ТРОЙНИ ТВЪРДИ РАЗТВОРИ НА АЛКАЛНИ КЛИНОПИРОКСЕНИ И ТЯХНОТО РАВНОВЕСИЕ С БИОТИТ (ЕКСПЕРИМЕНТАЛЕН

Евгения Астрецова преди 2 години Преглеждания:

2 3. Техника на експеримента. Ампулите се зареждат със смес, представляваща следната реакционна смес: синтетичен клинопироксен и биотит в съотношение 3:1, разтворът се излива. Съотношението проба:разтвор беше 15±3. След запечатване ампулите се поставят в реактора. Времето за влизане в режим беше 2-4 часа, а продължителността на експериментите - един ден. За да се ускори постигането на равновесие, се използва разтвор на силен минерализатор на калиев флуорид (концентрацията на KF е 10 тегл.%). Кислородният потенциал съответства на равновесието желязо-вюстит или равновесието на графит с водна течност (Gramenitskii et al., 2000). Подходът към баланса беше извършен от две страни. 4. Методи за анализиране на резултатите от експериментите. След експериментите, продуктите от експериментите бяха анализирани чрез микросонда и рентгенов анализ. Използвахме микросонди Camebax с енергийно-дисперсивен детектор на Link и дигитален сканиращ електронен микроскоп CamScan MV2300 (VEGA TS 5130MM), оборудван с YAG вторични и отразени електронни детектори и енергийно-дисперсивен рентгенов микроанализатор с INCA Energy Link Si(Li) полупроводников детектор. Резултатите от рентгеноспектралния микроанализ бяха изчислени с помощта на програмата INCA Energy 200 с последващо преизчисляване на получените резултати с помощта на софтуерния пакет, разработен в IEM RAS. Точността на оценката на състава на клинопироксените и биотитите е не по-лоша от 2 mol%. Рентгеновият анализ е извършен на апарат Brucker. Като вътрешен стандарт се използва силиций със спектрална чистота (a = [A]). Усъвършенстването на PEA се извършва чрез отражения в диапазона от ъгли 7-39 o ( ). Изчисляването на PEC беше извършено с помощта на програмитеLCC, PUDI (Burnham, 1991). ЕКСПЕРИМЕНТАЛНИ РЕЗУЛТАТИ 1. Параметри на елементарна клетка на трикомпонентни твърди разтвори на клинопироксени от системата диопсид егирин хеденбергит. Изследване с микросонда показа, че синтетичните клинопироксени отговарят на теоретичните формули. Съдържанието на егирин в синтетичните клинопироксени съответства на молна фракция X Aeg CPx3 =0,22±0,03. Въз основа на рентгеновото изследване са уточнени параметрите на единичната клетка на клинопироксените. PIC изчисленията бяха извършени за пространствената група c2/c (Таблица 1). За аналитичното описание на параметрите на елементарната клетка на синтетични клинопироксени бяха използвани полиноми от вида: P = A 0 + A 1 *x + A 2 *(x 2 ) + A 3 * (x 3 ) (1) където x е молната част на магнезия в клинопироксените. Стойностите на коефициентите на уравненията от тип (1) за изчисляване на PEC на трикомпонентни твърди разтвори на клинопироксени с молна фракция на егирин, равна на 0,2, са дадени в таблица 2. 1 е показана зависимостта на обема на елементарната клетка от състава. Вижда се, че тройните твърди разтвори се характеризират със знакоредуващо се отклонение от идеалността. Използва се приближението на Margules за описание на излишния обем на смесване на твърди разтвори на клинопироксени. За тройни твърди разтвори (егирин диопсид хеденбергитова система, егирин молна фракция 0,2) са получени следните параметри на уравнението на Маргулес: W1 = 3,59(±12); W2 \u003d -2,66 (± 8) cm 3 / mol. Тези параметри значително надвишават стойностите на подобни параметри за бинарни твърди разтвори хеденбергит диопсид: W1 = 0,34(±0,03); W2 = 0,71(±0,15) cm3/mol, което показва увеличаване на неидеалността на твърдия разтвор на диопсидеденбергит при включването на егириновия краен елемент. Фиг. 2. Разпределение на магнезий и желязо между тройни твърди разтвори на клинопироксен и биотит. Експериментите с катионен обмен бяха проведени при ºС и1,5 kbar. Като изходни материали се използват синтетични твърди разтвори 22.

3 тройни клинопироксени (CPx-3) и синтезирани при 650°C и 1,5 kbar флогопит и анит. Подходът към баланса беше извършен от две страни. Първоначалните състави на минералите и резултатите от експериментите за катионен обмен са представени в табл. 3. Въз основа на 10 експеримента с катионен обмен е получена изотерма на разпределение на Mg и Fe между CPx-3 и Bi. (фиг. 2). Коефициентът на разпределение на Mg между клинопироксен и биотит (K D ) се описва със следното уравнение от трети ред: ln(k D ) = *x *x *x 3 (±0,40), където X е молната част на магнезий в клинопироксен (x=mg/(mg+fe 2+ )). С помощта на това уравнение бяха изчислени енергийните параметри на асиметричния модел на Margules, за да се опише излишната енергия на смесване на твърди разтвори на клинопироксени (система Aeg Di Hed; молна фракция на егирин 0,2±0,04): W1 = (16,2) и W2 = 24,1 (2,5) kJ/mol. Преди това беше изследвано равновесието CPx-Bi за бинарни твърди разтвори на клинопироксен (Kovalsky et al., 2008, 2009) и беше показана почти идеална смесимост в серията хеденбергит диопсид. По този начин можем да заключим, че неидеалността на твърдия разтвор на хеденбергит диопсид се увеличава с включването на крайния елемент на егирин. Въз основа на данните (Перчук, 1970) за естествената парагенеза на клинопироксен и биотит за изотермата 750ºС са изчислени излишните енергии на смесване на клинопироксените (фиг. 3). Въз основа на нашите експериментални данни, изчисления съгласно трудовете на Perchuk (1970) и (Kowalsky et al. 2008, 2009), бяха извършени изчисленията на излишните интегрални енергии на смесване. Показано е, че стойностите на G e int на твърдите разтвори на хеденбергит диопсид зависят линейно от появата на третия краен елемент (егирин или жадеит) (фиг. 4). Таблица 1. Параметри на елементарна клетка на тройни твърди разтвори на клинопироксени (система Di Hedaeg); молната фракция на егирина е средно 0,21±0,02. Таблица 1. Клетъчни параметри на трикомпонентния клинопироксенов зол>gt;

4 Таблица 2. Коефициенти на полиноми за оценки на PEC на тройни твърди разтвори на клинопироксени (моларната фракция на егирина е

0.2) Таблица 2. Полиномни коефициенти за оценка на клетъчните параметри на тройния клинопироксенов зол>gt;

20 mol.%) И биотит при 750 C и р = 1,5 kbar (x mg cpx (bi) = mg/(mg+ fe 2+). Параметрите на Margules на модела за смесване на клинопироксена са изчислени с биотит и е показано, че стойността на интегралния излишен смесващ директно корелира с мол фракция на третия край на Clinopess, който се смесва директно с биотит и е показано, че стойността на интегралния прекомерна смесващ директно съпоставя с мол фракция на третия край на ClinopyRox (aegirine).