Изучение глубинного строения и состава земной коры
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
пам минералов показывает, что с изменением катионного состава амфиболов и пироксенов от магнезиального до щелочно-железистого происходит увеличение электропроводности и уменьшение энергии активации. Изучение зависимости электропроводности ряда минералов из этих групп от суммарного содержания проводящих оксидов (FeO, Fe2O3 и Na2O) позволило авторам работы [Пархоменко и др., 1974] сделать оценки величины проводимости ещё не изученных минералов из этих групп.
Хубнер с соавторами [Hubner et all., 1979] провели измерения электропроводности естественных кристаллов ортопироксена, содержащих небольшие количества примеси Al2O3 и Cr2O3, при температуре 850-1200C в контролируемой атмосфере. Проводимость оказалась на порядок больше, чем у ранее изученных кристаллов без примесей. По результатам измерений с привлечением ранее полученных данных по электропроводности оливинов и плагиоклазов в функции от температуры авторы рассчитали зависимости объемной проводимости построенных ими объемных поликристаллических моделей лунной мантии, которые, в свою очередь, использованы для расчета температур внутри Луны. Дуба и др. [Duba et all., 1976] измерили зависимость электропроводности пироксена от давления кислорода при 1000C и обнаружили минимум s при давлении кислорода 10-9 атм. Следовательно, отклонение давления в обе стороны от этой величины может служить фактором, увеличивающим проводимость. Измерение электропроводности ортопироксена до 1400C в смеси Ar - CO2 - CO показало неустойчивую анизотропию s вследствие неравномерного распределения примесей. В данных опытах отмечен высокотемпературным излом при 1250С, изменение энергии активами при этом происходит от 0.98 до 1.78 эВ.C
Представляют интерес результаты исследования минералов из группы граната, которые существенно развиты в различных фациях глубинного метаморфизма. В работе [Пархоменко и др, 1979] исследование электропроводности гранатпиропа, авгита и геденбергита при различных температурах показало, что в минералах и горных породах, содержащих двух- и трехвалентное железо, механизм проводимости путем электронного обмена осуществляется не только в области относительно низких температур, но и при температурах до 1200C.
На основании анализа рассмотрения этих четырех групп минералов четко прослеживается определяющее влияние на формирование их электропроводности катионов Na+, K+, Fe2+ и Fe3+.
Большой интерес представляют работы по исследованию оливина различного химического состава, как основного материала вещества верхней мантии Н.И. Хитаров и др. [1978] исследовали электропроводность оливина в интервале температур от 760 до 1600С в камере высокого давления в восстановительной атмосфере. Было установлено, что в интервале 760 - 1035С данные электропроводности не зависят от цикла нагрев - охлаждение, это указывает на отсутствие каких-либо превращений при этих температурах.
Необходимо отметить, что работы зарубежных авторов по изучению электропроводности минералов при высоких термодинамических параметрах в основном направлены на исследование оливинов с целью построения геоэлектрических и геотермических разрезов верхней мантии. В работе [Schober, 1971] проведено исследование монокристаллических и поликристаллических образцов оливина, содержащего около 90% форстерита. В поликристаллических образцах обнаружено необратимое увеличение проводимости а результате цикла нагрев до 1200 C - охлаждение при давлении до 60 кбар. Этот эффект устраняется предварительным спеканием спрессованной таблетки при 1200C в контролируемой атмосфере.
Следует также остановиться на работах по исследованию электропроводности минералов в связи с физико-химическими изменениями, происходящими при повышении температуры. В работе Э.И.Пархоменко и А.Т. Бондаренко [1972] отмечают особое влияние комплексного аниона (ОН)- на проводящие свойства минералов при повышенных температурах. Удаление гидроксильной группы в виде воды при нагревании минерала нарушает линейную зависимость lg s = f (1/Т) в соответствующем интервале температур.
В работах [Воробьев, Сальников и др. 1977; Воробьев, Завадовская и др., 1975], на основании экспериментального материала рассмотрено влияние дегидратации, декрипитации, выделения запасенной энергии, полиморфных превращений и возраста на температурную зависимость электропроводности некоторых минералов и горных пород. Авторы предполагают, что под воздействием температуры и приложенного постоянного электрического напряжения в минералах кварца, полевого шпата, слюды, а также в горных породах, содержащих эти минералы, возможно образование новых соединений и полиморфных модификаций, проявляющих себя изменениями энергии активации носителей зарядов и их концентрации, максимумами и минимумами значений электропроводности в интервале температур 550 -600С и 800 - 970С. Согласно их мнению, точки изменения энергии активации на кривых температурной зависимости электропроводности характеризуют переход системы из нестабильного состояния, которое она получила при формировании или наведенного в течение времени, в более стабильное или энергетически более выгодное, к которому рассматриваемая система стремилась, и частично переходит в результате диффузии и катионного обмена при обычных температурах в геологических условиях. В работе [Воробьев, Завадовская и др.,1975] авторы считают, что скачкообразное изменение электропроводности кварца, флюорита и некоторых кварцсодержащих пород во время их нагревания можно объяснить декрепитацией газово-жи