Жариков В.А. Основы физической геохимии
Подождите немного. Документ загружается.
приведена диаграмма SiO
2
-Mg
2
SiO
4
-CaSiO
3
, где в качестве единичных количеств взяты
моли этих компонентов. Фигуративные точки минералов на этой диаграмме изменили
свое положение в соответствии с новыми единичными количествами компонентов.
Координаты энстатита на этой диаграмме 1/2 Mg
2
SiO
4
+ 1/2 SiO
2
= MgSiO
3
, диопсида:
1/4 SiO
2
+ 1/4 Mg
2
SiO
4
+ 1/2 CaSiO
3
= 1/2 CaMgSi
2
O
6
Нетрудно видеть, что единичные количества молей минералов в этом случае различны в
разных точках диаграммы, что создает дополнительные, обычно нежелательные
осложнения диаграммы.
Проективные преобразования барицентрических координат в зависимости от
пространственных соотношений центра проекции и фигуративных точек минералов могут
привести к тому, что фигуративные точки, имевшие положительные координаты, будут
иметь после преобразования либо другие положительные координаты, либо
отрицательные координаты, либо, наконец, будут
спроектированы в бесконечность.
Декартовы и смешанные координаты
Проективное преобразование диаграммы бинарной системы
MgО-SiO
2
, выполненное таким образом, что координатная
точка MgО удалена в бесконечность, представлено на рис.
3.9. Обратим внимание на следующее. До преобразования
положение фигуративных точек на диаграмме
(горизонтальный отрезок на рис. 3.9) определялось
барицентрическим отношением , выражающим
мольную (или весовую) долю компонента. После
преобразования мерой новой диаграммы (вертикальный
отрезок на рис. 3.9) стало иное отношение выражающее
количество компонента MgO, приходящееся на постоянное
количество компонента SiO
2
. Для построения диаграммы системы MgO-SiO
2
в
координатах MgO/SiO
2
необходимо установить масштаб новых диаграмм, т.е. величину
единичного отрезка , которая в общем-то произвольна (из рис. 3.9 видно, что
это связано с положением центра проектирования Р).
Новый способ изображения составов относится к декартовым координатам,
отражающим в общем случае ортогональную систему изображения, каждая координатная
ось которой представляет независимый параметр. Декартова система координат широко
применяется в физико-химическом анализе парагенезисов при построении диаграмм в
зависимости от величин интенсивных параметров, при построении различных
концентрационных диаграмм, когда нужно выразить зависимости концентраций или
содержания компонентов, наконец, при построении диаграмм состав-парагенезис в том
случае, когда следует более рельефно выразить изменение по фазам содержания каких-
либо компонентов.
На рис. 3.10 приведена
диаграмма состав-
парагенезис системы Fe-
S-О, построенная в
барицентрических (рис.
3.10, I) и декартовых
(рис. 3.10, II)
координатах.
В физико-химической
петрологии часто
используется и
смешанная система
координат, когда,
например, абсцисса - это барицентрическая координата, а ордината - декартовая. Такие
смешанные координаты употребляются для построения диаграмм зависимости фазовых
равновесий от интенсивных и экстенсивных параметров, например Т-х, р-х, μ-х
диаграммы. Применяются смешанные координаты и для диаграмм состав-парагенезис,
если возникает необходимость отчетливо отобразить содержание каких-либо
компонентов.
Об изображении многокомпонентных составов
Наглядное графическое изображение многокомпонентных составов вызывает
существенные затруднения. Одна из причин широкого применения барицентрических
координат в графическом анализе состоит, в частности, в том, что в этих координатах на
единицу понижается размерность (s) графического образа системы. Так, составы
бинарной системы (k=2) изображаются линией (s=l), составы тройной системы (k=3) -
треугольником на плоскости (s=2), составы четверной системы (k=4) - тетраэдром в
трехмерном (s=3) пространстве. Соответственно, в принципе, можно было бы изобразить
составы пятикомпонентной системы (k=5) пентагоном в четырехмерном (s=4)
пространстве, составы шестикомпонентной (k=6) системы - гексаэроидом в пятимерном
(s=5) пространстве и т.д. вплоть до системы из п компонентов, которая может быть
представлена фигурой с n вершинами (называемой симплексом) в пространстве n-1
измерений.
Однако даже тетраэдр состав-парагенезис оказывается достаточно сложным для
графического анализа, а изображение более многомерных фигур с независимыми
компонентами просто невозможно в трехмерном пространстве. Поэтому соответствующие
геометрические образы в физико-химическом анализе заменяются различными
проекциями на плоские (s=2) грани многогранника. Ограничимся рассмотрением только
простейших, наиболее употребительных проекционных преобразований тетраэдра
составов. Для знакомства с более сложными преобразованиями следует обратиться к
специальной литературе (Коржинский, 1973; Четверухин, 1953; Перельман, 1965).
Простейшей проекцией тетраэдра составов является сумма проекций его на четыре
стороны из противолежащих вершин. Такое преобразование выполнено на рис. 3.11- 3.13,
где на рис. 3.11 изображен тетраэдр составов в системе abcd с фазами А, В, С, D, AD, B
2
D,
BD
2
, CD, BCD и A
2
BCD, на рис. 3.12 продемонстрировано проектирование фазовых
фигуративных точек тетраэдра из вершины d на сторону тетраэдра abc и на рис. 3.13
показаны все четыре проекции рассматриваемого тетраэдра составов на четыре его
стороны из противолежащих вершин. Выполненные построения элементарны, поэтому
ограничимся двумя резюмирующими замечаниями.
1. Число проекций, необходимое для отображения всех фазовых ассоциаций тетраэдра,
зависит от числа и состава фаз, поскольку каждая проекция характеризуется своей
областью "перекрытия" составов. В рассмотренном примере оказалось необходимым
использовать все четыре проекции. Однако может случиться, что и четырех проекций
будет недостаточно для изображения всех фазовых ассоциаций тетраэдра. Это случится,
если несколько фаз образуют промежуточные по составу coединения со всеми четырьмя
компонентами системы. В таком случае четырехфазовые тетраэдры, расположенные
внутри общего тетраэдра при проектировании могут оказаться полностью перекрыты
внешними фазовыми тетраэдрами. Для таких тетраэдров состава приходится использовать
более сложные проекции или способы изображения.
2. Рассмотренная операция проектирования тетраэдра на сторону из противолежащей
вершины выражает по существу две аналитические операции. Во-первых, исключение
компонента, расположенного в этой вершине, из числа компонентов, определяющих
положение фигуративных точек на диаграмме. Во-вторых, содержание этого
"исключенного" компонента становится избыточным по отношению к другим
компонентам, т.е. из возможных фаз промежуточного состава на проекции будут
изображены только фазы с максимальным содержанием этого "исключенного"
избыточного компонента. Нетрудно убедиться, что фигуративными точками фаз с
максимальным содержанием избыточного компонента будут перекрыты фигуративные
точки других фаз, если соотношение других компонентов у них одинаково (см. рис. 3.11-
3.12).
Среди других способов изображения четырехкомпонентных
составов употребляется проекция трехгранной призмы, где
один из компонентов изображен в декартовых координатах,
на две или три стороны призмы. Такой способ удобен, когда
некоторые компоненты образуют ограниченное число фаз
промежуточного состава. В качестве примера нами
приведена диаграмма составов части системы СаО-MgО-
Аl
2
O
3
-SiO
2
, которая на рис. 3.14 показана в виде трехгранной
призмы с барицентрическим основанием MgO-Аl
2
O
3
-SiO
2
и
декартовой аппликатой
.
На диаграмму нанесены кварц
(SiO
2
), корунд (Al
2
O
3
), периклаз
(MgO), форстерит (Mg2SiO
4
), энстатит (MgSiO
3
), диопсид
(CaMgSi
2
O
6
), волластонит (СаSiO
3
), андалузит (Al
2
SiO
5
), анортит (CaAl
2
Si
2
O
8
) и шпинель
(МgАl
2
О
4
). Напомним, что фазы, расположенные на сторонах, ребрах и внутри призмы
(хотя последних и нет на рис. 3.14), имеют две координаты: барицентрическую
(определяемую соотношением MgO:SiO
2
:Аl
2
O
3
) и декартову (определяемую отношением
). Естественно для более простых составов, расположенных на
гранях и ребрах призмы эти соотношения упрощаются. Например для диопсида: 1/3
CaOMgO(SiO
2
)
2
координаты барицентрическая 1/3 MgO + 2/3 SiO
2
и декартова
; для волластонита CaOSiO
2
, соответственно: 1SiO
2
и . Это
наглядно можно видеть на проекциях призмы составов на грани из вершин треугольника
основания: ( + Al
2
O
3
) - MgO - SiO
2
и (MgO) - Al
2
O
3
- SiO
2
- см.
рис. 3.15. Происходящие при проектировании преобразования в случае выбранной
простой диаграммы легко представить себе графически, проведя из вершин Al
2
O
3
и MgO
проектирующие прямые через все фазы диаграммы. Так в проекции ( + Al
2
O
3
) в
координатах - MgO - SiO
2
фигуративная точка шпинели будет иметь
координату 1MgO, фигуративная точка анортита обозначается барицентрической
координатой 1SiO
2
и декартовой и т.д. (рекомендуется для практики
вычислить координаты всех фаз на диаграмме составов и ее проекциях).
В специальных случаях применяются более сложные проективные преобразования
диаграмм. На один из таких примеров мы укажем немного ниже. На практике чаще, и
всегда в случае сложных многофазовых диаграмм, графические проекционные
преобразования заменяют построением диаграмм в новых
координатах.
Кроме метода проекций для изображения
многокомпонентных составов используются векторные
способы. Суть этих методов состоит в том что кроме
положения фигуративной точки для определения содержания компонентов используются
длина и наклон одного или нескольких векторов из этой точки. Основная система
координат при этом может быть барицентрическая (метод В.Н. Лодочникова) или
декартова (метод Е.С. Федорова. На рис. 3.16 показано изображение пятикомпонентного
состава N=aA + bB + cC + dD + eE по методу В.Н. Лодочникова (1) и Е.С. Федорова (II).
Нетрудно видеть, что при изображении по методу Лодочникова в координатные вершины
треугольника помещаются дополнительные (сверх трех) компоненты, а длина и наклон
вектора позволяет определить их количества. При изображении по методу Федорова по
абсциссе и ординате откладываются величины отрезков, пропорциональные содержанию
компонентов В, C, D, E, а содержание компонента А получаем аналитически: аA= 100 -
(bB + cC + dD + eE).
Векторные диаграммы, построенные таким образом, что все координатные отрезки
пропорциональны содержаниям на одно и то же единичное количество, как показано Д.С.
Коржинским (1957, 1973), обладают всеми свойствами барицентрических диаграмм. К
ним полностью применимы графические и аналитические способы преобразования, хотя
они, естественно, представляют известные сложности.
Кроме рассмотренных способов изображения многокомпонентных составов в физико-
химическом анализе используются, как мы отмечали, и более специальные методы:
проекции многомерных фигур, спиральные координаты, сочетание аналитических и
графических методов, сочетание различных графических методов. В качестве примера
последнего можно привести известные диаграммы А.Н. Заварицкого, где фигуративная
точка состава изображается в виде проекции на две стороны тетраэдра ABCS:ASB и CSB,
где aA + bB + cC + sS=100 - главные петрохимические характеристики изверженной
породы. Кроме того, каждая проекция содержит самостоятельную дополнительную
векторную характеристику, отражающую более второстепенные петрохимические
особенности изверженной породы.
Несмотря на различные ухищрения исследователей при изображении многокомпонентных
составов в виде проекций, векторов или в различных специальных координатах теряется
главное достоинство диаграмм - простота и наглядность графических изображений и
преобразований. Поэтому более удачным оказался предложенный Д.С. Коржинским
способ понижения размерности диаграмм путем выделения групп компонентов,
различающихся режимом и ролью при образовании различных минеральных ассоциаций,
горных пород и руд.
Построение и анализ диаграмм состав-парагенезис
Выделение компонентов
Как отмечалось в главе 2, компоненты в физико-химическом анализе определяются как
индивидуальные вещества, которые, будучи взяты в наименьшем количестве, достаточны
для описания всех фаз системы. Это гибкое определение отражает тот факт, что в
зависимости от конкретных реакций и преобразований в системе наименьшие химические
составные части этих процессов могут быть различными. Например, при описании
замещения калиевого полевого шпата (KAlSi
3
O
8
) альбитом (NaAlSi
3
O
8
) в качестве
компонентов следует принять К, Na и AlSi
3
O
8
, что отражает особенности этого процесса,
протекающего по типу ионообменной реакции с сохранением неизменного состава
структуры минерала. При рассмотрении системы, сложенной альбитом, калиевым
полевым шпатом, кварцем (SiO
2
), андалузитом (Al
2
SiO
5
) и мусковитом (КАl
3
Si
3
О
10
(ОН)
2
),
в качестве компонентов должны быть взяты окислы, поскольку "элементарными"
составными частями, необходимыми для образования всех фаз системы, являются в
данном случае окислы. Выражение компонентов в виде окислов наиболее часто
применяется в физико-химическом анализе парагенезисов, что отражает ту обычную
степень дезинтеграции вещества, которая принимается при описании процессов
природного минералообразования. Следует подчеркнуть, что в присутствии растворов -
обычной сpeды минералообразования в природе - компоненты существуют и переносятся,
конечно, не в виде простых окислов, а в более сложной форме в виде солей, гидроокисей,
кислот и т.д., которые к тому же в различной степени диссоциированы в растворе. Важно
отметить также, что концентрации или активности конкретных ионных форм не являются
в общем случае независимыми параметрами, они определяются кислотностью и составом
раствора, температурой (от которой зависят константы диссоциации) и т.д., а в качестве
независимых компонентов выступают окислы, образующие с раствором те или иные
ассоциироваиные или диссоциированные соединения. Например, реально протекающая
реакция мусковитизации альбита
3NaAlSi
3
O
8
+
KOH + H
2
O =
6SiO
2
+ КАl
3
Si
3
О
10
(ОН)
2
+
3NaOH
твердое
раствор
твердое
раствор
кроме специальных случаев (зависимости от pH и подобных) записывается в "оксидной"
форме
3NaAlSi
3
O
8
+ 0.5K
2
O + H
2
O = 6SiO
2
+ КАl
3
Si
3
О
10
(ОН)
2
+ 1.5Na
2
O
Наконец, во всех случаях, когда в системах происходят процессы окисления или
восстановления в качестве независимых компонентов должны быть выбраны элементы,
потому что процессы окисления-восстановления реализуются в природных процессах
чаще всего за счет участия кислорода, который входит в "элементарную" составляющую
часть системы.
Кроме выбора форм компонентов существенным для парагенетического анализа является
разделение компонентов в соответствии с их термодинамическим режимом и ролью,
которую они играют в различных природных и экспериментальных процессах. Это
подразделение, предложенное Д.С. Коржинским (1957), с небольшими дополнениями
выглядит следующим образом.
А. Вполне подвижные компоненты (в.п.к.), режим которых в природных и
экспериментальных процессах определяется интенсивными факторами состояния и
которые не влияют на число фаз в системе. Присутствие вполне подвижных компонентов
не влияет на размерность диаграмм в экстенсивных параметрах (например, диаграмм
состав-парагенезис). Напротив, каждый вполне подвижный компонент требует
независимой координаты на диаграммах в интенсивных параметрах, если, конечно, его
вариации вызывают изменение фазовых соотношений. Вполне подвижные компоненты
удобно разделять на две группы: виртуальные вполне подвижные компоненты, к
которым относятся такие вполне подвижные компоненты, изменение факторов состояния
которых вызывает изменение фазового состава и парагенезисов в системе, и
индифферентные вполне подвижные компоненты, изменение факторов состояния
которых не влияет на фазовые соотношения в системе. Очевидно, что при физико-
химическом анализе парагенезисов индифферентные вполне подвижные компоненты
могут быть опущены и соответственно понижена размерность диаграмм в интенсивных
параметрах.
Б. Инертные компоненты, режим которых в природных и экспериментальных процессах
характеризуется экстенсивными параметрами - их массой или содержанием в системе и
которые определяют число фаз в системе. Среди инертных компонентов в соответствии с
их ролью в образовании минералов, горных пород и руд можно выделять следующие
группы.
1. Из числа инертных компонентов должны быть исключены компоненты-примеси,
которые не образуют самостоятельных фаз. Например, МnО, ВаО в гранитоидах,
рассеянные компоненты в рудах и т.д.- все они присутствуют в виде незначительной
примеси к главным компонентам минералов. При построении диаграмм состав -
парагенезис их содержанием можно пренебречь, хотя при ином подходе (см. ниже)
распределение компонентов-примесей между минералами служит важным индикатором
условий минералообразования.
2. Изоморфные компоненты, к которым относятся компоненты, образующие в пределах
данных .пород непрерывную изоморфную серию, так, что они могут быть объединены в
один компонент. Например, MgO и FeO в гранитоидах, где они образуют изоморфную
группу, входящую в состав всех темноцветных минералов, причем эта группа может
рассматриваться как один - изоморфный - компонент (Mg, Fe)O, потому что изменение
соотношений MgO и FeO не приводит к появлению новых фаз, а вызывает только
изменение железистости темноцветных минералов. Нетрудно видеть, что введение
изоморфных компонентов уменьшает число независимых экстенсивных параметров и
соответственно размерность диаграммы. Заметим, что выделение изоморфных
компонентов всегда подразумевает конкретные парагенезисы и если, например, для
гранитоидов и контактовых роговиков объединение MgO и FeO в один компонент (Mg,
FeO)O вполне обоснованно, то для парагенезисов основных и ультроосновных пород,
основных кристаллосланцев это сделать нельзя, поскольку MgO и FeO ведут себя как
независимые компоненты, обусловливая существование индивидуальных фаз.
3. Обособленные компоненты - к ним относятся компоненты, образующие
индивидуально или совместно с другими компонентами отдельные самостоятельные
фазы; в других фазах обособленные компоненты могут присутствовать только как
примесь. Например, обычные акцессорные минералы гранитоидов, в этом случае
компонент TiO
2
индивидуально образует фазу - рутил или совместно с кальцием и
кремнеземом - сфен; компонент ZrO
2
совместно с кремнеземом - циркон, и т.д. В других
минералах гранитоидов Ti, Zr, присутствуют только как примеси.
4. Избыточные компоненты - это такие компоненты, которые составляют существенную
составную часть всех или некоторых фаз системы и присутствуют в ней в виде отдельных
фаз, сложенных данными компонентами или в сочетании с другими вполне подвижными
компонентами. Например, в гранитоидах SiO
2
может быть представлен как избыточный
компонент, поскольку все минералы и парагенезисы насыщены кремнеземом, кремнезем
слагает существенную часть пород и образует самостоятельную "избыточную" фазу -
кварц. Обратим внимание на то, что при выделении избыточного компонента из общего
числа парагенетических ассоциаций обособляется определенная группа, объединенная
признаком сосуществования в равновесии с этим избыточным компонентом
присутствующем в виде отдельной фазы. Эту фазу или минерал удобно и называть
избыточной фазой или минералом. Выделение избыточной фазы, как уже упоминалось,
равносильно преобразованию диаграммы составов путем проекции из фигуративной
точки избыточной фазы на другие геометрические элементы диаграммы (см. выше рис.
3.11-3.13, 3.15, где были рассмотрены такие проективные преобразования).
5. Виртуальные инертные компоненты - основные инертные компоненты системы,
соотношения между которыми определяют главные особенности минерального состава и
парагенезисов в данной минеральной фации или равновесном ансамбле фаз, т.е. при
определенных значениях интенсивных параметров системы.
Предложенное разделение компонентов, направленное на уменьшение размерности
диаграмм и упрощение графического образа изучаемой минеральной ассоциации, по
существу представляет собой достаточно углубленный анализ геохимического режима
компонентов и их роли в формирования данной минеральной ассоциации,
характеризующей определенную группу горных пород, руд или более обширные
геологические серии. Построение диаграммы состав-парагенезис отражает результаты
этого исследования.
Построение и анализ диаграммы состав-парагенезис
для контактовых роговиков
Построим диаграмму состав-парагенезис для
высокотемпературной (пироксеновой) фации
контактовых роговиков и рассмотрим на этом примере
главные приемы разделения компонентов, построения и анализа диаграмм.
Геологический образ: зона высокотемпературного контактового ореола гранитоидов (в
широком понимании термина), в пределах которой расположена толща слоистых
разнообразных по составу - карбонатных, терригенных и вулканогенных - вмещающих
пород.
Рассмотрим первоначально наиболее простые по составу кремнистые доломитовые
известняки. Минеральный состав этих пород в зоне контактового метаморфизма: кальцит
(Cal), волластонит (Wol), диопсид (Di) и кварц (Q). Наблюдая под микроскопом
парагенетические ассоциации, легко убедиться, что они представлены в кремнистых
известняках Q + Wol, Wol + Cal; в доломитовых кремнистых известняках прибавляется
диопсид: Q + Wol + Di, Di + Wol + Cal.
Определим инертные и вполне подвижные компоненты. Для кремнистых известняков
общее число компонентов (k) равно трем: CaO, SiO
2
, СO
2
; число фаз r = 2, правило фаз
r
T,p,μ
= k
i
, и, следовательно, k
i
= 2. Напомним, что каждый инертный компонент,
независимым параметром для которого является масса или содержание в породе,
обусловливает существование отдельной фазы. Эта фаза сложена этим компонентом
индивидуально или вместе с другими инертными и (или) вполне подвижными
компонентами, а количество этой фазы определяется содержанием этого инертного
компонента. Для парагенезиса Q + Wol очевидно, что инертными компонентами будут
SiO
2
и СаО, количество которых определяет соответственно количество Q и Wol. Для
парагенезиса Wol + Cal, естественно, инертными компонентами остаются SiO
2
и СаО, а
CO
2
представляет вполне подвижный компонент.
Обратим внимание на следующие два важных замечания. Одним из признаков вполне
подвижного поведения компонента является нерегулярность его содержания в различных
парагенезисах. Его содержание в породе зависит от других факторов: от содержания
инертных компонентов, от внешних условий (T,p,μ
в.п.к.
). Поэтому, сопоставляя
парагенезисы Q + Wol и Wol + Cal, можно видеть, что смена парагенезисов вызвана
закономерным изменением соотношения СаО и SiO
2
, а CO
2
появляется только в одном
минерале - кальците - в силу того, что при T,p,μ
CO2
, характеризующих условия
метаморфизма этих пород, кальцит служит той стабильной фазой, в которой может
индивидуально присутствовать инертный СаО (в других условиях вместо кальцита мог бы
быть, например, портландит Ca(OH)
2
). В то же время заметим, что если бы наблюдалась
только ассоциация Wol + Cal, изолированная от других ассоциаций, решить вопрос о
режиме СаО и СO
2
было бы невозможно, так как оба компонента слагают кальцит, а
содержание кальцита формально может определяться и количеством CO
2
и количеством
СаО, присутствующей в породе. Такую "невозможность" установления режима
компонентов по отдельным изолированным
парагенезисам следует иметь в виду.
Второе замечание. Хотя каждый инертный компонент
обязательно обусловливает существование отдельной
фазы, состав фазы, связанной с данным инертным
компонентом, может быть различным в разных
парагенезисах, отличающихся содержанием инертных
компонентов. В рассматриваемом примере в
пaрaгенeзисе Q + Wol волластонит фиксирует
количество инертного СаО, а в парагенезисе Wol + Cal
- количество волластонита уже определяется
количеством инертного кремнезема.
В метаморфизованных доломитовых известняках кроме
рассмотренных минералов присутствует диопсид -
единственная фаза, в которой содержится магний.
Появление диопсида фиксирует количество инертного
магния, в чем легко убедиться, сопоставляя различные
по магнезиальности кремнистые известняки.
Построим диаграммы состав-парагенезис для рассмотренных примеров. На рис. 3.17
показана диаграмма состав-парагенезис бинарной системы СаО-SiO
2
, представляющая
контактовые роговики по кремнистым известнякам. Парагенезисы роговиков по
кремнистым доломитовым известнякам показаны на рис. 3.18. сплошными линиями. Эти
линии, соединяющие на диаграмме состав-парагенезис сосуществующие и находящиеся в
равновесии фазы или минералы, называются коннодами. На рис. 3.18 таких коннод
(сплошные линии) пять: Cal + Di, Wol-Di, Di-Q и две, совпадающие со стороной
треугольника: Cal-Wol и Q-Wol. На рис. 3.17 - только две последние конноды,
совпадающие с координатным отрезком.
Существуют два правила, соблюдение которых обязательно для диаграмм состав-
парагенезис. Первое - правило составов: состав каждой из изображенных на диаграмме
фаз должен полностью слагаться из обозначенных на диаграмме компонентов. Второе -
правило коннод: конноды на диаграмме состав-парагенезис пересекаться не могут.
Правила эти достаточно очевидны. Действительно, если, допустим, автором диаграммы не
обозначены все компоненты, слагающие данные парагенезисы (например, на рис. 3.17-
3.18 не был бы показан вполне подвижный компонент: ↑↓ CO
2
), то возникают сомнения в
соответствии правилу фаз, в определении режима компонентов и такая диаграмма не
обладает необходимой строгостью. Пересечение коннод невозможно по самой сути
диаграмм: конноды соединяют парагенезисы минералов, пересечение коннод означает
сосуществование взаимоисключающих парагенезисов, т.е. отражает неравновесные,
непарагенетические ассоциации.
Рассмотренная диаграмма состав-парагенезис для метаморфизованных доломитовых
кремнистых известняков в общем-то элементарна. Но эта диаграмма побуждает нас к
дальнейшему исследованию. Возникает вопрос: какими парагенезисами представлены
контактовые роговики той же минеральной фации, но возникшие по кремнистым
доломитам или существенно магнезиально-силикатным породам? Изучение таких
образований показывает, что в них обычно присутствуют доломит (Dol)-CaMg(CO
3
)
2
,
форстерит (Fo)-Mg2SiO
4
, в определенных условиях периклаз (Per)-MgO. Эти минералы
обозначены на рис. 3.18 полыми точками. Показан (в скобках) также и энстатит (Еn)-
MgSiO
3
, для того чтобы исключить парагенезис Q + Fo, но энстатит в породах с избытком
Cal никогда не встречается.
Соединим теперь коннодами минералы, сосуществующие в парагенезисах. В отличие от
ранее рассмотренных парагенезисов Di с Cal, Wol и Q, где проведение коннод было в
значительной мере формальной операцией (единственный .вариант), в данном случае
возможны взаимоисключающие парагенезисы: Cal + Fo или Dol + Di, Dol + Fo или Per +
Di (они показаны на рис. 3.18 пунктиром). Естественно, что в каждой минеральной фации
возможно только единственное расположение, или, как обычно говорят, - триангуляция
коннод, и конноды отражают наблюдаемые парагенезисы. Вместе с тем возможность
взаимоисключающих парагенезисов подсказывает необходимость выяснения физико-
химических условий их образования. Поскольку смена триангуляции диаграмм состав-
парагенезис не может определяться экстенсивными параметрами, необходимым
становится дальнейшее исследование зависимости парагенезисов от интенсивных
факторов состояния.
Составив уравнения химических реакций, отвечающих смене рассматриваемых
парагенезисов
4MgO +
CaMgSi
2
O
6
+ 2CO
2
=
CaMg(CO
3
)
2
2Mg2SiO
4
,
Per
Di
Dol
Fo
4CaCO
3
+
2Mg2SiO
4
+ + 2CO
2
=
CaMg(CO
3
)
2
CaMgSi
2
O
6
,
Cal
Fo
Dol
Di