РОЛЬ ПОРОД, СОДЕРЖАЩИХ САМОРОДНОЕ ЖЕЛЕЗО, В ОБРАЗОВАНИИ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КАРБОНАТНО–СИЛИКАТНЫХ РАСПЛАВОВ: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ Р–Т–ПАРАМЕТРАХ ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ
Ю.В. Баталева1, Ю.Н. Пальянов1,2, А.Г. Сокол1, Ю.М. Борздов1, О.А. Баюков3
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
3Институт физики им. В.Л. Киренского СО РАН, 660036, Красноярск, Академгородок 50, стр. 38, Россия
Ключевые слова: Карбонатно-силикатный расплав, графит, CO
-флюид, карбид железа, гранат, редокс-градиент, высокобарический эксперимент
Страницы: 188-203
Подраздел: КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ
Аннотация
Экспериментальное моделирование процессов образования железистых карбонатно-силикатных расплавов при взаимодействии карбонат-оксид-металл проведено в системе (Mg,Ca)CO 3-SiO 2-Al 2O 3-Fe 0 при давлениях 6.3 и 7.5 ГПа, в интервале температур 1150-1650 °С, на беспрессовом многопуансонном аппарате высокого давления типа «разрезная сфера» (БАРС). В субсолидусной области (1150-1450 °С) параллельно реализуются реакции декарбонатизации с образованием пироп-альмандина (Fe# = 0.40-0.75) и CO 2-флюида, а также редокс-взаимодействия карбоната и Fe 0, приводящие к кристаллизации карбида железа в ассоциации с магнезиовюститом (Fe# = 0.75-0.85). Установлено, что образование графита происходит при восстановлении карбоната или CO 2-флюида карбидом железа и в ходе редокс-взаимодействия магнезиовюстит + CO 2, в результате чего в ассоциации с графитом кристаллизуется Fe 3+-содержащий магнезиовюстит. В интервале 1450-1650 °С установлена генерация карбонатно-силикатных расплавов, сосуществующих с пироп-альмандином, магнезиовюститом, магнетитом, феррошпинелью и графитом. Состав полученных расплавов характеризуется концентрацией SiO 2 ≈ 10-15 мас. %, валовым содержанием оксидов железа 36-43 мас. % и значениями Fe 3+/∑Fe ≈ 0.18-0.23. Эти обогащенные Fe 3+ карбонатно-силикатные расплавы/флюиды насыщены углеродом и являются средой кристаллизации графита. Оксидные и силикатные фазы (альмандин, феррошпинель, магнетит), сосуществующие с графитом, также характеризуются очень высокими величинами Fe 3+/∑Fe. Установлено, что обогащенные Fe 3+ карбонатно-силикатные расплавы могут возникать при взаимодействии Fe 0-содержащих пород с карбонатизированными породами. В условиях восстановленной мантии (в присутствии карбидов или оксидов железа) расплавы подобного состава могут являться одновременно источником углерода и средой кристаллизации графита. После отделения и подъема эти железистые карбонатно-силикатные расплавы могут быть потенциальными агентами окислительного метасоматоза в условиях литосферной мантии.
DOI: 10.15372/GiG20150108 |
