Главная – Журналы – Геология и геофизика 2023 номер 4

Моделирование составов, свойств и условий генерации природных агентов мантийного метасоматоза является одним из наиболее актуальных разделов экспериментальной петрологии. Особое внимание уделяется изучению С- и S-содержащих метасоматических агентов, их роли в глобальных циклах углерода и серы, а также в процессах природного алмазообразования. Экспериментальные исследования, направленные на оценку растворимости серы в карбонатных расплавах в условиях литосферной мантии, проведены на многопуансонном аппарате высокого давления «разрезная сфера» (БАРС) в системах карбонат-сера ((Mg,Ca)CO₃-S) и карбонат-пирит ((Mg,Ca)CO₃-FeS₂) при 6.3 ГПа, в интервале температур 1050-1550 °С и длительностью 20-60 ч. Установлено, что основными процессами, происходящими в системе карбонат-сера, являются перекристаллизация карбоната в расплаве серы (1050-1350 °С), генерация высококальциевого карбонатного расплава с растворенной серой (от 5.0 до 6.5 мас. %) (1450-1550 °С), а также перекристаллизация графита и начальная стадия роста алмаза (1550 °С) в этом расплаве. Продемонстрировано, что взаимодействие карбонат-пирит сопровождается перекристаллизацией карбонатов и пирита (1050-1250 °С), формированием двух несмешивающихся расплавов - сульфидного с растворенным кислородом и карбонатного с растворенной серой (1.7-2.5 мас. %) (1350-1550 °С), а также образованием графита и ростом алмаза на затравочных кристаллах (1550 °С). Показано, что растворимость серы в карбонатных расплавах возрастает с температурой, что сопровождается снижением концентраций CaO (± FeO), а также повышением концентраций MgO. В результате проведенных исследований впервые определено, что расплавы щелочноземельных карбонатов способны растворять до 6.5 мас. % серы и в условиях литосферной мантии являются вероятными ее концентраторами.