prosesində mikroelementlərin miqdarının nəzəri paylanması.
Hər bir
əyri ümumi paylanma əmsalını
D əks etdirir. Porsiya ilə
müvazinətdə ərimə:
a - D-nin müxtəlif qiymətlərində ilkin
materialdakı nisbətən miq-darlar göstərilmişdir.
b - Reley əriməsi.
F–
in istənilən qiymətində ilkin (əriməmiş) materiala nisbətən elementin
miqdarı.
v - kristalların Reley fraksionlaşması. Konsentrasiya
fraksionlaşmamış ərintiyə (
F=1) nisbətən göstərilmişdir.
Məsələn, əriməyə məruz qalan hipotetik qranatlı peridotit
60% olivindən, 25% ortopiroksendən, 10% klinopiroksendən
və 5%
qranatdan ibarət olarsa, onda
D
Ce
=0,6x0,001+0,25x0,003+0,1x0,1+0,05x0,02=0,012
(Ce–un minerallarda paylanma əmsalı ədəbiyyatdan
götürülmüşdür).
Analoji olaraq
D
Yb
=0,244 olduğunu hesablamaq olar.
D
Ce
=0,012 olan qranatlı peridotitin parsial əriməsi üçün
ərinti
Ce-la 80-dən çox zənginləşəcəkdir. Yüngül
NTE qələvi
bazaltlarda miqdarı orta xondritdəkinə nisbətən 100 dəfə yüksək
olduğu üçün onlar çox az ərimə payında kimyəvi olaraq
meteoritlərin analoqu olan mantiyadan birbaşa alına bilər. Bunun
əsasında R.Key (1976)
NTE-nin miqdarının mantiyada xondritə
nisbətən 2-5 dəfə böyük olduğunu fərz etmişdir və ona görə də
belə hesab etmişdir ki, qələvi bazaltlar 2%, nefelinitlər 1%, ultra
kaliumlu bazaltlar 0,5% və ya az parsial ərimə nəticəsində əmələ
gəlmişlər.
Yenə də şəkil 6.6-ya qayıdaq. Şəkildən göründüyü kimi,
D>1 olan uyuşan elementlərin ərintidəki konsentrasiyasının il-
kin materiala olan
nisbəti bütün ərimə sahəsində, xüsusilə də
D-
nin çox yüksək qiymətində
1/D-yə yaxınlaşacaqdır və
F-in
yüksək qiymətində vahidə qədər artacaqdır. Çətin əriyən qalıqda
C
R
elementlərin konsentrasiyası, (həm uyuşan, həm də uyuş-
mayan) həmişə
D · C
R
ilə ifadə olunur, buradan aydın olur ki,
hətta az ərimə payında qalıq uyuşmayan elementlərlə güclü
kasıblaşır, eyni vaxtda uyuşan elementlər ilkin konsentrasi-
yasını dəyişmir. Bu asılılıq üst mantiyada və ondan alınan ilkin
maqmalarda
Ni və Cr-un orta miqdarını qiymətləndirməyə im-
kan verir. Heç şübhəsiz ki, kimberlitlərdəki ultraəsasi nodullar
100 km dərinlikdən gətirilmiş mantiya materialıdır.
Ni və Cr-un
orta miqdarı (2400 və 2700 p.p.m.) əriməmiş («zəngin») manti-
yadakı miqdara bərabərdir. Əgər qalıq
minerallar üçün D
155
Ni
=7
və D
Cr
=3 qəbul etsək, onda 50%-ə qədər parsial ərimə
nəticəsində formalaşan ilkin maqmada bu elementlərin miqdarı
Ni=2400/7=350 p.p.m. və
Cr=2700/3=900 p.p.m. olacaqdır.
Silisiumla doymamış vulkanik süxurlarda bu elementlərin
miqdarı toleit və andezitlərə nisbətən daha yüksəkdir. Ona görə
də ≈200 p.p.m.
Ni saxlayan qələvi bazaltlar birbaşa mantiya
ərintilərinə yaxındır.
Artan porsiya ilə ərimə (Fraksion ərimə). İkinci tip ərimə
modelinə eyni bir ilkin materialın müvazinət ərimə prosesində
əmələ gələn ərintinin təkrarən ayrılması daxildir. Hər bir yeni
ərimə mərhələsində ilkin tərkib əvvəlki mərhələdən qalıq kimi
götürülərsə, onda ərimənin ayrı-ayrı intervalı üçün yuxarıdakı
formulu istifadə etmək olar. Məsələn,
F
1
və F
2
ərintiləri əmələ
gəlməklə ikimərhələli ərimə prosesində ikinci ərintidə mik-
roelementin konsentrasiyası aşağıdakı tənliklə təyin edilir:
(
)(
)
2
2
2
2
1
1
1
1
1
0
2
D
F
D
F
D
F
D
F
C
L
−
+
−
+
=
2
2
2
L
R
C
D
C
D
C
=
İkinci qalıqda konsentrasiya
Bu model aralıq okean silsilələrinin toleitlərinin
petrogenezisini qiymətləndirərkən böyük əhəmiyyətə malikdir.
Belə süxurlar üçün (və bəzi ofiolitlər üçün) litofil
mikroelementlərlə kasıblaşma xarakterdir.
Reley əriməsi. Bütün
Reley prosesləri distilləşmə
prosesində kütlə fraksionlaşmasını təsvir edən ifadəni verən
məşhur fizikin adı ilə bağlıdır. Bizim konteksdə isə biz ərintinin
sonsuz az miqdarı əriyən maddə ilə müvazinətdə əmələ
gəlməsi, sonra isə sistemdən uzaqlaşması kimi sadə ərintiyə
154
baxırıq. Əvvəlki ərintidən qalan süxurlarda elementlərin
paylanma əmsalı hesablamaya daxil olduğu üçün ilkin
materiala daxil olan minerallar son ərintinin tərkibinə, hətta
onlar
tam itirilsə belə, təsir edir. Ona görə də həm də
D ərimə
prosesində fasiləsiz olaraq dəyişdiyi üçün elementlərin
konsentrasiyasının nisbətini təyin etmək çətindir. Sadəlik üçün
burada biz
D sabiti üçün nəticəni veririk.
)
1
/
1
(
0
)
1
(
−
−
⋅
D
F
D
C
157
1
=
L
C
Porsiya ilə əriməyə nisbətən konsentrasiyanın dəyişməsi daha
böyükdür. Yəni uyuşmayan elementlər artan porsiya ilə əriməyə
nisbətən əriyən materialdan daha effektiv çıxarılacaqdır.
Fraksion kristallaşma (FC modeli). Əvvəllər qeyd edildiyi
kimi, bazaltların kimyəvi tərkibi əksər hallarda onların nəzərdə
tutulan mantiya maddəsinin mineralı ilə müvazinətdə olmasını
və kristallik fazaların uzaqlaşması ilə qalxma vaxtı onların
kifayət qədər dəyişməyə məruz qalmasını təsdiq edə bilmir. Bu
problemi mikroelementlərin paylanmasına
miqdari təsirilə həll
etmək olar. Biz maqmanın təkamülünə baxdığımız üçün yenə
də elementin ilkin maqmadakı miqdarını yenə də
C
0
ilə (parsial
ərimə prosesi nəticəsində maqma əmələ gəldikdə
C
L
işarə
etdiyimiz kimi) işarə edək.
Əgər kristallaşmanın məhsulları maqma ilə kimyəvi
müvazinətdə qalırsa, onda o porsiya ilə əriməyə əks olacaqdır və
ona görə də onlara aid olan tənlikləri burada da tətbiq etmək olar
(
F – indi ilkin qalan ərintinin miqdarıdır). Lakin bu ehtimalı az
olan situasiyadır – zonal kristalların böyüməsi onların tərkibini
dəyişmiş ərinti ilə yenidən müvazinətdə olmasına nisbətən daha
tez olacaqdır. Qravitasiya qüvvəsinin hesabına həm
kumulatların, həm də təkamül edən ərintinin tərkibinin dəyişməsi
baş verəcəkdir. Beləliklə, Reley qanunu kənar bir hal kimi daha
çox uyğun gələn frak-sion kristallaşma modelini verir.
Müvazinət modeli isə daha çox parsial əriməyə uyğun gəlir.
Maqmanın maqmatik kameradan izolə olması və
kristalların uzun sürən fraksionlaşmaya məruz qalmasını ifadə
edən sadə bağlı sistemə baxaq. Burada
Reley əriməsindən fərqli
olan tənlik alınır. Burada ərinti eynicinslidir və kristallar əmələ
gələn kimi uzaqlaşır.
)
1
(
0
−
=
D
L
F
C
C
Bundan başqa ümumi qalıq heç vaxt ərintilə müvazinətdə
olmur. Ona görə də
C
R
üçün aşağıdakı tənlik alınır.
)
1
(
0
)
1
(
−
−
=
D
R
F
C
C
Ərintinin tərkibini əks etdirən bu tənlik şəkil 6.6 v-də gös-
tərilmişdir. Uyuşmayan komponentlərlə
zənginləşmə
maqmanın 75%-i kristallaşmayana qədər müvazinət
əriməsindəki zənginləşməni xatırladır. Bu halda o tez bir
zamanda
1/F-ə yaxınlaşacaq. Yüksək uyuşan elementlərdə olan
hal isə müvazinət
modelindən kəskin fərqlənir; onlar daha tez
erkən kristallaşan fazalara daxil olur və ona görə də ərintidə
onların konsentrasiyası tezliklə
1/D-dən aşağı düşəcəkdir.
Məsələn, biz olivin-ortopiroksen-şpinel-klinopiroksen
paragenezisi üçün qəbul edilə biləcək
D
Ni
=7 götürsək, onda
10% kristallaşmada
Ni ilkin konsentrasiyası yarıya qədər, 50%
ərinti kristallaşdıqda 98% aşağı düşəcəkdir. Belə bir şəraitdə
hətta gec kristallaşan kumulatlar belə uyuşan elementlərlə
kasıblaşacaqdır.
Assimilyasion-fraksion kristallaşma (AFC modeli). Hələ
1928-ci ildə Bouen birinci dəfə maqmatik süxurlar əmələ
gəldikdə fraksion kristallaşma zamanı assimilyasiyanın
rolunu
qeyd etmişdir. 1981-ci ildə DePaolo və 1984-cü ildə Povel
maqmanın original tərkibinə görə nadir elementlərin
konsentrasiyasını təsvir edən tənliyi almışlar və onu AFC ilə
işarə etmişlər. Tənlik bu prosesi yaxşı təsvir etsə də, maqma və
bütövlüklə süxur arasında nadir elementlərin
156