Рассмотрение дифференцированных интрузий
с помощью химико–информационного метода RHA
,
Геологический факультет Санкт–Петербургского государственного университета.
Процесс кристаллизационной дифференциации магмы влечет появление двух продуктов – жидкой фазы и смеси кристаллов с относительно небольшим количеством жидкости. Согласно теореме [7], при разделении смеси на две составляющие информационная энтропия (H) по К. Шеннону как мера сложности химических составов [4,5], по крайней мере одной из результирующих систем, ниже, чем энтропия исходной смеси. С другой стороны, известно, что минералы в общем существенно чище, чем их смеси – горные породы. Это проявляется в относительно больших значениях меры чистоты – анэнтропии [6] – минералов.
В магматических породах Исландии были выделены две ветви эволюции составов – магматическая (жидкостная) и кумулятивная. [1]. На диаграмме НА (сложность–чистота) химических составов эти ветви начинаются в области максимальных энтропий и минимальных анэнтропий, далее они расходятся в сторону уменьшения энтропии и повышения анэнтропии, при этом ветвь более магнезиальных пород, обогащенных кристаллическим материалом (кумулятивная), располагается выше жидкостной (магматической) (Рис.1).
Рис.1 Ветви эволюции химических составов базальтовых магм.
Это наблюдение хорошо сопрягается с распределением на той же диаграмме средних составов горных пород по Ле Метру [8]. Нижняя ветвь отвечает большинству пород, включающих диорит–гранитный ряд, верхняя – породам ультрабазитного состава [5].
При исследовании Панозерского (Карелия) массива, где, породы первой фазы представлены габбро и пироксенитами (всего выделяются три фазы [2]), стал вопрос о взаимоотношении габброидов и пироксенитов. На диаграмме НА они расположились рядом, но верхняя половина поля (более высокая чистота) представлена пироксенитами, нижняя габбро. С целью проверки предположения о принадлежности этих групп пород разным эволюционным ветвям – магматическому и комулятивному – были измерены расстояния в химическом пространстве между составами, как внутри групп, так и между анализами в разных группах. Расчеты производились по формуле Колмогорова
I = Σ(pi1–pi2)ln(pi1/pi2), где pi1 и pi2 атомные содержания i–го элемента в 1 и 2–м анализах соответственно [3]. Как следовало ожидать, расстояния внутри групп оказались меньше, чем расстояния между анализами из разных групп, даже в тех случаях, когда эти анализы на диаграмме НА располагались ближе, чем ближайшие анализы из одной группы (Рис. 2).
Таким образом, можно с уверенность полагать, что в Панозерском массиве пироксенитами и габброидами зафиксирована первая – начальная стадия дифферен–циации первичного магматического раствора, когда ветви находятся рядом, но еще не разошлись.
Рис. 2 Расстояния по Колмогорову между химическими составами габбро 
и пироксенитов 
. На границе полей находится плагиопироксенит 
.
Литература:
1. , . Исландия: глубинное строение, эволюция и интрузивный магматизм. М, ГЕОС. 1999. 364с.
2. Архейские сиениты и монцониты Карелии.// Вестник СПбГУ. Сер 7 В.4.
3. Теория информации и статистика./ Пер. с англ. Под ред. . М.: Наука, 1967
4. Информационный язык для описания составов многокомпонентных объектов. //Научно-техническая информация. Сер 2. 2001, №3, с 8-18
5. , Информационно-компонентный анализ. Метод RHA. (Учебное пособие) СПб.2005.
6. , , . Информационно-энтропийные характеристики состава минералов и горных пород как отражение напряженности процесса кристаллизации.// Записки ВМО 2003. .№2, С.33-40.
7. Об одном свойстве меры сложности геохимических систем.// Докл. АН СССР. 1972. Т. 205, № 2.
8. Le Maitre R. W. The chemical variability of some common igneous rocks.// J. of Petrology/ 1976. Vol. 17, N 4.
ОПУБЛИКОВАНО: Структура, вещество, история литосферы Тимано–Северо–Уральского сегмента. Ур. Ф РАН Сыктывкар. 2006. Вып.15 С.124-125
