Температура и давление

Весьма важными факторами миграции вещества являются тем- пература и давление.

Увеличение давления и температуры с глубиной служит причиной перекристаллизации вещества пород и становления фаций метаморфизма. На значительных глубинах Земли, отвечающих фазовому переходу мантия — ядро, под влиянием давления, достигавшего 2000 кбар, происходит удаление кислорода; остающиеся металлы в самородном состоянии - железо, никель - объясняют исключительную вязкость материала верхней части ядра, возникшего при парциальном давлении кислорода менее 10^-9 атм.

Понижение температур вызывает охлаждение расплавов, со-провождающееся кристаллизацией магматических тел, а также их дифференциацией.

Температура кристаллизации карбонатитовых магм в рифтовых зонах Африки по результатам измерений составляет примерно1500° С. Считается, что температуры расплавов ультрабазитовых магм достигают 1800° С.

Становление постмагматических образований захватывает интервал от 600 до 50° С. Эта область температур представляет наибольший интерес, так как в ней происходит образование эндогенных рудных месторождений, фаций метаморфических горных пород.

В последние годы были открыты радикальные методы измерения температур образования минералов по газовым и жидким включениям в них, представляющим остатки среды, из которой шло минералообразование в момент консолидации рудной залежи, пегматитаили иного геологического тела.

Газово-жидкие включения в общем случае содержат в себе газовую и жидкую фазы, разделенные поверхностью раздела. Кроме того, в них могут быть встречены минералы-узники, а также часть твердой фазы, выполняющей в виде тонкого слоя внутреннюю поверхность включения. При постепенном нагревании подобного включения можно добиться такого состояния, когда присутствующий минерал в нем растворится и в конце концов произойдет гомогенизация газово-жидкого включения. Этот момент отвечает минимальной температуре образования данного минерала.

Аналогичный результат может быть получен изменением температуры до момента растрескивания включения — его декрепитации. Но поскольку при этом давление неизвестно, был предложен метод измерения давления на том же самом включении.

Метод заключался в следующем. Если среди жидких включений
обнаруживается такое, которое более чем на 50% состоит из жидкой углекислоты, то по температуре гомогенизации такого включения определяют удельную плотность данной смеси (СО₂ + Н₂О).

На рис. 8.1 приведены изохоры, отвечающие удельной плотности
СО₂ в координатах Р и Т; каждая из них имеет угол наклона, определяемый пропорциональным увеличением Р и Т,

или

После этого рассматривается другое жидкое включение в том же минерале или руде (предполагается, что оно возникло одновременно с первым), состоящее преимущественно из воды при незначительном количестве сопровождающего СО₂. Пользуясь методом гомогенизации, определяют температуру образования этого включения. Тогда точка пересечения Т образования и ранее определен-

Рис. 8.1. Изохоры на однокомпонентной системе СО₂ (по Смиту). Прямые линии на диаграмме отвечают различной плотности жидких включений (от 0,7 до 5,0 г/см³), содержащих Н₂О и СО₂.

ной нами изохоры даст Т и Р, при которых возникал данный минеральный агрегат.

Следует иметь в виду, что левая часть «веера» изохор на рис. 8.1 (левее точки А) относится к газовым включениям, а правая - к газово-водным включениям.