ГЕТЕРОФАЗНОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ТВЕРДОГО РАСТВОРА

 – переход гомогенного твердого раствора в гетерофазное состояние. Известны три типа гетерофазных изменений: 1) чистый распад – образование из гомогенного твердого раствора агрегата минералов при неизменном валовом составе, распад идет вдоль линии состава твердого раствора, например, в случае титаномагнетита вдоль линии Fe₂TiO₄-Fe₃O₄. Чистый распад происходит, если Р-Т условия находятся вне области устойчивого состояния твердого раствора. Согласно диаграмме состояния, для титаномагнетита промежуточного состава максимальная температура распада около 550°С, температура спинодального распада еще ниже. При температурах ниже 200°С термодинамически устойчивы близкие магнетиту и ульвошпинели крайние члены серии титаномагнетитов, образующие тонкие прорастания. При более высоких температурах продукты распада по составу сближаются, и выше 550С происходит гомогенизация титаномагнетита. Известны тонкие прорастания магнетита в пироксене, плагиоклазе – продукты чистого распада силикатов; 2) окислительный распад – образование из твердого раствора ряда минералов с изменением валового состава; состав продуктов такого распада зависит от температуры и летучести кислорода (см. например диаграмма Линдсли). Структура такого распада представляет собой прорастание менее титанистого, чем исходный титаномагнетита и гемоильменита, близкого по составу ильмениту, состав того и другого зависит от T-fO_2. Ширина ламеллей зависит от температуры окисления. Конечные продукты гетерофазного окисления титаномагнетита – магнетит, ильменит, гематит, анатаз, сфен, реже псевдобрукит, если температура окисления выше 600С; 3) грануляция – выделение зернистого агрегата магнетита и близкого анатазу вещества. Более известна низкотемпературная грануляция, однако есть данные и о высокотемпературной грануляции. Последняя идет не только в окислительных условиях, состав гранул – титаномагнетит, гемоильменит.

Магнитные признаки гетерофазного изменения титаномагнетита:

1) намагниченность насыщения и магнитная жесткость не уменьшаются, чаще увеличиваются и заметно растет точка Кюри. Это объясняется тем, что при гетерофазном изменении крупные зерна титаномагнетита разбиваются на мелкие блоки, ведущие себя нередко как однодоменные. Главная причина роста жесткости в большой дефектности и напряжениях, вызванных окислением. Намагниченность растет из-за того, что J_s магнетита, продукта гетерофазного изменения, гораздо больше, чем у исходного титаномагнетита. При тонком распаде любого вида, но без образования напряженной структуры, сохраняются или мало искажаются их доменная структура и магнитное состояние, соответственно должна сохраняться и их палеомагнитная информация. Это нередко наблюдается в природе. Высокая стабильность распавшегося титаномагнетита, особенно в результате высокотемпературного окисления, делает, как правило, такой материал надежным объектом для палеомагнитного изучения;

2) при нагревах гетерофазно измененного титаномагнетита кривая термомагнитного анализа либо обратима, либо сдвигается в сторону уменьшения точки Кюри и намагниченности. Такой эффект характерен для тонкого распада, когда при нагреве выше 500С идет частичная или полная гомогенизация титаномагнетита, даже при нагреве на воздухе, согласно диаграмме состояния. В результате, в частности, такого эффекта нередко Jst/Js1.

Печерский и др.,1975; Гапеев, Цельмович, 1988.