РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕЖДУ ВОДНО-ХЛОРИДНОЙ ФЛЮИДНОЙ ФАЗОЙ И РАСПЛАВОМ В ПРОЦЕССЕ ДЕГАЗАЦИИ ГРАНИТНЫХ МАГМ, ВЫЗВАННОЙ СНИЖЕНИЕМ ДАВЛЕНИЯ

摘要

Представлены результаты численного моделирования поведения редкоземельных элементов (РЗЭ) в процессе декомпрессионной дегазации H2O- и Cl-содержащих гранитных расплавов при снижении давления от 3-х до 0.5-0.3 кбар в условиях близких к изотермическим (800 ± 25°С). Во флюидной фазе, равновесной с расплавом, РЗЭ находятся, главным образом, в виде хлоридных комплексов, поэтому их поведение при дегазации магм тесным образом связано с поведением хлора. Показано, что концентрация и спектр РЗЭ в водно-хлоридной флюидной фазе, образующейся при снижении давления, претерпевают существенные изменения в зависимости от (1) содержания летучих компонентов (Cl, Н2О) в исходном расплаве, (2) редокс состояния магм, (3) динамики удаления флюидной фазы из магм при их восходящем движении к поверхности Земли. С понижением давления в процессе дегазации концентрации как Cl, так и РЗЭ во флюиде уменьшаются, при этом особенно резко в условиях открытой системы. Спектр РЗЭ во флюидной фазе по сравнению с расплавом характеризуется более высоким отношением легких РЗЭ к тяжелым. В обогащенных хлором флюидах, образующихся на первых стадиях дегазации при относительно высоких давлениях, в спектре РЗЭ может проявляться слабая отрицательная аномалия Eu. При дальнейшем снижении давления и уменьшении концентрации Cl во флюиде она сменяется положительной аномалией Eu, величина которой растет в ходе декомпрессионной дегазации. Такое аномальное поведение европия в процессе дегазации связано с его нахождением в магматическом расплаве в двух валентных формах Eu~(3+) и Eu~(2+), в то время как остальные РЗЭ присутствуют в расплаве преимущественно в виде (REE)~(3+). Соотношение Eu~(3+)/Eu~(2+) в расплаве определяется редокс состоянием магматической системы. Чем выше степень восстановленности расплава, тем сильней проявляется аномальное поведение Eu в процессе его декомпрессионной дегазации. Количество РЗЭ, извлекаемое флюидом из расплава на разных этапах дегазации не оказывает существенного влияния на содержание и спектр РЗЭ в расплаве.