Page 40 - 4497

3+
сіткомодифікаторів, у формі AlO 1,5. Надлишкові Na і K об’єднують з Fe , щоб сформувати

3+
компоненти KFeO 2 і NaFeO 2; Решта Fe враховують як сіткомодифікатор у формі FeO 1,5.
Активності розраховуються з урахуванням ідеальності розчинів.

Вплив домішок води

Відомо, що природні магматичні системи можуть містити певну кількість води. При
цьому верхня межа розчинності води понижується при підвищенні температури і зростає при
підвищенні загального тиску. Так, за емпіричними даними в базальтовому розплаві
розчинність води змінюється від 3,1 % маси за тиску 100 МПа до 9,4 % маси за тиску
600 МПа, а в андезитовому - від 4,5 % маси за тиску 100 МПа до 10,1 % маси за тиску
530 МПа [Hamilton D. L., Burnham C. W., Osborn E. F. The solubility of water and effects of
oxygen fugacity and water content on crystallization of mafic magmas. J. Petrol. 5, 21 - 39, 1964].
Порівняно невисокий рівень масового вмісту води не повинен вводити в оману, адже 4 %
маси води в базальтовій магмі відповідає 10-15 % мольної концентрації, а цього цілком
досить для зміни структури розплаву порівняно з сухими умовами.
І дійсно, можна виділити, декілька важливих для геохімії наслідків наявності
(відсутності) домішок води в магмі:
1) За наявності води можуть утворюватись водовмісні мінерали.
2) Вода, яка відділяється від магми, на заключних етапах застигання може стати
транспортним середовищем для великої кількості елементів, що в іншому випадку були б
зафіксовані в кінцевих продуктах кристалізації (саме в результаті такої міграції формується
значна частина гідротермальних родовищ).
3) Зміни вмісту води в магмі за заданої температури змінює поля стабільності
мінералів у рівновазі з розплавом (наприклад, додавання води розширяє поле кристалізації
- -
олівін і змінює співвідношення полів CPx і OPx на потрійній діаграмі Mg 2SiO 4 CaMgSi 2O 6
SiO 2 (розширюється поле CPx).
4) За наявності води зменшуються температури кристалізації багатьох мінеральних
фаз.
5) Додавання води до безводних силікатних магм призводить до зміни в’язкості.
При цьому в більшості типів магм (крім ультраосновних) спостерігається зменшення
в’язкості (часом дуже суттєве) при додаванні води. Так, при додаванні 4% маси води до
сухого розплаву андезито-базальтового складу за температури 1150С і тиску 100 МПа
в’язкість зменшується з 1000 до 250 пуаз, тобто в 4 рази.
Вважається, що зменшення в’язкості при додаванні води пов’язане з деполімеризацією
розплаву (якщо він, звісно, не був деполімеризований раніше, як розплав олівінового
базальту, наприклад) у результаті реакції води з містковими іонами кисню силікатної сітки за
рівнянням:

H 2O+Si-O-Si2(Si-OH) 7.1

При розчиненні ж води у розплаві зі значною часткою немісткових переходів
відбувається утворення комплексів Si-OH та M(OH)n.
У більшості розплавів вода виступає в ролі основи, але в ультраосновних розплавах
вода може відігравати роль кислоти. Крім того, за експериментальними даними, в
ультраосновних розплавах можливе невелике підвищення ступеня полімеризації (і, тим
самим, в’язкості) розплаву у зв’язку з реакцією:
-
-
H 2O+2(Si-O) Si-O-Si+2OH 7.2
39