Page 37 - 4497

переважно типом з’єднання кременекисневих тетраедрів. Відмінності в ступенях зв’язку
формують різні структурні типи:
- з ізольованими кременекисневими тетраедрами (олівін, в якому іони магнію та заліза
розташовані таким чином, що відбувається локальна нейтралізація негативного заряду
окремої групи SiO 4);
- з ланцюжками тетраедрів (піроксени та амфіболи);
- з шарами тетраедрів (слюди);
- з каркасами тетраедрів, де групи (Si,Al)O 4 з’єднані між собою шляхом усуспільнення
атомів кисню у всіх напрямках (плагіоклази і калієві польові шпати).
В ортопіроксені (Mg,Fe) 2SiO 6 ланцюжки складаються з кременекисневих тетраедрів,
з’єднаних шляхом узагальнення двох киснів у всіх суміжних тетраедрах. Між собою
ланцюжки з’єднані стрічками катіонів, які займають позиції з КЧ=6, однак ці позиції двох
типів. У першій (М1) - катіон оточений шістьма атомами кисню, кожен з яких пов’язаний з
одним атомом кремнію (октаедрична симетрія). У другій (М2) з шести атомів кисню чотири
пов’язані з одним атомом кремнію, а два інших - є містковими, спільними для двох атомів
кремнію, що порушує симетрію. Загалом середня довжина зв’язку в М2 зростає на 2 - 15 %, із
відхиленням кута між зв’язками до 22. Для Mg 0,93Fe 1,07SiO 6 середня відстань від кисню до
катіону в позиції М1 складає 210 пкм (204-217 пкм), а кут О-М 1-О відхиляється від 90 не
більш як на 7,3. У позиції М2 середня довжина зв’язку складає 223 пкм (204-252 пкм), а
відхилення кута О-М 2-О від 90 сягає вже до 22.
Силікатні розплави. Силікатні рідини відігравали, в історії розвитку Землі та інших
тіл Сонячної системи, надзвичайно важливу роль. Наскільки нам відомо первісна земна кора
сформувалася при підйомі розплавів до поверхні та їх охолодженні. Тому розуміння
магматичних процесів є дуже важливою складовою наук про Землю. До останніх одного -
двох десятиріч, основними підходами до магматичної петрології був спостережний та
експериментальний. Результати експериментів з плавлення в лабораторії використовувались
для інтерпретації польових спостережень. Цей підхід був дуже продуктивним і ми
завдячуємо йому більшістю наших знань щодо магматичних процесів. Однак, цей підхід , як і
будь-який інший, має природні межі застосування: фактично кожна магма унікальна за
складом та історією кристалізації. Обмежена експериментальна база не дозволяє здійснити
експерименти з плавлення кожної породи. Тому логічним, для петрологів та геохіміків що
займаються вивченням магматичних процесів, є застосування термодинамічних моделей
силікатного розплаву, як інструменту інтерпретації розвитку магм. За відповідною
“моделлю” взаємодії різних компонентів у силікатному розплаві і відповідними
термодинамічними даними ми можемо прогнозувати стан рівноваги будь-якої магми (магма
складається не лише з рідини, але й з газової та кристалічної фази) для будь-якого
конкретного набору умов. Звісно, на шляху створення конкретних термодинамічних моделей
розвитку магми були (і є) значні перешкоди: оскільки розплави стійкі лише за високих
температур важко отримувати експериментальні дані; силікатні рідини є дуже складними
комплексними розчинами, у яких в достатньо великих концентраціях (для впливу на хід
реакції) знаходиться 8 або й більше компонентів. Та все ж був досягнутий настільки значний
прогрес, що можна говорити про те, що термодинаміка є тепер важливим інструментальним
засобом петрології магм.
Так само, як і у випадку взаємодії твердих силікатних тіл і розчинів електроліту,
застосування термодинаміки до силікатних рідин вимагає певного рівня розуміння взаємодій
що відбуваються на атомарному рівні. Тому, перед освоєнням термодинамічного підходу,
варто коротко розглянути будову розплаву.

36