Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Плавление гранат-содержащего карбонатита района Тромсе, Норвегия

Н.С. Горбачев, А.Н. Некрасов, Н.В. Костюк, Д.М. Султанов

Институт экспериментальной минералогии РАН, Черноголовка, Россия

gor@iem.ac.ru

         В связи с проблемой генезиса карбонатитов для T–Р верхней мантии (950-1450ºC, 3.8-4.0 ГПа) изучено плавление гранат-содержащего ультравысокобарного карбонатита UHPC района Тромсе, Норвегия в “сухих” условиях и с Н₂О+СО₂ флюидом.

Эксперименты выполнены в ИЭМ РАН на аппаратуре типа НЛ-40. Использовалась закалочная методика с Au и Pt ампулами. Температура измерялась Pt30Rh/Pt6/Rh термопарой, давление при высоких T калибровалось по кривой равновесия  кварц – коэсит. Точность определения Т и Р оценивается в ± 10ºC и ± 1 кбар. Продукты экспериментов изучались на цифровом электронном сканирующем микроскопе Tescan VEGA TS 5130MM, оснащенным детекторами вторичных и отраженных электронов на YAG-кристаллах и энергодисперсионным рентгеновским микроанализатором с полупроводниковым Si(Li) детектором INCA Energy 350.

Температура “сухого” ликвидуса UHPC ~ 1270ºС. В надликвидусной области при Т≥1300ºC установлена полная смесимость между силикатным Sim и карбонатным Cm расплавами. При закалке карбонатитового расплава образуется смесь микролитов переменного состава, от карбонатно-силикатного до силикатно-карбонатного.

В интервале T 1250–1200ºС с карбонатитовым расплавом сосуществует гранат Grt, отличающийся от исходного граната UHPC отсутствием зональности, более высоким содержанием CaO, TiO₂, более низким Al₂O₃, FeO.

Т “сухого” солидуса ~1150ºС. В интервале Т от 1150 до 950ºС близсолидусная и субсолидусная ассоциации представлены кальцитом Сс, Grt, Сpx, флогопитом Flog и акцессорными минералами – апатитом Apt, ильменитом Ilm, рутилом Rt.

В экспериментах с Н₂О+СО₂ флюидом Т ликвидуса понижается до 1250ºС. При Т=1450ºC, Р=4 ГПа наблюдалось расслоение карбонатитового расплава на высоко и низко-Са карбонатно-силикатные жидкости с выделением графита (рис.1).

            Рис. 1. Расслоение карбонатитового расплава на высоко и низко-Са карбонатно-силикатные жидкости с выделением графита: микрофотография и состав закалочного образца.

В интервале T 1250–1150ºС с карбонатитовым расплавом CSim сосуществует зональный гранат, реакционная кайма которого по сравнению с центральной его частью обогащена CaO, TiO₂, SrO, обеднена FeO, MgO, MnO. (рис. 2).

Зональность Grt свидетельствует о взаимодействии карбонатитового расплава с гранатом, при котором реакционный гранат обогащается CaO, TiO₂, SrO.

Рис.2. Микрофотография и состав закалочного образца с зональным гранатом. T 1150ºС, Р=4 ГПа, Н₂О+СО₂ флюид.

Зональность Grt свидетельствует о взаимодействии карбонатитового расплава с гранатом, при котором реакционный гранат обогащается CaO, TiO₂, SrO.

При плавлении UHPC с Н₂О+СО₂ флюидом солидус понижается до Т £ 950ºС. При Т=950ºС, P=3.8 карбонатитовый расплав сосуществует с кальцитом Сс, Flog, Grt, Cpx, Apt. При повышении Т до 1050ºС увеличивается доля карбонатитового расплава, исчезает Cpx, на ликвидусе – Сс, зональный Grt, Flog,

Результаты экспериментов свидетельствуют о формировании характерной для UHPC ассоциации карбонат-зональный гранат в интервале Т =1150–1250ºС.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 09-05-01131-а, 12-05-00777-а