Термобарогеохімія у вивченні кристалічних порід

Анотація

У роботі розглядається проблематика дослідження газово-рідких включень в мінералах гірських порід різного ендогенного генезису. Запропоновано методи та режими термобаро геохімічні аналізу включень, в результаті чого була отримана інформація про температуру, тиск і склад магматичного розплаву і флюїдів. Коротко запропонована техніка динамічних експериментів і аналізів цих мікрооб'єктів мінеральної природи. У результаті вивчення узагальнених даних були отримані наступні результати:

1. Був наведений та оцінено весь комплекс наявних знань і методів у галузі дослідження.

2. Наведено дослідження проводяться в ІГМ СО РАН з проблематики термобарогеохімія.

3. Наводиться приклад уточнення генезису родовища шляхом термобаро геохімічні досліджень на прикладі золоторудного родовища «Советское»

Abstract

Problem of the study gas-fluid inclusions is considered in work in mineral of the mountain sort's different endogenic genesis. The offered methods and modes thermobarogeochemistry analysis of the inclusions with the result that is received information on the temperature, pressure and composition magmatic melt and fluids. Is it briefly offered technology dynamic experiment and analysis these microobjects mineral nature. As a result of studies generalised data were received following results:

1) Was brought and evaluated whole complex of the available knowledge's and methods in the field of studies.

2) Is Brought studies conducted in IGM Siberian Branch to Academies of the Sciences on problem of thermobarogeochemistry.

3) An example of refinement of the genesis of the deposit by termobarogeochemistry study on the example of gold mining "Sovietskoe"

1. Введення

Матеріал для курсової реферативної роботи підібраний на основі використання літератури наукової бібліотеки Новосибірського Державного Університету, літератури бібліотеки Інституту геології і мінералогії СВ РАН. В основі роботи лежать результати досліджень, які про в ІГМ СО РАН протягом 30 років.

Термобарогеохімія - наука, що виникла на стику геохімії та динаміки глибинних мінералоутворюючих процесів. Своєю метою ставить вивчення різних вакуоль в мінералах, заповнених мікропорціямі первинних розчинів і розплавів, званих газово-рідкими і затверділими включеннями. Наукове значення термобарогеохімія за включеннями полягає у виявленні взаємодії геохімічної і геологічного середовища, мінералогічної термобарометрії, агрегатних станів, геохімії мінералоутворюючих розчинів, а крім того, у розгляді питань металогенії руд і петрологічних аспектів кристалічних порід.

Прикладне значення представлено новими термобаро геохімічні методами пошуків ендогенних рудних тіл, оцінкою якості металургійного та будівельної мінеральної сировини і вихідними даними для отримання рідких кристалів і аморфних речовин.

У роботі наводиться інформація про риси і властивості об'єктів вивчення у світлі динаміки глибинних процесів і явищ мінералоутворення стосуються магматичного, метаморфічних і гідротермальних процесів, так і про методики проведення термобаро геохімічні досліджень. Характеризуються умови утворення кристалізації магматичних і метаморфічних порід у термобаро геохімічні параметри, встановлених за включеннями у мінералах. Зокрема наводяться змодельовані баротерміческіе умови утворення імпактітов Землі і Місяця. Встановлюється зв'язок з іншими науками. Аналізується комплекс методів термобарогеохімія, що проводиться в ІГМ СО РАН.

В результаті написання роботи автор придбав теоретичні знання з проблематики відновлення баротерміческой обстановки шляхом вивчення рядів, класів і видів газово-рідких включень (далі ГЖВ), ознайомився з методикою проведення науково-дослідних робіт, зокрема вивчення термобарогеохімія метаморфічних порід: мігматитів, анатектітов, порід амфіболітовой і гранулітового фацій. Була розглянута і приведена в роботі історія розвитку термобарогеохімія як науки. У процесі написання роботи автором були освоєні прийоми узагальнення і короткого викладу наукових знань.

2. Історичний огляд

Назва «термобарогеохімія» було запропоновано М. П. Єрмаковим на I міжнародному симпозіумі за включеннями розчинів і розплавів в Празі та затверджено у 1970 р. На II Міжнародній нараді Комісії з рудообразующих флюїдам у включеннях (Токіо 1971 р.).

Термобарогеохімія сформувалася вперше як важлива наукова галузь в СРСР. Надалі вона отримала широке застосування в теорії рудоутворення і в практиці пошуково-розвідувальних робіт.

У XIX столітті дискусії про можливе значенні газово-рідких включень, зумовлені численними помилками і дуже слабкою технікою термометричних експериментів (водні або парафінові ванночки) Д. Брюстера і Г. Деві, призвели до майже повної втрати інтересу до цих дуже поширеним і генетично інформативним мікроконсервантам в мінералах порід і руд. Напрацювання Г. Сорбі в дослідженні включень методом гомогенізації не були оцінені сучасниками і не забезпечили перелому в розумінні їх значення

Метод кріометріі був піріменен вперше італійки вченим Г. Спеції в 1907 р.

У СРСР перші термодинамічні дослідження газово-рідких включень в природних мінералах відносяться до початку 40-х років. Під керівництвом В.І. Вернадського, А.Є. Ферсмана, І.Ф. Григор'єва, В. М. Крейтер в 1941 р. В СРСР був сконструйований мікроскоп, оснащений термокамерою і володіє новим конвективним типом передачі тепла до препарату в замкнутому об'ємі повітряного середовища термокамери.

За допомогою цього приладу з'явилася можливість нагрівати газово-рідкі включення до 450 ° і вище, що забезпечило виявлення двох різних типів гомогенізації, характерних для гідротермального і пневматолітово мінералоутворення. У 1949 р. Н.П. Єрмаковим була опублікована книга «Критерії пізнання генезису мінералів і середовище рудоутворення». У виданні публікувалися напрямки зароджується нова галузь знань. Так кваліфікували за складом і станом заповнення вакуолей, по відносній часу і способу консервації в них розчинів і розплавів включення мінералоутворюючих середовищ.

Початок 50-х років характеризувалося дискусіями з експериментів. Сумнівам піддавалися високі надкрітіческое (більше 374 ° С) значення температур гомогенізації включень у гідротермальних мінералах і їх відмінності для різних зон росту кристалів.

Але в суперечках народжується істина! З 1951 р. Спостерігається бурхливий розвиток термобарогеохімія. Розсувалися розуміння її значення для науки і практики, а також визнання в наукових колах. Кандидатські дисертації з проблематики термобарогеохімія захистили В.Ф. Лесняк Є.І. Вульчин, М.О. Клія, Ю.А. Долгов, Л.І. Колтун, Р.Ф. Сухорський, А.І. Захарченко, В.А. Калюжний, П.В. Клевцов. Є.М. Лазько - захистив дисертацію на здобуття наукового ступеня доктора геолого-мінералогічних наук з широким використанням включень для генетичних висновків.

У 50-х роках розроблялися нові техніки різнобічних досліджень, встановлення на окремо взятих родовищах палеотемпературной стадій і зональності прояви ендогенного рудоутворення. Розвивалися декрепітаціонние випробування та аналітичні методи вивчення складу і концентрацій розчинів у включеннях.

Слід зазначити, що в цей час зародилося і став активно застосовуватися практичне використання включень у природних кварцу при організації гідротермального вирощування гірського кришталю в лабораторних і промислових умовах, а також відтворення газово-рідких включень в штучних кристалах. Це розвіяло багато сумніви в мінералогічній термометрії і при визначенні хімічного складу. У 60 - і 70-і роки наростав потік інформації з термобаро геохімічні дослідженням. Підсумки і рішення проводилися тоді республіканських і Всесоюзних нарад публікувалися або в збірниках праць або в періодичних виданнях.

Лабораторна база в 60-і роки склала 80 лабораторій та лабораторних осередків, однак, новітнє на той час устаткування було тільки у восьми з них.

У 80-і роки намітилися недоліки в розвитку термобарогеохімія в СРСР. Вони були як об'єктивними так і суб'єктивними.

До перших ставилося на відсутності уніфікованого обладнання лабораторій та лабораторних осередків, призначеного для гомогенізації та кріометріі включень. Також не були стандартизовані методи дослідження складу вмісту включень як рідин так і газових фаз.

Недоліки суб'єктивного характеру пов'язані з відхиленнями від встановлених дослідних норм і підходів до досліджень включень, що призводило часом до серйозних помилок при интерпретировании фізико-хімічних умов утворення того чи іншого мінералу чи гірської породи.

Різке ослаблення фінансування термобаро геохімічні досліджень у 90-ті роки призвело до занепаду в цій дуже перспективній галузі геологічної науки. В останнє десятиліття завдяки новітнім методикам досліджень, таким як наприклад, мас-спектроскопія з лазерної абляції, термобарогеохімія продовжила свій розвиток.

3. Сучасні знання в області термобарогеохімія

1. Поняття про включеннях

Під включенням зазвичай розуміють ділянку кристала, речовинно не входить в його закономірну структуру, герметично ізольований в процесі росту мінералу-господаря і має з ним фазову кордон (газово-рідкі включення).

Світ микровключений надав геології широкі можливості розвитку та нових відкриттів, забезпечивши принципово новими джерелами інформації.

Всі мінерали в процесі кристалізації консервували мікрокраплі материнської середовища, з якого відбувався їх зростання. Цією середовищем були або розплави або мінералоутворюючих газові та водно-рідкі розчини.

Середні розміри включень будь-якого середовища, що використовуються для досліджень, варіюють у межах 0,01 - 0,1 мм. Що більше їх величина, тим легше вони піддаються вивченню під мікроскопом, а також експериментальним та аналітичним дослідженням. Включення більше 1 мм в поперечнику зустрічаються дуже рідко, а унікальні за розмірами вакуолі, заповнені розчинами мають об'єм 0,5 - 1 см ^3. Мінімальні розміри вакуолей включень, встановлені під електронним мікроскопом, становлять 2 * 10 ^-5 мм. Форма їх вакуолей вкрай різноманітна: від об'ємних субізометріческіх, негативно-огранених або полуограненних, до кулястих і трубкоподібних. Вона залежить більшою мірою від структури включає кристала і від механізму утворення самої вакуолі. Дуже часто в залікованих мікротріщинах зустрічаються уплощенно-округлі або неправильні до амебовідних включення, форма яких не підпорядкована кристалографічних закономірностям утворення мінералів.

Кількість газово-рідких включень в мінералах земної кори настільки велике, що вода укладена в них за обсягом порівнянна з водою Світового Океану, а вуглекислота, полонена під включеннях перевищує її вміст в атмосфері. У деяких зразках гідротермальних мінералів їх сумарний об'єм перевищує по відношенню до мінералу-господаря варіює від 1 до 5 об. %. Оціночно кількість включень в жильних мінералах білого кольору (кварц, кальцит) може досягати від 10 ¹⁵ до 10 ⁹ шт на 1 см ³ і залежить від швидкості кристалізації.

У різноманітті микровключений виделяються три різні категорії цих утворень:

1. Включення мінералоутворюючих середовищ у вигляді сінгенетіческіх і субсінгенетіческіх мікросистем розчинів і розплавів, материнських для кожного включаещего мінералу.

2. Включення навколишніх середовищ, не постачають або практично не постачають мінералоутворюючих речовин для утворення кристалів або їх агрегатів.

3. Тверді включення, захоплені мінералами при зростанні з геохімічної середовища, в якій вони знаходилися чи кристалізувалися синхронно з ними.

Термобарогеохімія для точного генетичного пізнання мінеральної природи та науково-практичних цілей широко використовує першу категорію включень, так як саме ці включення протягом мільйонів і мільярдів років зберігають всю основну «спадкову» інформацію про походження мінералів, руд і порід. Вивчення цих включень, зберігачів «генетичної пам'яті мінералів» розглядається нижче.

Включення навколишнього середовища консервуються в мінеральних утвореннях різного генезису. Так, наприклад, в мінералах возгона, що утворюються при поствулканіческіх фумарольної діяльності зустрічаються повітряно-ексгаляціонние (змішані) включення газів. У газі консервуються повітряні включення тропосфери Землі. Включення навколишнього середовища мають значення не стільки для виявлення процесів і явищ мінералоообразованія, скільки для з'ясування стану навколишнього середовища, їх прояву і розвитку.

Тверді включення - це включення немінералообразующіх середовищ. На відміну від затверділих включень розплавів, що відносяться до першої категорії вони, захоплювалися мінералами вже у твердому стані, магматичні аксцессоріі, наприклад. Мінеральний склад таких аксцессорних включень, що виділилися з розплавів до включають мікромінерали у вигляді дрібних зерен, мікролітів, голочок і найтоншої пилу, певною мірою вказує на елементний склад первісної магми і в деякій мірі служить цілям виявлення її металогенічної спеціалізації.

Науково-пізнавальне значення включень немінералообразующіх середовищ пов'язано з виявленням «внутрішніх» парагенезісов мінералів і інтерпретацією спектральних та хімічних аналізів мономінеральних фракцій.

3.1.1 Інформаційні ряди і категорії включень

Термобарогеохімія з самого початку свого розвитку використовувала для широких генетичних висновків мікровключення материнських розчинів і розплавів, які наводяться в таблиці.

Таблиця 1.

Ряд	Підстави для виділення	Класи геохімічних систем включення
I	Агрегатний стан і генетичні свідчення вмісту вакуолей	1 Затверділі (расплавним - магматичні)	2 Газові (пневматолітово)	3 Водно-рідкі (гідротермальні до холодноводних)
II	Відносний час і спосіб утворення	4 Первинні (сінгенетіческіе)	5 Мнімовторічние (субсінгенетіческіе)	6 Вторинні (епігенетичні)
III	Ступінь гомогенності і інформативності сукупності включень	7 Спочатку гомогенні високо інформативні мікропорціі мінералообра- ють середовищ	8 Супутні постгомогенние рідини або газові частини гетерогенезірованних мінералоутворюючих середовищ	9 Агомогенние і аномальні включення розчинів і розплавів, зазнали аномалізацію

За складом і агрегатному стані виділяється перший ряд головних класів включень: затверділих (расплавним-магматичних), газових, характерних для проявів пневматоліза і водно-рідких (зазвичай вуглекисло-водних), що насичують гідротермальні мінерали рудних родовищ.

Другий генетичний ряд виявився необхідним для прив'язки одержуваних результатів до відносного часу дії і механізмом утворення геохімічних мікросистем, законсервованих в мінералах.

Розвиток термобарогеохімія в застосуванні до макро і мікропріродним об'єктах магматичного походження, зажадало для розшифровки деяких процесів і явищ третій інформативного ряду з виділенням у ньому гомогенних, супутніх і агомогенних (аномальних) включень.

Так у гранітоїдних інтрузивами різного складу крім ущільнених газів і загальнопоширених затверділих включень відзначалися включення силікатно-водних консервантів, водно-сольових і безводних силікатних рідин (розплавів-розчинів) з високими температурами гомогенізації. Їх не можна було тлумачити як вторинні утворення для кожної даної магматичної породи. Також вони не відображають процес ліквації в родоначальної магмі, а фіксують еволюційний розвиток процесу кристалізаційної диференціації в завершальні стадії становлення інтрузівов. Такі включення отримали назву супутніх включень. Супутні постгомогенние включення надають дослідникам значно вагоміший матеріал для пізнання еволюції і флуктуацій у мінералоутворюючих середовищах і визначення основних термодинамічних параметрів завершальній стадії інтрузивного процесу, коли фази розплавів знаходяться в стійкому рухомому рівновазі один з одним.

Аномальні включення зовсім не придатні для визначення температур і агрегатних станів розчинів. Вони за своїм хімічним складом можуть бути расплавним-магматичними, газовими і рідкими, а за відносним часу виникнення первинними, мнімовторічнимі і вторинними. Можуть виникати синхронно з мінералоутворення в результаті консервації крапельок магми, вже містять тверді мікрофази у вигляді мінералів попередників, асимільованих ними. Зазвичай спостерігаються у вигляді акцесорних мінералів у породах і рудних жилах. Субсінхронно аномальні включення утворюються в результаті перенаповнення порожнин включень по відродженим мікротріщинах. Постгенетіческі вони виникають в результаті повного або часткового руйнування вакуолей, часто з утворенням ореолу «дочірніх» включень з різко порушеними співвідношеннями фаз.

3.1.2 Агрегатні стани, склад і генетичні свідчення вмісту вакуолей

Тверді фази мінералів-в'язнів найбільш характерно для утворень магматичного походження - затверділих і остаточно-магматичних крісталлофлюідних включень. Рідкі фази домінують у вакуолях гідротермальних мінералів і представлені високо-або слабоконцентрірованнимі джерелами, іноді колоїдними розчинами. Такі розчини, дуже різноманітні по щільності, насичені солями і газами, головним чином вуглекислотою, сірководнем.

Газові включення можуть бути високоразреженнимі або, навпаки, конденсованими майже до ступеня флюидной рідини. Вони є водними або безводними газовими сумішами, а іноді є аерозолі.

При підрозділі включень на головні класи та типи в першу чергу враховується фазовий склад їх заповнення при звичайній температурі. На цій підставі виділяються 9 типів включень мінералоутворюючих середовищ. Включення в аморфному вулканічному склі розглядати не будемо.

Магматичні раскрісталлізованние плутонічні включення.

Представлені кристалічно-зернистим заповненням вакуолей з газовими відокремлення неправильної форми. Найбільш характерні для мінералів інтрузивних порід і магматичних рудних покладів.

Пневматолітово включення газових сумішей.

Поділяються на істотно газові ювенільному-глибинні включення ненасичених газів малої щільності, які звичайні для мінералів раннього етапу грейзенізація і скарнірованія, а також для пегматитів камерної кристалізації; на флюідние включення ювенільних ущільнених насичених газів характерні для тих же порід, що й істотно газові, але частіше пов'язані з більш пізній стадії пневматолітово етапу, перехідною до гідротермальному етапу. У багатофазові флюїдних включеннях можна бачити наявність різноманітних мінералів в'язнів (галіт, сильвін, ельпасоліт, кріоліт, хлориди алюмінію та цинку, заліза гідрохлорид), що розчиняються при високих температурах в газоподібному флюїди і при повільному охолодженні кристалізуються з насиченої й ущільненої пневматолітово середовища геохімічних систем включень.

До включень газових сумішей відносяться і включення вулканогенних газів. Ексгаляціонние включення в інкрустації фумарольних субліматів являють собою зразки змішаної газово-вулканогенних і повітряного середовища, герметизовані в мінеральних продуктах возгона у вигляді однофазних газових сумішей. Склад газів коливається від ендогенних екскаляцій при ранньому прояві, до ендогенно-повітряних при пізньому.

Гідротермальні включення водно-рідких і змішаних розчинів. До цього типу включень відносяться:

1. Рідкі включення істинних сольових розчинів. Поширені в мінералах полігенних родовищ багатьох генетичних типів, при утворенні яких на пізньому етапі виявлялася гідротермальних діяльність. Розвиток цих включень має місце тільки на «чисто» гідротермальних родовищах. Хімічний склад таких включень зазвичай хлорид-бікарбонатний. З катіонами лужних, лужноземельних металів, заліза, алюмінію.

2. Колоїдно-водні включення сінеретіческіх рідин вперше були виявлені Ю.А. Долговим і характерні для низькотемпературного гідротермального мінералогенеза при утворенні опалу та халцедону. Синерезис - це процес зневоднення кремнеземистого гелю при зниженні температури. У результаті чого обсяг гелю зменшується, і він відокремлює в центральній частині зневоднення порожнину-включення, що вміщає середу якого представлена ​​кристалами кварцу, пірамідальні закінчення яких спрямовані до центру такий «мікрожеоди». Цим пояснюється низька щільність опалу.

3. Водно-вуглекислі й вуглеводневі включення. Складні включення містять дві або три незмішувані рідини. Такі включення виникають тому, що гідротерми в різних кількостях містять вуглекислоту, а іноді і вуглеводні. При температурах гомогенізації вуглекислота і вуглеводні відокремлюються в рідкому вигляді, оточуючи газові бульбашки, що складаються з горючих газів і водяної пари. Характерні для нізкотомпературних гідротермальних проявів.

Метаморфогенні включення не є представниками мінералоутворюючих середовищ, але дають інформацію про умови метаморфізму.

Метаморфние включення переущільнених рідин і конденсованих газів - ознака прояви регіонального метаморфізму. При звичайних температурах часто бувають одинфазовий. При охолодженні до негативних температур в них утворюється газова бульбашка стиснення. Склад включень: водні розчини солей, зріджений азот, рідка вуглекислота, домішки соляної кислоти, чадного газу, водню, метану. Вивчення метаморфних включень дає інформацію для визначення загальних тисків при метаморфізмі різних фацій глубинности.

Метаморфічні включення рідких і газоподібних вуглеводнів і отверділих бітумів мають різноманітне походження. Газово-вуглеводневі рідкі та нафтідовие включення в магматичних мінералах Хибинского і Ловозерского інтрузівов раніше розглядалися як продукти магматичного синтезу водню і вуглецю. Однак потім було встановлено, що першоджерелом вуглеводнів є асимільовані архей-протерозойські товщі, де містяться великі маси вуглеводнів метаморфічного походження.

3.1.3 Консервація включень мінералоутворюючих середовищ

Кожен мінеральний індивід являє собою «книгу», в якій за допомогою включень «записана» генетична історія його зародження, зростання і зміни.

Надійність показань цих прямих свідків генезису мінералів залежить не тільки від ретельності проведених досліджень, а й від виявлення відносного часу утворення самих включень, що знаходяться в обсязі кожного окремого мінералу або в рудному тілі ендогенного родовища.

Ще в XIX столітті включення поділяли на первинні, що виникли сінгенетічно з кристалами, пов'язані з елементами їх росту і вторинні, що виникли постгенетічно, по тріщинах, які порушили мінерали після їх утворення.

Для мінералів, кристалізувалися у відкритих порожнинах і зазвичай мають залічені внутрішні мікротріщини, було встановлено, що газово-рідкі розчини в них є не вторинними епігенетичними, а сінгенетіческімі утвореннями. Хоча до 50-х років вважали, що такі включення носять епігенетичні характер. Причому сімейства вторинних включень, розташованих в різних залікованих мікротріщинах, але перекривалася тієї чи іншої зоною росту материнського кристала, виявляли повну подібність фазового заповнення та однакові температури гомогенізації

Таким чином, не можна обмежуватися виділенням тільки двох класів включень. Слід виділити третій клас мнімовторічних включень, що поєднує ознаки як первинних, так і вторинних включень.

Розшифровка генезису і відносного часу утворення включень повинна здійснюватися не тільки в масштабах окремого індивіда, але і в масштабі зональної жили чи породи. У першому випадку епігенетичні вторинні включення, що знаходяться в залікованих тріщинах, насправді виявляються мнімовторічнимі. У другому випадку весь складний калейдоскоп таких включень об'єктивно фіксує весь послідовний процес змін в розчинах, генерували ті чи інші частини жили від початку її формування до завершення мінералоутворення.

Серед первинних включень виділяються два типи: зональні і азональні.

Зональні включення просторово впорядковані у площинах колишніх граней росту кристалів. Азональні первинні включення не орієнтовані в тих чи інших площинах видимих ​​зон колишньої кристалізації.

Мнімовторічние субсінгенетіческіе включення приурочені до тріщинуватих кристалів, які витерпіли розривні деформації в процесі свого зростання або регенерації пошкоджених ділянок або в процесі освіти і перетворення порожнин при мікрокрісталлізаціі гелів.

Отже можна виділити три види різноманітних включень:

1. Сінгенетіческіх тріщин заліковування в доростали кристалах. Мікротріщини, що поселив включення, виникають у різні моменти зростання кристала через внутрішні напруг або рідше під впливом зовнішніх факторів. У наступні моменти тривав зростання відбувається їх заліковування, одночасне із початком утворення наступної зони або після перерви в результаті нарощування кристала речовиною наступної генерації.

2. Регенераційні, що виникли при відновленні вад кристалів - механічних відколів, поверхонь розчинення і оплавлення. Пов'язані з відновленням форми кристалів, до цього порушеною механічно, а також хімічним розчиненням або оплавленням. Пошкоджені грані кристалів відновлюються в умовах дорастанія у вільному просторі.

3. Секреційних, пов'язані з самоперетворення колоїдного речовини. Як мнімовторічних утворень характерні для колоїдних мінералів і містять генетичну інформацію обмеженого значення.

Вторинні епігенетичні включення надають геологам важливу інформацію про перетворення мінералів руд і про пневматоліт-гідротермальних змінах вміщають родовища порід. Відповідно до двох найголовнішими способами постмагматіческой рудоутворення (виконання та заміщення) виділяються два види вторинних включень:

1. Включення в постгенетіческіх мікротріщинах. Родини вторинних включень консервувалися в умовах, коли не було ніякого дорастанія або регенерації граней кристалів. Заліковування тріщин одним з вищеописаних способів відбувалося вже в повністю оформлених кристалах або кристалічно-зернистих агрегатах, без привносу або з привносимо спорідненого речовини постгенетіческімі розчинами.

2. Включення метасоматозу та вилуговування утворюються під впливом постгенетіческіх метасоматізірующіх розчинів на первинні мінерали порід і руд. Розчини зберігаються в них двояким способом. По-перше, скупчуються в мікропорах мінеральних новоутворень повного заміщення (псевдоморфози). По-друге при неповному метасоматоза колишніх мінералів, що відбувається зазвичай вздовж тріщин, по спайності або за Двійникові швах.

Таблиця 2

Систематика агомогенних і аномальних включень розплавів та розчинів

2. Методика і техніка досліджень геохімічних систем в мінералах

3.2.1 Методики підготовки зразків і вибору зерен

Для виявлення закономірностей розподілу включень у зернах мінералів, виділення різних типів включень, визначення взаємовідносин расплавних включень з газово-рідкими і твердофазним включеннями необхідно всебічне вивчення досліджуваних порід. Попереднє (оцінне) вивчення можна провести у звичайних або прозоро-полірованих (мікрозондового) шліфах. Багато дослідників вважають за краще спеціальні препарати: відполіровані з обох боків пластинки порід (товщиною 0.3-0.5 мм), наклеєні на скло. Вивчення таких платівок дає можливість проводити термометричні експерименти з тими ж зернами, які були описані при петрографічної вивченні породи, тобто, можна відібрати серію зерен з включеннями, яка відображає всі етапи становлення даної породи безпосередньо з платівки породи. Для цього, представницькі зерна в пластинці, відібрані для подальшого вивчення замальовують, відзначаються тушшю, а іноді і нумеруються безпосередньо на платівці. Потім ці зерна витягуються з платівки, або з допомогою сталевої голки (краще нагрітої), або розколюванням платівки. Робота із зернами в товстих пластинках накладає обмеження на досліджувані мінерали. "Метод платівок" успішно застосовується для вивчення включень у кварці або інших мінералах макроскопічно прозорих. Для шпінелідов, піроксенів, амфібол, та інших кольорових мінералів цей метод не підходить, так як ці мінерали практично непрозорі в товстій платівці.

Відбір зерен кольорових мінералів для термометричної експерименту можна проводити з монофракцій цих мінералів. Для цього, зерна мінералу (зазвичай близько 100) заливають у шашку з епоксидної смоли, полірують цю шашку і вивчають включення в окремих зернах (використовуючи методи мікроскопії та мікрозондірованіе). У першу чергу вивчають зерна, містять включення, які виходять на поверхню зразка. Такі включення не годяться для термометричної експерименту, однак здатні дати важливу інформацію про хімічний і мінеральний складі системи. Після цього, з решти зерен, відбирається матеріал, що містить представницькі включення, віддалені від поверхні зерна для термометричної експерименту.

При виборі включень для досліджень важливі такі критерії:

а) представницькі даного включення (включення повинно бути первинним і повинно бути ясно, до якого етапу мінералоутворення в даній системі приурочено формування даного включення). В основному, така інформація може бути отримана при мікроскопічному описі породи і включень у звичайних шліфах і детальної класифікації включень у даній породі.

б) Відсутність вторинних змін. Якщо будь-яка з фаз включення несе сліди вторинних змін, склад цього включення вже не відповідає первинному. Наприклад, девітріфікація стекол у включеннях з олівінів відбувається з утворенням хлориту, який за рахунок обмінних реакцій з олівіном-господарем екстрагують з нього MgO. Такі реакції незворотні при термометрической експерименті та отримані при загартуванню скла будуть сильно збагачені MgO та нерівноважних з олівіном-господарем. Крім того, як правило, такі включення мають ослаблені зони (іноді можна побачити ці сліди розтину під мікроскопом), по яких під час експерименту може мігрувати розплав, змінюючи об'єм системи та її склад. Тому, включення, що несуть сліди вторинних змін не підходять для проведення термометричних експериментів.

в) Положення в зерні. При нагріванні включення створюється надмірний тиск на стінки включення. При температурі гомогенізації цей тиск приблизно відповідає тому тиску, який існував у магматичного вогнища при захопленні включення. Якщо цей тиск перевищить межу міцності мінералу-господаря, то відбудеться (відкриття) включення. Тому, включення, що відбираються для проведення термометричних експериментів, повинні бути віддалені від поверхні зерна (бажано, щоб вони були розташовані в центрі зерна).

3.2.2 Оцінка складу мінералоутворюючих середовища

Здійснюється за складом включень. Склади дочірніх фаз расплавних включень можна визначати кількісно. Для цього, досліджуване включення шліфуванням зерна виводять на поверхню (так, щоб включення було розкрите на третину). У результаті, після полірування (і втрати товщини зерна) включення буде розкрите щодо максимальної площі. Аналогічним чином аналізують скла расплавних включень. Якщо досліджувані включення частково або повністю раскрісталлізовани, їх необхідно попередньо нагріти до плавлення останньої дочірньої фази і загартувати. Під включенні при цьому залишається тільки розплав і газова бульбашка ("гомогенізація за останнім кристалу"). На деяких об'єктах расплавним включення при нагріванні розкриваються за рахунок підвищення внутрішнього тиску. У таких випадках, внутрішній тиск намагаються компенсувати зовнішнім, проводячи нагрів зерен і їх загартування під тиском. У будь-якому випадку, загартоване скло расплавним включення буде відрізнятися від складу захопленого розплаву на ту кількість мінералу-господаря, які відселені на стінки включення при загартуванню. При вивченні в'язких (кислих) розплавів цією поправкою можна знехтувати, оскільки перенесення компонентів у в'язкому середовищі відбувається повільно і швидкість кристалізації мала. Для включень ріолітового складу в кварці ця поправка буде менше 1% ваг. навіть при малих швидкостях загартування. При вивченні включень в основних і ультраосновних породах цією поправкою нехтувати не можна, так як вона може скласти 10-12% вагу. (Мінералу-господаря до скла).

Існує кілька способів визначити величину цієї поправки для мінералів змінного складу.

1. При осадженні речовини на стінках включення процесі відсадження, кристалізується мінерал змінного складу повинен змінювати свій склад відповідно до законів кристалізації в закритій системі. При взаємодії вмісту включення з мінералом-господарем на стінках включення може проявитися мікрозональность навколо включення. На рис. 1, знятому на електронному мікроскопі, добре видно така зональність навколо расплавним включення до клінопіроксене з андезито-базальтів. Можна побудувати профіль потягів через мінерал-господар і включення, подібний до того який представлений на рис. 1, і за цим профілем оцінити співвідношення обсягів облямівки кристалізації і включення. Знаючи склади кайм кристалізації і скла у включенні, по балансу мас розраховується первинний склад захопленого розплаву. Такий метод внаслідок великих помилок при обчисленні обсягів фаз та оцінки середнього складу облямівки кристалізації не може дати досить точних результатів при вивченні включень у мінералах змінного складу.

Рис. 1. (Ліворуч) Мікрофотографія включення (відбиті електрони), на якій добре видно більш світла кристалізаційна облямівка з блочними (розщепленими) кристалами, що ростуть всередину включення. Лінія А-Б фіксує профіль через включення.

2. Інший метод реконструкції складу захопленого розплаву, заснований на розрахунку ходу зворотного кристалізації. Існують різні емпіричні моделі, які дозволяють розрахувати рівновагу розплав-мінерал для даної температури або, навпаки розрахувати температуру для відомих співіснуючих складів розплаву і мінералу. Знаючи склад скла у включенні, склад мінералу в облямівці кристалізації і склад мінералу-господаря, який захоплював включення, можна, покроково підвищуючи температуру рівноваги і розраховуючи для кожної температури склад розплаву і рівноважної з розплавом твердої фази, довести зворотну кристалізацію до точки, в якій склад твердої фази буде відповідати складу мінералу-господаря поза кристалізаційної облямівки. Тоді температура такої рівноваги повинна відповідати температурі захоплення включення, а розрахунковий склад скла - складові захопленого розплаву.

3. У ряді випадків можна оцінити співвідношення концентрацій радіоактивних елементів у расплавних включеннях. В якості простого прикладу можна навести визначення віку за Rb-Sr методом та ізотопних співвідношень Pb у расплавних включеннях у кварці кристалічних порід. Кварц в цих породах містить велику кількість расплавних включень. При цьому, чистий кварц (без включень) містить пренебрежимо мала кількість Rb, Sr і Pb. Вимірявши вмісту ізотопів цих елементів в суміші кварцу з расплавним включеннями, ми не можемо точно визначити їх вмісту в склі, але можемо отримати ізотопні відносини. Ізотопні відносини Rb і Sr дозволяють визначити вік розплаву, а ізотопні відносини Pb є важливим геохімічним індикатором.

У межі зростаючого кристала, в розплаві виникає зона (граничний шар), що має складну структуру: у ній є градієнти складів і густин, причому величина цих градієнтів змінюється в часі, а також залежно від безлічі параметрів: температури, геометрії кристала і т.п . Властивості мінералоутворюючих середовища з граничного шару, таким чином, не відповідають об'ємним, і це могло б позначитися при захопленні під включення речовини з цього шару. Однак, внаслідок досить великій швидкості дифузії, зазвичай відбувається вирівнювання складів, і суттєвого викривлення властивостей включень не відбувається.

3.2.3 Методи оцінки термодинамічних умов утворення порід.

Метод повної гомогенізації. Стан повної гомогенізації включення фіксується при нагріванні, в той момент, коли всередині включення залишиться тільки одна фаза (розплав), відповідна температура називається температурою гомогенізації.

Метод гомогенізації за останнім кристалу. При нагріванні включення в ньому відбувається плавлення дочірніх фаз і розчинення мінералу-господаря зі стінок включення. За умови, що включення являє собою закриту систему, температури плавлення цих фаз будуть відповідати тим температур при яких вони кристалізувалися у включенні. При розчиненні останньої дочірньої фази, коли у включенні залишиться тільки розплав і флюидная фаза (газова бульбашка), буде досягнута температура гомогенізації за останнім кристалу (T _к), що відповідає початку кристалізації наступною після мінералу-господаря фази. Ця температура нижче, ніж температура захоплення включення, але багато дослідників її використовують, так як вона дає хороше наближення до дійсної температурі захоплення.

Метод штучних парагенезісов. Він заснований на можливості використовувати расплавним включення як експериментальну ампулу. Тривала витримка расплавним включення при певній температурі дозволяє виростити всередині цього включення мінеральні парагенезиси, рівноважні з розплавом всередині включення. Аналізуючи склади отриманих мінералів можна (1) визначити особливості діаграми плавкості конкретної природної системи; при цьому, візуальне спостереження за фазовими переходами за термометрической експерименті дозволяє точно визначити температури цих переходів; (2) по складам співіснуючих мінералів у расплавним включенні можна розрахувати температури, тиску і летючості кисню. У ряді випадків (але далеко не завжди), такий підхід дозволяє оцінити фізико-хімічні параметри еволюції даної природної системи.

Кінетичні умови проведення термометричних експериментів значно впливають на якість вимірів. При надто швидкому підвищенні температури можна перегріти включення, особливо містить в'язкий розплав. Швидкість нагріву підбирається зазвичай, виходячи зі складів досліджуваних розплавів. Наприклад, при дослідженні включень у гранітах застосовують ступінчастий підйом температури, спочатку не виключене досить швидке нагрівання (10-20 ^о / хв) з температурними зупинками на 3-6 годин, щоб дати час для встановлення рівноваги у включенні, поблизу гомогенізації швидкість знижують до 1 ^про / хв.

У водомістких включеннях при їх нагріві, особливо при повільному, можуть відбуватися реакції типу:

2H ₂ O _(liq) + 6FeO _(liq) = 2H ₂ + 2Fe ₃ O ₄ або H ₂ O _(liq) + 2FeO _(liq) = H ₂ + Fe ₂ O _{3 (liq).}

Водень легко дифундує із включення. Тому, якщо в процесі досвіду у включенні з'являється фаза оксидів заліза, його не слід використовувати.

Таким чином, для кожної конкретної серії включень, необхідно проводити спеціальні кінетичних експерименти для визначення оптимальних умов нагрівання. За справжню температуру гомогенізації приймається мінімальна з усіх вимірюваних температур. Як показує досвід, оптимальна швидкість нагріву включень в інтервалі температур, близьких до температури гомогенізації, лежить в межах від 1 ° С / сек до 1 ° С / хв.

У цілому, можливо три варіанти поведінки системи расплавним включення. У разі сухих розплавів, на температуру гомогенізації включення буде впливати тільки час перерозподілу компонентів всередині включення (перемішування), кінетика плавлення мінералу-господаря або твердих фаз у включенні. При цьому, істинна температура гомогенізації буде досягнута при тривалих витримках включення до термокамері. (2) У разі багатих флюїдом, малов'язких розплавів час переуравновешіванія розплаву незначно, але активно проходить реакція розкладання води (див. вище). При цьому, істинна температура гомогенізації може бути отримана тільки при дуже швидкому нагріві включення. (3) Найбільш поширений третій випадок, при якому мають значення обидва перерахованих вище чинника. При цьому, необхідно дуже точно підбирати умови нагріву включень, щоб визначити справжню температуру гомогенізації. Для кожної конкретної серії включень, необхідно проводити спеціальні серії кінетичних експериментів, для визначення оптимальних умов нагрівання. При цьому, при будь-якому варіанті поведінки системи расплавним включення, істинна температура гомогенізації буде мінімальною з усіх отриманих температур.

Як показують практичні експерименти, оптимальна швидкість нагріву включень в інтервалі температур близьких до температури гомогенізації, лежить в межах від 1 ° С / сек до 1 ° С / хв.

Помилки термометричної експерименту. Градієнти температур в термокамері можуть спотворити виміри температури гомогенізації і, при тривалій витримці включення в камері призвести до міграції компонентів у градієнтному полі. Тому спеціальними прийомами необхідно звести градієнт до мінімуму.

Перерозподіл компонентів при загартуванню (наприклад, осадження мінералу-господаря на стінки включення) може призвести до спотворення складу гартувального скла. Тому необхідно гартувати зразок з максимальною швидкістю охолодження, яку дозволяє установка. Якість гарту оцінюється при мікрозондового вивченні включень після експерименту: якщо на стінках включення фіксується облямівка кристалізації мінералу-господаря, гарт була зроблена недостатньо швидко. Склад включення при цьому буде збіднений компонентами мінералу-господаря, і, можна ввести поправку до складу включення.

Розглянемо вплив відсадження мінералу-господаря постійного складу під час загартування на склад кулястих включень. Швидкість кристалізації залежить від ступеня переохолодження та щільності центрів нуклеації. У випадку з осадженням мінералу на стінки включення щільність центрів нуклеації не впливає на швидкість кристалізації мінералу. Оскільки, ступінь переохолодження (швидкість охолодження) однакова по всій робочій зоні термокамери, можна зробити висновок про те, що швидкість кристалізації на стінки включень не залежить від особливостей включень. Це означає, що ширина кайми кристалізації буде однакова у включеннях різного розміру (за умови, що не відбувається значного збідніння розплаву компонентами мінералу-господаря і за рахунок цього не відбувається уповільнення кристалізації). Обсяг кристалізувався матеріалу буде дорівнює:

V = (4 / 3) R ³ - (4 / 3) (R - d) ^3,

де V - обсяг викристалізовувався фази, R - радіус включення під час захоплення, d - ширина кристалізаційної облямівки. При цьому, відношення обсягу викристалізовувався фази до загального обсягу включення (V _вкл), дорівнюватиме:

V / V _вкл = 1 - (Rd) ³ / R ³

Легко бачити, що якщо радіус включення прагне до нескінченності і постійному d (як показано вище), це ставлення прагне до нуля. При R прагне до d (R завжди більше d), вираз прагне до одиниці. Тобто, іншими словами, чим більше включення, тим менше на його складу будуть впливати гартівні ефекти.

Вивчення включень - метод статистичний. Необхідно дослідити представницьку групу включень одного типу. Якщо виміри на одному з включень різко відрізняються (гомогенізація включень або не відбувається, або здійснюється при сильно завищених температурах), мабуть, ми маємо справу з частково розгерметизовані включенням.

Результати замірів на таких включеннях необхідно відкидати.

Помилки, пов'язані з особливостями расплавних включень Вплив тиску.

Існує відмінність між умовами термометричної експерименту і природними умовами захоплення включення. Воно полягає в тому, що термічне розширення зерна при нагріванні зерна під час експерименту не компенсується зовнішнім тиском на зерно. Це призводить до того, що під час гомогенізації, включення має більший обсяг, ніж при його захопленні. Внаслідок цього, тиск всередині включення буде нижче, а температури гомогенізації - завищені. Зміна температури гомогенізації описується рівнянням:

T _г / P = / ( (V _г / V _в) / T);

де - Коефіцієнт стисливості мінералу, V _г / V _в - відношення обсягу газової фази до загального обсягу включення. Величина відносини V _г до _V ст T може бути виміряна безпосередньо в ході термометричної експерименту шляхом виміру обсягів включень при нагріванні. До того ж, в цій поправці вже буде враховано термічне розширення мінералу-господаря. Відносини обсягів нелінійно залежать від температури, але в області температур, близьких до температури гомогенізації цим можна знехтувати. Зазвичай, ця поправка дуже незначна (наприклад, для олівіну вона становить 3-4 ° / кбар) і нею можна знехтувати при експериментах з малоглубінних розплавами.

Перевірка достовірності результатів.

Контроль за коректністю експериментів може здійснюватися за допомогою проведення паралельних експериментів з включеннями у співіснуючих мінералах контрастного складу (наприклад, олівін і плагіоклаз контрастні за складом щодо MgO і CaO). Якщо експеримент проведений коректно і склад гартувального скла відповідає складу захопленого розплаву, то склади скла у співіснуючих мінералах при одній і тій же Т _г повинні збігатися. Якщо вони не збігаються, то можна розрахувати істинний склад захопленого розплаву користуючись системою рівнянь типу:

X _{me2 (іст)} = a * X _{me1 (іст)} + c; де a = (X _{me2 (ст)} - X _{me2 (хв))} / (X _{me2 (ст)} - X _{me2 (хв)),}

з = X _{me2 (ст)} - a * X _{me1 (ст),}

X _{me (ст)} - вміст металу в гартівному склі, X _{me (хв)} - вміст металу в мінералі-господарі, X _{me1 (іст)} - вміст металу в захопленому розплаві.

Вирішуючи цю систему рівнянь відносно будь-яких двох компонентів мінералів-господарів, можна отримати зміст цих компонентів у захопленому розплаві і кількість кожного мінералу отсевшего або розчинилося зі стінок включення.

3.3 Газово-рідкі включення

Як було показано в ряді експериментальних робіт, газово-рідкі включення (ГЖВ), як первинні, так і вторинні, цілком адекватно відображають склад мінералоутворюючих середовища і є своєрідними "пробовідбірниками", консервуючими материнський розчин. Цим вони принципово відрізняються від расплавних включень, які можуть змінювати свій склад після їх захоплення (див. вище). Тому аналізуючи склад ГЖВ можна безпосередньо вирішувати питання про склад мінералоутворюючих середовища.

Аналіз складів газово-рідких включень

1) Інструментальні (приладові) методи. На сьогоднішній день для аналізу складів включень застосовуються різні методи: газова і іонна хроматографія, мас-спектрометрія, раманівська, інфрачервона та інші види спектроскопії. Існують валові види аналізу і аналіз індивідуальних включень. Валові методи. Аналізується усереднена проба з багатьох включень. Оскільки, як правило, в мінералі-господарі присутні кілька генерацій включень, валові методи мають суттєві обмеження через змішування їх складів.

Підготовка проб. Використовується мономінеральна фракція вагою 1 - 5 г. Вміст газово-рідких включень витягується одним із двох способів: термічної декрепітаціей або розтиранням проби, і спеціальною системою напуску подається в прилад для аналізу. Обидва методу вилучення мають недоліки і переваги.

При нагріванні зразка внаслідок зростання внутрішнього тиску у включенні починають розкриватися (декрепітіровать). В ідеалі включення різної генерацій, мають різні склади і щільності (і тому різну динаміку зростання внутрішнього тиску) повинні розкриватися при різних температурах. Тоді, провівши попередній нагрів частини зразка, можна зняти декрептограмму - криву, що показує температури розтину різних генерацій включень. При аналізі, проводячи послідовний нагрів зразка до виміряних температур, можна було б визначати склади включень відповідної генерації. На ділі, в першу чергу розкриваються великі, розташовані поряд з кордоном зерна або тріщини включення, потім більш дрібні. Тому включення однієї генерації розкриваються не одночасно, піки на декрептограммах виходять розмитими або зливаються в один великий пік. Крім того, при нагріванні вище 500 ^о С починаються хімічні реакції за участю газової фази, в результаті яких утворюються СО, Н _2, СО ₂ і вуглеводні.

Механічне стирання також може призвести до виділення деяких газів з конструкційних матеріалів. Крім того, деякі компоненти, що виділяються з включень, здатні адсорбуватися на поверхні мінералу при кімнатній температурі; в монофракціі, відібраної для аналізу, можливе захоплення невеликих кількостей твердих домішок, що спотворює кінцевий результат. Витяг вмісту включень зазвичай проводять у вакуумі, рідше - в атмосфері інертного газу.

Газова хроматографія використовується для аналізу летких: CO _2, CO, H ₂ O, H ₂ S, N _2, H _2, CH ₄ та інших алканів. Метод має точність 2-4% (для води -13 - 15%). Зазвичай включення розкривають термічної декрепітаціей в відкачаний кварцовою ампулі при температурі, що відповідає початку піка на декрептограмме, а потім промивають ампулу газом-носієм, подаючи пробу в хроматографічні колонки. Таким чином, є можливість послідовно аналізувати порції летючих, що виділяються при різних температурах. Цей метод почав застосовуватися одним з перших і добре розроблений. При перевірці результатів аналізу на синтетичних включеннях відомого складу була отримана гарна збіжність, якщо синтез проводився в умовах гомогенного флюїду. При фізико-хімічних умовах існування гетерофазног флюїду, кількість включень, захоплюючих несмісимо фази, різна, і тому результати аналізу не відповідають валового складу початкового флюїду. Це ще раз підкреслює обмеження валових методів аналізу.

Мас-спектрометрія є більш чутливим методом для аналізу летких і тому вимагає меншої кількості речовини для аналізу. Була використана для кількісного визначення: СО _2, SO _2, NH _3, NO, NO _2, H ₂ S та інших газів.

Крім цього проводиться визначення ізотопного складу таких елементів як H, C, O і S, а також відносин Rb / Sr, Sm / Nd, ⁴⁰ Ar / ³⁹ Ar для визначення віку мінералізації.

Для аналізу присутніх під включеннях розчинів застосовують метод водних витяжок. Навішування мінералу 5 - 10г ретельно промивається, дробиться і обробляється бі-або трідістіллірованной водою кілька разів. Отримані розчини аналізують різними методами, з яких в останні роки найбільш придатними є іонна хроматографія і мас-спектрометрія з індуктивно-зв'язаною плазмою (ICP-MS).

Метод іонної хроматографії дозволяє визначати катіонний та аніонний склади: SO ₄ ^{2 -,} F ^-, Cl ^-, NO ^- _3, Na ^+, K ^+, NH ₄ ^+. Достоїнства іонної хроматографії: низькі межі виявлення іонів (до 10 ^-3 мкг / мл, а з застосуванням спеціальної колонки для попереднього концентрування до 10 ^-5 -10 ^-6 мкг / мл), висока селективність, експресність (за 20 хв можна визначити до 20 іонів); широкий інтервал визначуваних концентрацій (0,01 мкг / мл - 100 мг / мл), простота підготовки проби до аналізу. Можливості методу розширюються завдяки використанню різних детекторів - атомно-абсорбційних, фотометричних, люмінесцентних, кулонометрических, потенціометричних.

ICP-MS-методом отримані дані з утримання під включеннях рідкісних земель, Mg ^{2 +,} Mn ^{2 +,} Fe ^{2 +,} Al ^{3 +,} Li ⁺ та інших катіонів. Суть методу: досліджуваний розчин з допомогою перистальтичного насоса подається в розпилювач, в якому струмом аргону перетворюється на аерозоль. Аерозоль через центральний канал (інжектор) плазмового пальника потрапляє в плазму, де під впливом високої температури (7000-8000 К) елементи, що містяться в досліджуваній пробі, іонізуються. Утворилися позитивно заряджені іони проходять через систему іонної оптики в аналізатор, де відбувається відбір іонів з певним відношенням маси до заряду (m / z) і детектування інтенсивності потоку відповідних іонів. Отриманий сигнал трансформується в залежність інтенсивності від величини m / z і обробляється на ЕОМ.

Аналіз індивідуальних включень. Ці методи аналізу виникли недавно і зараз інтенсивно розвиваються. Перш за все, це відноситься до раманівське та інфрачервоної спектроскопії, а в кінці 80-х років стали розроблятися методи, які використовують рентгенівське, і гамма випромінювання, лазерна спектроскопія.

Рамановская та інфрачервона спектроскопія вимірюють енергію переходу між двома послідовними коливальними молекулярними рівнями. Коливання можуть виникнути в, як мінімум, двоатомної молекулі, тому тільки такі молекули мають раманівська і інфрачервоний спектри. Ці методи дозволяють ідентифікувати молекулу або, у випадку складних молекул, функціональну групу. Рамановская спектроскопія дозволяє проводити аналіз речовини в рідкому, газоподібному і твердому стані під включеннях розміром більше 1 мкм. Кількісні результати отримують при аналізі газів або надкрітіческое флюїдів при кімнатній температурі на СО _2, CO, N _2, SO _2, H ₂ S, CH ₄ і деякі інші алкани. Якісний аналіз проводиться для рідкої і твердої фаз. Так, якщо включення заморозити, можна виявити наявність кристалогідратів Na ^+, K ^+, Li ^+, Mg ^{2 +} або газгідратов СО _2, CH _4, H ₂ S; в розчині при кімнатній температурі визначають присутність HS ^-, SO ^- _4, HSO ₄ ^-, NH ₄ ^+. Аналіз кристалічної фази включень при кімнатній температурі показав присутність графіту, глауберіта, гематиту, сірки, апатиту, карбонатів: кальциту, арагоніту, магнезиту, нахколіта та ін, сульфатів: гіпсу, ангідриту, бариту, силікатів: мусковіту, кварцу, піроксену, польового шпату і інших мінералів.

Мікроінфракрасная спектроскопія має справу з більш крупними включеннями (більше 15-20 мкм) і, на відміну від раманівське, не дозволяє визначати гази, в молекулі яких є атоми тільки одного виду (N _2, H _2). Метод має обмеження внаслідок поглинання мінералом-господарем інфрачервоного випромінювання. На спектроскопії (Micro-FTIR) отримують кількісні та напівкількісного дані по вмісту органічних молекул, води, CO _2, COS, NH ₄ ^+, CO ₂ / H ₂ O, кетонів, алканів та ін Можливо також дослідження розподілу молекулярної води, гідроксильної і карбонатної груп у склі расплавних включень.

В останні роки приладова аналітична база для дослідження включень інтенсивно розвивається. З'явилися методики визначення легких елементів (Li, Na, Mg, F, B) і елементів з атомним номером більше 30 методами протонно-індукованого гамма-випромінювання (PIGE) і протонно-індукованого рентгенівського випромінювання (PIXE). Для екстракції вмісту водно-сольових включень використовується різні лазери, при цьому відбувається розтин і випаровування розчину з включення і отримана плазма використовується як джерело протонів для емісійної спектроскопії. Методом лазерної індукційно-зв'язаної плазми вже сьогодні можна аналізувати включення на утримання лужних і лужноземельних елементів, правда, з невисокою точністю.

Мікротермометрія. Спостереження за фазовими переходами при зміні температури є основним методом при вивченні флюїдних включень. Використовуючи спеціальну апаратуру: мікроскоп, обладнаний термокамерою або кріокамери, що поміщається на столик мікроскопа, проводяться спостереження за фазовими змінами у включенні, що відбуваються при зміні температури. Зазвичай зразок досліджують при охолодженні (кріометрія) і нагріванні (термометрія). Всі вимірювання проводять тільки при зростаючій температурі, так як. при охолодженні сильно розвинені явища метастабільності і, наприклад, поява пухирця газу або замерзання включення відбувається при переохолодженні іноді на кілька десятків градусів.

Кріометрія. При негативних температурах зазвичай вимірюються наступні температури.

а) Температура евтектики водно-сольових включень - поява перших порцій рідини після повного заморожування. Часто заміряти її не вдається внаслідок малого розміру включення. По температурі евтектики можна судити про валовий складі включення (опредленних кріогідратной точки), наприклад, якщо заміряна температура дорівнює -21,3 ^о С, у включенні присутні розчини NaCl, якщо вона відповідає -51,5 ^о С, - розчини NaCl + CaCl ₂ . Значення температур евтектики для багатьох розчинів, присутніх під включеннях, відомі і є у всіх хімічних довідниках;

б) Температури плавлення льоду і кристалів солей, що випали при охолодженні водно-сольових включень. Якщо ми маємо справу з недосищеннимі розчинами однієї солі, після плавлення евтектики залишаються тільки кристалики льоду. Залежно від концентрації солі, вони знижують температуру плавлення льоду. На цьому заснований метод визначення концентрації солі у включенні. Однак, оскільки часто невідомо, які саме солі містяться в досліджуваних включеннях, для вираження концентрації прийнято користуватися поняттям NaCl-еквівалент (NaCl-екв) - концентрацію солі визначають, приймаючи, що у включенні присутній тільки NaCl. Ясно, що при виміряних температурах плавлення льоду нижче, ніж -21,3 ^о С виразити концентрацію в NaCl-екв неможливо. На рис. 2 показана фазова діаграма системи H ₂ O-NaCl при низьких температурах і спосіб визначення концентрації солі у включенні на прикладі отриманого виміру -6,6 ^о С - в розчині міститься 10 мас.% NaCl. При вмісті NaCl в розчині більше 23,2%, після плавлення евтектики залишається фаза гідрогаліта, яку діагностірут за більш високому рельєфу і дуже повільної динаміці розчинення. Тоді для визначення концентрації користуються іншою гілкою плавлення на діаграмі стану.

Часто розчин у включенні представлений потрійний водно-сольовий системою. Тоді після плавлення евтектики вимірюються температури зникнення кількох фаз, послідовність розчинення яких залежить від загального складу включення. Якщо відома відповідна фазова діаграма системи, інтерпретація отриманих вимірів можлива. Однак слід зазначити, що такі дані дуже обмежені. Для прикладу розглянемо систему H ₂ O-NaCl-CaCl _2, наведену на рис. 3. При -51,5 ^о С - температурі евтектики (точка Е) - з'являться перші порції рідини. При підвищенні температури склад рідини буде змінюватися за котектіческой лінії, поки не відбудеться повне плавлення гідрогаліта і залишиться одна тверда фаза - лід (наприклад, до точки А, при -25 ^о С). Склад рідини далі буде змінюватися уздовж лінії, що з'єднує точку А з точкою води. Перетин цієї лінії з ізотермою плавлення льоду (приймемо, що лід розплавився при -5 ^о С) є фігуративного точкою валового складу включення (точка Б). У нашому прикладі в розчині міститься: 5 мас% NaCl і 4 мас.% CaCl _2. Аналогічним способом визначається валовий склад розчину, якщо фігуративний точка його лежить в інших полях фазової діаграми.

в) Під включеннях, що містять леткі в зрідженому вигляді (перш за все мова йде про вуглекислоті, а також про H ₂ S, CH ₄ і т.п.), вимірюють температуру плавлення твердої фази. По ній судять про природу рідини і про наявність домішок інших летких речовин. Наприклад, температура потрійної точки (плавлення) сірководню -82,9 ^о С, чиста вуглекислота плавиться при -56,6 ^о С, домішка азоту або метану знижують температуру плавлення. Якщо відомо, який газ присутня у вигляді домішки і ступінь впливу його на властивості суміші, по зміні температури плавлення можна приблизно оцінити його кількість.

г) Так як критичні температури майже всіх летких компонентів, крім води флюїдних включень лежать в області негативних температур, температури переходу рідина-пар вимірюють при кріометріі. Якщо включення не містить інших компонентів, ця температура є температурою гомогенізації; в присутності ще

Рис. 3. Фазова діаграма потрійної системи H ₂ O-NaCl-CaCl ₂ (AEWilliams-Jones & IMSamson, 1990). і водної фази - температурою часткової гомогенізації.

Рис.4. Фазова діаграма вуглекислоти при низьких температурах

д) Якщо у включенні поряд з газом присутня вода, при низьких температурах починається утворення так званих газгідратов (клатратів) - твердих речовин змінного складу типу СО _^2, ХН ₂ О. Зрозуміло, що вимірювати щільність у присутності клатратів не має сенсу, тому що частина речовини включення витрачена на формування високощільної твердої фази. Однак, спостереження за клатратами можуть дати корисну інформацію. Клатрати в чистій системі Н ₂ О-СО ₂ не існують при температурі вище +11 ^о С. Якщо у воді розчинена сіль, температура плавлення клатрата знижується пропорційно її концентрації. Таким чином, вимірюючи температуру плавлення клатрата (у присутності газової і рідкої фаз СО _2), оцінюють вміст солі у воді. (Рис 4)

Термометрія. Метод гомогенізації. При нагріванні включень вимірюють такі температури.

а) Температуру розчинення кристалів солей в пересичених при кімнатній температурі розчинах. Під включеннях можна спостерігати один або кілька кристаликів солей. Найчастіше - це галіт, рідше - сильвін, ще рідше - карбонати, сульфати та інші погано розчинні солі. На рис.5 наведена температурна залежність розчинності NaCl, за допомогою якої, вимірявши температуру розчинення солі, можна визначити концентрацію її у включенні.

б) Вимірюючи температуру рівноваги рідина-пар, ми визначаємо щільність вмісту включення, аналогічно тому, як це робилося при кріометріі для включень чистого вуглекислоти. Однак, у разі розчинів солей інтерпретація отриманих температур складніше, ніж для чистих систем. Справа в тому, що розчинені солі викликають зміну положення кривої рідина-пар і нахилу ізохорами в порівнянні з кривими для чистої води. Чим більше концентрація солі, тим крутіше кут нахилу ізохорами і тим вище критичні параметри (рис. 5). Було показано, що для хлоридів металів 1 і 2 груп нахил ізохорами для розчинів, з концентрацією меншою 15масс.% Близький до нахилу ізохорами в системі H ₂ O-NaCl, і тому, а також тому, що PVT дані для для інших систем уривчасті або повністю відсутні, при інтерпретації вимірювань користуються діаграмами для розчинів NaCl. Дуже часто зникнення газової бульбашки (або рідкої фази) є останнім фазовим зміною у включенні, тобто включення стає гомогенним. У такому випадку температура гомогенізації є мінімальною температурою освіти; і включення могло бути захоплено на будь-якій точці обчисленої ізохорами.

Рис. 5. Залежність розчинності NaCl з температурою

Рис. 6. Вплив концентрації солі на положення кривої рідина-пар, критичні параметри і нахил ізохорами в поле рідини для системи H ₂ O-NaCl

в) Під включеннях нерідко зустрічаються дві рідкі флюідние фази. Найпоширеніший такий випадок - це водно-вуглекислотні включення. Тоді при термометрії вимірюють температуру розчинення однієї фази в іншій, тобто температури повної гомогенізації включення (температуру часткової гомогенізації вуглекислоти визначають кріометріей). Грунтуючись на PVTX властивості бінарної системи Н ₂ О-СО _2, можна розрахувати склад флюїду, визначити положення відповідної ізохорами, розрахувати тиск захоплення. Створені різні графічні палетки для оцінки мольної частки вуглекислоти у флюїди, валового мольного об'єму включення, тиску захоплення і пр., одна з них наведена на рис. 6. Для користування нею необхідно заміряти температури частковою (СО ₂₎ і повною гомогенізації і об'ємні співвідношення водної та вуглекислотної фаз. Наприклад, вуглекислота у включенні гомогенізувати в рідку фазу при +20 ^о С, температура загальної гомогенізації 260 ^о С, водна фаза у включенні при 40 ^о С (при цій температурі мінімальна взаємна розчинність води і вуглекислоти) займає 15% обсягу флюїдного включення. Перетин відповідних ліній показує, що мольна частка СО ₂ складає 66%, мольна обсяг -43,5 см ³ / моль. Знаючи це, можна по положенню ізохорами в Р-Т просторі визначити температуру або тиску захоплення, якщо відомий один з цих параметрів. Як і всі палетки, палетка, наведена на рис.6 має деякі проблемні ділянки: у околокрітіческой області лінії температур загальної та часткової гомогенізації майже паралельні, тому точка перетину їх визначається з великою помилкою.

Як випливає з вищесказаного, інтерпретація даних флюїдних включень неможлива без глибокого розуміння фазових діаграм флюїдних систем, починаючи від чистих і закінчуючи складними багатокомпонентними сумішами. Великі обмеження накладає відсутність таких даних для багатьох фундаментальних систем, моделюючих природні флюїди. Причина цього - експериментальні складності при роботі з агресивними флюідним сумішами при високих параметрах. Тому дуже велике значення має розробляється в останні півтора десятиліття метод синтетичних флюїдних включень, який дав можливість вивчити такі важливі системи як

H ₂ O-CO _2, H ₂ O-CO _2-NaCl, H ₂ O-CO _{2-CaCl 2,} H ₂ O-KCl-NaCl, H ₂ O-NaCl CaCl ₂ і ін

3. Термобаро геохімічні умови і флюідний режим на Радянському золоторудном родовищі

На прикладі родовища Радянське на Енісейськом кряжі був встановлений характер зв'язку зруденіння з метаморфічними утвореннями та розроблено термобаро геохімічні критерії оцінки кварцових жил і жильних зон.

Родовище належить до малосульфідному типу золото-кварцової формації. Залягає в раннеріфейскіх графітизованих метаморфічних сланцях. Приурочене до зони зминання СВ крила великої синклинальной складки.

Застосування термобаро геохімічні методів дозволило виявити особливості флюїдного режиму формування золоторудного зруденіння, був встановлений характер і генезис зруденіння, що виявився вельми непростим:

1. Первинні метаморфічні освіти, з низькими змістами золота. Час прояви мінералізації встановлено аргон-аргоновим методом - 830-775 млн. років,

2. «Мозаїчні» жили. Зафіксовано розвиток вміщує кварцу з первинного сінметаморфіческому кварцу, що відбулося в результаті періодичного поновлення багаторазових циклів ендогенної гідротермальної активності середніх температур. 720-710 млн. років

3. Пізні низькотемпературні (200 - 90 °) гідротермальні жили. 676-643 млн. років.

Кварц «мозаїчних» жив найбільш перспективний на золото. Для нього характерні різні фазові співвідношення включень. Методами термобарогеохімія було встановлено температура утворення жив, яка склала від 400 до 200 ° С. Присутність включень з таким широким інтервалом температур гомогенізації свідчить про порушення термобарического режиму в процесі кристалізації.

Складне розподіл флюїдних включень у кварці пояснюється складністю процесу жілообразованія. Освіта відбувалося, в тому числі, і шляхом гідророзриву вже тріщин, що утворилися з деформацією останніх.

Пульсаційний (порційний) режим надходження флюїдів в блоки рудоотложенія незалежно від складу і походження вміщує субстрату доводиться ознаками циклічності у формуванні руд: повторюваної в генералізованому вигляді при приватних флуктуаціях послідовністю відкладення мінералів (кварци, сульфіди, карбонати) у складі кожного мінерального комплексу. Простежується періодичне зростання (на 50-100 ^о С) температур відкладення кварцев на початку утворення кожного комплексу над рівнем температур виділення пізніх зародження кварцу попереднього комплексу, а також зміною складу та стану розчинів при утворенні кожного комплексу. Останнє виражається в постійно повторюється в різних рудних полях зміні газо-водних, іноді істотно газових гомогенних хлоридних розчинів допродуктівних стадій, вуглекислотно-водними киплячих з відділенням СО ₂ розчинами головною продуктивною стадії і далі слабосоленим щодо холодноводні розчинами послепродуктівной стадії. Всі ці ознаки, властиві процесам освіти мезотермальних золотих родовищ.

Поява пізніх висококонцентрованих флюїдів на площі розвитку «мозаїчних» пов'язано з найбільш пізнім пострудним етапом гідротермальної діяльності.

За фазовим складом виділено чотири типи таких включень: двофазні (розчин + газ); трифазні (розчин + рідка вуглекислота + газ); двофазні газові (рідка вуглекислота + газ); однофазні газові; трифазні і чотирифазні (розчин + газ + NaCl + сольова фаза ).

На родовищі застосовувався хроматографічний аналіз газів. Проводився як по рудному золоту, так і по вмещаещему кварцу. Аналіз показав, що вміст вуглекислоти в газових включеннях жильного продуктивного кварцу становить від 47,56 до 857,26 мас. Цей факт говорить про те, що в таких умовах могла б проявитися золоторудної мінералізації. Крім того в рудному кварці, асоціюється із золотом зруденінням, фіксуються підвищені вмісту метану й азоту, які практично відсутні в кварці безрудних більш пізнього гідротермального.

Декріпітаціонние і кріометріческіе дослідження були допоміжними. З їх допомогою були встановлені межі поширення зруденіння, тобто зона флюїдного впливу.

Відсутність прямих вікових та структурних зв'язків з гранітами району, а також відсутність термічних градієнтів, що перевищують среднеземние на всій площі родовища, дозволяє сказати, що джерело флюїдів мав великі розміри і був пов'язаний з метаморфічними перетвореннями порід.

Термобаро геохімічні методами було доведено, що міграція флюїдів з різних горизонтів і локалізація їх у зоні підвищеної тріщинуватості - найважливіші чинники процесу формування золото-кварцового зруденіння в метаморфітах Радянського родовища.

Була виявлена ​​пряма кореляція між вмістом в рудах золота і вуглекислоти у включеннях. Термобаро геохімічні критерій виявився одним з найважливіших критеріїв для оцінки перспективності Радянського родовища. На підставі отриманих результатів родовище було рекомендовано до детальної розвідки.

3. Зв'язок термобарогеохімія з науковими дисциплінами

Термобарогеохімія є розділом термодинамічної петрології і загальної геохімії, які пов'язана з фундаментальними науками - фізикою і хімією. Всі методи розглянуті вище грунтуються на фундаментальних фізико-хімічних законах збереження рівноваги в системах. Зв'язок простежується з мінералогією, вулканологією, геофізикою. Фахівці, що займаються дослідженням включень, отримують нові можливості для розробки підходів і здійснення фундаментальних досліджень в області глибинного мінералоутворення та перетворення мінералів руд і порід.

Тісні контакти наук про Землю з точними науками призводять до можливості створення термобаро геохімічні та петрологічних моделі земної кори і верхньої мантії. Вони грунтуються на пізнанні, зіставленні й інтерпретації фактів, їх заходом в абсолютних і відносних значеннях, що розкривають динаміку ендогенних геохімічних процесів.

3. Дослідження, проведені в ІГМ СО РАН.

В даний час в лабораторіях інституту проводяться наступні види робіт. Вивчення расплавних включень у раннемагматіческіх мінералах з метою оцінки параметрів магмообразованія і основних рис еволюції розплавів в процесі диференціації та кристалізації магми.

Термометричні досліди з расплавним включеннями з метою встановлення температур захоплення включень, а отже, кристалізації мінералу, за методиками. Дослідження первинних газово-рідких (флюїдних) включень, що дозволить з'ясувати склад флюїдів та їх еволюцію в ході магматичного процесу; кріометріческіе дослідження і КР-спектроскопія; Дослідження складів стекол расплавних включень за допомогою мікрозондового і іоннозондового аналізів, що дозволить отримати інформацію про зміст летючих компонентів та еволюції складів магматичних розплавів. Дослідження змістів головних компонентів стекол расплавних включень проводиться на Мікрозонд "Camebax-Micro" в ІГМ СО РАН для визначення вмісту рідкісних елементів примененять методи мас-спектрометрії з використанням індуктивно-зв'язаної плазми на приладі «Element» фірми Finigan (АЦ ОИГГМ СО РАН).

За допомогою методів термобарогеохімія в даний час співробітники ІГМ розвивають такі напрямки наукової діяльності:

 Дослідження ролі мантії в корообразующіх ендогенних процесах, в тому числі при формуванні габро-гранітних серій з рідкіснометалеві складом.

 Оцінка масштабів, внутрішньої будови і джерел ранньокаледонська гранітоїдних батолітов західного сектора Центрально-Азіатського рухомого пояса.

 Вивчення взаємозв'язку гранітоїдного магматизму і глибинної геодинаміки.

 Аналіз ролі глибинних розломів у масштабному гранітообразованіі і формуванні регіональної структури західній частині Алтаї-Саянской складчастої області (АССО).

 Виявлення головних факторів, що контролюють структурну позицію, морфологію та особливості складу сінметаморфіческіх стрес-гранітів.

 Вивчення специфіки флюїдного режиму при формуванні сінкінематіческіх гранітів в зсувних зонах.

 Проведення ізотопного датування з оцінкою масштабів і джерел гранітоїдного магматизму в західній частині АССО.

 Виявлення вікових рубежів, внутрішньої періодичності і специфічних рис еволюції рідкометальних-гранітного магматизму Південного Алтаю.

 Побудова геодинамічних моделей зародження, впровадження і тектонічного експонування гранітоїдних батолітов Туви, Алтаю і Казахстану.

 Порівняльний аналіз еталонних об'єктів - колізійних орогенной Азії з різноглибинні рівнем ерозійного зрізу (характер деформацій, корові субстрати, мантійні джерела при масштабному гранітообразованіі).

3. Висновок

Розвиток термобарогеохімія в останні роки прискорилося. Одні напрямки вказують на те, що термобаро геохімічні методи будуть використовуватися для дослідження все більш широкого кола об'єктів і явищ (надглибоке буріння, позаземні об'єкти, осадові басейни, виявлення нових різновидів включень). Назви інших напрямків говорять про те, що необхідно проводити більш глибокі та всебічні дослідження в таких традиційних областях, як термобарогеохімія окремих родовищ, регіональна термобарогеохімія. Як і раніше залишаться актуальними дослідження таких дивних флюїдних включень як розплави-розсоли і включення вуглеводнів. Пріоритетними будуть напрямки, тісно пов'язані з теоретичними та експериментальними фізико-хімічними дослідженнями (динаміка фізико-хімічних процесів у включеннях, синтез мінералів, процеси тепломасопереносу, питання самоорганізації кристалічного речовини, молекулярна термобарогеохімія). Потрібно, щоб результати досліджень флюїдних включень були повніше враховані в розробці теорії рудообразующих систем. Далека від вирішення проблема взаємозв'язку рудоутворення і вуглеводнів. Потребує подальшого розвитку така галузь мінералогії як інтрамікромінералогія включень. Необхідно сказати, що від запитів сучасної термобарогеохімія помітно відстає техніка досліджень включень.

Потрібні оптичні прилади нового покоління, які дозволять працювати з мікрооб'єктами розміром в долі мікрометра. Необхідні нові дистанційні методи визначення складу мінералів, рідин і газів у включеннях. Дослідники флюїдних включень були б раді мати своєрідний томограф, що дозволяє вивчати включення зі всіх сторін, з найрізноманітніших ракурсів. Перелік побажань термобарогеохіміков до техніки досліджень може бути продовжений. Але головне полягає в тому, що без технічних проривів не буде серйозного прогресу і в термобарогеохімія.

З іншого боку, в своїй основі термобарогеохімія галузь науки, найтіснішим чином пов'язана з фізикою і хімією. І, якщо фізика і хімія не буде і в теоретичному, і в експериментальному плані швидко просуватися вперед, то й термобарогеохімія не зможе розвиватися належними темпами.

Оскільки термобарогеохімія нерозривно пов'язана з усіма галузями знання, її поступальний рух можливий лише в єдиному строю з розвитком науки і техніки в цілому.

3. Словник термінів

Агомогенние включення - утворюються синхронно з мінералоутворення, виникають в результаті консервації крапельок магми, що містять тверді мікрофази мінералів попередників або супутників. Не придатні для термометрії

Акустична реєстрація вибухів - спосіб фіксації мікровибухів ГЖВ при нагріванні за допомогою спеціальних мікрофонів і радіотехніки.

Аномальні включення - утворюються субсінхронно в результаті руйнування переповнених вакуоль. Не придатні для термометрії.

Вакуолі включень - порожнини в кристалі того чи іншого мінералу заповнені газової, рідкої або змішаної фазою.

Візуальна реєстрація вибухів включень - декрепітаціонний метод оптичної реєстрації вибухів включень, що дозволяє виявити залежність підривання від ступеня наповнення включень і типів їх гомогенізації.

Включення - ділянку кристала, речовинно не входить в його закономірну структуру, герметично ізольований в процесі росту мінералу господаря і має з ним фазову кордон.

Водні витяжки включень - метод хімічного аналізу розчинних солей, що містяться в включеннях. Виробляється шляхом розкриття ряду включень з наступним розчиненням у воді.

Повітряні включення - газові включення, що містять атмосферне повітря, зазвичай включення в мінералах вулканічних возгонов.

Газові включення - включення містять менше 25% рідкої фази.

Газово-рідкі включення - включення, що містять співмірні співвідношення газової і рідкої фази або включення, в яких обсяг рідкої фази перевищує обсяг газової.

Гетерогенізації включень - процес швидкого охолодження після гомогенізації включення, в результаті якого зникає досягнута монофазной.

Гомогенізація включень - 1) створення стійкою в часі однорідної структури в двох-або багатофазної системі шляхом ліквідації концентраційних мікронеоднорідною.

2) Метод термобарогеохііі полягає в нагріванні включень у мінералах до температури, при якій речовина включення перейде в однофазне стан і за якою судять про температуру освіти того чи іншого мінералу.

Гомогенні включення - включення мають у своєму складі єдину фазу речовини.

Декрепітація включень - метод термобарогеохімія, що полягає у визначенні температури, при якій відбувається розтріскування (вибух) включення. Метод важливий для аналізу мінералоутворюючих рідин, а також для металургії при звільненні шихти для плавки від шкідливих домішок відбувається аналогічний процес.

Кріометрія включень - метод термобарогеохімія, заснований на встановленні залежності між температурою кристалізації (плавлення) і концентрацією солей у різних водно-сольових системах, що дозволяє визначати наближені значення тисків мінералоутворення.

Кріогідратная точка - температура, при якій розчин легкорозчинній солі у включенні переходить з рідкої фази в тверду.

Мнімовторічние включення - включення, приурочені до тріщинуватих кристалів, які витерпіли розривні деформації в процесі свого зростання.

Постгомогенние включення - включення силікатно-водних консерватов, концентрованих водно-сольових і безводних силікатних рідин (розплавів-розчинів) з високими температурами гомогенізації.

Псевдоаномальние включення - див постгомогенние включення.

Розтріскування включень - см деккріпітація.

Розшнурованим включення - виникають коли мінералоутворюючих розчини, проникли в момент виникнення тріщин спочатку сприяють їх заліковування, а потім виникала необхідність перекристалізації цих тріщин у енергетично вигідні за формою вакуолі.

3. Список використаної літератури

Н.П. Єрмаков. Ю.А. Долгов. Термобарогеохімія. М.: Недра. 1979. 271 с.

Е. Реддер. Флюідние включення в мінералах .. М.: Мир. 1987. Т.1

А.А. Томіленко. В.П. Чупіна. Термобарогеохімія метаморфічних комплексів. - К.: Наука, 1983.199 с.

А. І. Перельман. Геохімія: Учеб. Посібник для геолог. спец. ун-тов. М.: Вищ. Школа. 1979. 423 с., Іл.

Ю.А. Долгов А.А. Томіленко. І.А. Гібшер. Флюідний режим формування і термобаро геохімічні критерії золотоносності кварцових жил в метаморфічних породах / / З АН СРСР ІГГ. Новосибірськ. 1990. З 5 - 15.

Матеріали XLI міжнародній науковій студентській конференції "Студент і науково-технічний прогрес»: Геологія / Новосиб. д у-нт. Новосибірськ, 2003. 140 з