ИСТИНА

Экспериментально изучена растворимость Cl-F-содержащих водных флюидов в фонолитовом расплаве Везувия при Т =845-865 и 1000oC, Р =200 MПa и fO2 =Ni-NiO и Ni-NiO+3.5. При 845-865°C максимальная концентрация Cl в расплаве (mCl), сосуществующем с Cl-богатым и несодержащим F флюидом, составляет около 0.5 мас. %. Добавление F в систему увеличивает содержание Cl в расплаве до 0.7 мас. %. Распределение Cl между флюидом и фонолитовым расплавом показывает сильное отклонение от идеального поведения, что указывает на возможное сосуществование в изученных условиях низко-плотной паровой и плотной солевой фаз. Эта область несмесимости уменьшается при добавлении F в хлорсодержащую систему. Изменения Т и fO2 в изученных диапазонах не имеют существенного влияния на распределение Cl в данной системе. Концентрация F в фонолитовом расплаве, сосуществующем с F-богатым флюидом, достигает 0.9 мас. %. Влияние Cl на растворимость F не обнаружено в условиях наших экспериментов. Показано, что при Т =845-865 флюиды в фонолитовых Cl-бедных (или несодержащих Cl), но F-богатых системах могут также состоять из паровой и солевой фаз, подобно Cl-богатым системам. Из полученных экспериментальных данных следует, что фонолитовые магмы вулкана Сомма-Везувий из извержений между A.D. 79 и A.D. 1944 вероятно перед извержениями сосуществовали с гидросолевым рассолом и паровой фазой (Chevychelov et al., “Chemical Geology”). (2) Исследовано влияние давления на растворимость Cl-F-содержащих флюидов в фонолитовом расплаве Везувия при Т =1000oC, Р =50, 200 и 400 MПa и fO2 =Ni-NiO+3.5. С уменьшением давления максимальные содержания Cl и F в расплаве слабо возрастают от 0.6-0.7 до 0.7-0.9 мас.% Cl и от 0.8-1.2 до 1.1-1.4 мас.% F. По сравнению с растворимостью воды, которая меняется в 4 раза, давление в исследованном диапазоне оказывает существенно меньшее влияние на растворимость Cl и F в фонолитовом расплаве. (3) Исследованы составы слюды (биотита), кристаллизующейся в системе фонолитовый расплав – Cl-F-содержащий водный флюид при T =845-865oC, P =200 МПа и fO2 =Ni-NiO, а также распределение F и Cl между сосуществующими фазами. Содержание Cl в слюде заметно меньше, чем в расплаве и тем более во флюиде. Содержание F в слюде всегда выше, чем в расплаве, но ниже, чем во флюиде. Коэффициенты распределения Cl между слюдой и расплавом плавно возрастают от 0.17 до 0.33 с увеличением содержания Cl в системе. Тогда как коэффициенты распределения F довольно резко уменьшаются от 3.0 до 1.0 с увеличением общего содержания F (Чевычелов и др., “Геохимия”). (4) Экспериментально изучено распределение Cl и F между Cl-F-содержащими флюидами и расплавом субщелочного базальта Этны (этнаита) при T =1200oC, P =200 МПа и fO2 =Ni-NiO. Содержание Cl в базальтовом расплаве достигает 4.2 ат.% (2.7 мас.%), а F - 2.3 ат.% (0.8 мас.%), соответственно. Растворимости Cl и F в базальтовом расплаве прямо пропорциональны содержанию этих компонентов во флюиде. Установлен «аномальный» характер поведения летучих компонентов в исследованной системе, в результате которого силикатный расплав обогащался Cl, а водный флюид – F. Сопоставление экспериментально полученных и природных данных показывает, что при допущении равновесия при изученных Р-Т параметрах фумарольных газов с базальтовым расплавом в глубинном очаге вулкана Этна Cl должен был резко преобладать над F (Чевычелов и др., “Доклады Академии Наук”). (5) Изучена растворимость Cl-F-содержащих водных флюидов в риодацитовом расплаве вулкана Унзен при Т =1000oC, Р =200 MПa и fO2 =Ni-NiO+3.5. Содержание Cl в расплаве достигает 1.1 ат.% (0.7-0.8 мас.%), а F – 4.6 ат.% (1.7 мас.%), соответственно (Чевычелов, 2007).

The solubilities of Cl-F-bearing aqueous fluids in phonolitic melt of Vesuvius volcano have been determined experimentally at Т =845-865°C and 1000oC, Р =200 MPa, and fO2 =Ni-NiO and Ni-NiO+3.5. At 845-865°C, the maximum Cl concentration in the melt (mCl) coexisting with Cl-rich and F-free fluid is about 0.5 wt.%. An addition of F to the system increases the Cl content of the melt up to 0.7 wt.%. The partitioning of Cl between fluid(s) and phonolitic melt shows a strong deviation from ideal behaviour, presumably indicating that low-density vapor and dense brine phases might have coexisted at the studied conditions. This area of immiscibility decreases at addition of F to Cl-bearing system. The variations of Т and fO2 in the studied ranges have no significant effect on the partitioning of Cl in present system. The concentration of F in phonolitic melt coexisting with F-rich fluid(s) reaches up to 0.9 wt.%. The influence of Cl on the solubility of F is not detectable at the conditions of our experiments. The experimental results indicate that at Т =845-865°C fluids in phonolitic Cl-poor (or Cl-free), F-rich systems may be also composed of a vapor phase and a brine phase, similarly to Cl-rich systems. The experimental data imply that Mt Somma-Vesuvius phonolitic magmas from the eruptions between A.D. 79 and A.D. 1944 may have coexisted with hydrosaline brines and a vapor phase prior to eruption (Chevychelov et al., “Chemical Geology”). (2) The influence of pressure on the solubilities of Cl-F-bearing aqueous fluids in phonolitic melt of Vesuvius volcano have been investigated at Т = 1000oC, Р =50, 200 и 400 MPa, and fO2 =Ni-NiO+3.5. With decrease of pressure the maximum Cl and F concentrations in the melt poorly increase from 0.6-0.7 to 0.7-0.9 wt.% Cl and from 0.8-1.2 to 1.1-1.4 wt.% F. In comparison with solubility of water which varies in 4 times, the pressure in the studied range affects scarcely on solubility of Cl and F in phonolitic melt. (3) The compositions of mica (biotite) crystallizing in the phonolitic melt - Cl-F-bearing aqueous fluid system have been determined at T =845-865oC, P =200 MPa and fO2 =Ni-NiO and also the partitioning of F and Cl between coexisting phases have been investigated. The Cl content in mica is appreciable less than in the melt and the more so less than in the fluid. The F content in mica is always higher than in the melt but below than in the fluid. The coefficients of partitioning of Cl between mica and the melt smoothly increase from 0.17 to 0.33 with increase of Cl content in the system. Whereas the coefficients of partitioning of F sharply enough decrease from 3.0 up to 1.0 with increase in total F content (Chevychelov et al., “Geochem. Intern.”). (4) The partitioning of Cl and F between Cl-F-bearing fluids and the subalkaline basalt melt of Etna volcano (etnaite) have been investigated experimentally at T =1200oC, P =200 MPa and fO2 =Ni-NiO. The Cl content in basaltic melt reaches up to 4.2 at.% (2.7 wt.%) and the F content - 2.3 at.% (0.8 wt.%) respectively. The solubilities of Cl and F in basaltic melt are directly proportional to the contents of these components in the fluid. "Abnormal" character of behaviour of flying components in the studied system have been established as a result of which the silicate melt was enriched with Cl, and the aqueous fluid was enriched with F. Comparison of received experimentally and natural data shows, that at the assumption of equilibrium at studied Р-Т parameters the fumarole gases with basaltic melt in the deep magma chamber of Etna volcano, Cl should prevail sharply above F (Chevychelov et al., “Doklady Earth Sciences”). (5) The solubilities of Cl-F-bearing aqueous fluids in rhyodacitic melt of Unzen volcano have been determined experimentally at Т =1000oC, Р =200 MPa and fO2 =Ni-NiO+3.5. The Cl content in the melt reaches up to 1.1 at.% (0.7-0.8 wt.%), and the F content - 4.6 at.% (1.7 wt.%) respectively (Chevychelov, 2007).