ГлавнаяОсобенности химизма и структуры полевых шпатов, регулирующие поведение плагиоклазов, довольно хорошо изучены и уже были охарактеризованы при обсуждении структуры полевых шпатов и поведения альбитового и анортитового конечных членов при охлаждении. Подчеркивалось, что пути достижения низкотемпературного упорядоченного состояния конечными числами совершенно различны и что упорядоченное расположение Si и Al в каждой фазе уникально. Вследствие электростатических связей между Ca и Al, с одной стороны, и Na и Si, с другой, образование гомогенного упорядоченного плагиоклаза в составах Аn0-2 и Аn95-100 невозможно. Другими словами, некоторая добавка анортитового компонента к упорядоченному альбиту неизбежно вызывает некоторую разупорядоченность по Si и Al в схеме упорядоченности низкого альбита; аналогично добавление альбитового компонента к упорядоченному анортиту также должно внести некоторую разупорядоченность. Единственным типом упорядоченной структуры в промежуточных составах должен быть тот, в котором участки альбитового и анортитового типов отделяются друг от друга какой-либо границей.
По этой причине наше обсуждение промежуточных плагиоклазов основано на представлении, что при низких температурах наиболее стабильными образованиями являются низкий альбит и низкий анортит и что в равновесных условиях все промежуточные составы в конце концов распадаются на срастания этих конечных членов.
Мы можем суммировать это представление с помощью схематической равновесной фазовой диаграммы (рис. 9.7), на которой показаны полиморфные превращения конечных членов с интервалами инверсии, пересекающими простой сольвус. Такой сольвус неизбежно должен быть асимметричным благодаря гораздо более высоким температурам упорядочения в анортитовой части твердого раствора высокого альбита. Более того, замещение альбитового компонента упорядоченным альбитом, несмотря на привнесение некоторого беспорядка в распределение Al и Si, возможно в гораздо большей степени, чем замещение анортитового компонента упорядоченным альбитом. Последнее сопровождается образованием связей Al—О—Al, противоречащих принципу разобщения алюминия. Альбитовая схема упорядочения, следовательно, ограничена составами, близкими к чистому альбиту, тогда как анортитовая схема упорядочения допускает гораздо больший диапазон отношений Al:Si.
Здесь мы примем, что при условии достаточного времени для установления равновесия поведение всех плагиоклазов может быть сведено к равновесной диаграмме типа изображенной на рис. 9.7. Однако мы знаем, что плагиоклазы если когда-нибудь и ведут себя подобным образом, то очень редко. Это связано с тем, что процессы, происходящие в этой твердофазовой системе, чрезвычайно замедлены вследствие высокой свободной энергии активации для диффузии Si и Al. Даже при геологически медленном охлаждении равновесие не поддерживается, и вместо образования срастаний альбита и анортита метастабильно сохраняются промежуточные составы, а при охлаждении развиваются характерные микроструктуры, зависящие как от состава, так и от скорости охлаждения. Другими словами, процессы, происходящие в этих плагиоклазах, представляют собой мета-стабильную альтернативу истинно равновесному поведению. При таких условиях важно иметь в виду, что поведение плагиоклазов не обязательно будет следовать равновесной фазовой диаграмме, а будет регулироваться кинетикой.Если невозможен равновесный распад твердого раствора, следует искать другие процессы снижения промежуточными составами всей свободной энергии. Прежде чем обсуждать различные типы срастаний, наблюдаемые в плагиоклазах, мы кратко коснемся вопроса, поставленного ранее: каков может быть результат тенденций катионного упорядочения в промежуточных составах?