Условия магматической кристаллизации Na-содержащих мэйджоритовых гранатов в мантии Земли по экспериментальным и природным даннымстатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 16 февраля 2016 г.
Аннотация:В работе обсуждаются результаты экспериментального изучения при 7.0–8.5 ГПа и 1300–1900°C систем пироп Mg3Al2Si3O12 (Prp)–Na2MgSi5O12 (NaGrt), моделирующей твердые растворы Na-содержащих гранатов, Prp–жадеит NaAlSi2O6 (Jd), в упрощенном виде отражающей фазовые отношения при плавлении богатых Na эклогитов, и Prp–Na2CO3. Система Prp–Na2MgSi5O12 при 7.0–8.5 ГПа имеет псевдобинарный характер, что связано с разложением NaGrt на коэсит и Na-пироксен. В синтезированных гранатах установлена примесь Na (более 0.32 мас. % Na2O) и избыток Si (3.05–3.15 ф.е). Максимальные содержания Na2O в гранате составляют 1.5 мас. % и достигаются на солидусе системы при давлении 8.5 ГПа. Установлена четкая корреляция между содержаниями Na и Si в полученных гранатах, что позволяет рассматривать в качестве механизма их формирования схему гетеровалентного изоморфизма типа Mg + Al → Na + Si с образованием минала Na2MgSi5O12. Система Prp–Jd также является псевдобинарной, что определяется формированием в ней двух серий твердых растворов – граната (Prp–NaGrt–мэйджорит) и пироксена (Jd–клиноэнстатит–молекула Эскола), а также появлением кианита вблизи солидуса системы, где образуются гранаты с самыми высокими (свыше 0.8 мас. %) содержаниями Na2O. Несмотря на довольно широкое поле кристаллизации граната (20–100 мол. % Prp), гранаты с существенным содержанием натрия (>0.3 мас. % Na2O) образуются лишь в богатой Jd части системы (20–50 мол. % Prp). В системе Prp–Na2CO3 гранат при 8.5 ГПа кристаллизуется в широком диапазоне исходных составов (20–100 мол. % Prp), являясь ликвидусным минералом, и содержит до 0.9 мас. % Na2O. В результате проведенных исследований установлено, что наряду с PT-параметрами, на возможность кристаллизации Na-содержащих мэйджоритовых гранатов влияет щелочность расплавов. Полученные данные свидетельствуют о том, что большинство природных алмазов с включениями Na-содержащих гранатов, в составе которых обычно менее 0.4 мас. % Na2O, образовались в щелочных силикатных (карбонатно-силикатных) расплавах при давлениях менее 7 ГПа. Лишь небольшая доля гранатов с более высокими концентрациями натрия (>1 мас. % Na2O) могла кристаллизоваться при давлениях, превышающих 8.5 ГПа.