Ви є тут

Клинопироксеновый геобарометр ударного метаморфизма

Автор: 
Котельников Сергей Игоревич
Тип роботи: 
Кандидатская
Рік: 
2000
Артикул:
1000270325
179 грн
Додати в кошик

Вміст

Оглавление
Введение 3
1. Существующие геобарометры ударного метаморфизма 9
1.1. Гсобарометры типа “свойство минерала - давление” 9
1.1.1. Кварцевые геобарометры 9
1.1.2. Геобарометры с использованием других минералов 15
1.2. Определение давления по комплексной оценке ударных
изменений в породе 20
2. Ударный метаморфизм клинопироксена 25
2.1. Ударная адиабата 26
2.2. Дислокационная структура 28
2.3. Трещиноватость, планарные деформации и механическое
двойникование 29
2.4. Другие характеристики 34
3. Методы экспериментального нагружения и исследования пород 39
3.1. Описание образцов 39
3.1.1. Образцы из Пучеж-Катункской астроблемы 39
3.1.2. Образцы для экспериментального нагружения 46
3.2. Метод ударного нагружения 48
3.3. Методы исследования минералов 57
4. Результаты исследований и сравнение ударных изменений в клинопироксеие, деформированном в природе и эксперименте 59
4.1. Описание образцов, подвергнутых экспериментальному
нагружению 59
4.2. Плоскостные деформации 60
I
4.3. Изменение угла оптических осей 64
4.4. Другие характеристики 66
5. Уширение дифракционных пиков кли но пироксен а и его использование
для геобарометрии ударного метаморфизма 71
5.1. Методика оценки уширсния пиков 71
5.2. Результаты исследования уширения пиков 80
5.2.1. Экспериментально деформированный клинопироксен 84
5.2.2. Клинопироксен из Пучеж-Катункской астроблемы 90
5.3. Использование величины уширения пиков в качестве
клинопироксенового геобарометра ударного метаморфизма 93
Заключение 110
Список литературы 113
2
Кварц имеет сравнительно простую структуру и принадлежит к каркасным силикатам, свойства которых, как известно, максимально чувствительны к воздействию удара [Фельдман, 19901. Его постоянный состав снимает необходимость заниматься трудоемкими построениями трехмерных зависимостей типа “состав - свойство - давление”. Кроме того, большая часть астроблем расположена на щитах, что определяет главенствующую роль кварца среди диаплектовых минералов земных кратеров. В то же время, нужно сразу отметить сложности, возникающие при попытке построения кварцевых геобарометров - это неравномерное изменение свойств с ростом давления и слабая устойчивость кварца при постударных высокотемпературных изменениях. Эти обстоятельства, особенно первое, привели к тому, что далеко не все характеристики кварца можно считать перспективными для определения давления.
Шорт [Short, 1966; Short, 1968а] попытался использовать для создания барометра самый первый эффект, возникающий в любом минерале при ударе - повышение трещиноватости. Для количественной оценки в гранодиоритах из кратера, образованного при подземном ядерном взрыве, он использовал “индекс трещиноватости”, то есть число трещин на единицу площади. Слабое, но устойчивое возрастание индекса отмечено от 0 до 5 ГПа, а далее следует резкое его увеличение вплоть до давления 12 ГПа. Подробное исследование этого вопроса провел Ламберт [Lambert, 1979J, который оценил влияние различных факторов на величину “индекса трещиноватости”. В целом, им отмечается возрастание этого параметра до 20 ГПа, а затем его падение до первоначального значения при 30 ГПа, что объясняется прогрессирующим процессом аморфизации и, как результат, полным “очищением” зерен кварца от трещин. Было показано, что на
10
характер кривой изменения индекса с давлением влияют особенности ударного нагружения минерала (при экспериментальном нагружении индекс растет быстрее) и начальная трещиноватость кварца. Таким образом, значение “индекса трещиноватости” при ударе зависит от нескольких факторов, и его корреляция с ударным давлением слитком слабая, чтобы использовать ее для оценки ударной нагрузки.
Проблемы, возникающие при попытке калибровки давления по степени трещиноватости - типичны, они в определенной степени проявляются и при исследовании других свойств кварца. Сходное поведение при ударе демонстрируют такие разные характеристики, как плотность, показатель преломления, которые резко уменьшаются в интервале -20-30 ГПа и параметры решетки а и с, которые растут в том же интервале [^бШег, 1974]. Однако изучение кварца из Попигайского метеоритного кратера [Гневушсв и др., 1982] показало значительно более слабое изменение всех этих параметров, чем при экспериментальном нагружении. Так, если в эксперименте максимальные изменения по сравнению с первоначальными значений пикнометрической плотности, среднего показателя преломления и параметра а решетки кварца составили примерно 0.3 г/смЗ, 0.09 и 0.007 нм соответственно, то для кварца из Попигая - 0.05 г/смЗ, 0.065 и 0.0002 нм. Вероятно, это связано с отжигом деформаций в природных условиях в результате сохранения высокой послеударной температуры. Эксперименты по отжигу кварца показывают, что начало инверсии параметров решетки в сторону исходных значений происходит при температуре выше 300°С, что, согласно графику зависимости послеударной температуры кварца от давления [Ударные кратеры..., 1983], как раз соответствует примерно 20 ГПа. Существуют данные по ИК-
11