Ви є тут

Математическое моделирование химической зональности в метаморфических реакционных структурах горных пород

Автор: 
Шеплев Валентин Семенович
Тип роботи: 
Докторская
Рік: 
1998
Артикул:
1000241984
179 грн
Додати в кошик

Вміст

/У / О о -
Официальные оппоненты:
РОССИЙСКАЯ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ
БИБЛИОТЕКА
о^ЗоО'ОО
Ведущая организация:
доктор химических наук
В.Н.Балашов
доктор химических наук профессор В.И.Белеванцев
доктор геолого-минералогичсских наук профессор Г.Г.Лспезин
Институт геохимии им. А.П.Виноградова СО РАИ (г. Иркутск)
Защита состоится «/?1998г. в час в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 002.50.01 при Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН.
Адрес: 630090, Новосибирск 90, прос: Топтюга, 3.
С диссертацией в виде научного с, лакомиться в
библиотеке ОИГГМ СО РАН.
Диссертация в виде научной «Д# » 0 ЬУПУи)!#, 19‘
Ученый секретарь диссертационного совета к.г.-м.н.
.Бортникова
/У .• 00 - <1/-3
ВВЕДЕНИЕ
Одна из основных задач петрологии - реконструкция процессов формирования и эволюции горных пород. В решении этой задачи большую роль играют минеральные реликты и реакционные структуры в метаморфических породах. Из них наибольшее внимание привлекают зональные литеральные структуры, образовавшиеся в результате диффузионного и\или инфильтрационного метасоматоза на контакте несовместных пород. Эти структуры являются промежуточным продуктом субсолидусных превращении на пути к окончательному равновесию. Все зоны в них образуются одновременно и растут в автомодельном режиме. Значительный интерес представляет также другой тип зональности - ритмическая зональность в растущем из жидкой фазы кристалле; зональность образуется в результате сложного взаимодействия процессов массопереноса и нелинейных химических превращений. Зоны (кольца Лизсгаяга) формируются последовательно одна за другой.
Актуальность проблемы исследования метасоматической и ритмической зональности определяется тем, что эти минеральные структуры несут ценную информацию о физико-химических условиях их формирования и эволюции, именно, о температуре, давлении, параметрах массопереноса. Реакганты и продукты реакции сосуществуют в зональности в пространственно обособленных слоях, доступны для исследования и предоставляют возможность изучать не только состояние, но и процесс формирования. Объем извлекаемой информации при этом существенно возрастает. Реконструкция геохимических процессов, условий их протекания и эволюции по сохранившейся в минеральной зональности информации позволяет существенно продвинуться в решении задач петрологии. Это даст возможность в последующем оценить скорости массопереноса и Длительность метаморфизма и метасоматоза, что объясняет неослабевающий интерес к исследованию минеральных зональных
I Структур.
] | Трудами отечественных и зарубежных ученых (ДС.Коржинский, з.Н.Балашов, В.С.Голубев, В.А.Жариков, Г.П.Зарайский, И.ККарпов,
1
Geological Society of America (Denver, 1996), Совещание "Науки о Земле на пороге XXI века: новые идеи, методы, решения" (Москва, 1997), Международный симпозиум "Проблемы петрологии магматических и метаморфических пород", посвященный 90-летию академика B.C.Соболева ( Новосибирск ,1998) и ряде других конференций.
Результаты исследований касающихся темы диссертации отражены в 55 работах из общего числа более 130 опубликованных работ.
Работа выполнялась в лаборатории метаморфизма и метасоматоза НМЛ СО РАН (зав. лабораторией чл.-корр В.В.Ревердатто, затем д.г.-м.н. Г.Ю. Швсденков), в соответствии с планами НИР Института минералогии и петрографии ОИГГиМ СО РАН, отдельные ее этапы были поддержаны грантами РФФИ 93-05-8848, 94-05-16069, 95-05-8848, 96-05-66036, 96-05-66051, 97-05-65255, Международного научного фонда RPU000, JAK-100, Королевского Общества Великобритании.
Благодарности Автор благодарит
чл.-корр. В.В.Ревердагго и к.г.-м.н. В.Ю.Колобова за введение в круг геохимической проблематики, постановку интересных задач и совместную работу по их разрешению,
акад. Г.К.Борескова, Dr. J.R. Ashworth, дх.н. Б.С.Бальжинимаева, д.ф.-м.н. Т.И.Зеленяка, д.г.-м.н. Г.Ю.Шведенкова, д.ф.-м.н.
М.М.Лаврентьева(мл), д.ф.-м.н. С.И.Фадеева, дф.-м.н. Т.А.Акрамова, Dr. D.Luss, К.Х.Н. Р.П.Кузнецову, к.г.-м.н. О.П.Полянского, к.т.н.
B.Д.Мсщерякова, к.г.-м.н. Н.И.Волкову, к.г.-м.н. И.И.Лиханова, н.с. Н.А.Брыксину, н.с. В.А.Ананьева - соавторов по ряду работ - за плодотворное сотрудничество,
д.г.-м.н. В.С.Голубева, дг.-м.н. Г.П.Зарайского, д.г.-м.н. Г.Р.Колонина, к.г.-м.н. В.В.Хлестова, дг.-м.н. В.Н.Шарапова, Dr. W.D.Carlson, Dr.
C.T.Foster, Dr. R.Joestcn, Dr. S.Harley, Dr. D.McKenzie, Dr. E.Mcrino, Dr. D. Robinson, Dr. Y.Wang за ценные советы и полезные критические замечания по отдельным разделам работы,
акад. Н.В. Соболева за постоянное внимание и содействие,
акад. A.A. Трофимука, акад. H.JI. Добрецова, к.х.н. В.С.Музыкантова.
к.х.н. А.Е.Чсркашина за оказанную помощь.
Чувство особой благодарности автор выражает своему учителю чл.-корр. М.Г.Слинько.
5
ОБОЗНАЧЕНИЯ
с-концентрация компонента (моль/м3)
0 - коэффициент диффузии (м2/сек)
Ь- кинетический коэффициент (Онсагера), моль2/(дж м сек) Ь у,и=1:з} - матрица коэффициентов Онсагера в - свободная энергия Гиббса, дж/моль Е - энергия активации, джмоль (-АО) - сродство реакции, дж/моль О45 -мольная энергия смешения, дж/моль Г - количество фаз, б - число компонентов
1 - число независимых реакций ,
х - координата вкрест зональности її - толщина слоя, м
/? - газовая постоянная, дж/(моль град)
Т- температура °К
Минеральная последовательность
К -количество границ, К-1 - количество слоев
()к - к-й слой, () К - к-я граница
шк - список фаз к-го слоя
| ш к| - число компонентов в списке шк
шк = ш|с'1^тк - список фаз на к-ой границе
кі = к (і є тк, і сс ты ) - индекс первого слоя, содержащего фазу і
щ * = {і=1 :!*, к<кі} - фазы, присутствующие только слева от границы к
п - состав і-го минерала (формульная единица)
Nк = {п „ і є тк}-состав к-го слоя N - {п і, і =1: Г }-сосгав зональности
N к= {если і є шк то п і иначе 0 , і = 1:Г } — состав минералов, находящихся строго слева от к-ой границы 0 = {ві, і=1: Г> - вектор свободных энергий Г иббса
6