Phase equilibria in diamond-forming carbonate-silicate systemsстатья
Информация о цитировании статьи получена из
Web of Science,
Scopus
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 19 июля 2013 г.
Аннотация:В работе по экспериментальным и минералогическим данным обоснована модель мантийных карбонатно-силикатных (карбонатитовых) расплавов как доминирующих материнских сред для природных алмазов. Показано, что составы силикатных составляющих материнских расплавов изменчивы и насыщены компонентами мантийных пород – пироповых перидотитов, гранатовых пироксенитов и эклогитов. По концентрационным вкладам и доминирующей роли в генезисе алмаза выделены главные (карбонатные и силикатные), а также второстепенные (примесные) компоненты. К числу последних относятся как растворимые в силикатно-карбонатных расплавах (оксиды, фосфаты, хлориды, углекислота, вода), так и нерастворимые (сульфиды, металлы, карбиды). В настоящей работе изучена кристаллизация алмаза в многокомпонентных расплавах переменного состава, карбонатная часть которых представлена K2CO3, CaCO3•MgCO3 и K-Na-Ca-Mg-Fe-карбонатитами, а силикатная – модельным перидотитом (60 мас.% оливина, 16 мас.% ортопироксена, 12 мас.% клинопироксена, 12 мас.% граната) и эклогитом (50 мас.% граната, 50 мас.% клинопироксена). В экспериментах, выполненных при PT-условиях стабильности алмаза, карбонатно-силикатные расплавы ведут себя как полностью смесимые жидкие фазы. При давлении 8,5 ГПа для переменных отношений силикатных и карбонатных компонентов в ростовых расплавах определены концентрационные барьеры нуклеации алмазной фазы (КБНА), которые в перидотитовой системе отвечают соответственно для K2CO3, CaCO3•MgCO3 и карбонатита 30, 25 и 30 мас.% силикатных компонентов, а в эклогитовой их доля повышается до 45, 30 и 35 мас.%. При более высоких содержаниях силикатов в силикатно-карбонатных расплавах происходит рост алмаза на затравке, сопровождаемый кристаллизацией термодинамически нестабильной графитовой фазы. При P=7,0 ГПа и T=1200–1800°C исследованы и построены фазовые диаграммы многокомпонентных перидотит-карбонатной и эклогит-карбонатной систем как физико-химическая основа, раскрывающая сингенетические отношения алмаза и его силикатных (оливин, ромбический и моноклинный пироксены, гранат) и карбонатных (арагонит, магнезит) включений в зависимости от физико-химических параметров ростовых сред. Полученные результаты позволили проследить эволюцию алмазообразующих систем. Экспериментально установлено сходство состава силикатных минералов с данными по включениям в природных алмазах (повышенные содержания Na в гранатах и K в клинопироксенах). В работе впервые экспериментально показано, что образование Na-содержащих мэйджоритовых гранатов контролируется как P-T параметрами, так и щелочностью расплавов. Формирование алмазов с включениями таких гранатов возможно в щелочных карбонатно-силикатных (алюмосиликатных) расплавах. Установлен механизм растворения Na-минала в мэйджоритовых гранатах и впервые синтезирован гранат состава Na2MgSiO5O12, имеющий тетрагональную симметрию.