КАЛИЙСОДЕРЖАЩИЙ КЛИНОПИРОКСЕН КАК ИНДИКАТОР МАНТИЙНЫХ УЛЬТРАКАЛИЕВЫХ РАСПЛАВОВ: ОБЗОР ПРИРОДНЫХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ.
Сафонов О.Г., Перчук Л.Л., Литвин Ю.А.
Институт экспериментальной минералогии РАН, Черноголовка, 142432, Россия.
oleg@iem.ac.ruКлинопироксен, содержащий до 1.7 мас. % K
2O (KCpx), известен в виде включений в алмазах [1, 3] и эклогитовых нодулях из кимберлитов и лампроитов, а также в гранатах из пород Кокчетавского комплекса (Сев. Казахстан) [2]. Находки KCpx совместно с высокобарными фазами (Na-содержащий мэйджоритовый гранат, коэсит и др.) [3] и включениями ультракалиевых флюидов [4], а также синтез KCpx в системах различного состава показали [5], что он способен кристаллизоваться при P > 5 ГПа в условиях высокой активности (концентрации) калия в мантийных расплавах. На основе опубликованных и собственных данных о равновесиях KCpx с силикатными и карбонатно-силикатными расплавами предложена модель, которая описывает закономерности вхождения калия в KCpx в зависимости от P, T, концентраций SiO2 и K2O в расплаве и состава самого KCpx для Т=1100-1900OC и Р=1.5-11 ГПа. Полученное уравнение позволяет рассчитывать давление, при котором кристаллизуется KCpx из расплава заданного состава с точностью ± 0.91 ГПа. Предложенная модель предсказала высокую растворимость минала KAlSi2O6 в KCpx (до 25 мол. %) при Р > 5 GPa, что подтверждено нашими экспериментами в системе CaMgSi2O6-KAlSi2O6 при 7 ГПа. Это характеризует KCpx как важнейший концентратор калия в мантии.Работа выполнена при поддержке РФФИ (проекты 01-05-64775 и 00-15-98519) и Программы конкурсов-экспертиз для молодых ученых РАН (грант № 323).
Литература:
[1] Harlow G.E., Veblen D.R. (1991) Potassium in clinopyroxene inclusions from diamonds. Science, 251, 652-655.
[2] Перчук Л.Л., Соболев Н.В., Шацкий В.С., Япаскурт В.О. (1996) Реликты калиевых пироксенов из безалмазных пироксен-гранатовых пород Кокчетавского массива (Северный Казахстан). Докл. РАН, 348, 6, 790-795.
[3] Stachel T., Brey G.P., Harris J.W. (2000) Kankan diamonds (Guinea) I: from the lithosphere down to the transition zone. Contrib. Mineral. Petrol., 140, 1-15.
[4] Israeli E.S., Harris J.W., Navon O. (2001) Brine inclusions in diamonds: a new upper mantle fluid. Earth Planet. Sci. Lett., 5807, 1-10.
[5] Perchuk L.L., Safonov O.G., Yapaskurt V.O., Barton J.M., Jr. (2001) Crystal-melt equilibria involving potassium-bearing clinopyroxene as indicators of mantle-derived ultrahigh-potassic liquids: an analytical review. Lithos, 839 (in press).