Научная конференция ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ, ноябрь 2011 года
СЕКЦИЯ ГЕОЛОГИЯ

Хлориды K и Na в условиях нижней коры и верхней мантии являются составными частями концентрированных водных растворов и карбонатитовых расплавов. Петрологические признаки воздействия хлоридсодержащих жидкостей несут многие метаморфические комплексы гранулитовой и амфиболитовой фаций [1]. В условиях метаморфизма водно-солевые флюиды способны активно растворять силикатные, карбонатные, сульфатные и фосфатные компоненты, перенося REE, Rb, Cs и другие компоненты. Они несмесимы с CO₂ и силикатными расплавами, а ионизация концентрированных флюидов (K, Na)Cl-H₂O при Р > 4 кбар и Т = 600-900°C ведет к резкому снижению активности воды в таких растворах и стабилизации ассоциаций безводных минералов, характерных для гранулитов [2].

Наряду с ремобилизованным хлором корового происхождения около 30 % хлора, присутствующего в водно-солевых флюидах в гранулитовых комплексах, имеет глубинный мантийный источник [3]. Данные по включениям в минералах кимберлитов и алмазах [4, 5] убеждают в том, что (K, Na)Cl - важнейшие компоненты протокимберлитовых жидкостей на глубинах более 120 км (возможно, и до глубин переходной зоны). Находки хлоридсодержащих флюидных включений в минералах шпинелевых перидотитов в базальтах [6] указывают на активность хлоридсодержащих флюидов на глубинах 30-60 км. Согласно экспериментальным данным при давлениях >4 ГПа (K, Na)Cl обуславливают несмесимость в силикатных и карбонатно-силикатных расплавах [7] и понижают температуры солидусов карбонатсодержащих перидотитов и эклогитов [8, 9], расширяя область стабильности хлоридсодержащих карбонатитовых расплавов. Взаимные переходы карбонатитовых и карбонатно-силикатных расплавов, в различной степени обогащенных хлором, способны объяснить связь между Cl-содержащими карбонатитовыми расплавами, сохраненными в виде включений в кимберлитовых алмазах, с самими кимберлитами [10]. Реакции щелочных хлоридов с глиноземсодержащими силикатными минералами, активный обмен K и Na с кристаллическими фазами и с сосуществующими расплавами предоставляют эффективные механизмы для формирования относительно низкотемпературных щелочных расплавов в мантии [11]. По мере подъема к поверхности вследствие снижения растворимости H₂O, CO₂ и хлоридов в таких расплавах возникают водно-углекисло-солевые флюиды, участвующие в метаморфизме пород нижней коры [1].

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 10-05-00040) и Гранта Президента РФ для молодых ученых (MД-380.2010.5).

Литература:
[1] Newton R.C., Manning C.E. Role of saline fluids in deep-crustal and upper-mantle metasomatism: insights from experimental studies // Geofluids. 2010. V. 10. P. 58-72.
[2] Aranovich L.Y., Newton R.C. H2O activity in concentrated KCl and KCl-NaCl solutions at high temperatures and pressures measured by the brucite-periclase equilibrium // Contribution to Mineralogy and Petrology. 1997. V. 127. P. 261-271.
[3] Markl G., Masaaki M., Bucher K. Chlorine stable isotope composition of granulites from Lofoten, Norway: Implications for the Cl isotopic composition and for the source of Cl enrichment in the lower crust // Earth and Planetary Science Letters. 1997. V. 150. P. 95-102.
[4] Izraeli E.S., Harris J.W., Navon O. Brine inclusions in diamonds: a new upper mantle fluid // Earth and Planetary Science Letters. 2001. V. 5807, P. 1-10.
[5] Kamenetsky V.S., Maas R., Kamenetsky M.B., Paton C., Phillips D., Golovin A.V., Gornova M.A. Chlorine from the mantle: magmatic halides in the Udachnaya-East kimberlite, Siberia // Earth Planetary Science Letters. 2009. V. 285. P. 96-104.
[6] Frezzotti M.L., Ferrando S., Peccerillo A, Petrelli M., Tecce F., Perucchi A. Chlorine-rich metasomatic H2O-CO2 fluids in amphibole-bearing peridotites from Injibara (Lake Tana region, Ethiopian plateau): Nature and evolution of volatiles in the mantle of a region of continental flood basalts // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2010. V. 74. P. 3023-3039.
[7] Safonov О.G., Chertkova N.V., Perchuk L.L., Litvin, Yu.А. Experimental model for alkalic chloride-rich liquids in the upper mantle // Lithos. 2009. V. 12S, P. 260-273.
[8] Litasov K.D., Ohtani E. Phase relations in the peridotite-carbonate-chloride system at 7.0-16.5 GPa and the role of chlorides in the origin of kimberlite and diamond // Chemical Geology. 2009. V. 262. P. 29-41.
[9] Litasov K.D., Safonov O.G., Ohtani E. Origin of Cl-bearing silica-rich melt inclusions in diamond: experimental evidences for eclogite connection // Geology. 2010. V. 38, P. 1131-1134.
[10] Safonov O.G., Kamenetsky V.S., Perchuk L.L. Links between carbonatite and kimberlite melts in chloride-carbonate-silicate systems: experiments and application to natural assemblages // Journal of Petrology, 2011. V. 52, P. 1307-1331.
[11] Сафонов О.Г. Камафугитовые расплавы как продукты взаимодействия перидотита с хлоридно-карбонатными жидкостями при давлениях 1-7 ГПа // Доклады РАН. Т. 440. С. 111-115.