температурами ликвидуса около 1230 ⁰С (относительно "низкокалиевая" группа I) и 1200 ⁰С ("высокалиевая" группа II). Для оливинов, содержащих включения второго типа, получены микрозондовые данные по составам шпинелидов. Комбинируя эти данные с результатами моделирования начальных этапов кристаллизации и расчетами равновесия шпинель - расплав (Poustovetov, Roeder, 2001), удается оценить давление и летучесть кислорода. Таким образом, физико-химические условия кристаллизации базальтов отвечают содержанию H₂O ~0.2 мас.%, давлению ~1.3 кбар и температуре ~1195 ⁰С. Летучесть кислорода, оцененная при этой температуре по Ol-Sp геобарометру (Ballhaus et al., 1991), соответствует буферному равновесию никель-бунзенит (NNO).

Список литературы

1. А.А. Арискин, Г.С. Бармина "Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базальтовых магм." -М.: Наука, МАИК. "Наука/Интерпериодика", 2000.-363с.

2. Плечов, П.Ю., С. В. Трусов "Влияние граничных эффектов на состав расплавных включений: эксперимент и моделирование." -Вестник ОГГГГН РАН 2000, N 5 (15).

3. Плечов П. Ю. 2000, http://students.web.ru/db/msg.html?mid=1151439&s=121100000

4. Реддер Э., (1987) том 1, Москва, Мир, с. 557.

5. Реддер Э., (1987) том 2, Москва, Мир, с. 632.

6. Покровский М.П. Лабораторные методы исследования полезных ископаемых. Часть 1. Общие вопросы лабораторных методов исследования, Екатеринбург, Изд-во УГГГА, 2001. 76 с.

7. L.V. Danyushevsky, S. Sokolov, T.J. Falloon. Melt Inclusions in Olivine Phenocrysts: Usign Diffusive Re-equilibration to Determine the Cooling History of a Crystal, with Implications for the Origin of Olivine-phyricVolcaniv Rocks. Journal of Petrology, 2002, Vol. 43, Number 9, pp. 1651-1671.

8. L.V. Danyushevsky, A.W. McNeill, A.V. Sobolev. Experimental and petrological studies of melt inclusions in phenocrysts from mantle-derived magmas: an overview of techniques, advantages and complications. Chemical Geology, 2002, Vol. 183, pp. 5-24.

9. Ariskin A.A., Nikolaev G.S. (1996) An empirical model for the calculation of spinel-melt equilibrium in mafic igneous systems at atmospheric pressure: I. Chromian spinels. Contrib. Mineral. Petrol. V. 123. p. 282-292.

10. C.E. Ford, D.G. RUSSELL, J.A. CRAVEN, and M.R.FISK "Olivine-Liquid Equilibria: Temperature, Pressure and Composition Dependence of the Crystal/Liquid Cation Partition Coefficients for Mg, Fe2+, Ca and Mn." Journal of Petrology, 1983, Vol. 24, Part 3, pp. 256-265.

11. Ballhaus, C., R. F. Berry, et al. "High pressure experimental calibration of the olivine-orthopyroxene-spinel oxygen geobarometer: implications for the oxidation state of the upper mantle." Contributions to Mineralogy and Petrology 107: 27-40, 1991.