ИСТИНА

В работе проводится качественное исследование роста кристалла плагиоклаза – одного из основных породообразующих минералов. Построенные ранее общие модели равновесного и неравновесного роста произвольного кристалла применены для исследования кристаллизации плагиоклаза в остывающем магматическом расплаве. Равновесная (диффузия происходит мгновенно) модель основана на законах сохранения массы, неравновесная (скорость диффузии сравнима со скоростью роста кристалла) – на системе уравнений многокомпонентной диффузии. Используются модельные зависимости состава кристалла и температуры равновесия от состава расплава. Для равновесной задачи получено аналитическое решение. В неравновесном случае проанализировано влияние граничных условий на процесс кристаллизации. Когда на границе кристалл-расплав применяется условие локального равновесия по температуре (условие Стефана), получено, что кристалл растет монотонно при любых значениях параметров. Если это условие не выполнено, то скорость роста кристалла определяется в зависимости от переохлаждения (разности температуры расплава и температуры равновесия) и температуры расплава. В результате численного моделирования установлено, что в широком диапазоне параметров образуются кристаллы с осцилляторной зональностью. Исследовано влияние параметров задачи на процесс кристаллизации. Получено, что существует максимальная скорость роста, выше которой кристалл растет монотонно, при медленном остывании решение приближается к равновесному.