Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология | Анонсы конференций
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение
НОВЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ О ПРОЦЕССАХ ОБРАЗОВАНИЯ АЛМАЗОВ И ВКЛЮЧЕНИЙ В НИХ
А.В.Бобров, О.Г.Сафонов

Результаты изучения кристаллических включений в алмазах [1] свидетельствуют об образовании большинства из них на глубинах 150-200 км. в диапазоне температур от 900 до 1300oС. Однако в последнее время в алмазах были также установлены включения мэйджоритового граната, CaSiO3 и MgSiO3 со структурами перовскита, магнезиовюстита и других уникальных фаз, образование которых предположительно имело место в пределах переходной зоны [2]. К специфическим признакам кристаллизации при высоких давлениях также относят повышенные концентрации Na в гранатах и K в клинопироксенах глубинных парагенезисов. Нами проведено экспериментальное изучение условий образования Na-содержащих мэйджоритовых гранатов и K-содержащих клинопироксенов в сопоставлении с данными по включениям в природных алмазах.

При систематическом исследовании модельных систем Mg3Al2Si3O12 (пироп) - Na2MgSi5O12, пироп - NaAlSi2O6 (жадеит) и пироп - Na2CO3 при P = 7,0 и 8,5 ГПа и T = 1400-1930oС были синтезированы гранаты, содержащие более 3 ф.е. Si и 0,3-0,6 мас.% Na2O. Такие гранаты сосуществуют с богатыми натрием алюмосиликатными или карбонатными расплавами. Четкая зависимость между содержанием Na и Si указывает на то, что для синтезированных гранатов имеет место гетеровалентый изоморфизм Mg+Al → Na+Si, а Na входит в состав граната в виде компонента Na2MgSi5O12. Установлены зависимости концентрации Na с давлением, температурой и валовым составом (общей щелочностью) системы. Концентрации более 1,5 мас.% Na2O (~15 мол.% Na2MgSi5O12) были получены в гранатах из экспериментов при P = 8,5 ГПа. Эти данные свидетельствуют о том, что подавляющее большинство природных алмазов с включениями Na-содержащих гранатов, содержащих обычно менее 0,4 мас.% Na2O, могло образоваться в щелочных силикатных или карбонатно-силикатных расплавах при давлениях, не превышающих 7 ГПа. Лишь небольшая часть мэйджоритовых гранатов с концентрациями Na2O >1 мас. % могла кристаллизоваться при давлениях свыше 8,5 ГПа.

Исследования систем CaMgSi2O6 (диопсид) - KAlSi2O6 и CaMgSi2O6 - NaAlSi2O6 - KAlSi2O6 показали, что при P = 7,0 ГПа клинопироксен способен содержать до 5,0-5,5 мас. % K2O в равновесии с богатыми калием алюмосиликатными расплавами. Эти результаты согласуются с полученными ранее данными по синтезу клинопироксена с ультравысокими концентрациями калия в щелочных карбонатно-силикатных системах [3, 4]. С кристаллохимической точки зрения, вхождение K в клинопироксен осуществляется в виде минала KAlSi2O6 благодаря гетеровалентному изоморфизму Ca + Mg → K + Al. Экспериментально показаны зависимости концентрации этого минала в клинопироксене от Р и Т, а также влияние на нее карбонатной составляющей в сосуществующих расплавах и содержания дополнительных компонентов (жадеита, Ca-молекулы Чермака) в самом клинопироксене. В частности, экспериментально подтверждено сильное негативное влияние жадеита на растворимость KAlSi2O6 в клинопироксенах, известное из анализов клинопироксенов из включений в алмазах. Полученные данных позволяют заключить, что концентрации 0,5-1,4 мас. % K2O, установленные для клинопироксеновых включений в алмазах, могут быть достигнуты уже при 5,0-6,5 ГПа при равновесии клинопироксенов с калиевыми алюмосиликатными или карбонатно-силикатными расплавами.

Результаты проведенных исследований могут быть протестированы в рамках карбонатитовой модели формирования алмаза [5], согласно которой в составе материнских алмазообразующих сред выделяются главные (карбонаты, силикаты) и примесные (хлориды, сульфиды, фосфаты, оксиды и др.) компоненты. Серии специальных опытов по изучению перидотит-эклогитовых систем с участием многокомпонентного K-Na-Ca-Mg-Fe карбоната, аналогичного по составу сингенетическим флюидным включениям в алмазах [6], показали их эффективность для алмазообразования и выявили возможность сингенезиса алмаза и его силикатных включений (оливина, орто- и клинопироксенов, граната). Полученная экспериментально силикатная минерализация обладает признаками, характерными для включений в природных алмазах (повышенная примесь K в клинопироксене и Na в гранате).

Литература
1. Meyer H.O.A. Inclusions in diamond / In: Nixon P.H. (ed.), Mantle Xenoliths. Wileys, England, 1987. P. 501-523.
2. Stachel T. Diamonds from the asthenosphere and the transition zone // Eur. J. Miner. 2001. V. 13. P. 883-892.
3. Harlow G.E. K in clinopyroxene at high pressure and temperature: an experimental study // Am. Mineral. 1997. V. 82. P. 259-269.
4. Чудиновских Л.Т., Жариков В.А., Ишбулатов Р.А., Матвеев Ю.А. О механизме вхождения ультравысоких количеств калия в клинопироксены высокого давления // Доклады РАН. 2001. Т. 380. N 6. С. 1-4.
5. Litvin Yu.A. High-pressure mineralogy of diamond genesis // In: E. Ohtani (ed.), Advances in High-Pressure Mineralogy. Geological Society of America Special Paper 421. 2007. P. 83-103.
6. Schrauder M., Navon O. Hydrous and carbonatitic mantle fluids in fibrous diamonds from Jwaneng, Botswana // Geochim. Cosmochim. Acta. 1994. V. 58. N 2. P. 761-771.


 См. также
ТезисыТезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ Апрель 2003 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыТезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыГеохимия литогидросферы. Некоторые результаты изучения пограничных морей России. Ю.Н.Гурский: Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыСимплектиты клинопироксена и плагиоклаза в гранат-клинопироксеновых породах Кольского полуострова: продукты реакций прогрессивного гранулитового метаморфизма или результат декомпрессионного разложения омфацита? В.О.Япаскурт, П.Ю.Плечов: Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыГеомиграционное моделирование переноса микробов и вирусов в подземных водах. В.М. Шестаков, И.К. Невечеря: Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыСтроение литосферы по Анголо-Бразильскому геотраверсу по сейсмическим данным. В. Б.Пийп, Р.М.Гылыжов, А.П.Тинакин : Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыСостав метаморфизующих растворов на Парнокском железомарганцевом месторождении (Полярный Урал). Н.Н.Зыкин: Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   

TopList Rambler's Top100