Сопоставление составов кристаллических алюмосиликатных пород и слагающих эти породы минералов на плоской треугольной проекции

Голицына З.Ф.; Банушкина С.В.; Сурков Н.В

doi:10.15372/GiG20180304

Инд. авторы:	Голицына З.Ф., Банушкина С.В., Сурков Н.В
Заглавие:	Сопоставление составов кристаллических алюмосиликатных пород и слагающих эти породы минералов на плоской треугольной проекции
Библ. ссылка:	Голицына З.Ф., Банушкина С.В., Сурков Н.В Сопоставление составов кристаллических алюмосиликатных пород и слагающих эти породы минералов на плоской треугольной проекции // Геология и геофизика. - 2018. - Т.59. - № 3. - С.322-335. - ISSN 0016-7886.
Внешние системы:	DOI: 10.15372/GiG20180304; РИНЦ: 32698346;
Реферат:	rus: Рассмотрена проблема сравнения кристаллических горных пород по составу между собой и с составом слагающих эти породы минералов. Предложен вариант изображения состава горных пород и составов слагающих эти породы минералов на плоскости в виде треугольника. В основу построения взят опыт изображения составов для фазовых диаграмм. На основе анализа кристаллохимических особенностей клинопироксенов и гранатов показано, что для изображения составов этих и других минералов достаточно трех параметров. Для этого однотипные компоненты составов пород и минералов складываются в молекулярных пропорциях и наносятся на треугольник DO - 1/2(R₂O₃) - XO₂, где DO = (MgO + CaO + FeO + MnO + NiO +...) + 1/4(Na₂O + + Al₂O₃) + 1/4(K₂O + Al₂O₃), 1/2(R₂O₃) = 1/2(Al₂O₃+ Fe₂O₃+ Cr₂O₃+...) - (1/4(Na₂O + Al₂O₃) + 1/4(K₂O + + Al₂O₃)), XO₂= SiO₂+ TiO₂. При этом составы минералов представляют собой суммы слагающих их компонентов: Ol = Fo + + Fa + Lar + Neph +..., Px = Di + En + Wol + Hed + Hyp + Jd + Aeg +..., Ga = Pyr + Gross + Alm + Spe + Ski + + Knr + Mj +..., и т. д. Предложена пошаговая методика расчетов. Дополнительным положительным моментом является возможность расчета содержания двух- и трехвалентного железа в анализах, полученных с помощью электронного микроанализатора, для гранатов и пироксенов. Проведено сопоставление составов глубинных пород и минералов, показавшее хорошее соответствие между составами горных пород и полями составов, которые выделяются исходя из составов слагающих эти породы минералов. Предложенная схема проекции позволяет визуально сравнивать составы пород с малым содержанием карбонатов и воды - от ультраосновных (типа дунитов) до кислых (типа гранитов). eng: The problem of comparison of the composition of crystalline rocks with the composition of the constituent minerals of these rocks is considered. It is proposed to present the composition of rocks and the compositions of the constituent minerals in the form of a triangle on the plane. The experience of presentation of compositions in phase diagrams was taken as a basis for the construction. Analysis of the crystallochemical characteristics of clinopyroxenes and garnets has shown that three parameters are enough for depicting the compositions of these and other minerals. For this purpose, similar composition components of rocks and their minerals are summarized in molecular proportions and are plotted on the triangle DO-1/2(R₂O₃)-XO₂, where DO = (MgO + CaO + FeO + MnO + NiO +...) + 1/4(Na2O + Al2O3) + + 1/4(K2O + Al2O3), 1/2(R2O3) = 1/2(Al2O3 + Fe2O3 + Cr2O3 +...) - (1/4(Na2O + Al2O3) + 1/4(K2O + Al2O3)), and XO2 = SiO2 + TiO2. The compositions of minerals are expressed as the sums of their components: Ol = Fo + Fa + Lar + Neph +..., Px = Di + En + Wol + Hed + Hyp + Jd + Aeg +..., Ga = Pyr + Gross + Alm + Spe + Ski + Knr + Mj +..., etc. A step-by-step calculation algorithm is proposed, which permits evaluation of the contents of bi- and trivalent iron during probe microanalyses of garnets and pyroxenes. Comparison of the compositions of deep-seated rocks and their minerals shows their good consistency. The proposed schematic projection permits a visual comparison of the compositions of rocks with low contents of carbonates and water, from ultrabasic (e.g., dunites) to acid (e.g., granites) ones.
Ключевые слова:	фазовые диаграммы; клинопироксены; гранаты; молекулярные пропорции; формульные коэффициенты; составы фаз; треугольник составов; Rock composition; mineral composition; phase diagram; clinopyroxene; garnet; Molecular proportion; formula factor; phase composition; состав минералов; состав горных пород; composition triangle;
Издано:	2018
Физ. характеристика:	с.322-335
Цитирование:	1. Буллах А.Г. Руководство и таблицы для расчета формул минералов. М., Недра, 1967, 144 с. 2. Брегг У.Л., Кларингбулл Г.Ф. Кристаллическая структура минералов. Т. 1. М., Мир, 1967, 390 с. 3. Дорошев А.М., Малиновский И.Ю. Топологический анализ системы MgO-Al2O3-SiO2 // Экспериментальные исследования по минералогии (1972-1973). Новосибирск, ИГиГ СО АН СССР, 1974, с. 81-86. 4. Дымшиц A.M., Бобров А.В., Литасов К.Д., Шацкий А.Ф., Отани Э., Литвин Ю.А. Экспериментальное изучение фазового перехода пироксен-гранат в системе Na2MgSi5O12 при давлениях 13-20 ГПа: первый синтез натриевого мэйджорита // ДАН, 2010, т. 434, № 3, с. 378-381. 5. Заварицкий А.Н. Введение в петрохимию изверженных горных пород. М., Изд-во АН СССР, 1944, 323 с. 6. Соболев Н.В. Глубинные включения в кимберлитах и проблема состава верхней мантии. Новосибирск, Наука, 1974, 264 с. 7. Сурков Н.В. Экспериментальное исследование устойчивости и плавления дивариантных ассоциаций в форстеритнормативной части системы CaO-MgO-Al2O3-SiO2 в связи с петрологией верхней мантии // Материалы по генетической и экспериментальной минералогии. Новосибирск, Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1995, т. 11, с. 27-43. 8. Сурков Н.В., Дорошев А.М. Фазовая диаграмма системы CaO-Al2O3-SiO2 при давлениях до 40 кбар // Геология и геофизика, 1998, т. 39 (9), c. 1254-1268. 9. Сурков Н.В., Гартвич Ю.Г. Экспериментальное исследование фазовых равновесий в сечении пироп-гроссуляр при давлении 30 кбар // Петрология, 2000, т. 8, № 1, с. 95-107. 10. Сурков Н.В., Гартвич Ю.Г., Бабич Ю.В. Экспериментальное исследование фазовой диаграммы сечения CaMgSi2O6-CaAl0,5Si2O6 при давлении 3.0 ГПа // ДАН, 2004, т. 398, № 4, с. 533-537. 11. Сурков Н.В., Гартвич Ю.Г., Изох О.П. Устойчивость и фазовые взаимоотношения нестехиометричных клинопироксенов в сечении диопсид-«Ca-молекула Эскола» при высоких давлениях // Геохимия, 2007, № 6, с. 632-642. 12. Ханухова Л.Т., Жариков В.А., Ишбулатов Р.А., Литвин Ю.А. Избыточный кремнезем в твердых растворах клинопироксенов высокого давления по данным экспериментального изучения системы CaMgSi2O6-CaAl2SiO6-SiO2 при 35 кбар и 1200 °С // Докл. АН СССР, 1976, т. 229, № 1, c. 182-184. 13. Шацкий В.С., Зедгенизов Д.А., Рагозин А.Л. Мэйджоритовые гранаты в алмазах из россыпей северо-востока Сибирской платформы // ДАН, 2010, т. 432, № 6, с. 811-814. 14. Akaogi M., Akimoto S. Pyroxene-garnet solid-solution equilibria in the systems Mg4Si4O12-Mg3AI2Si3O12 and Fe4Si4O12-Fe3AI2Si3O12 at high pressures and temperatures // Phys. Earth Planet. Inter., 1977, v. 15, № 1, p. 90-106. 15. Biggar G.M. Calcium-poor pyroxenes: phase relations in the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2 // Mineral. Mag., 1985, v. 49, № 350, p. 49-58. 16. Brandelik A. CALCMIN - an EXCEL™ Visual Basic application for calculating mineral structural formulae from electron microprobe analyses // Comput. Geosci., 2009, v. 35, № 7, p. 1540-1551. 17. Droop G.T.R. A general equation for estimating Fe3+ concentrations in ferromagnesian silicates and oxides from microprobe analyses, using stoichiometric data // Mineral. Mag., 1987, v. 51, № 3, p. 431-435. 18. Finger L.W. The uncertainty in the calculated ferric iron content of a microprobe analysis // Carnegie Institution YearBook, 1972, v. 71, p. 600-603. 19. Gasparik T. Transformation of enstatite - diopside - jadeite pyroxenes to garnet // Contr. Mineral. Petrol., 1989, v. 102, № 4, p. 389-405. 20. Gasparik T. Melting Experiments on the Enstatite-Pyrope Join at 80-152 kbar // J. Geophys. Res., 1992, v. 97, № B11, p. 15181-15188. 21. Gasparik T. Diopside-jadeite join at 16-22 GPa // Phys. Chem. Minerals, 1996, v. 23, № 7, p. 476-486. 22. Huckenholz H.G. Synthesis and stability of Ti-andradite // Amer. J. Sci., 1969, v. 267-A, Schairer vol., p. 209-232. 23. Lindsley D.H. Pyroxene thermometry // Amer. Mineral., 1983, v. 68, № 5-6, p. 477-493. 24. Ma Chi, Rossman G.R. Grossmanite, CaTi3+AlSiO6, a new pyroxene from the Allende meteorite // Amer. Mineral., 2009, v. 94, № 10, p. 1491-1494. 25. Nenova P.I. «Fe23»: A computer program for calculating the number of Fe+2 and Fe+3 ions in minerals // Comput. Geosci., 1997, v. 23, № 2, p. 215-219. 26. Papike J.J., Cameron K.L., Baldwin K. Amphiboles and pyroxenes: Characterization of other than quadrilateral components and estimates of ferric iron from microprobe data (abstract) // Geol. Soc. Amer., Abstr. Programs, 1974, v. 6, p. 1053-1054. 27. Sepp B., Kunzmann Th. The stability of clinopyroxene in the system CaO-MgO-SiO2-TiO2 (CMST) // Amer. Mineral., 2001, v. 86, № 3, p. 265-270. 28. Yagi K., Onuma K. Titanaugites and the join CaMgSi2O6-CaTiAl2O6 // Geol. Soc. Amer., Spec. Papers, 1966, № 87, p. 189.