2011

Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Влияние агпаитности пантеллеритового расплава на силикатно-солевую (фторидную, хлоридную) несмесимость

Соловова И.П., Гирнис А.В.

Учреждение Российской академии наук Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук, Москва, Россия

e-mail: solovova@igem.ru

В анортоклазах пантеллеритов острова Пантеллерия (Италия) изучены силикатные расплавные Они содержат каймы дочернего анортоклаза на стенках вакуолей (Fe₂O₃ до 10 мас.%), стекло, мелкокристаллические мультифазные солевые глобулы и Н2О содержащий низкоплотный флюид, в котором иногда наблюдается каемка жидкой воды. Остав солевых глобул отвечает NaCl - NaF - CaF₂ с небольшой примесью Mg and Fe. Выделено две группы глобул: 1) (1) NaCl-CaF₂, и (2) NaF – NaCl - CaF₂ с различным отношением Na/Са и F/Cl. Глобулы с NaF и без него встречаются совместно в одних и тех же включениях, хотя непосредственного контакта между ними никогда не наблюдалось. Так, в одном включении были проанализированы три глобули (NaCl - NaF - CaF₂), содержащие 8, 35 и 99 мол % NaF.

В ходе высокотемпературных экспериментов плавление всех кристаллов в пределах глобул происходило в интервале 500–800°C. Солевой расплав постепенно растворяется в силикатном и полностью исчезает при 850–1020°C. Расплавные включения в этот момент содержали дочерний анортоклаз, силикатный и солевой расплавы и газовую фазу. При 1020–1080°C включения гомогенизировались.

Расплав гомогенизированных включений содержит до 72 мас. % SiO₂ и до 10 мас.% щелочей с максимальным отношением Na/K, близким к 2.1. Средняя концентрация Fe₂O_3общ. из 50 анализов составляет 7.4 мас.%. Расплавы обогащены летучими компонентами: 0.3 - 0.93 мас.% Н₂О, до 1.2 мас.% Cl и 0.6 мас.% F. SIMS анализы показывают высокие концентрации Zr (до 4300 ppm), Nb (до 1400 ppm), и Hf (до 67 ppm), при пониженных содержаниях Ba (70–740 ppm) и Sr (4.5–38 ppm).

Состав остаточных расплавов, находящихся в равновесии с солевым, заметно отличается от расплавов гомогенизированных включений. Концентрации F и Cl достигают 1.3 мас. % и 2.1 мас. %, что может рассматриваться как предел насыщения. Основными чертами этих расплавов являются: 1) низкая концентрация Al₂O₃ (вплоть до 1 мас.%) при одновременном повышении роли Fe₂O₃ (до 18 мас.%) и 2) резкое возрастание агпаитности (Na+K/Al, ат.) до 14 (рисунок). Таким образом, отделение существенно фторидного расплава от силикатного происходит только при условии его агпаитности выше 1.

Рисунок. Прямая зависимость между агпаитностью расплава включений (Na+K/Al, ат) и отношением Fe³⁺/Al, ат. Пустые кружки – гомогенизированные расплавы включений, черные – силикатные расплавы, сосуществующие с солевыми. Линией показана агпаитность, равная 1.

Весьма интересно совместное присутствие существенно фторидных и существенно хлоридных расплавов во включениях. Интерпретация этих наблюдений неоднозначна, поскольку в системе NaCl - NaF - CaF₂ наблюдается одна эвтектика при 662^оС и полная смесимость в жидком состоянии. Экспериментальные исследования показывают, что фазовые отношения во F-содержащих системах сильно зависят от присутствия силикатов вследствие высокой растворимости кремния в растворах NaF. Поэтому поведение хлоридно-фторидных фаз в присутствии силикатных минералов и расплавов, особенно содержащих дополнительные компоненты (например, Са, Fe, Mg и вода), может сильно отличаться от поведения простых систем, и нельзя исключать возможности проявления несмесимости существенно хлоридных и фторидных расплавов.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ и Ведущей научной школы.