Особенности минеральных превращений в метаморфических породах Уфалейского и Максютовского комплексов

2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ.....................................................5
Глава 1. МЕТОДЫ МИНЕРАЛОГИЧЕСКОЙ ТЕРМОВАРОМЕТРИИ 11
1.1. Методы, основанные на минимизации свободных энергий Гиббса..............................................11
1.2. Методы расчета по моновариантным равновесиям...........16
Глава 2. ОЦЕНКА Р-Т ПАРАМЕТРОВ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЯ
ПО АССОЦИАЦИЯМ МЕТАПЕЛИТОВ И МЕТАБАЗИТОВ УФАЛЕЙСКОГО КОМПЛЕКСА (Егустинский участок)........23
2.1. Геологическое строение и состояние изученности.........23
2.2. Петрографическая характеристика пород Егустинского участка...26
2.3. Структурный анализ.....................................30
2.4. Петрохимические особенности порол Егустинского участка.33
2.5. Минералогическое описание пород Егустинского участка...38
2.6. Оценка Р-Т параметров метаморфизма по ассоциациям метапелитов и метабазитов................................50
2.7. Резюме.................................................63
Глава 3. ПЕТРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭКЛОГИТОВ И
ГЛАУКОФАНСОДЕРЖАЩИХ ПОРОД МАКСЮТОВСКОГО КОМПЛЕКСА (район д. Караяново)............................65
3.1. Геологическое строение и состояние изученности.........65
3.2. Петрографическая характеристика пород Максютовского комплекса................................................68
3.2.1. Петрографическая характеристика пород района
д. Караяново..........................................69
3.2.2. Описание детальных разрезов.......................71
3.3. Петрохимия метабазитов Максютовского комплекса...........72
3.3.1. Петрохимия отдельных разрезов.......................80
3.3.2. Распределение редких и рассеянных элементов в пределах разреза № 2.......................................89
3.3.3. Возможные причины вариаций химического состава
пород в пределах разрезов № 1 и № 2...................100
3.4. Минералогия и Р-Т параметры метаморфизма Максютовского комплекса....................................................101
3.4.1. Минералогия........................................101
3.4.2. Р-Т параметры метаморфизма пород Максютовского комплекса (район д. Караяново)............................108
3.5. Резюме....................................:.............109
Глава 4. ОСОБЕННОСТИ МИНЕРАЛЬНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В
МЕТАБАЗИТАХ УФАЛЕЙСКОГО КОМПЛЕКСА..........................110
4.1. Петрографическое описание пород из тела метабазитов.....110
4.2. Петрохимическая характеристика пород из тела метабазитов.... 114
4.3. Минералогия.............................................114
4.4. Расчет реакций в ряду габбро - друзит - гранатовый амфиболит - амфиболит........................................120
4.5. Экспериментальные данные................................127
4.6. Термодинамическое моделирование.........................129
4.7. Минералогическая термобарометрия........................133
4.7.1. Оценка Р-Т параметров метаморфизма с помощью программ Т\У(} 1.02, \VEBINVEQ, ТНЕЯМОСАЬС................133
4.7.2. Оценка степени отклонения составов минералов от теоретически равновесных..................................142
4.8. Общие закономерности минеральных превращений в ряду габбро-» друзит-»гранатовый амфиболит-»амфиболит.............147
первоначальных будет зависеть от размера полосы неопределенности и коэффициентов корреляции между константами равновесия и энтальпиями реакций. Очевидно, что в таком случае равновесия с незначительной неопределенностью будут “передвигаться” на меньшие расстояния в Р-Т координатах и, следовательно, оказывать большее влияние на результат расчета. Благодаря учету корреляционных связей между реакциями средние значения Р и Т и их стандартные отклонения не зависят от выбора линейно-независимых реакций.
Данный алгоритм определения Р и Т реализован Т.Холландом и Р.Пауэллом в в программе THERMOCALC (1998-1999), в которой используется их собственная база термодинамических данных. Для расчета активностей миналов можно использовать программу АХ, также написанную Т.Холландом и Р.Пауэллом. На выходе определяются Рср и Тф, их стандартные отклонения, коэффициент корреляции между Р и Т в пределах доверительного эллипса, а также уровень статистической значимости решения по критерию %2. Кроме того, программа позволяет оценить степень влияния каждого минала на результат оптимизации и его вклад в общую ошибку определения Р и Т.
Принципиально иной способ оценки Р-Т параметров системы в условиях неустановившегося равновесия был предложен В.С.Шсплевым и В.В.Ревердатго (Шеплсв и Ревердатго, 1998). Ими разработана методика оценки Р и Т в условиях коронитовой зональности, при меняющемся составе порового флюида и локальном равновесии сосуществующих с флюидом минералов в каждой точке короны. Вводимые поправки в свободные энергии Гиббса приводят все миналы k-го слоя в равновесие с компонентами флюида в следующем слое. В результате в системе принудительным путем
достигается равновесие и становится возможным использование методов равновесной термодинамики. К сожалению, на сегодняшний день не существует законченного программного продукта, в котором бы использовался данный метод и мы не смогли применить его к нашим образцам.
Для расчетов Р и Т и термодинамического моделирования нами будут использоватся программы TWQ1.02, WEBINVEQ и TERMOCALC. Как было показано Т.Холландом и Р.Пауэллом (Powell, Holland, 1994) оценка Р и Т с помощью программ TWQ1.02 и INTERSX Р.Бермаиа (Berman, 1991) не является статистически корректной, поскольку в этих пакетах не учитываются корреляционные связи между реакциями. В то же время различия в значениях Р и Т для одного и того же образца, полученные с помощью программ THERMOCALC и INTERSX, могут быть незначительными (Powell, Holland, 1994).
Несовместимость баз данных в пакетах TWQ1.02(1992) и TWQ2.02(1996) и отсутствие термодинамических данных и моделей активности для некоторых важных для эклогитового парагенезиса минералов (омфацит, глаукофан, фенгит) также ограничивает возможности применения этих программ. В нашем случае их можно использовать лишь для друзитов Уфалейского комплекса. Главное достоинство этого метода (TWEEQU) - его наглядность, позволяющая, пусть и весьма условно, оценить степень равновесности пород согласно данной базе термодинамических данных.
Программа WEBINVEQU Т.Гордона хотя и использует тот же набор термодинамических данных, математически обоснована более строго. Ее главное преимущество - возможность получения двух доверительных эллипсов. Это, по нашему мнению, позволяет косвенно