Фазовые равновесия и динамика фракционирования базальтовых магм тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 04.00.02, доктор геолого-минералогических наук Арискин, Алексей Алексеевич

• Арискин, Алексей Алексеевич
• доктор геолого-минералогических наук
• 1999

Оглавление диссертации доктор геолого-минералогических наук Арискин, Алексей Алексеевич

Глава 1. ПРОБЛЕМЫ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ БАЗАЛЬТОВЫХ МАГМ

1.1. Трактовка понятия "магма"

1.2. Проблема разнообразия изверженных пород в постановке Боуэна

Роль фракционной кристаллизации Критика представлений о фракционировании магмы Данные геологических наблюдений Развитие экспериментальных исследований

1.3. Методы исследования фракционной кристаллизации

Простейшие масс-балансовые расчеты Аналитические решения Численные схемы фракционирования

1.4. Программа расчета траекторий фракционной кристаллизации (модель РТФК)

Эмпирическая основа модели РТФК Термодинамические принципы построения модели РТФК ЭВМ-моделирование идеального фракционирования основных силикатных расплавов

1.5. Динамические аспекты фракционной кристаллизации

Основные режимы фракционирования магмы Гомогенное и гетерогенное зарождение кристаллов Взаимодействие фазовой и общей конвекции Многофакторность процессов фракционирования

1.6. Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Фазовые равновесия и динамика фракционирования базальтовых магм»

Вопросы зарождения и дифференциации базальтовых магм относятся к важнейшим проблемам магматической петрологии и геохимии. Это обусловлено масштабами проявления базальтового магматизма и той особой ролью, которую расплавы основного состава играют в качестве источника разнообразных ассоциаций изверженных пород. Расшифровка этой роли заключается в определении главных механизмов разделения вещества в магматическом процессе, оценке термодинамических (Р, Т, режим /02 и летучих) и динамических (степень плавления, плотность кумулуса, эффективность ассимиляции, конвекционные режимы и т.д.) условий их протекания. В этой связи принципиальное значение приобретают возможности расчета расплавно-минеральных равновесий в магматических системах и оценки влияния внешних условий на направленность их химической эволюции.

Актуальность темы связана с активным внедрением в практику петрологических исследований методов ЭВМ-моделирования магматических процессов, основанных на использовании алгоритмов расчета фазовых равновесий в кристаллизующихся базальтовых магмах - модели Арискина и Френкеля (1982-1999), Нильсена (1983, 1990), Гиорсоу (1985-1995), Лонгмюра (1990), Камура и Килинка (1995), Янга с соавт. (1996) и некоторые другие.

Цель и задачи работы. Главной целью исследования является построение Системы моделирования магматических процессов в виде комплекса вычислительных программ и интерфейсов, включающих базу экспериментальных данных по фазовым равновесиям изверженных пород, процедуры калибровки геотермобарометров минерал-расплав, ЭВМ-модели фазовых равновесий (позволяющие проводить настройку системы на заданный диапазон составов и условий) и алгоритмы моделирования динамики внутрикамерной дифференциации базальтовых магм.

В задачи исследования также входит разработка новых методик генетической интерпретации изверженных пород, основанных на использовании численных моделей фазовых равновесий, и применение этих подходов к разнообразным объектам магматического происхождения.

Научная новизна работы определяется особенностями используемых алгоритмов моделирования, предложенных методик интерпретации базитов и результатами оценок условий образования интрузивных и эффузивных ассоциаций магматических пород:

1. Впервые разработаны алгоритмы моделирования равновесной и фракционной кристаллизации базальтовых расплавов, основанные на решении задачи термодинамического равновесия при заданной степени кристалличности системы (программы РТФК, ТОЛЕМАГ, ЛУНАМАГ, КОМАГМАТ).

2. Не имеет аналогов представленная в работе электронная база данных по расплавно-кристаллическим равновесиям изверженных пород (система ИНФОРЭКС), включающая результаты более 10000 экспериментов, поисковые процедуры, программы обработки экспериментальной информации и тестирования уравнений равновесия, составляющих термодинамический базис моделей кристаллизации.

3. На основе разработанных моделей фазовых равновесий предложены новые методы оценки Р-Т-/,о2 параметров дифференциации магм в сочетании с определением первичных фазовых пропорций и составов при образовании конкретных базальтоидов. Эти подходы апробированы на классических магматических объектах, включая крупные расслоенные интрузивы, силлы Сибирской платформы, эталонные серии вулканических пород Центральной Атлантики, Восточной Камчатки и Моря Кризисов на Луне.

4. Результаты термометрии пород расслоенных плутонов (Скергаард, Портридж Ривер) и дифференцированных силлов (Вельминский, Вовуконский, Каменистый) позволили определить широкий диапазон кристалличности магм (20-70%) при незначительных вариациях температуры внедрения (1150-1170°С) и состава исходных расплавов, которые отвечают ферробазальтам толеитовых серий.

5. На примере базальтового материала из Моря Кризисов на Луне показано, что данные расчета фазовых равновесий для отдельных фрагментов можно использовать с целью пределения семейств котектических линий (температура-состав), позволяющих разделить сильно дробленый и перемешанный материал лунного реголита на группы пород, относящихся к продуктам кристаллизации различных магм.

6. Разработаны новые модели равновесий Мг-расплав и 7/т-расплав, которые дают возможность рассчитывать температуры кристаллизации оксидов переменного состава с точностью ~15°С и 10°С. Включение этих моделей в программу КОМАГМАТ позволило приступить к исследованиям влияния открытых и закрытых по кислороду систем на фракционирование базальтовых расплавов и образование ферроандезитов. На этой основе впервые проведены расчеты фракционирования скергаардской магмы и предложена новая методика оценки редокс-условий формирования базальт-андезит-дацитовых серий, применимость которой продемонстрирована на примере ферродиоритов Чажминского силла (Восточная Камчатка).

7. Используя высокобарную версию модели КОМАГМАТ предложен способ барометрии толеитовых стекол Мирового океана, включающий расчет линий фракционной кристаллизации исходного расплава при различных давлениях и сопоставление модельных трендов с вариациями природных составов в координатах СаО/А12Оз-МдО. Результаты ЭВМ-барометрии толеитовых стекол Центральной Атлантики указывают на диапазон давлений 2-7 кбар.

8. Обоснована концепция декомпрессионного фракционирования как главного механизма образования высокоглиноземистых магм из мантийного расплава. Впервые разработана и использована модель неизобарической (декомпрессионной) фракционной кристаллизации базальтовой магмы в присутствии воды. Показано, что формирование химических особенностей базальтов Ключевского вулкана отвечает полибарическому фракционированию водосодержащего высокомагнезиального расплава в интервале глубин 60-20 км.

9. Разработана программа моделирования внутрикамерной дифференциации базальтовых магм, объединяющая модель кристаллизации базальтов (КОМАГМАТ) и систему уравнений динамики тепломассопереноса по конвек-ционно-кумуляционному механизму (Френкель и др., 1988). При помощи этой программы (ИНТРУЗИВ) впервые проведены расчеты, моделирующие процессы дифференциации при остывании слоя расплава, отвечающего комплексу "изверженных" пород Садбери (Онтарио, Канада). Установлено, что полный разрез "интрузивного" комплекса (от норитов до гранофиров) не мог формироваться посредством кристаллизационной дифференциации в закрытой системе. Это накладывает ограничения на модели импактного происхождения и эволюции исходных магм Садбери (Онтарио, Канада).

Практическое значение. Разработанные автором программы и методики получили широкое распространение среди петрологов. Модель КОМАГМАТ установлена во многих научных центрах, включая МГУ им. М.В.Ломоносова, ИО РАН, ИГЕМ РАН, ИГГД (Санкт-Петербург), ИВ и ИВГ ДВО РАН (Петропавловск-Камчатский), ОИГГиМ СО РАН (Новосибирск), ИГ СО РАН (Иркутск), ГИН КНЦ (Апатиты), ГИН СО РАН (Улан-Удэ) и несколько десятков зарубежных организаций. Эта программа была задействована при подготовке ряда диссертационных работ; в течение 10 лет используется при обучении студентов и аспирантов геохимических специальностей МГУ, начиная с 1996 г. - в спецкурсе "Моделирование магматических систем" в НГУ.

Объекты исследования и фактический материал. Петрологическая часть работы основана на обработке информации по составам минералов и пород, собранных в совместных экспедициях отрядов ГЕОХИ РАН с кафедрой геохимии МГУ (р. Подкаменная Тунгуска, 1976; верховья р. Вилюй, 1980) и Институтом вулканологии ДВО РАН (Кроноцкий полуостров, 1982, 1984; Ключевской вулкан, 1987). Данные по строению плутонов Партридж Ривер (Дулутский комплекс, США) и Садбери (Онтарио, Канада) были предоставлены К.Чалокву (Обурнский ун-т, США) и А.Дойчем (ун-т Мюнстера, Германия). Информация по петрохимии и минералогии Скергаардского интрузива, составам толеитовых стекол Центральной Атлантики и большинства пород Моря Кризисов на Луне представляет литературные данные.

Структура работы и методы исследования. Диссертация состоит из 6-ти глав, введения и заключения. Материал работы изложен на 405 страницах, которые содержат 126 рисунков и 39 таблиц. Список цитируемой литературы включает 430 наименований. Гпавные методы исследования - программирование, проведение термодинамических расчетов и сопоставление полученых результатов с данными природных наблюдений.

Апробация работы. По теме диссертации опубликована 166 работ, включая соавторство в коллективной монографии "Динамика внутрикамерной дифференциации базитовых магм магм" (1988), 46 публикаций в журналах Геохимия, Петрология, Доклады РАН, Известия РАН, Записки ВМО, Журнал ВХО, American Mineralogist, Computers and Geosciences, Contributions to Mineralogy and Petrology, Geochimica and Cosmochimica Acta, Journal of Geological Education, Meteoritics and Planetary Sciences и 5 статей в тематических сборниках.

Результаты исследований докладывались на 25 отечественных и 29 международных совещаниях и конференциях, в том числе: IX, X, XII, XIV и XVI семинарах "Геохимия магматических пород" (Москва, 1983, 1984, 1986, 1988,

1991), III, IV и V Всесоюзных симпозиумах по кинетике и динамике геохимических процессов (Новосибирск, 1979; Киев, 1983; Черноголовка, 1989); VI, VIII, IX и X Всесоюзных школах по морской геологии (Геленджик, 1984; Москва, 1988, 1990,

1992), I и II Всесоюзных симпозиумах "Термодинамика в геологии" (1985, 1988); IX и XIII Российских совещаниях по экспериментальной минералогии (Черноголовка, 1986, 1995); XIII, XIV, XVII, XXII, XXIII, XXIV, XXV, XXVII и XXVIII Международных конференциях по Луне и планетам (Хьюстон, 1982, 1983, 1986, 1991-94, 1996, 1997), Сессии Американского геофизического союза (Балтимор, 1995), XXX Международном Геологическом конгрессе (Пекин, 1996), Международной конференции "Минеральные равновесия и базы данных" (Финляндия, 1997) и "Крупные метеоритные удары и планетарная эволюции (Канада, 1997).

Работа была начата в 1976 г. в составе коллектива сотрудников кафедры геохимии МГУ и ГЕОХИ РАН, объединенного вокруг А.А. Ярошевского задачей разработки теории дифференциации магм. С 1978 г. автор проводил исследования в лаб. сравнительной планетологии, а с 1989 г. - в лаб. термодинамики и математического моделирования природных процессов ГЕОХИ РАН.

Важнейшие результаты получены совместно с

М.Я.Френкелем который привнес глубокое понимание механизмов химической дифференциации и сформулировал методические основы их ЭВМ-моделирования. Автор глубоко признателен Г.С.Барминой - своей супруге и многолетнему соавтору за помощь и поддержку с ранних этапов становления работы. Искренняя благодарность коллегам - Р.Р.Альмееву, Л.И.Апинян, А.А.Ьорисову, К.В.Буадзе, Е.А.Вассерману, А.С.Гавердовской, Д.Д.Бадюкову, А.И.Иванову, Ь.А.Иванову, Б.С.Кирееву, Е.В.Коптеву-Дворникову, Г.С.Кривоплясову, В.П.Крючкову, С.С.Мешалкину, Г.С.Николаеву, А.Ю.Озерову, М.И.Петаеву, Т.И.Цехоне и О.И.Яковлеву за плодотворное сотрудничество и дружеское участие.

Автор выражает признательность руководству Института и заведующим лабораториями в лице В.Л.Барсукова , Э.М.Галимова, Б.Н.Рыженко,

К.П.Флоренского

А.Т.Базилевского и О.Л.Кускова, которые в различные периоды поддерживали проведение исследований.

10

Большое влияние на содержание диссертационной работы оказали дискуссии с Л.В.Дмитриевым, Г.С.Закариадзе, Р.А.Ишбулатовым, А.А.Кадиком, Л.Н.Когарко, Л.Д.Кригманом, О.И.Луканиным, А.П.Максимовым, В.Л.Масайтисом, М.В.Мироненко, М.А.Назаровым, В.Б.Наумовым, Г.В.Нистеренко , П.Ю.Плечовым, М.В.Портнягиным, И.Д.Рябчиковым, С.А.Силантьевым, А.В.Соболевым, Н.М.Сущевской, Л.С.Тарасовым , А.А.Ульяновым, С.А.Хубуная, А.И.Шапкиным и В.Н.Шараповым.

Автор благодарит зарубежных коллег - Дж.Вуда, А.Дойча, Дж.Лонги, А.Мак-Ьирни, Ь.Марша, Р.Нильсена и К.Чалокву за конструктивное сотрудничество и обсуждение широкого круга петрологических проблем. Особую признательность хочется высказать друзьям-коллегам по Институту и других организаций, доброжелательное отношение и помощь которых внесли свой вклад в реализацию планов исследования.

В разное время работа была поддержана грантами Национального научного фонда США (Ж/7 ЕАН-9206647), Международного научного фонда (М1Ы000, М1М300), Российского фонда фундаментальных исследований (94-05-16098, 9605-64231, 96-89054) и Министерства Науки РФ (проект "Петрология и геохимия островодужного магматизма Курило-Камчатского региона"), в которых автор являлся руководителем или ответственным исполнителем.

Основные условные обозначения

Типичные индексы индекс химического элемента [п - общее число компонентов)

У индекс минерала (т - количество минералов) г компонент твердого раствора - минал (Яф - количество миналов)

5 общее обозначение твердой фазы

1 расплав

Интенсивные параметры т температура равновесия (кристаллизации) в системе т> (¿ГУ) температура равновесия с расплавом] -минерала в сухой системе

Т) 1нго температура равновесия с расплавому'-минерала в водной системе р давление

02 фугитивность кислорода

С, - весовые концентрации / - элемента (в верхним индексом у , 5 или 1)

- весовые или мольные концентрации / - элемента (компонента) с нго весовая концентрация воды в расплаве

Некоторые экстенсивные параметры ж'" - масса расплава или твердой фазы - ур-е (1.3) р-(') . 1 валовые весовые пропорции минеральных фаз в системе р, - весовая доля расплава в системе рр^ро первичные фазовые пропорции магматических пород (см. Главу 3) л - весовые пропорции кристаллизации минералов

Константы распределения и равновесия

- весовой коэффициент распределения ; - элемента между - минералом и расплавом к! - мольный коэффициентраспределения / - элемента к, - средневзвешенный (комбинированный) весовой коэффициент распределения 1 - элемента между твердой фазой и расплавом

- константа обменного равновесия (коэффициент сокристаллизации)

Кед константа равновесия химической реакции

К}г - константа равновесия для реакции кристаллизации г - компонента - минерала

Эмпирические параметры мл- регрессионные коэффициенты геотермометров минерал-расплав

- коэфф. учета влияния давления - ур-е (2.48) - коэфф. пропорциональности при учете влияния НгО - ур-е (2.49)

Термодинамические обозначения к Глове 2 фазы системы (Ф- общее количество фаз) свободная энергия Гиббса изменение свободной энергии системы или реакции изменение энтальпии системы или реакции изменение энтропии системы или реакции объемный эффект реакции кристаллизации газовая постоянная стехиометрические коэффициенты реакций кристаллизации г - компонента j - минерала активности компонентов в расплаве или минералах концентрации компонентов в расплаве или минералах коэффициенты активности компонентов химические потенциалы компонентов расплава или минерала количество молей компонентов расплава или минерала количество молей расплава в системе количество молей j - минерала в системе мольные пропорции кристаллизации минералов температура прогнозного равновесия с расплавом для г - компонента j - минерала машинная точность расчета температуры в модели КОМАГМАТ точность расчета состава расплава в модели КОМАГМАТ

Минералы и компоненты твердых растворов плагиоклаз (Ог - ортоклаз, Ab - альбит, An - анортит) оливин (Fa - фаялит, Fo - форстерит) высоко-Са пироксен (для ранних моделей кристаллизации) низко-Са пироксен (для ранних моделей кристаллизации) пироксен (общее обозначение) клинопироксен (Di - диопсид) авгит (Fs - ферросилит, En - энстатит, Wo - волластонит) ортопироксен пижонит шпинель (хромит) магнетит (Mag - РезС>4, Ulv - Fe2Ü04) ильменит (Нет - Fe203l II - РеТЮз)

Характеристики процессов фракционирования фактор фракционирования расплава - ур-е (1.8) степень фракционирования (кристаллизации) расплава смещение степени фракционирования (шаг кристаллизации) скорость декомпрессии кристаллизующегося расплава

Параметры внутрикамерной дифференциации (Гпава 6)

Z = h/h0 К и hL t * t

А t

Cr

Pr Kr T 0 juq*Jlq ка

Jus и jj; Я, и p, jdir jdir

ТСОП

J S(U) vdir и ydir

F. mag

Fl

Л fi mag К

CR

Strock i(U/L)

AhT относительная высота положения породы (А0 - мощность) положение верхней и нижней границы магмы время длительность закалочного режима временной интервал, отвечающий сдвигу степени фракционирования расплава А<рсг теплоемкость вмещающих пород плотность вмещающих пород температуропроводность вмещающих пород температура на верхнем фронте кристаллизации потоки тепла на верхнем и нижнем фронте кристаллизации

Коэффициент пропорциональности потоков - ур-е (6.2) суммарные потоки твердых фаз на верхнем и нижнем фронте теплота кристаллизации и плотность магматического расплава потоки направленной кристаллизации (и - верхний, Ь - нижний) поток объемной кристаллизации на верхнем фронте скорости фронтов направленной кристаллизации скорость продвижения нижнего фронта кумуляции кристалличность магмы (доля взвешенных минеральных зерен) общая доля кумулятивных кристаллов в нижней зоне объемная доля взвешенных в магме минеральных зерен доли кумулятивных минералов (1 < ]<т) скорость оседания кристалликов данного минерального вида предельная (максимальная) кристалличность кумулуса состав пород, формирующихся на верхнем и нижнем фронте мощности верхней и нижней закалочной зоны

Другие обозначения

NF - компоненты - сеткообразователи расплава

NM - компоненты - модификаторы расплава

MGN - магнезиальность Mg0/(Mg0+Fe2+0)

OLIV, PLAG, QTZ- компоненты проектирования составов расплавов (систем)

СРХ, AN, AB на треугольные фазовые диаграммы

Feox = Fe^ / (Fe3+ +Fe1+) - общая степень окисления железа в расплаве

Fe(II) = Fe2+ /(Fe3+ +Fe2+)- общая степень восстановления железа в расплаве

Щ WM, - кислородные буферы (железо-вюстит, вюстит-магнетит,

QFM.NNO кварц-фаялит-магнетит, никель-бунзенит)

Заключение диссертации по теме «Геохимия», Арискин, Алексей Алексеевич

1.6. Выводы

В этой главе мы попытались проследить развитие представлений о фракционировании базальтовых магм, методов построения аналитических и численных моделей фракционной кристаллизации и рассмотреть важнейшие вопросы динамики фракционирования магматических систем. Затронутые здесь чисто петрологические проблемы (в частности, соотношения основных и кислых дифференциатов) не исчерпывают круг вопросов, связанных с формированием магматических серий, а служат скорее иллюстрацией задач, при решении которых на первый план выходит концепция кристаллизационного фракционирования. Данные геологических наблюдений и петролого-геохимических исследований, анализ теоретических представлений и результатов экспериментальных работ, личный опыт автора по ЭВМ-моделированию и генетической интерпретации разнообразных ассоциаций изверженных пород свидетельствуют в пользу боуэновской гипотезы, что именно кристаллизационные процессы являются главным, определяющим фактором магматической эволюции.

До сих пор не предложено альтернативного физико-химического механизма, при помощи которого можно было бы так же последовательно согласовать (1) направленность петрохимических трендов магматических серий, (2) порядок смены минеральных парагенезисов, (3) изменение составов минералов, (4) характер эволюции содержаний микроэлементов и (5) данные по составам расплавных включений в минералах. Эти выводы не противоречат проявлениям других механизмов дифференциации (смешение, ассимиляция, ликвация): напротив, сопряженность этих процессов рассматривается большинством петрологов как необходимое условие эволюции вулканических систем или дифференциации магмы в камере. При этом важно, что процессы кристаллизационного фракционирования остаются ведущим фактором, генерирующим химическое разнообразие составов пород и минералов.

Эта позиция автора во многом определила направленность диссертационной работы, где главный акцент сделан на разработке и практическом использовании ЭВМ-моделей фазовых равновесий для анализа процессов кристаллизации магматических расплавов. Наличие корректной реалистичной модели фазовой диаграммы для магм широкого диапазона составов является важнейшим элементом любых моделей магматической дифференциации. Применительно к процессам природного фракционирования это условие приобретает решающую роль, если учесть их многофакторность, возможность протекания неидеальных и промежуточных процессов, разнообразие термодинамических параметров кристаллизации.

Анализ конвекционных явлений, сопровождающих дифференциацию магм по кристаллизационным механизмам, приводит к важному выводу, что процессы фракционирования реализуются в условиях преобладания общей конвекции над фазовой. Это подразумевает, что объектом нашего изучения будут магматические системы, для которых характерно интенсивное перемешивание, гомогенизация расплава и отсутствие значительных градиентов температуры и состава в камере на каждой стадии процесса. Физическая природа этой конвекции иногда представляется ясной (см. раздел по моделированию внутрикамерной дифференциации - Глава 6), в других случаях должна являться предметом дальнейших исследований (см. модель полибарического фракционирования в вулканических системах - Гпава 5).

Список литературы диссертационного исследования доктор геолого-минералогических наук Арискин, Алексей Алексеевич, 1999 год

1. Арискин A.A. (1985) Динамика разделения химических элементов при кристаллизации основных и ультраосновных магм. Дисс. . канд. геол.-мин. наук. М.: ГЕОХИ АН СССР. 205 с.

2. Арискин A.A., Френкель М.Я. (1982) Моделирование фракционной кристаллизации основных силикатных расплавов на ЭВМ. Геохимия. N 3. с. 338-339.

3. Арискин A.A., Бормина Г.С., Озеров А.Ю., Нильсен Р.Л. (1995) Генезис высокоглиноземистых базальтов Ключевского вулкана. Петрология. Т. 3. N 5. с. 42-67.

4. Бабанский А.Д., Рябчиков И.Д., Богатиков O.A. (1983) Эволюция щелочноземельных магм. М.: Наука. 96 с.

5. Бармина Г.С., Френкель М.Я., Ярошевский A.A., Арискин A.A. (1982) Кристаллизационное перераспределение элементов-примесей в пластовых интрузивах. В кн.: Динамические модели физической геохимии. Новосибирск: Наука, с. 45-55.

6. Бормина Г.С., Арискин A.A., Френкель М.Я. (1989) Петрохимические типы и условия кристаллизации плагиодолеритов Кроноцкого полуострова (Восточная Камчатка). Геохимия. N 2. с. 192-206.

7. Барсуков В.Л., Дмитриев Л.В., Гаранин A.B. (1979) Основные черты геохимии лунных пород. В кн.: Грунт из материкового района Луны. М.: Наука, с. 18-30.

8. Богатиков O.A., Цветков A.A. (1988) Магматическая эволюция островных дуг. М.: Наука. 249 с.

9. БоуэнН.Л. (1934) Эволюция изверженных пород. ОНТИ НКТП СССР. 324 с.

10. Браун Дж.М. (1983) Проблема разнообразия изверженных горных пород. В кн.: Эволюция изверженных пород. М.: Мир. с. 13-23.

11. Виноградов А.П., Ярошевский A.A. (1965) О физических условиях зонного плавления в оболочках Земли. Геохимия. N 7. с. 779-790.

12. Вуд Б., Фрейзер Д. (1981) Основы термодинамики для геологов. М.: Мир. 182 с.

13. Гельперин Н.И., Носов Г.А. (1975) Основы техники кристаллизации расплавов. М.: Химия. 351 с.

14. Геологический словарь (том первый). (1978) Под ред. К.Н.Паффенгольца. М.: Недра. 486 с.

15. Гиорсоу М.С. (1992) Моделирование магматических систем: термодинамические соотношения. В кн.: Термодинамическое моделирование в геологии. Минералы, флюиды и расплавы. М.: Мир. с. 464-484.

16. Кадик A.A., Максимов А.П., Иванов Б.В. (1986) Физико-химические условия кристаллизации и генезис андезитов. М.: Наука. 158 с.

17. Кадик A.A., Луканин O.A., Лапин И.В. (1990) Физико-химические условия эволюции базальтовых магм в приповерхностных очагах. М.: Наука. 346 с.

18. Кадик A.A., Френкель М.Я. (1982) Декомпрессия пород коры и верхней мантии как механизм образования магм. М.: Наука. 120 с.

19. Коптев-Дворников Е.В., Ярошевский A.A., Френкель М.Я. (1979) Кристаллизационная дифференциация интрузивного магматического расплава: Оценка реальности седиментационной модели. Геохимия. N 4. с. 488-508.

20. Кравченко С.М. (1977) Фракционирование малых элементов при дифференциации базитовых магм. М.: Наука. 218 с.

21. Кременецкий A.A., Овчинников Л.Н. (1986) Геохимия глубинных пород. М.: Наука. 262 с.

22. Кузнецов Ю.А. (1990) Проблемы происхождения и формационного анализа магматических образований. Избранные труды (111 том). Новосибирск: Наука. 292 с.

23. Левинсон-Лессинг Ф.Ю. (1934) Проблема генезиса магматических пород и пути к ее разрешению. Л.: Изд. АН СССР. 58 с.

24. Луконин O.A. (1985) О причинах бимодального распределения пород вулканических серий. Геохимия. N 3. с. 348-359.

25. Магматические горные породы: Эволюция магматизма в истории Земли (1987). Под ред. В.И.Коваленко. М.: Наука. 438 с.

26. Маракушев A.A. (1988) Петрогенезис. М.: Недра. 293 с.

27. Масайтис В.Л. (1958) Петрология Аламджахской трапповой интрузии. Л.: Тр. ВСЕГЕИ. Т. 22. 136 с.

28. Мюллер Р., Саксена С. (1980) Химическая петрология. М.: Мир. 517 с.

29. Нестеренко Г.,В., Альмухамедов А.И. (1973) Геохимия дифференцированных траппов. М.: Наука. 199 с.

30. Озеров А.Ю., Арискин A.A., Кайл Ф., Богоявленская Г.Е., Карпенко С.Ф. (1997) Петролого-геохимическая модель генетического родства базальтового и андезитового магматизма вулканов Ключевской и Безымянный (Камчатка). Петрология. Т. 5. N 6. с. 228-239.

31. Осборн Е.Ф. (1983) Реакционный принцип. В кн.: Эволюция изверженных пород. М.: Мир. с. 136-171.

32. Папанастасиу Д.А., Вассербург ГДж. (1979) Rb-Sr возраст образцов, доставленных Луной-20 и Аполлоном-16. В кн.: Грунт из материкового района Луны. М.: Наука, с. 488-500.

33. Перчук Л.Л., Рябчиков ИД. (1976) Фазовое соответствие в минеральных системах. M : Наука. 287 с.

34. Поляков А.И., Муравьева Н.С. (1981) Дифференцированные риолит-базальтовые серии Исландии и происхождение кислых эффузивов: модель фракционной кристаллизациии. Геохимия. N 9. с. 1362-1379.

35. Пресналл Д.К. (1983) Фракционная кристаллизация и частичное плавление. В кн.: Эволюция изверженных пород. М.: Мир. с. 67-83.

36. Рябчиков ИД. (1965) Термодинамический анализ поведения малых элементов при кристаллизации силикатных расплавов. М.: Наука. 119 с.

37. Рябчиков ИД., Вэнке X. (1996) Магмообразование в мантии Марса. Геохимия. N 8. с. 691-698.

38. Рябчиков ИД. (1997) Состав верхней мантии Земли. Геохимия. N 5. с. 467-478.

39. Сафронов B.C., Витязев A.B., Маева C.B. (1978) Проблемы начального состояния и ранней эволюции Земли. Геохимия. N 12. с. 1763-1769.

40. Соболев B.C. (1936) Петрология траппов Сибирской платформы. Л.: Изд-во Главсевморпути. 224 с.

41. Соболев A.B. (1996) Включения расплавов в минералах как источник принципиальной петрологической информации. Петрология. Т. 4. N 3. с. 228239.

42. Сурков Ю.А. (1985) Космохимические исследования планет и спутников. М.: Наука. 309 с.

43. ТеркотД., Шуберт Дж. (1985) Геодинамика. М.: Мир. 730 с.

44. Трубицын В.П., Харыбин Е.В. (1991) Термоседиментационная конвективная неустойчивость двухкомпонентной вязкой жидкости. Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. N 2. с. 3-17.

45. Трубицын В.П., Харыбин Е.В. (1997) Конвекция в магматических камерах, вызванная инверсией распределения по глубине осаждающихся кристаллов. Физика Земли. N 5. с. 47-52.

46. Тэйлор С.Р., Мок-Леннан С.М. (1988) Континентальная кора (ее состав и эволюция). М.: Мир. 379 с.

47. Уэйджер Л., Браун Г. (1970) Расслоенные изверженные породы. М.: Мир. 552 с.

48. Флоренский К.П., Бозилевский А.Т., Бурба Г.А. и др. (1981) Очерки сравнительной планетологии. М.: Наука. 326 с.

49. Френкель М.Я. (1982) Геохимическая структура пластового интрузива. В кн.: Динамические модели физической геохимии. Новосибирск: Наука, с. 19-30.

50. Френкель М.Я (1995) Тепловая и химическая динамика дифференциации базитовых магм. М.: Наука. 239 с.

51. Френкель М.Я., Арискин А.А. (1984) Алгоритм решения на ЭВМ задачи равновесия для кристаллизующегося базальтового расплава. Геохимия. N 5. с. 679-690.

52. Френкель М.Я., Ярошевский А.А., Арискин А.А., Бормина Г.С., Коптев-Дворников Е.В., Киреев B.C. (1988) Динамика внутрикамерной дифференциации базитовых магм. М.: Наука. 216 с.

53. Фролова Т.И., Бурикова И.А., Гущин А.В., Фролов В.Т., Сывороткин В.Л. (1985) Происхождение вулканических серий островных дуг. М.: Недра. 275 с.

54. Шарапов В.Н., Черепанов А.Н. (1986) Динамика дифференциации магм. Новосибирск: Наука. 188 с.

55. Шарапов В.Н., Черепанов А.Н., Попов В.Н., Лобов А.Г. (1997) Динамика охлаждения базитового расплава при заполнении воронковидной интрузивной камеры. Петрология. Т. 5. N 1. с. 10-22.

56. Шарков Е.В. (1980) Петрология расслоенных интрузий. Л.: Наука. 183 с.

57. Шейнманн Ю.М. (1968) Очерки глубинной геологии. М.: Недра. 232 с.

58. Ярошевский А.А. (1986) О происхождении гранитного вещества континентальной коры. Докл. АН СССР. Т. 291. N 2. с. 444-447.

59. Baity Е.В., Clough C.D., Wright W.B., Richey J.E., Wilson G.V., Thomas H.H. (1924) Tertiary and post-tertiary geology of Mull, Loch Aline, and Oban. Mem. Geol. Surv. Scot. 445 p.

60. Bartlett R.W. (1969) Magma convection, temperature distribution, and differentiation. Amer. J. Sci. V. 267. p. 1067-1082.

61. Bergantz G. W. (1990) Melt fraction diagrams: The link between chemical and transport models. Rev. Mineral. V. 24. p. 239-257.

62. Bowen N.L., Schairer J.F. (1935) The system Mg0-Fe0-Si02. Amer. J. Sci. V. 29. p. 151-217.

63. Bradley R.S. (1962) Thermodynamic calculations on phase equilibria involving fused salts, Part II, Solid solutions and applications to the olivines. Amer. J. Sci. V. 260. p. 550-554.

64. Campbell I.H. (1996) Fluid dynamic processes in basaltic magma chambers. In: Layered Intrusions (Ed. Cawthorn R.G.). Amsterdam: Elsevier, p. 45-76.

65. Corwin C., Fodor R.V., Roisenberg A. (1986) Silicate-phase compositions in the Serra Geral (Parana) continental flood-basalt province, southern Brazil. Neues Jahrbuch Mineral. Abh. V. 154. N 1. p. 57-73.

66. DePaolo D.J. (1981) Trace element and isotopic effects of combined wallrock assimilation and fractional crystallization. Earth Planet. Sci. Lett. V. 53. p. 189-202.

67. Dodd R.T. (1981) Meteorites: a petrologic-chemical synthesis. Cambridge: Cambridge University Press. 368 p.

68. Drake M.J. (1976a) Evolution of major mineral element abundances during fractional crystallization of a model lunar composition. Geochim. Cosmochim. Acta. V. 40. p. 401-411.

69. Drake M.J. (1976b) Plagioclase-melt equilibria. Geochim. Cosmochim. Acta. V. 40. p. 457-465.

70. Duke M.B., Silver L.T. (1967) Petrology of eucrites, howardites and mesosiderites.

71. Jaupart C., Tait S. (1995) Dynamics of differentiation in magma reservoirs. J. Geophys.

72. Amsterdam: Elsevier. 531 p. Longhi J. (1977) Magma oceanography 2: chemical evolution and crustal formation. In:

73. Proc. Lunar. Planet. Sci. Conf. 8th: Pergamon Press, p. 601-621. Maaloe S. (1976) Quantitative aspects of fractional crystallization of major elements. J. Geol. V. 84. p. 81-96.

74. Petrol. V. 30. Part 3. p. 479-530. McBirney A.R., Nakamura Y. (1974) Immiscibility in late stage magmas of the

75. Rieder R., Economou T., Wanke H., Turkevich A. et al. (1997) The chemical composition of Martian soil and rocks returned by the mobile alpha proton X-ray spectrometer: preliminary results from the X-ray mode. Science. V. 278. N 5344. p. 1771-1774.

76. Roeder P.L., Emslie E. (1970) Olivine-liquid equilibrium. Contrib. Mineral. Petrol. V. 29. p. 275-289.

77. Roeder P.L. (1974) Activity of iron and olivine solubility in basaltic liquids. Earth Planet.

78. Sci. Lett. V. 23. p. 397-410. Simakin A., Trubitsyn V., Schmeling H. (1994) Structure of the boundary layer of a solidifying intrusion with crystal sedimentation. Earth Planet. Sci. Lett. V. 126. p. 333-349.

79. Sinton J., Langmuir C., Bender J., Detric R. (1992) What is a magma chamber? Ridge

80. Глава 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ КОМАГМАТ

81. Методы решения задачи термодинамического равновесия в закрытой расплавно-минеральной системе

82. Термодинамическое обоснование предложенных алгоритов было дано только в нескольких работах {Френкель, Арискин, 1984аб; Ghiorso, 1985, 1994; Weaver, Langmuir, 1990; Ariskin etai, 1993; Camur, Kilinc, 1995).

83. Специфика моделей, включающих силикатный расплав