4. Охлаждение и затвердевание магматических расплавов

ется в инвариантную эвтектическую точку, соответствующую рав­новесию Q + Or_ss + Ab_ss = расплав.

При относительно высокой температуре последовательность кристаллизации по мере охлаждения расплава такова: (Q или K-Na Fsp) → (Q + K-Na Fsp). где K-Na Fsp — твердый раствор K-Na по­левого шпата. Достигнув котектики, состав расплава смещается вдоль котектической линии в сторону температурного минимума. При этом из расплава выделяются кварц и K-Na полевой шпат, от­носительные количества которых меняются так же, как и состав полевого шпата.

Если в системе существует эвтектическая точка, то минералы кристаллизуются в последовательности А→А+В→А+В + С, где А, В, С — твердые фазы, представленные кварцем и двумя полевы­ми шпатами.

Система Q—Оr—Аb и более сложная система Q—Or—Ab—An мо­делируют фазовые соотношения, возникающие при кристаллиза­ции кислых магм и плавлении кварц-полевошпатовых пород.

4.3.7. Двойная система с перитектикой

В случае эвтектических и котектических равновесий выделив­шиеся из расплава кристаллы не взаимодействуют с жидкой фа­зой, а при плавлении переходят в расплав целиком (без разложения). Однако в других случаях твердые фазы после своего образования мо­гут вступать в химическое взаимодействие с остаточным расплавом с образованием иных минералов, а при плавлении испытывать хи­мическое разложение.

Примером таких соотношений служат равновесия в системы Mg₂Si0₄-Si0₂. Изобарическое сечение магнезиальной части этой системы при атмосферном давлении показано на рисунке 4.11. Ес­ли расплав А охлаждается, то при температуре Т₁ начинается крис­таллизация форстерита. По мере увеличения количества кристал­лов форстерита в жидкой фазе растет концентрация кремнезема, и при T₂= 1557 °С расплав, богатый Si0₂, вступает в химическую ре­акцию с форстеритом; продуктом реакции является энстатит:

Mg₂Si0₄ + SiO₂ = 2MgSi0₃

кристаллы расплав кристаллы

Равновесие, возникающее при химическом взаимодействии кристалл-расплав, называется перитектикой, а точка Р, которая от-

443

Часть III. Магматические горные породы (петрология)

Рис. 4,11. Изобарическое сечение магнезиальной части системы Mg₂Si0₄ (форстерит)—Si0₂ (минералы кремнезема) при атмосферном давлении Пояснения см. в тексте

вечает составу расплава, реагирующему с ранее образованными кристаллами,— перитектической точкой.

Если исходный состав точно отвечает составу энстатита, то оли­вин и расплав прореагируют при Т= 1557 °С полностью, и система затвердеет при этой температуре в виде кристаллов энстатита. Ес­ли состав А находится между энстатитом и форстеритом, то первым будет израсходован расплав Р и возникнет смесь кристаллов эн­статита и форстерита. Если исходный состав В находится между энстатитом и расплавом Р, то первым будет израсходован форсте­рит, а из оставшегося расплава по мере охлаждения начнет выде­ляться энстатит; при Т= 1543 °С образуется эвтектическая смесь эн-статит + кристобалит (фаза Si0₂, устойчивая при Т> 1470 °С). Состав С, содержащий еще больше кремнезема, будет с самого на­чала кристаллизоваться по эвтектической схеме.

Рассмотренные соотношения указывают на возможность по­следовательной кристаллизации высокомагнезиального оливина и ортопироксена. Реакционные каймы ортопироксена, часто окру­жающие оливин в основных и ультраосновных породах, показыва- ют, что эта возможность реализуется в природе. Если порода, состоящая из оливина и магнезиального ортопи-

роксена испытывает нагрев в условиях низкого давления, то первая