ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................................................. 5
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРЕДШЕСТВУЮЩИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ................................................. 10
1.1. Минеральные ассоциации верхней мантии Земли ..................................................................... 10
1.1.1. Минералы группы граната ........................................................................................................ 11
1.2. Фазы углерода в мантии Земли .................................................................................................... 13
1.3. Мантийный метасоматоз .............................................................................................................. 21
1.3.1. Моделирование мантийного метасоматоза в системах с CO2-флюидом .............................. 22
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ....................................................................................................................... 26
2.1. Методика экспериментальных исследований ............................................................................ 26
2.2. Исходные вещества ....................................................................................................................... 32
2.3. Методы исследования полученных образцов ............................................................................ 35
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕАКЦИЙ ДЕКАРБОНАТИЗАЦИИ,
СОПРЯЖЁННЫХ С ФОРМИРОВАНИЕМ ГРАНАТОВ, ПРИ P,T-ПАРАМЕТРАХ
ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ ............................................................................................................... 39
3.1. Результаты экспериментов ........................................................................................................... 43
3.1.1. Взаимодействие MgCO3-SiO2-Al2O3 ......................................................................................... 43
3.1.2. Взаимодействие Mg0.5Fe0.5CO3-SiO2-Al2O3 .............................................................................. 47
3.1.3. Взаимодействие (Fe,Mg)CO3-Al2O3-SiO2 ................................................................................. 51
3.1.4. Взаимодействие MnCO3-Al2O3-SiO2 ......................................................................................... 56
3.1.5. Взаимодействие CaCO3-Al2O-SiO2 ........................................................................................... 60
3.1.6. Взаимодействие CaMg(CO3)2-Al2O3-SiO2 ................................................................................ 64
3.1.7. Взаимодействие CaMg0.5Fe0.5(CO3)2-Al2O3-SiO2 ...................................................................... 69
3.1.8. Взаимодействие (Mg,Fe,Ca,Mn)-Al2O3-SiO2 (ECI) .................................................................. 74
3.1.9. Взаимодействие (Mg,Fe,Ca,Mn)-Al2O3-SiO2 (ECII) ................................................................. 80
3.2. Реконструкция реакций декарбонатизации, сопряжённых с формированием гранатов ........ 87
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГРАНАТОВ
МАНТИЙЫХ ПАРАГЕНЕЗИСОВ С CO2-ФЛЮИДОМ ПРИ P,T-ПАРАМЕТРАХ
ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ ............................................................................................................... 91
4.1. Результаты взаимодействия GrtEC-CO2-C ................................................................................... 92
4.2. Результаты взаимодействия GrtLZ-CO2-C ................................................................................. 100
4.3. Особенности полученных фаз .................................................................................................... 107
4.3.1. Перекристаллизованные гранаты. .......................................................................................... 107
4.3.2. Новообразованные карбонаты и флюид ................................................................................ 109
4.4. Результаты исследования материала графитовых капсул после экспериментов ................. 111
4.5. Основные выводы ....................................................................................................................... 118
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГРАНАТОВ
МАНТИЙНЫХ ПАРАГЕНЕЗИСОВ С H2O-CO2-ФЛЮИДОМ ПРИ P,T-ПАРАМЕТРАХ
ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ ............................................................................................................. 120
5.1. Результаты взаимодействия GrtEC-CO2-H2O-C ......................................................................... 121
3
5.2. Результаты взаимодействия GrtLZ-CO2-H2O-C ......................................................................... 130
5.3. Особенности полученных фаз .................................................................................................... 139
5.3.1. Перекристаллизованные гранаты ........................................................................................... 139
5.3.2. Новообразованные карбонаты и карбонатно-силикатные расплавы .................................. 142
5.3.3. Хромсодержащий кианит и фаза (Al,Cr)2O3 .......................................................................... 147
5.4. Реконструкция взаимодействия мантийных гранатов с водно-углекислым флюидом ........ 147
5.5. Результаты исследования материала графитовых капсул после экспериментов ................. 148
5.6. Основные выводы ....................................................................................................................... 152
ГЛАВА 6. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ФАЗ ЭЛЕМЕНТАРНОГО УГЛЕРОДА В СИСТЕМАХ
ГРАНАТ-CO2-C И ГРАНАТ-H2O-CO2-C ПРИ P,T-ПАРАМЕТРАХ ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ
.............................................................................................................................................................. 154
6.1. Особенности фаз элементарного углерода, полученных при взаимодействии гранат-CO2-C и
гранат-H2O-CO2-C .............................................................................................................................. 154
6.1.1. Взаимодействия GrtEC-CO2-C и GrtEC-CO2-C ......................................................................... 154
6.1.2. Взаимодействия GrtEC-H2O-CO2-C и GrtEC-H2O-CO2-C ........................................................ 161
6.3. Основные выводы ....................................................................................................................... 167
ГЛАВА 7. ОСОБЕННОСТИ МИНЕРАЛООБРАЗУЮЩИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ РЕАКЦИЯХ
ДЕКАРБОНАТИЗАЦИИ И ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ГРАНАТОВ С CO2-H2O-ФЛЮИДАМИ ... 168
7.1. Особенности реакций декарбонатизации, сопряжённых с формированием гранатов, и их
значение для мантийной петрологии ............................................................................................... 168
7.1.1. Стабильность ассоциации гранат+CO2 при P,T-параметрах мантии Земли ...................... 169
7.1.2. Формирование богатых марганцем гранатов в мантии Земли ............................................ 170
7.1.3. Декарбонатизация, сопряжённая с образованием модельных гранатов
карбонатизированного эклогита ....................................................................................................... 172
7.1.4. Образование CO2-флюида в реакциях декарбонатизации и его роль в метасоматических
процессах в мантии Земли ................................................................................................................. 172
7.2. Индикаторные признаки гранатов, подвергшихся мантийному метасоматозу с участием CO2-
и H2O-CO2-флюидов .......................................................................................................................... 176
7.2.1. Взаимодействие гранат-CO2-C ................................................................................................ 176
7.2.2. Взаимодействие гранат-H2O-CO2-C ....................................................................................... 183
7.3. Хромсодержащие фазы в системах GrtLZ-CO2-C и GrtLZ-H2O-CO2-C .................................... 188
7.3.1. Гранаты ..................................................................................................................................... 188
7.3.2. Хромсодержащий кианит и фаза (Al,Cr)2O3 .......................................................................... 190
7.4. Формирование алмаза и графита в системах гранат-CO2-C и гранат-H2O-CO2-C................ 191
7.4.1. Сравнение полученных результатов с предшествующими исследованиями поведения фаз
элементарного углерода в CO2-содержащих системах .................................................................. 191
7.4.1.1. Взаимодействие гранат-CO2-C ............................................................................................. 191
7.4.1.2. Взаимодействие гранат-H2O-CO2-C .................................................................................... 193
7.4.2. Сравнительный анализ поведения фаз элементарного углерода в системах гранат-CO2-C и
гранат-H2O-CO2-C .............................................................................................................................. 194
4
7.4.3. Приложение полученных экспериментальных данных об образовании алмаза и графита к
природным объектам ......................................................................................................................... 195
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................................................. 198
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .................................................................................................................. 199
