РАСТВОРИМОСТЬ ВОДЫ В РАСПЛАВЕ ГРАНИТА

Растворимости воды в расплаве гранита Стоун-Маунтин. Ре­зультаты опытов Горансона (Goranson, 1931) по определению растворимости воды в расплаве гранита Стоун-Маунтин (сред­ние значения), состав которого приведен в таблице 1, приведены в таблице 2. Эксперименты осуществля­лись при давлении от 500 до 4000 бар. при температуре 900°С„ а также при давлении 980 бар и температурах 600—1200° С с ис­пользованием ампульной методики. Содержание воды в продук­тах закалки определяли методом потери веса при прокаливании.

 

Таблица 1. Химический состав гранитов и пегматита.					Таблица 2. Растворимость воды в расплаве Стоун-Маунтин (мас.%)
Компо-ненты	Гранит Стоун-Маунтин (Goranson, 1931)	Эльджу-ртинский гранит (Хитаров и др., 1959)	Пегматит Хардинг, стекло (Bumham, Jahns, 1962)		ТоС	Давление, бар
					600	-		5,96		-		-		-		-
					750	-		6,30		-		-		-		-
					800	-		5,94		-		-		-		-
SiO2	73,39	72,58	75,99		900	3,73		5,70		8,14		8,92		9,37		9,30
Al2O3	14,41	14,11	14,90		1000	-		5,50		-		-		-		-
TiO2	0,27	0,35	0,08		1200	-		4,83		-		-		-		-
P2O5	0,27	0,11	0,12
Fe2O3	0,09	0,57	0,15		Таблица 3. Растворимость воды в расплаве гранита Стоун-Маунтин при Т-Р условиях ликвидуса
FeO	0,70	0,04	0,40
МnО	0,01	—	0,18
MgO	0,27	0,65	0,02		Р, бар		ТоС		СН2О, мас.%		Р, бар		ТоС		СН2О, мас.%
Li2O	—	—	0,61		0		1050		0		550		908		4
CaO	1,05	1,72	0,24		140		1035		1		730		840		5
Na2O	3,96	3,17	3,97		260		1005		2		930		750		6
К2О	5,07	4,37	2,79		400		963		3		-		-		-
Rb2O	—	—	0,18		Таблица 4. Растворимость Н2О в расплаве пегматита на ликвидусе
Cs2O	—	—	0,05
Н2О+	0,39	0,49	0,09		Р, бар		ТоС		СН2О, мас.%		Р, бар		ТоС		СН2О, мас.%
Н2О-	0,05	0,08	0,00		1000		665		4,2		5000		650		11,2
СO2	—	0,02	—		2000		635		6,6		6000		655		12,4
F	—	0,06	0,33		3000		640		8,3		10000		675		20
Сумма	100,23	99,88	100,10		4000		645		9,9

 

Зависимость растворимости воды от давления при 900° С и давлении до 2000 бар описывается эмпирическим уравнением.

mH2O = P/92,76+0,0808P,

а при более высоких давлениях уравнением

mH2O = P/63,56+0,09111P,

 

Зависимость растворимости воды от температуры при Р = 980 бар носит линейный характер и подчиняется уравнению

m_H2O= 8,47 — 0,0035T.

Температура ликвидуса гранита Стоун-Маунтин понижается с ростом давления от 1050° С при нормальном давлении до 750° С при давлении Н₂О = 930 бар (табл.3).

 

 

Растворимость воды в расплаве пегматита Хардинг. Раство­римость воды в расплаве пегматита Хардинг из Нью-Мексико изучена Бернемом и Джансом (Burnham, Jahns, 1958; 1962, Burnham, 1967). Опыты проводили при давлениях от 480 до 10 000 бар и температурах немного выше температуры ликвидуса вещества пегматита в присутствии из­бытка воды. Содержание воды меняется от 2,7 до 4,2 мас.% при переходе давления от 500 к 1000 бар соответственно. При более высоких давлениях растворимость воды соответствует 11,1 мас.% при 5000 бар и приблизительно 20 мас. % при 10000 бар. Температура ликвидуса пегматита Хардинг в условиях из­бытка воды в области давлений до 1000 бар резко понижается с 950° С в сухих условиях до 655° С при 1000 бар. С дальнейшим ростом давления наблюдается незначительное увеличение температуры ликвидуса, которая при 10000 бар со­ставляет 675° С.

Такая зависимость температуры ликвидуса от давления воды может быть объяснена следующим образом. Положение точки составов пегматита Хардинг на диаграмме NaAlSi₃O₈— KAlSi₃O₈—SiO₂—Н₂О таково, что при давлении ниже 1000— 2000 бар первыми кристаллами, выпадающими из насыщенного водно-силикатного расплава, должны быть щелочные полевые шпаты, а при более высоких давлениях—кварц. После дости­жения величины давления ~ 1000 бар дальнейший рост давле­ния смещает точку состава пегматита все дальше и дальше внутрь кварцевого поля диаграммы, что и приводит к возраста­нию температуры ликвидуса. Таким образом, состав пегматита Хардинг при 1000—2000 бар соответствует температурному ми­нимуму на диаграмме NaAlSi₃O₈— KAlSi₃O₈—SiO₂—Н₂О, ког­да кварц совместно с щелочными полевыми шпатами ведет себя как единый компонент.

Значения концентрации воды в расплаве пегматита при тем­пературе его ликвидуса приведены в табл. 4.

Таблица 5.  Состав водной фазы в равновесии с пегматитом Хардинг (мас.%)

РН2О , кбар	Т,оС	Н2О/пег-матит	Общее кол-во растворенного в-ва	Состав пара
				Н2О	SiO2	Al2О3	CaO	Li2О	Na2O	K2О
2,9	650	4,15	1,49	98,51	1,26	0,14	Н.и.*	0,016	0,044	0,028
3,0	550	3,84	1,45	98,55	1,18	0,18	Н.и.	0,033	0,035	0,026
3,5	600	4,55	2,12	97,88	1,74	0,24	Н.и.	0,038	0,057	0,040
5,5	550	3,17	2,01	97,99	1,67	0,20	Н.и.	0,038	0,062	0,034
5,7	600	3,73	3,42	96,58	2,72	0,43	0,0070	0,062	0,13	0,074
5,7	650	2,39	3,45	96,55	2,65	0,47	0,0088	0,035	0,19	0,089
7,9	650	2,87	7,18	92,82	5,45	1,07	Н.и.	0,071	0,40	0,18
9,6	600	2,58	6,31	93,69	4,84	0,86	Н.и.	0,099	0,34	0,17
9,7	650	2,03	8,82	91,18	6,71	1,29	Н.и.	0,091	0,53	0,20
9,9	700	1,78	12,42	87,58	9,38	1,90	Н.и.	0,11	0,71	0,31

 

Н.и.—не исследовалось.

 

При отделении воды от расплава в результате пересыщения происходит вынос флюдом как породообразующих, так и рудных компонентов. В табл. 5 приведены данные по составу водной фазы, равно­весной с веществом пегматита Хардинг при температурах и дав­лениях, близких к температурам и давлениям начала плавления (Burnham: in Сlark, 1966).

Общая растворимость силикатного вещества в равновесной водной паровой фазе с ростом давления возрастает. При давле­нии 3000 бар она составляет около 1,5 вес. %, а при давлении 9900 бар - около 12,5 мас. %. Наибольшей растворимостью обла­дает кремнезем.

 

Растворимость воды, в расплаве эльджуртинского гранита.Растворимость воды в расплаве эльджуртинского гранита с Се­верного Кавказа была исследована при давлениях 100—8000 атм и температурах 900—1300° С (Хитаров и др., 1959; Хитаров, Лебедев, Кадик, 1963, 1971).

По данным электропроводности (Лебедев, Хитаров, 1964; Ле­бедев, 1965), температура плавления эльджуртинского гранита понижается с 970°С в сухих условиях при нормальном давлении до 670°С при давлении 1000 атм. С дальнейшим ростом давле­ния воды температура плавления понижается незначительно и при 3000 атм составляет ~ 660° С, а при 9000 атм ~ 645° С.

Температура ликвидуса эльджуртинского гранита в условиях избытка воды также понижается с ростом давления, причем тем­пературный интервал между солидусом и ликвидусом постепенно уменьшается (рис. 57). При давлении воды 1000 атм температу­ра ликвидуса равна ~800° С, при 3000 атм ~740° С, а при 9000 атм ~660° С. Соответственно, разность между температу­рой солидуса и ликвидуса при 1000 атм составляет ~130°, при 3000 атм ~80°, а при 9000 атм ~20°.

По полученным данным, растворимость воды увеличивается с ростом давления (рис. 57). При давлениях ниже 500-1000 атм изотермы растворимости имеют крутой наклон, который при бо­лее высоких давлениях выполаживается; однако, начиная с 3000 атм вновь увеличивается. С ростом температуры подобный характер кривой растворимости становится более выра­женным.

Этими же авторами изучалась растворимость воды в расплавах андезитового, базальтового и ультраосновного расплава. Наиболее полные данные по растворимости воды в расплаве базальта (рис. 58) приводятся в работе (Перчук, 1973). Характер растворимости воды в базальтовом расплаве имеет несколько иной характер, но зависимость от давления остается такой же. Температурная зависимость растворимости воды отрицательная вблизи кривой солидуса, однако, после 900^оС становится положительной и остается таковой в заликвидусной области.

---

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 729; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!