Большая Советская Энциклопедия (МЕ) - БСЭ БСЭ

  Лит.: Коржинский Д. С., Теория метасоматической зональности, М., 1969.

Метасоматические горные породы

Метасомати'ческие го'рные поро'ды, горные породы, образующиеся в результате метасоматизма . По условиям залегания, температуре образования и принадлежности к стадиям гидротермального процесса выделяются различные группы М. г. п. К высокотемпературным продуктам ранней щелочной стадии относятся магнезиальные и известковые скарны , образующиеся обычно на контактах гранитов и сиенитов с карбонатными породами. К ним приурочены руды — магнетитовые, боратовые, боросиликатные, флогопитовые. К кислотной стадии относится образование грейзенов (с оловянным, вольфрамовым, бериллиевым оруденением) и кварцитов вторичных (с оруденением меди, молибдена). К поздней щелочной стадии и переходной к ней относятся продукты метасоматизма, развивающегося около рудных жил, — березит , лиственит , хлорит-карбонатные породы. В вулканических областях распространены пропилиты (см. Пропилитизация ). В контактах с интрузиями щелочных пород образуются фениты , в связи с пегматитами развиваются альбитит , альбит-сподуменовые породы с редкоземельной минерализацией. В эвгеосинклинальных офиолитовых поясах в результате натриевого метасоматоза образуются спилиты , хлорит-альбитовые, глаукофановые, эгириновые, жадеитовые породы. Серпентиниты , тальковые, антифиллитовые, кварц-магнезитовые породы развиваются путём замещения дунитов и перидотитов.

  Лит.: Основные проблемы в учении о магматогенных рудных месторождениях, 2 изд., М., 1955.

Метасоматические месторождения

Метасомати'ческие месторожде'ния, залежи полезных ископаемых, возникшие при метасоматизме . М. м. образуются под воздействием циркулирующих на глубине горячих минеральных водных растворов при полном растворении горных пород с одновременным отложением новых минералов или при взаимодействии растворов и вещества горных пород с образованием минеральных агрегатов вследствие обменных химических реакций. В обоих случаях растворы выносят в места образования М. м. элементы горных пород (щелочные, щёлочноземельные металлы, алюминий, кальций, магний) и привносят ценные рудные металлы (медь, цинк, свинец, олово и др.). Наиболее благоприятны для образования М. м. карбонатные породы (известняки и доломиты), наименее благоприятны — силикатные породы.

  М. м. образуют залежи сложной формы, часто зонального строения. По температуре формирования М. м. разделяются на высоко-, средне- и низкотемпературные. К высокотемпературным принадлежат скарновые и грейзеновые месторождения руд чёрных, цветных и редких металлов. К среднетемпературным относятся гидротермальные месторождения замещения, преимущественно руд меди, свинца и цинка. К низкотемпературным принадлежат инфильтрационные месторождения урана и меди.

  Лит.: Смирнов В. И., Геология полезных ископаемых, 2 изд., М., 1969.

  В. И. Смирнов.

Метасоматоз

Метасомато'з (геологический), то же, что метасоматизм .

Метастабильное состояние (в термодинамике)

Метастаби'льное состоя'ние (от мета... и лат. stabilis — устойчивый) в термодинамике, состояние неустойчивого равновесия физической макроскопической системы, в котором система может находиться длительное время. Примерами М. с. могут служить перегретая или переохлажденная жидкость и переохлажденный (пересыщенный) пар (см. Перегрев и Переохлаждение ). Жидкость, например воду, тщательно очищенную от посторонних твёрдых частичек и пузырьков газа (центров парообразования), можно нагреть до температуры, превышающей температуру кипения при данном давлении. Если в перегретой жидкости возникнут центры парообразования (или их введут искусственно), то жидкость взрывообразно перейдёт в пар — устойчивое при данной температуре состояние. В свою очередь пар, в котором отсутствуют центры конденсации (твёрдые частицы, ионы), можно охладить до температур, при которых устойчиво жидкое состояние, и получить переохлажденный (пересыщенный) пар. В природе пересыщенный водяной пар образуется, например, при подъёме нагретых у поверхности земли воздушных масс и последующем их охлаждении, вызванном адиабатическим расширением.

  Возникновение М. с. объясняется теорией термодинамического равновесия (см. Равновесие термодинамическое ). Состоянию равновесия замкнутой системы соответствует максимум энтропии S . При постоянном объёме V и температуре Т равновесию отвечает минимум свободной энергии F (гельмгольцевой энергии ), а при постоянном давлении р и температуре Т — минимум термодинамического потенциала G (гиббсовой энергии ). Однако определённым значениям внешних параметров (р, V, Т и др.) может соответствовать несколько экстремумов (максимумов или минимумов) одной из перечисленных выше функций (рис. ). Каждому из относительных минимумов функции F или G соответствует устойчивое по отношению к малым воздействиям или флуктуациям состояние. Такие состояния называют метастабильными. При небольшом отклонении от М. с. система возвращается в это же состояние, однако по отношению к большим отклонениям от равновесия она неустойчива и переходит в состояние с абсолютным минимумом термодинамического потенциала, которое устойчиво по отношению к конечным отклонениям значений физических параметров от равновесных. Т. о., хотя М. с. в известных пределах устойчиво, рано или поздно система всё же переходит в абсолютно устойчивое, стабильное состояние.

  Возможность реализации М. с. связана с особенностями перехода системы из одного устойчивого состояния в другое (с кинетикой фазовых переходов ). Фазовый переход начинается с возникновения зародышей новой фазы: пузырьков пара в случае перехода жидкости в пар, микрокристалликов при переходе жидкости в кристаллическое состояние и т.п. Для образования зародышей требуется совершение работы по созданию поверхностей раздела двух фаз. Росту образовавшихся зародышей мешает значительная кривизна их поверхности (см. Капиллярные явления ), приводящая при кристаллизации к повышенной растворимости зародышей твёрдой фазы, при конденсации жидкости — к испарению мельчайших капелек, при парообразовании — к повышенной упругости пара внутри маленьких пузырьков. Указанные факторы могут сделать энергетически невыгодным возникновение и рост зародышей новой фазы и задержать переход системы из М. с. в абсолютно устойчивое состояние при данных условиях.

  М. с. широко встречаются в природе и используются в науке и технике. С существованием М. с. связаны, например, явления магнитного, электрического и упругого гистерезиса , образование пересыщенных растворов, закалка стали, производство стекла и т.д.

  Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Статистическая физика, М., 1964; Штрауф Е. А., Молекулярная физика, М. — Л., 1949; Самойлович А. Г., Термодинамика и статистическая физика, 2 изд., М., 1955; Скрипов В. П., Метастабильная жидкость, М., 1972.

  Г. Я. Мякишев.

Ф1 (х1 ) — абсолютный минимум функции Ф (ею могут быть потенциалы F или G), Ф2 (х2 ) — относительный минимум функции; х — переменный физический параметр (например, объём V), другие параметры постоянны.

Метастабильное состояние квантовых систем

Метастаби'льное состоя'ние квантовых систем, возбуждённое состояние атомных систем (атомов, молекул, атомных ядер), которые могут существовать длительное время и, т. о., стабильны. Метастабильными являются такие возбуждённые состояния, квантовые переходы из которых в состояния с меньшей энергией, сопровождающиеся излучением (т. е. испусканием фотонов), запрещены отбора правилами (точными или приближёнными) и, следовательно, либо совсем не могут происходить, либо мало вероятны. Мера метастабильности состояния — его время жизни t = 1/A , где А — полная вероятность перехода из данного состояния во все состояния с меньшей энергией. Чем меньше А , тем больше t и тем состояние более стабильно. В предельном случае строго запрещенных переходов А = 0, t = ¥. Обычно времена жизни для М. с. атомов и молекул составляют доли сек и сек.