КАВИТАЦИОННЫЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНО- И МИКРОЧАСТИЦ МИНЕРАЛОВ В РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ

Abstract

Показано, что кавитация является достаточно распространенным и важным физическим эффектом в процессах формирования нано- и микрочастиц естественного происхождения. На основе кавитационной модели, учитывающей характерные значения радиуса кавитационного пузырька, его эволюцию и тепловое взаимодействие с твердой минеральной или металлической частицей, находящейся внутри пузырька, проведена проверка кавитационной гипотезы о формировании минеральных микросферул с размерами 10-100 мкм различного минерального состава. Продемонстрировано, что модель позволяет объяснить появление микросферул с размерами, находящимися в приемлемом соответствии с данными наблюдений. Аналогичный кавитационный механизм может приводить к образованию в гидротермальном флюиде минеральных и металлических сферических (или почти сферических) наночастиц. К появлению наносферул различного минерального состав может также приводить процесс абляции, представляющий собой выброс в окружающую жидкость перегретого слоя в виде мелких нанокапель расплавленного вещества в случае, когда температура в сжимающемся кавитационном пузырьке превосходит температуру кипения вещества нанокапли, соответствующую внешнему давлению в гидротермальном флюиде. Обсуждаются условия экспериментов по плавлению частиц тугоплавких материалов в результате их взаимодействия с кавитационными пузырьками, важных с точки зрения выявления механизмов формирования минеральных нано- и микросферул в земной коре.