4. Охлаждение и затвердевание магматических расплавов

порция расплава появится при температуре перитектики и будет иметь состав P (см. рис. 4.11). Если такой расплав будет отделен от твердого рестита и начнет охлаждаться, то равновесная кристалли­зация приведет к появлению породы, состоящей из ортопироксе-на и свободного кремнезема. Таким образом, при температуре, со­ответствующей точке Р, ортопироксен плавится инконгруэнтно, разлагаясь на оливин и обогащенный кремнеземом расплав. В от­личие от этого во всех рассмотренных выше случаях минералы пе­реходят в расплав целиком, т.е. плавятся конгруэнтно.

4.3.8. Тройная система с перитектикой

Примером тройной системы с перитектикой может служить си­стема Mg₂Si0₄ (форстерит)—CaAl₂Si₂O₈ (анортит)—Si0₂ (тридимит, кристобалит) при атмосферном давлении. Проекции поверхности ликвидуса этой системы показаны на рисунке 4.12. Поля первичной кристаллизации тех или иных фаз разделены как котектическими, так и перитектическими линиями. Первые обозначены одной стрел­кой, а вторые - двумя. Направление стрелок указывает изменение составов расплава при понижении температуры. Особейностью данной системы является то, что состав одной из ликвидусных фаз, а именно шпинели, не может быть представлен как смесь выбран­ных химических компонентов, помещенных в углах треугольника. Это показывает, что на самом деле система является не тройной, а четверной (MgO-CaO-Al₂0₃-Si0₂). Фазовые соотношения в по­добных псевдосистемах можно наглядно показать графически, но строгий геометрический анализ этих соотношений невозможен, и такие системы не подчиняются правилу фаз.

Последовательность кристаллизации в рассматриваемой систе­ме зависит от того, в каком из малых треугольников: Fo—En—An или En-An-Cr находится исходный состав расплава. Если расплав от­носится к первому треугольнику (точка A на рис. 4.12, б), то первым из расплава выделяется форстерит. По мере кристаллизации фор­стерита состав расплава изменяется вдоль пунктирной линии АI_], которая является продолжением прямой, соединяющей точку А с вершиной форстерита. Когда расплав достигает состава I_], он вступает в перитектическую реакцию с ранее выделившимся фор­стеритом с образованием энстатита. При дальнейшем понижении температуры до 1260 °С расплав достигает точки Р, в которой кро­ме энстатита появляется анортит. Пропорция между Fo и En в точ-

445

Часть III. Магматические горные породы (петрология)

ке Р можно определить по правилу рычага, продолжив линию РА до нижней стороны треугольника (точка 5). Кристаллизация минеральной ассоциа­ции Fo + En + An из расплава Р смещает ва­ловый состав твердых фаз Sp в сторону А, и когда состав А будет достигнут, вся жид­кость окажется израс­ходованной. Таким об­разом, в данном случае последовательность кристаллизации тако­ва: Fo →Fo + En →Fo + En + An.

Рис. 4.12. Проекция поверхности ликвидуса си­стемы CaAl₂Si₂0₈ (aнортит)-Mg₂Si0₄ (форсте-pит)-Si0₂ (минералы кремнезема) при атмосфер­ном давлении

а — изотермы поверхности ликвидуса, б — последова-телльность кристаллизации в системе, по А. Филпотт-су, 1990 Паяснения см. в тексте

Если исходный расплав находится в треугольнике En— An—Сг (точка В на рис. 4.12, б), то его кристал­лизация также начина­ется с выделения фор­стерита. В точке 1₂ начинается перитек-тическая реакция, ко­торая приводит к обра-зованию энстатита. В точке 1₃ весь оливин прореагирует без ос-- татка. Положение этой -точки определяется пересечением прямой ЕпВ1₃ с перитектичес-кой линией. После ис­чезновения форстери-

446