ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИЙ ЖЕЛЕЗА С КАРБОНАТОМ КАЛЬЦИЯ ПРИ 6 ГПа И 1273в€’1873 K И ИХ РОЛЬ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ КАРБОНАТОВ В МАНТИИ ЗЕМЛИ
Н.С. Мартиросян1, К.Д. Литасов1,2, А.Ф. Шацкий1,2, Э. Отани1,3
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
3Department of Earth and Planetary Materials Science, Graduate School of Science, Tohoku University, Sendai 980-8578, Japan
Ключевые слова: Мантия, карбонат, субдукция, железо, окислительно-восстановительное состояние, плавление, эксперимент, высокие давления
Страницы: 1681-1692
Подраздел: ПЕТРОЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ И МИНЕРАЛОГИЯ
Аннотация
Представлены результаты экспериментального исследования реакций в системе Fe-CaCO 3 при давлении 6 ГПа и различных температурах от 1273 до 1873 К. Данная система отражает возможный механизм окислительно-восстановительного взаимодействия, происходящего в погружающейся субдукционной плите на контакте с восстановленной мантией, и вариант взаимодействия на границе ядро-мантия. Анализ образцов показал, что изучаемая реакция сопровождается образованием карбонатитового расплава, а также карбида (Fe 3C) и кальциевого вюстита ((Ca,Fe)O), которые в зависимости от условий опытов образуют твердые или жидкие фазы. При 6 ГПа плавление карбоната кальция в системе, содержащей железо, происходит в интервале температур 1473-1573 K, что согласуется с исчезновением арагонита в сложных карбонатсодержащих системах. Состав расплава не меняется под влиянием металлического железа и фактически соответствует чистому CaCO 3. Вдоль мантийной адиабаты или при немного больших температурах описываемый карбонатный расплав сосуществует в равновесии с металлическим железом или кальциевым вюститом и объясняет совместное нахождение включений карбонатов и железа в литосферных и сверхглубинных алмазах.
DOI: 10.15372/GiG20150908 |
