Отправить статью по E-mail Влияние составов Ca,Mg-карбонатных расплавов на растворимость в них серы при PТ-параметрах литосферной мантии
- Авторы: Фурман О.В.1, Баталева Ю.В.1, Здроков Е.В.1, Борздов Ю.М.1, Пальянов Ю.Н.1
-
Учреждения:
- Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской Академии наук
- Выпуск: Том 521, № 1 (2025)
- Страницы: 70-77
- Раздел: ГЕОХИМИЯ
- Статья получена: 20.08.2025
- Статья опубликована: 15.12.2025
- URL: https://ogarev-online.ru/2686-7397/article/view/305252
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2686739725030084
- EDN: https://elibrary.ru/fufzkg
- ID: 305252
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Проведены экспериментальные исследования, направленные на оценку растворимости серы в Mg,Ca-карбонатных расплавах (системы MgCO3–S, CaMg(CO3)2–S, CaCO3–S и (Mg,Сa)CO3–S, Ca# (CaO/(CaO+MgO) (мольн.)) = 0, 0.2, 0.5, 0.8 и 1.0; давление 6.3 ГПа, 1450‒1550°С, 20 ч), в условиях литосферной мантии. Экспериментально продемонстрировано, что расплавы щёлочноземельных карбонатов способны растворять от 1.9 до 6.5 мас. % S, при этом впервые установлено, что растворимость серы прямо зависит и от температуры, и от величины отношения СаO/MgO в расплаве. В частности, установлено, что растворимость серы в расплаве Ca-карбоната в 6‒7 раз выше, чем в расплаве Mg-карбоната. Полученные результаты доказывают, что обогащённые серой расплавы щёлочноземельных карбонатов могут рассматриваться как потенциальные метасоматические агенты, и не только способны осуществлять транспорт серы и углерода, но и являются потенциальными средами для кристаллизации графита и роста алмаза.
Об авторах
О. В. Фурман
Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской Академии наук
Email: bataleva@igm.nsc.ru
Новосибирск, Россия
Ю. В. Баталева
Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской Академии наук
Email: bataleva@igm.nsc.ru
Новосибирск, Россия
Е. В. Здроков
Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской Академии наук
Email: bataleva@igm.nsc.ru
Новосибирск, Россия
Ю. М. Борздов
Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской Академии наук
Email: bataleva@igm.nsc.ru
Новосибирск, Россия
Ю. Н. Пальянов
Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской Академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: bataleva@igm.nsc.ru
Новосибирск, Россия
Список литературы
- O’Reilly S.Y., Griffin W.L. Mantle metasomatism. In: Harlov D.E., Austrheim H., editors. Metasomatism and the chemical transformation of rock: the role of fluids in terrestrial and extraterrestrial processes. Lecture notes in earth system sciences. London: Springer, Springer Nature, 2013. P. 471–533.
- Shirey S.B., Smit K.V., Pearson G.D., Walter M.J., Aulbach S., Brenker F.E., Bureau H., Burnham A.D., Cartigny P., Chacko T., Frost D.J., Hauri E.H., Jacob D.E., Jacobsen S.D., Kohn S.C., Luth R.W., Mikhail S., Navon O., Nestola F., Nimis P., Palot M., Smith E.M., Stachel T., Stagno V., Steele A., Stern R.A., Thomassot E., Thomson A.R., Weiss Y. Diamonds and the mantle geodynamics of carbon. In: Orcutt B., Daniel I., Dasgupta R., eds. Deep Carbon. Cambridge: Cambridge University Press, 2019. P. 89–128.
- Когарко Л.Н. Щелочной магматизм и обогащенные мантийные резервуары. Механизмы возникновения, время появления и глубины формирования // Геохимия. 2006. № 1. С. 1–10.
- Giuliani A., Phillips D., Fiorentini M.L., Kendrick M.A., Maas R., Wing B.A., Woodhead J.D., Bui T.H., Kamenetsky V.S. Mantle oddities: A sulphate fluid preserved in a MARID xenolith from Bultfontein kimberlite (South Africa) // Earth and Planetary Science Letters. 2013. V. 376. P. 74–86.
- Zajacz Z. The effect of melt composition on the partitioning of oxidized sulfur between silicate melts and magmatic volatiles // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2015. V. 158. P. 223–244.
- Palme H., O’Neill H.S.C. Cosmochemical estimates of mantle composition / In: Carlson, R.W. (ed.) Treatise on Geochemistry. V. 3: The Mantle and Core. Elsevier, 2014. P. 1–39.
- Liu Y., Samaha N.-T., Baker D.R. Sulfur concentration at sulfide saturation (SCSS) in magmatic silicate melts // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2007. V. 71. P. 1783–1799.
- Woodland A.B., Girnis A.V., Bulatov V.K., Brey G.P., Hofer H.E. Experimental study of sulfur solubility in silicate–carbonate melts at 5-10.5 GPa // Chemical Geology. 2019. V. 505. P. 12–22.
- Chowdhury P., Dasgupta R. Sulfur extraction via carbonated melts from sulfide-bearing mantle lithologies – Implications for deep sulfur cycle and mantle redox // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2020. V. 269. P. 376–397.
- Kamenetsky M.B., Sobolev A.V., Kamenetsky V.S., Maas R., Danyushevsky L.V., Thomas R., Pokhilenko N.P., Sobolev N.V. Kimberlite melts rich in alkali chlorides and carbonates: a potential metasomatic agent in the mantle // Geology. 2004. V. 32. P. 845–848.
- Zedgenizov D.A., Ragozin A.L., Shatsky V.S., Araujo D., Griffin W.L., Kagi H. Mg and Fe-rich carbonate-silicate high-density fluids in cuboid diamonds from the Internationalnaya kimberlite pipe (Yakutia) // Lithos. 2009. V. 112S. P. 638–647.
- Sharygin I.S., Litasov K.D., Shatskiy A., Golovin A.V., Ohtani E., Pokhilenko N.P. Melting phase relations of the Udachnaya-East Group-I kimberlite at 3.0–6.5 GPa: Experimental evidence for alkali-carbonatite composition of primary kimberlite melts and implications for mantle plumes // Gondwana Research. 2015. V. 28. P. 1391–1414.
- Martin A.M., Righter K., Treiman A.H. Experimental constraints on the destabilization of basalt+ calcite+anhydrite at high pressure–high temperature and implications for meteoroid impact modeling // Earth and Planetary Science Letters. 2012. V. 331–332. P. 291–304.
- Баталева Ю.В., Фурман О.В., Борздов Ю.М., Пальянов Ю.Н. Экспериментальное исследование растворимости серы в Ca,Mg-карбонатном расплаве при P,T-параметрах литосферной мантии // Геология и геофизика. 2023. Т. 64. № 4. C. 479–493.
- Sobolev N.V., Kaminsky F.V., Griffin W.L., Yefimova E.S., Win T.T., Ryan C.G., Botkunov A.I. Mineral inclusions in diamonds from the Sputnik kimberlite pipe, Yakutia // Lithos. 1997. V. 39. № 20. P. 135–157.
- Pal’yanov Yu.N., Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Khokhryakov A.F., Sobolev N.V. Diamond formation from mantle carbonate fluids // Nature. 1999. V. 400. P. 417–418.
- Palyanov Y., Kupriyanov I., Khokhryakov A., Borzdov Y. High-pressure crystallization and properties of diamond from magnesium-based catalysts // CrystEngComm. 2017. № 19. P. 4459–4475.
- Palyanov Y.N., Borzdov Y.M., Bataleva Y.V., Sokol A.G., Palyanova G.A., Kupriyanov I.N. Reducing role of sulfides and diamond formation in the Earth’s mantle // Earth and Planetary Science Letters. 2007. № 260 (1–2). P. 242–256.
- Bataleva Y.V., Palyanov Y.N., Borzdov Y.M., Novoselov I.D., Bayukov O.A. An effect of reduced S-rich fluids on diamond formation under mantle-slab interaction // Lithos. 2019. V. 336–337. P. 27–39.
- Yaxley G.M., Anenburg M., Tappe S., Decree S., Guzmic T. Carbonatites: Classification, Sources, Evolution, and Emplacement // Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 2022. V. 50. № 1. P. 261–293.
Дополнительные файлы
