Ввиду того значения, которое придавалось Ф. Ю. Левинсон-Лессингом при проведении в физико-химическую петрографию концепции о магматической дифференциации, в свою очередь требующей доказательств о реальности явлений ликвации для соответствующих процессов формирования изверженных горных пород, представляет интерес привести краткое сообщение о тех экспериментальных исследованиях, которые имели своей задачей доказать возможность применения ликвации для этой цели.
Сам Франц Юльевич указывает, что «со времени Дюроше и Бэкстрема ликвация рассматривалась рядом петрографов, в том числе и мною, как один из факторов дифференциации. Фактической основой для гипотезы ликвации являются, как известно, следующие факты:
1. Ликвация шлака и штейна в металлургическом процессе.
2. Установленная химиком Алексеевым для целого ряда жидкостей, неограниченно смешивающихся выше некоторой определенной температуры, способность самопроизвольно распадаться на два несмешивающихся слоя при соответствующем понижении температуры.
3. Способность некоторых растворов распадаться на два слоя от примесей».
Как известно, значительная дискуссия была проведена в связи с исследованиями Дж. В. Грейга «О явлениях несмешиваемости в силикатных растворах» — исследованиях, которые вначале возбудили большие надежды на возможность доказательства экспериментальным путем явлений ликвации в силикатных растворах.
В результате опытов Грейга были получены данные, доказывающие, что смеси из окислов Mg, Ca, Sr, Mn, Zn, Fe, Ni и Со с кремнекислотой плавятся с образованием двух несмешивающихся жидкостей. Методикой работ Грейга было получение закалочных проб определенного химического состава, причем проба нагревалась до определенной очень высокой
температуры, при которой получались две жидкости, а затем закаливались.
Грейг следующим образом суммирует результаты микроскопического исследования закалочных проб: «Оказывается, что проба состоит из чистого однородного стекла с низким показателем преломления (фаза, более богатая кремнекислотой) и другой фазы, рассеянной в этом стекле в виде шариков различной величины.
Более мелкие шарики закаляются и имеют показатель преломления более высокий, чем у стекла, богатого кремнекислотой... Границы, разделяющие две фазы, совершенно резкие, между фазами совсем нет перехода».
Сам автор этих исследований, обсуждение которых создало некоторую литературу,— Грейг — высказывается крайне пессимистически о возможности использования его опытов для доказательства явлений ликвации в силикатовых растворах, приближающихся по своему химическому составу к изверженным породам.
Так он говорит: «Данные по изучению равновесий, описанные в нашей книге, неблагоприятны для идеи о дифференциации магм путем расщепления ее на две несмешивающиеся жидкости, но они хорошо согласуются со схемой дифференциации, предложенной Боуэном.
Область высоких температур, к которой приурочены явления несмешиваемости, возвышается подобно горе, и в болез поздней стадии, когда из магмы кристаллизуется кремнекислота, состав жидкости сдвигается вправо, так что последняя уже никогда не может приобрести состава, соответствующего точке внутри участка несмешиваемости.
Таким образом, полное отсутствие изверженных горных пород, составы которых приближались бы к области несмешиваемости, находит себе объяснение не в явлении несмешиваемости, как таковом, а в сопутствующих последнему высоких температурах поверхности плавления».
Кроме того, та область силикатовых сплавов, которая послужила для опытов Грейга, не может служить непосредственно доказательством реальности явлений ликвации в природных дшгмах, ввиду специфичности ее химического состава
(исключительное богатство кремнекислотой), но остается совершенно прав Ф. Ю. Левинсон-Лессинг, указывая на возможность смещения областей несмешиваемости в силикатовых системах равновесия под влиянием примесей газов и паров воды (при низких температурах), что подтверждается всей суммой данных, получаемых экспериментальной петрографией.
Можно отметить, что сам Грейг, экспериментировавший с силикатовыми сплавами типа сухой магмы, осторожно соглашается с возможностью влияния воды в указанном направлении: «Представление о влиянии воды, — говорит он, — на пределы несмешиваемости является только гипотезой. Во всяком случае, совершенно очевидно, что если ее добавление и будет менять пределы несмешиваемости с таким результатом, что несмешиваемость обратится в возможный фактор дифференциации, то действие ее будет совершенно отличным от действия любого другого из изученных окислов». Гораздо определеннее в этом отношении высказывается Феннер, точка зрения которого по данному вопросу совпадает с положением Ф. Ю. Левинсон-Лессинга: «Liquid immiscibility formerly much favoured by some geologists is apparently of very limited application in dry melts, but may be of more importance in natural magmes, though the evidence so far brought forwards does not appear convincing».
И если экспериментальные исследования в интересующей нас сейчас области не дают твердой фактической базы для решения вопросов, связанных с проблемой магматической дифференциации, в частности явлений ликвации в силикатовых растворах, что связано с трудностями экспериментирования в системах, компонентами которых являются газы, то все же нужно признать твердо вошедшим в теоретическую петрографию положение, согласно которому явления несмешиваемости, т. е. ликвации, должны быть признаны одним из существенных петрогенетических факторов.
Примером может служить та схема возможных типов равновесия фаз, связанных с формированием расплавленной магмы, которая приводится Боуэном в одной из последних его обобщающих работ.
Рассмотрение этого раздела, являющегося наиболее характерным для творчества Ф. Ю. Левинсон-Лессинга в области физико-химической петрографии, можно закончить следующей цитатой из его доклада в Геологической ассоциации Академии Наук СССР в 1934 г.:
«На фоне приведенных здесь примеров и многих других, здесь не упомянутых, невольно всплывает вопрос: почему постоянно возвращаются к представлению о ликвации, несмотря на то, что экспериментально ее для силикатовых расплавов в должной форме воспроизвести не удалось?
Очевидно потому, что есть явления, которые другими гипотезами не объясняются с достаточной убедительностью, и потому, что аналогия несколько ведет нас по этому пути.
В гипотезе ликвации есть, несомненно, здоровое ядро, хотя она отнюдь не является какой-то всеобщей панацеей».
Признавая действенность для решения магматических вопросов ликвационных процессов, Франц Юльевич в то же время признает, что громадная область петрогенетических вопросов разрешается при помощи иной концепции — кристаллизационной дифференциации, которая объединяет громадное большинство петрографов и отдельные вопросы которой обосновываются как значительной суммой фактов, доставленных экспериментальной петрографией за минувшее сорокалетие, так и большим количеством обобщений в области конкретной региональной петрографии. Сам Ф. Ю. Левинсон-Лессинг кратко формулирует эта следующим образом:
«Я убежден, что ликвация в тех или иных случаях лучше всего объясняет и некоторые структуры и ассоциации магматических пород, но она не является единым универсальным толкованием явлений дифференциации, и, признавая ликвацию, я никогда не отрицал реальности кристаллизационной дифференциации».
