Введение к работе
Актуальность исследования. Интерес к изучению реакций в ісплавах с участием углерода определяется прежде всего тек, о ов является одним из главных гаэообразующих элементов глу-ееого вещества Земли я активно участзует в создании оюисли-!ль2о-Босстаяови'хельного к флюидного режимов недр нашей плаве-I. ЭксшэрнкменталъЕЬ'е исследования взаимодействия углерода с глнкатшми расплагает и кристаллами при еысоких давлениях и їмпературах могут дать важг/к инфорнашсо о физико-химических июзиях и природе процессов, протекающих в Еедрах Земли.
Принципиальной трудностью в изучении сижкатвих систем при юоких давлениях и температурах является ограниченное количес-;о исследуемого веществ (50-100 кг) при его сложной фазсБом и мічєско!! состава и чрезвычайно малых размерах образующихся із (несколько >икрокетров) с концентрацией углерода в них на ЮЕзе п-10"1- гі-10"4 масс.ї;, 3 связи с этим кнопш суцеству»-!е локальные метода определения углерода (такие как ИК-сдект-ісколгія, ядерный мпгсрознадиз, рентгеноспектральний микроана-!з, рамановская и оже-электроянзя спектроскопия и иасс-слек-юиетркя вторичных ионов) сказываются неприемлемыми вследствие достаточной локальности, чувствительности, наличия субьектиз-!го фактора или мешающего влияния поверхностного адсорбкрозан->го углерода. Таким образом, задача определения углерода с іеделом обнаружения до iv!0~s масс. Н методами локального ана-сза остается по-преашему актуальной.
Значительный интерес з этом отношении представляет собой імплексньїЯ метод «авторадиография - рентгєзослектральньй мик-іаяализ» («АРГ-FCMA»), предложенный в 1977 г. Дк. Холловеем и 7. Бенджамином с сотрудниками. Кетод позволяет избежать сере-[слэнных выше недостатков при определяии углерода. Однако рас-іотрение опубликованных работ, з которых используется этот не->д, показывает, что методическая информация о нем (выбор усло-й исследования азторадксграми на мккроааализаторо, нетрологи-ісккє характеристики - предел обнаружения, правильность, вос-юкзвсдамость > минимальна и ке дает полного представления о
зозмоясвостях этого метода пря определение углерода. Все сказ ное и определило актуальность работы.
Работа выполнена в Центральной лаборатории анализа ведес к лаборатория геохимки мантій Земли ГЕОХИ РАН з рамсах пробл "Разработка методов анализа геологичесідах и те.хнологичес объектов, новьк материалов".
Цель» работ» является развитие неразрупаюцего комплекс: го метода «АРГ - РСМА» и исследование с поноси этого мет взаимодействия свободного углерода к его летучих соединений силикатными расплавами и кристаллами при высоких температура давлениях.
Для решения поставленной задачи было необходимо;
выбрать оптимальный режим исследования авторадиограим микроанализаторе;
определить аналитические параметры метода --ДРГ - УСНІ* (щ дел обнаружения, правильность, воспроизводимость).
разработать методику исследования скджсзтных образцов с на: сением фотоэмульсионного слоя на их поверхность;
определить содержание углерода в пробах, полученных в ; зультате зкоперимеятов по взаимодействию угларода и его сое, НЄЕЯЙ с силикатными системами при высоких Р :; " -- гараметрах
Научная новизна. Разработана методика исследования авто; лисграмм с помощью рентгеноспектрального мкісроанализато; позволившая расширить аналитические возможности кгк метод? L так и РСМА при определении углерода в силикатах.
С цель» точного ' совмещения авторадЕографичесю изображения * с соответствующим участком погнрхно' гетерогенного образца и последующего определения сост; кикроучастков этого образца разработана методика ксслєдоезеи: нанесением жидкой ядерной фотоэмульсии непосредственно поверхность силикатных образцов.'
Получены новые экспериментальные данные по взакмодейст: углерода с силикатными расплавами и кристаллами, поззодиві определить его растворимость в расплавах базальтового состені диапазонах давлений 1-5 и 15-50 кбар и температур 1250-1800 ' определены коэффициенты распределения углерода между распда.]
іальтового состава и кристаллами оливинов и пироксенов.
Практическая значимость. Сочетание методов РСМА и АРГ поз-шло улучшить аналитические возможности микроанализа за счет скення предела обнаружения углерода до ivlO"5 масс. >., сдела-пропадуру аналитической обработка авторадиограмм независимой субъективных факторов, связанных с работой оператора при іуальном счете чзсткд и повысила зкспрессность анализа.
Подученные экспериментальные данные по растворимости іерода я С0г могут быть исяальзоаааы для оценки вклада гматниесккх ироцессов в вгазс соединения углерода к верхности Земля я процессы формирования ее атмосферы и іросферц. Разработанная методика определения содержания яерода в стеклах может найти применение в лабораториях, гдедуящих процессы с участием углеродоодеряащих соединений.
Аіфобация саботы. Основные результаты работы докладывались 5 Сибирском советник :'Рентггнсснктральный анализ в Еауке и хнлке" (КоЕОСийгрск, 1987}; екегодаых семинарах эксперимента-ров (Москва, 1987 и 1SQ0 гг. ); 1, 2 и 3 Всесоюзных иколах-са-аарах ло ТЕзрдотвльсыи трековым детекторам н авторадаографки десса, 1987, ійЗд и 1991 гг. ): 7 Спехтроанадитичесхой конвенции I C.INAS (Польша, 1968 г. ); 15 Всесоюзном совещании по по ятгэновсксй и электронной спектроскопии (Ленинград, 19S3 г, ); к 17 Мекдународных симпозиумах по авторадиографии (Улан-Удэ, 88 г. и Польша, 1390' г. ); 2 советско-индийском симпозиуме ксЕзрикентальная минералогия»; Весенней сессии Американского офяэического союза (Монреаль, 1992).
Основные положения диссертации изложены в 10 работах, лючая тезисы докладов. Нз завдту дцкссятся;
1. Методика определения углерода в образцах силикатного
ютава с использованием методов авторгдиографки и
яггэЕоспехтрального микроанализа.
2. Методика исследования гетерогенных образцов на
кроанах-ізаторе с нанесвЕием жздкой адеркой фотсзмульсїя
і поверхность анализируемых образцов.
3. Результаты определения углерода, полученные с помощью
ізработанЕоЯ методах», з образцах силикатного состава при
зысохих температурах и давлениях..
Объем работ. Диссертация состоит из введения, 4 глав, зе ключения и списка датируемой литературы. Работа изложена на 13 страницах машинописного текста, иллюстрирована 31 рисунком содержит 16 таблиц. Список литературы включает 170 наименован*
Автор глубоко признателен научному руководителю работ доктору геолого-микералогпчаских наук, профессору А. А. Кадику к. г. -и. н. с.н. с. С.Н. Шилобреевой за постоянное внимание пр проведении исследований и многочисленные ценнее советы. Автс признателен проф. Б.С.Урусову, любезно гфедоставивгему кристал лы форстерита, синтезированные по методу Чохральского, М. Б.Юер ману за определение оптической плотности автсрадиогранм на инк роденситонетрв PDS 1010 А и М. В. Ахнановой за исследование г.ркс талдов и стекол методом Ж-слектроекопип.'Полезные консультації л созеты при обсуждении отдельных методячесістж вопросов ОхСаЗЫ зали к. х. н. Г.М. Варшал, к. т. н. Н. П. Ильин, іг. х. к. Г. И. Колесов к. х.н. И.М.Ромзненко, к. т.н. С. С.Гинзбург, к. .. -к. п. В.И. Мкнае ~и" к.т.'-к. е. А:." И. Цепки. Эта работа ~ не" была 5и зиполиена^ 65 помощи Л.Ф.Павловой, И.А. Рощиной и А.. П. Майорова,
СОДЕРЖАНИЕ' РАБСЇН
