|
|
|
|
|
Предложения сотрудничества |
Лаб. геохимии щелочных пород
На основании экспериментальных данных предложена двухстадийная модель образования кимберлитовых расплавов.
Проведенные экспериментальные исследования показали, что в интервале давлений 4-5,5 Гпа вблизи солидуса СО2-содержащего гранатового гарцбургита при увеличении температуры происходит постепенный переход карбонатных расплавов в карбонатно-силикатные, сходные со средними составами кимберлитов типа 1А.
Большой температурный интервал такого перехода (более 200°С) свидетельствует о том, что карбонатные и карбонатно-силикатные расплавы могут быть широко распространены вблизи зон магмогенерации в верхней мантии. Такие расплавы, вероятно, обладают большой проникающей способностью и могут быть эффективными агентами мантийного метасоматоза. В связи с этим, актуальной является проблема оценки коэффициентов распределения элементов между минералами и этими расплавами. KD(Fe-Mg) растет с уменьшением содержания SiO2 в расплаве примерно от 0.45 до 0.60 для ортопироксена и от 0.6 до 1.0 для граната. В изученном интервале условий, влияние давления на KD(Fe-Mg) несущественно. Распределение малых элементов между расплавами и минералами показывает разные тенденции. Коэффициенты распределения титана между гранатом и расплавом практически не меняются и он ведет себя во всем интервале условий как умеренно некогерентный элемент со средним значением DTiGrt=0,37, попадая в интервал значений, полученных в экспериментах при высоких давлениях в мантийных системах без летучих (DTiGrt=0,33). Средние значения DСаGrt, полученные в наших экспериментах (0,14), значительно ниже, чем DСаGrt для систем без летучих (0.65±0,2) В отличие от кальция, хром значительно хуже растворяется в карбонатных расплавах по сравнению с силикатными без летучих, в которых DСrGrt меняется в пределах 2-10 ( по литературным данным). Среднее значение DTiOpx в наших экспериментах (0,1) практически идентично среднему значению для экспериментов в мантийных системах без летучих при высоких давлениях(0,11±0,04 по результатам большого количества опубликованных данных). DAlOpx увеличивается примерно от 1 до 4 при уменьшении температуры и содержания SiO2 в расплаве.
В результате проведенных нами экспериментальных исследований в интервале давлений 6-10 ГПа и температур 1300-1700°С установлено, что ни магнезитсодержащий лерцолит и ни магнезитсодержащий гарцбургит не могут быть прямыми единственными источниками кимберлитовых расплавов. При высокой степени плавления, когда весь магнезит удален из источника, расплавы, равновесные при 6 ГПа с гарцбургитом, в отношении MgO, Al2O3, SiO2 и CaO приближаются к полю составов кимберлитов І группы,однако концентрации несовместимых элементов (Ti, K, P) в них существенно ниже. Отсюда можно заключить, что источником кимберлитов должен быть гарцбургит (низко кальциевый), обогащенный несовместимыми элементами. Кимберлитоподобные расплавы можно получить из этого материала при давлении немного превышающем 6 ГПа (при более высоком давлении содержание алюминия в расплаве будет слишком низким) в температурном интервале 1600-1700°С. Спектр содержаний рассеянных элементов в продуктах плавления карбонатизированного пеоридотита отличается от спектра, характерного для природных кимберлитов. Полученные в экспериментах расплавы характеризуются меньшей, чем в кимберлитах, степенью фракционирования несовместимых элементов. Из этого следует, что кимберлиты не являются продуктом одноактного плавления карбонатизированной астеносферной мантии, а образуются в результате плавления деплетированной метасоматизированной мантии.
На основании полученных экспериментальных данных мы предлагаем модель двухстадийного генезиса "протокимберлитовых"магм, предусматривающую образование обогащенных несовместимыми и летучими компонентами карбонатно-силикатных расплавов в астеносферной (лерцолитовой) мантии и их взаимодействие с деплетированными гарцбургитами в основании континентальной литосферы.
Отношение концентраций рассеянных элементов, содержащихся в парциальных расплавах, к их содержаниям в реститовых перидотитах в трех экспериментах. Также показан интервал составов кимберлитов I группы (Beker, le Roex, 2006), нормализованный к составу примитивной мантии по Palme, O’Neil (2003).
