Стишовит – разнообразие генезиса в земных условиях: физико-геохимические аспекты

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработана модель генезиса стишовита и других фаз SiO2 в земном веществе, объединяющая физико-химические и геодинамические условия их образования. На основе экспериментальных данных построена РТ-диаграмма полиморфных модификаций SiO2 в сочетании с границами геосфер и геотермой. В период аккреции метеоритов (50 млн лет) стишовит и другие фазы SiO2 космического импактного синтеза были захоронены в ранней Земле. Эти фазы SiO2 полностью ассимилированы расплавами пиролитового глобального магматического океана, существовавшим 500 млн лет. К рубежу 2.0 млрд лет магматический океан раскристаллизовался, возникли земная кора, верхняя мантия, переходная зона, нижняя мантия со слоем D” (с сейсмическими границами между ними). В этот период происходило обособление основной массы ядра Земли, завершенное к 2.7 млрд лет. В результате усилилось гравитационное поле, что способствовало фракционной ультрабазит-базитовой эволюции мантийных магм с перитектическими реакциями рингвудита-акимотоита переходной зоны и бриджменита нижней мантии с расплавами и образованием стишовита (установлены экспериментально при 20 и 26 ГПа). В алмазообразующих карбонат-силикат-углеродных расплавах эти реакции обеспечили образование стишовита, который был захвачен как парагенное включение алмазами и перемещен на поверхность Земли восходящими магмами. Генезис стишовита в земных условиях обусловлен также глобальной мантийной конвекцией. Субдукционное погружение литосферных плит до слоя D” у жидкого ядра сопровождалось образованием стишовита, а затем его превращением в пост-стишовитовые фазы. При восхождении суперплюмов от слоя D” до земной коры вероятны перитектические реакции пост-перовскита и бриджменита, а затем рингвудита-акимотоита с расплавами с образованием стишовита и последующим его превращением в фазы SiO2 низкого давления. С возникновением земной коры возобновляется импакт-метеоритный генезис стишовита. На поверхности Земли стишовит, образующийся в земных условиях, появляется как включение в сверхглубинных алмазах. Стишовит космического импактного синтеза сохраняется в метеоритных кратерах. В обоих случаях стишовит – метастабильная фаза.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. А. Литвин

Институт экспериментальной минералогии им. академика Д.С. Коржинского РАН

Email: spivak@iem.ac.ru
Россия, 142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 4

А. В. Спивак

Институт экспериментальной минералогии им. академика Д.С. Коржинского РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: spivak@iem.ac.ru
Россия, 142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 4

А. В. Кузюра

Институт экспериментальной минералогии им. академика Д.С. Коржинского РАН

Email: spivak@iem.ac.ru
Россия, 142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 4

Список литературы

  1. Вишневский С. А., Долгов Ю. А., Ковалева Л. Т., Пальчик Н. А. (1975) Стишовит в породах Попигайской структуры. ДАН СССР 221 (5), 1167–1169.
  2. Добрецов Н. Л. (2010) Глобальная геодинамическая эволюция Земли и глобальные геодинамические модели. Геология и геофизика. 51 (6), 761–784.
  3. Зедгенизов Д. А., Шацкий В. С., Панин А. В., Евтушенко О. В., Рагозин А. Л., Каги Х. (2015) Свидетельства фазовых переходов минеральных включений в сверхглубинных алмазах из месторождения Сао-Луис (Бразилия). Геология и геофизика. 56 (1–2), 384–396.
  4. Зедгенизов Д. А., Рагозин А. Л., Каги Х., Юримото Х., Шацкий В. С. (2019) Включения SiO2 в сублитосферных алмазах. Геохимия. 64 (9), 948–957.
  5. Zedgenizov, D.A., Ragozin, A.L., Kagi, H., Yurimoto H., Shatsky V. S. (2019) SiO2 inclusions in sublithospheric diamonds. Geochem. Int. 57, 964–972.
  6. Кирдяшкин А. А., Кирдяшкин А. Г., Дистанов В. Э., Гладков И. Н. (2016) Геодинамические режимы мантийных термохимических плюмов. Геология и геофизика. 57 (6), 1092–1105.
  7. Коваленко В. И., Ярмолюк В. В., Андреева И. А., Ашихмина Н. А., Козловский А. А., Кудряшова Е. А., Кузнецов В. А., Листратова Е. Н., Лыхин Д. А., Никифоров А. В. (2006) Типы магм и их источники в истории Земли. Ч. 2. М., ИГЕМ РАН. 280 с.
  8. Кузьмин М. И., Ярмолюк В. В. (2016) Тектоника плит и мантийные плюмы – основа эндогенной тектонической активности Земли последние 2 млрд. лет. Геология и геофизика. 57 (1), 11–30.
  9. Литвин Ю. А. (2014) Стишовитовый парадокс в генезисе сверхглубинных алмазов. ДАН. 455 (1), 76–81.
  10. Литвин Ю. А., Спивак А. В., Кузюра А. В. (2016) Основы мантийно-карбонатитовой концепции генезиса алмаза. Геохимия. (10), 873–892.
  11. Litvin Yu.A., Spivak A. V., Kuzyura A. V. (2016) Fundamentals of the mantle carbonatite concept of diamond genesis. Geochem. Int. 54 (10), 839–857.
  12. Литвин Ю. А., Спивак А. В., Симонова Д. А., Дубровинский Л. (2017) Стишовитовый парадокс в эволюции нижне-мантийных магм и алмазообразующих расплавов (эксперимент при 24 и 26 ГПа). ДАН. 743 (5), 596–599.
  13. Литвин Ю. А., Спивак А. В. (2019) Генезис алмазов и парагенных включений в условиях нижней мантии: строение ликвидуса материнской системы при 26 ГПа. Геохимия. 64 (2), 128–144.
  14. Litvin Yu.A., Spivak A. V. (2019) Genesis of diamonds and paragenetic inclusions under lower mantle conditions: the liquidus structure of the parental system at 26 GPa. Geochem. Int. 57 (2), 134–150.
  15. Литвин Ю. А., Спивак А. В., Дубровинский Л. С. (2016) Магматическая эволюция вещества нижней мантии Земли: стишовитовый парадокс и происхождение сверхглубинных алмазов (эксперимент при 24–26 ГПа). Геохимия. (1), 970–983.
  16. Litvin Yu.A., Spivak A. V., Dubrovinsky L. S. (2016) Magmatic evolution of the Earth’s lower mantle: stishovite paradox and origin of superdeep diamonds (experiments at 24–26 GPa). Geochem. Int. 54 (11), 936–947.
  17. Литвин Ю. А., Кузюра А. В., Бовкун А. В., Варламов Д. А., Лиманов Е. В., Гаранин В. К. (2020) Генезис алмазоносных пород из ксенолитов верхней мантии в кимберлитах. Геохимия. 65 (3), 209–236.
  18. Litvin Yu.A., Kuzyura A. V. Bovkun A. V., Varlamov D. A., Limanov E. V., Garanin V. K. (2020) Genesis of diamondiferous rocks from upper-mantle xenoliths in kimberlite. Geochem. Int. 58 (3), 245–270.
  19. Литвин Ю. А., Кузюра А. В. (2021) Перитектическая реакция оливина при 6 ГПа в системе оливин-жадеит-диопсид-гранат-(С-О-Н) как ключевой механизм эволюции магматизма верхней мантии. Геохимия. 66 (9), 771–798.
  20. Litvin Yu.A., Kuzyura A. V. (2021) Peritectic reaction of olivine in the olivine-jadeite-diopside-garnet system at 6 GPa as the key mechanism of the magmatic evolution of the upper mantle. Geochem. Int. 59 (9), 813–839.
  21. Литвин Ю. А., Спивак А. В., Кузюра А. В. (2021) Физико-геохимическая эволюция расплавов суперплюмов при подъеме из нижней мантии в переходную зону Земли (эксперимент при 26 и 20 ГПа). Геохимия. 66 (7), 607–629.
  22. Litvin Yu.A., Spivak A. V., Kuzyura A. V. (2021) Physicogeochemical evolution of melts of superplumes uplift from the lower mantle to the transition zone: experiment at 26 and 20 GPa. Geochem. Int. 59 (7), 661–682.
  23. Сафронов В. С. (1969) Эволюция допланетного облака и образование Земли и планет. М., Наука. 224 c.
  24. Сорохтин О. Г., Чилингар Дж. Б., Сорохтин Н. О. (2010) Теория развития Земли (происхождение, эволюция и трагическое будущее). Москва-Ижевск. Изд-во “Институт компьютерных исследований”. 751 с.
  25. Стишов С. М., Белов Н. В. (1962) О кристаллической структуре новой плотной модификации кремнезема. ДАН СССР. 143 (4), 951–954.
  26. Стишов С. М., Попова С. В. (1961) Новая плотная модификация кремнезема. Геохимия. (10), 923–926.
  27. Юдин И. А., Коломенский В. Д. (1987) Минералогия метеоритов. Свердловск. 74 с.
  28. Abe Y. (1997) Thermal and chemical evolution of the terrestrial magma ocean. Phys. Earth Planet. Inter. 100 (1–4), 27–39.
  29. Akaogi M. (2007) Phase transitions of minerals in the transition zone and upper part of the lower mantle. In: Advances in High-Pressure Mineralogy (Ohtani E., Ed.). Geol. Soc. Amer. Spec. Paper (421), 1–15.
  30. Akaogi M., Navrotsky A. (1984) The quartz-coesite-stishovite transformations: new calorimetric measurements and calculation of phase diagrams. Phys. Earth Planet. Inter. 36 (2), 124–134.
  31. Akimoto S.-i., Syono Y. (1969) Coesite-stishoite transition. J. Geoph. Res. 74 (6), 1653–1659.
  32. Andrault D., Fiquet C., Guot F, Hanfland M. (1998) Pressure-induced Landau-type transition in stishovite. Science 282 (5389), 720–724.
  33. Andrault D., Bolfan-Casanova N., Nigro G. L., Boufild M. A., Garbarino G., Mezouar M. (2011) Solidus and liquidus profiles of hondritic mantle: Implication for melting of the Earth across its history. Earth Planet. Sci. Lett. 304 (1), 251–259.
  34. Armstrong K., Frost D. J., McCammon C.A., Rubie D. C., Boffa Balagan T. (2019) Deep magma ocean formation set the oxidation state of Earth’s mantle. Science. 365 (6456), 903–906.
  35. Bajgain S. K., Ashley A. W., Mookherjee M., Ghosh D. B., Karki B. B. (2022) Insights into magma ocean dynamics from the tramsport properties of basaltc melt. Nature Communications, 13, 7590, 1–10.
  36. Bohor B. F., Foord E. E., Modreski P. J., Triplehorh D. M. (1984) Mineralogical evidence for an impact event at the cretaceous-tertiary boundary. Science 234, 867–869.
  37. Brazhkin V. V., Voloshin R. N., Popova S. V. (1991) The kinetics of the trabsition of the metastable phase of SiO2, stishovite and coesite to the amorphous state. Journal of Non-Crystalline Solids. 136, 241–248.
  38. Carlson R. W., Garnero E., Harrison T. M. (2014) How did early Earth become our modern world? Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 42, 151–178.
  39. Chao E. C.T., Fahey J. J., Littler J., Milton D. J. (1962) Stishovite, SiO2, a very high pressure new mineral from Meteor Crater, Arizona. J. Geophys. Reserch, 67 (1), 419–421.
  40. Davies R. M., Griffin W. L., O’Reilly S.Y., et al. (2004) Mineral inclusions and geochemical characteristics of microdiamonds from the D027, A154, A21, A418, D018, DD17 and Ranch Lake kimberlites at Las de Gras, Slave Craton, Canada. Lithos. 77 (1–4), 39–55.
  41. De Carli P. S., Jamieson J. C. (1959) Formation of an amorphous form of quartz under shock conditions. J. Chem. Phys. 31, 1675–1676.
  42. De Carli P. S., Milton D. J. (1965) Stishovite: Synthesis by shock waves. Science. 147, 144–145.
  43. Dubrovinsky L. S., Saxena S. K., Lazor P., Ahuja R., Eriksson O., Wills J. M., Johansson B. (1997) Experimental and theoretical identification of a new high-pressure phase of silica. Nature. 388, 362–365.
  44. El Goresy A., Dera P., Sharp T. G., Prewitt C. T., Chen M., Dubrovinsky L., Wopenka B., Boctor N. Z., Hemley R. Z. (2008) Seifertite, a dense polymorph of silica from the Martian meteorites Shergotty and Zagami. Eur. J. Mineral. 20, 523–528.
  45. Fiquet G., Auzende A. L., Siebert J., Corgne A., Bureau H., Ozava H., et al. (2010) Melting of peridotite to 140 Gigapascals. Science. 329, 1516–1518.
  46. Frye K., ed. (1981) Encyclopedia of Earth Sciences, v. IVB. The Encyclopedia of Mineralogia. Stroudburg, Pensilvahia: Hutchinson Ross Publ. Comp. (Перевод: Фрей К., ред. (1985) Минералогическая Энциклопедия. Л., Недра. 512 с.).
  47. Harte B., Harris J. W., Hutchison M. T. et al. (1999) Lower mantle mineral associations in diamonds from Sao Luiz, Brazil. In: Mantle Petrology: Field Observations and High Pressure Experimentation: A tribute to Fransis R. (Joe) Boyd (Eds. Fey Y. et al.). Geochim. Soc. Spec. Publ. 6, 125–153.
  48. Horiuchi H., Hirano M., Ito E., Matsui Y. (1982) MgSiO3 (ilmenite-type} single crystal X-ray diffraction study. Amer. Mineral. 67, 788–793.
  49. Huss G. R., Lewis R. C. (1995) Presolar diamond, SiC and graphite in primitive chondrites: Abundances as a function of meteorite class and petrologic type. Geochim. Cosmochim. Acta. 59, 115–160.
  50. Irifune T., Ringwood A. E. (1993) Phase transformations in subducted oceanic crust and buoyancy relationships at depths of 600–800 km in the mantle. Earth. Planet. Sci. Lett. 117, 101–110.
  51. Irifune T., Tsuchiya (2007) Mineralogy of the Earth-phase transitions and mineralogy of the lower mantle. In: Treatise on Geophysics. Elsevier, pp. 33–62.
  52. Ishii T., Kojitani H., Akaogi M. (2011) Post-spinel transitions in pyrolite and Mg2SiO4 and akimotoite-perovskite transttion in MgSiO3: Preise comparison by high-pressure high-temperature experiments with multi-sample cell technique. Earth Planet. Sci. Lett. 309 (3–4), 185–197.
  53. Kaminsky F. V. (2017) The Earth’s Lower Mantle. Composition and Structure. Springer, 331 p.
  54. Kaminsky F. V., Zakharchenko O. D., Davies R., et al. (2001) Superdeep diamonds from the Juina area, Mato Grosso State, Brazil. Contrib. Mineral. Petrol. 140 (6), 734–753.
  55. Katsura T., Yoneda A., Yamazaki D., Goshino T., Ito E. (2010) Adiabatic temperature profile in the mantle. Phys. Earth Planet. Inter. 183, 212–218.
  56. Kingma K. J., Kohen R. E., Hemley R. J., Mao H.-k. (1995) Transformation of stishovite to a denser phase at lower-mantle pressures. Nature 374, 16 March, 243–245.
  57. Knittle E., Jeanloz R. (1987) Synthesis and equation of state of (Mg, Fe)SiO3- perovskite to over 100 Gigapascals. Science 235, 668–670.
  58. Kojitani H., Yamazaki M., Tsunekama Y., Katsuragi S., Noda M., Inoue T., Inaguma M, Akaogi M. (2022) Enthalpy, heat capacity and thermal expansivity measurements of MgSiO3 akimotoite: Reassessment of its self-consistent thermodynamic data set. Phys. Earth Planet. Interiors 333(B10):106937.
  59. Proceedings of the National Academy of Sciences. 11S (29), 2497.
  60. Kuwayama Y., Hirose K., Nagayoshi S., Ohishi Y. (2005) The pyrite-type high-pressure form of silica. Science. 309, 5 August, 107–109.
  61. Litvin Yu.A. (2007) High-pressure mineralogy of diamond genesis. In: Advances in High-Pressure Mineralogy (E. Ohtani, ed.). Geol. Soc. Am. Spec. Pap. 421, 83–103.
  62. Litvin Yu.A. (2017) Genesis of Diamonds and Associated Phases. Springer, 137 p.
  63. Litvin Yu.A., Kuzyura A. V., Spivak A. V. (2020) Evolution of the mantle magmatism and formation of ultrabasic-basic rock series: importance of peritectic reactions of the rock-forming minerals. In: Advances in Experimental and Genetic Mineralogy (Litvin Yu.A. and Safonov O. G., eds), Springer Mineralogy, Springer, Cham., p. 165–199.
  64. Liu L., Zhang J., Green H. W., Jin Z., Bozhilov K. N. (2007) Evidence of former stishovite in metamorphosed sediments, implying subduction to >350 km. Earth Planet. Sci. Letters 263, 180–191.
  65. Lyubetskaya N. T., Korenaga I. (2007) Chemical composition of Earth’s primitive mantle and its variance. J. Geophys Res. 112, BO3211.
  66. Ma C., Tschauner O., Beckett J. R., Liu Y., George R. Rossman G. R., Sinogeikin S. V., Smith J. S., Taylor L. A. (2016) Ahrensite, c-Fe2SiO4, a new shock-metamorphic mineral from the Tissint meteorite: Implications for the Tissint shock event on Mars. Geochim. Cosmochim. Acta. 184, 240–256.
  67. Macgregor I. D., Carter J. L. (1970) The chemistry of clinopyroxenes and garnets of eclogite and peridotite xenoliths from the Roberts Victor Mine, South Africa. Phys. Earth Planet. Interiors. 3, 391–397.
  68. Martini J. E.J. (1978) Coesite and stishovite in the Vredefort Dome, South Africa. Nature 272, 715–717.
  69. McDonough W.F., Sun S. (1995) The composition of the Earth. Chem. Geol., 120, 223–253.
  70. McHone J.E.J., Nieman R. A., Lewis C. F., Yates A. M. (1989) Stishovite at the Cretaceous-Tertiary boundary, Raton, New Mexico. Science, 243, 1182–1184.
  71. McQueen R.G., Fritz J. N., Marsh S. R. (1963) On the equation of state of stishovite. J. Geohys. Res. 68 (8), 2319–2322.
  72. Murakami M., Hirose K., Ono S., Ohishi Y. (2003) Stability of CaCl2-type and α-PbO2-type SiO2 at high pressure and temperature determined by in-situ X-ray measurements. Geophys. Res. Lett. 30 (5), 1207(4 p.).
  73. Oganov A. R., Ono S. (2004) Theoretical and experimental evidence for a post-perovskite phase of MgSiO3 in Earth’s D” layer. Nature. 430, 445–448.
  74. Ohtani E., Ozawa S., Miyahara M., Ito Y., Mikouchi T., Kimura M., Arai T., Sato K., Hiraga K. (2011) Coesite and stishovite in a shocked lunar meteorite, Asuka-881757, and impact events in lunar surface. PHAS. 108 (2), 463–466.
  75. Ono S., Ito E., Katsura T. (2001) Mineralogy of subducted basaltic crust (MORB) from 25 to 37 GPa, and chemical geterogeneity of the lower mantle. Earth Planet. Sci. Letters. 190, 57–63.
  76. Pressner J. L.B., Sikder A. M. (2002) Raman spectroscopic analysis of diamonds and his mineral inclusions from “lamproites” in the Capibary, San Pedro Dpto, Paraguay. Reprint, p. 1–18.
  77. Ringwood A. E. (1962) Mineralogical constitution of the deep mantle. J. Geophys. Research. 67 (10), 4005–4010.
  78. Ringwood A. E. (1975) Composition and petrology of the Earth’s mantle. New York McGraw-Hill, 618 p.
  79. Sclar C. B., Young A. P., Carrison L. C., Schwarte C. M. (1962) Synthesis and optical crystallography of stishovite, a very high pressure polymorph of SiO2. J. Geophys. Res. 67 (10), 4049–4054.
  80. Sharp T. G., El Goresy A., Wopenka B., Chen M. (1999) A post-stishovite SiO2 polymorph in the meteorite Shergotty: implications for impact events. Science. (284), 325–327
  81. Shim S.-H., Duffy T. S., Shen G. (2001) Stability and structure of MgSiO3 perovskite to 2300-kilometer depth in Earth’s mantle. Science. (293), 2063–266.
  82. Sidorin I., Gurnis M., Helmberger D. V. (1999) Evdence for a ubiquitous discontinuity at the base of the mantle. Science. (286), 1326–1331.
  83. Smith E. M., Krebs M. Y., Genzel P.-T., Brenker F. E. (2022) Raman identification of inclusions in diamond. In: Reviews in Mineralogy and Geochemistry, Mineralogical Society of America. 88, 451–474.
  84. Spivak A. V., Litvin Yu.A. (2019) Evolution of Magmatic and Diamond-Forming Systems of the Earth’s Lower Mantle. Springer Geology, 95 p.
  85. Stachel T., Harris J. W., Brey G. P., Joswig W. (2000) Kankan diamonds (Guinea) II. Lower mantle inclusion parageneses. Contriib. Mineral Petrol. 140 (1), 16–27.
  86. Tappert R., Stachel T., Harris J. W., et al. (2005) Mineral inclusions in diamonds from the Slave Province, Canada. Eur. J. Mineral. 17 (3), 423–440.
  87. Tripathi R. P., Mathur S. C., Truptt G., Chandracheknaram D. (2010) Occurrence of stishovite in the Precambrian Siwana Volcanic Province, Western Rajastran, India. Current Science. 98 (1), 30–32.
  88. Tschaurer O., Hujano S., Yang S., Humayun M., Stephanie W. L., Corer M. O., Bechtel H. A., Tischler J., Rossman G. (2021) Discovery of davemaoite, CaSiO3-perovskite, as a mineral from the lower mantle. Science. 374, 6569, 891–894.
  89. Tsuchiya Y., Yagi T. (1989) A new, post-stishovite high-pressure polymorph of silica. Nature. 340, 217–220.
  90. Wackerle J. (1962) Shock-wave compression of quartz. J. Appl. Phys. 55, 922–937.
  91. Warr L. N. (2021) IMA–CNMNC approved mineral symbols. Mineralogical Magazine. 85 (3), 291–320.
  92. Wirth R., Vollmer C., Brenker F., Matsyuk S., Kaminsky F. (2007) Nanocrystalline hydrous aluminum silicate in superdeep diamonds from Juina (Mato Grosso State, Brazil). Earth Planet. Sci. Lett. 259 (3–4), 384–399.
  93. Zhang J., Liebermann R., Gasparik T., Herzberg C. T. (1993) Melting and subsolidus relations of SiO2 at 9–14 GPa. J. Geophys. Res. 98 (B11), 19785–19793.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. РТ-диаграмма состояния SiO2: соотношение границ полей полиморфных модификаций кремнезема (сплошные линии). Для РТ-границ кварц/коэсит и коэсит/стишовит использованы данные (Akimoto, Syono, 1969; Akaogi, Navrotsky, 1981; Zhang et al., 1993). Границы стишовит/(SiO2 со стpуктурой CaCl2), (SiO2 со структурой CaCl2)/сейфертит и сейфертит/(SiO2 со стpуктурой пирита) по данным (Murakami et al., 2003; Kuwayama et al., 2005 и др.). Пунктирными линиями обозначены главные разделы мантии ядра Земли, а серой линией – геотермальный градиент по данным (Katsura et al., 2010).

Скачать (189KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схематическая диаграмма субсолидусных фазовых превращений системы Mg2SiO4 – Fe2SiO4 при 1400oС для верхней мантии и переходной зоны (5–16 ГПа) с перемещением к системе (MgSiO3 + MgO) – (FeSiO3 + FeO) при 1600oС для переходной зоны и нижней мантии, содержащей стишовит (16–30 ГПа). Фазовые поля, обозначенные сплошными линиями, – по данным (Akaogi, 2007; Kojitani et al., 2022). Поля с пунктирными границами, учитывающие существование минерала акимотоита, введены авторами статьи. Символы фаз: Ol – оливин; FWds – ферровадслеит; FRwd – феррорингвудит; Ahr – аренсит; FRwd/Ahr – фазовый переход ферроригвудита в аренсит; FAki – ферроакимотоит; Per, FPer- периклаз, ферропериклаз; Wus, MWus – вюстит, магнезиовюстит; (Per •·Wus)ss – неограниченный твердый раствор периклаз-вюстит; Sti – стишовит; FBdm – ферробриджменит.

Скачать (173KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Структуры ликвидуса (пунктирные линии) системы периклаз (MgO) – дейвмаоит (CaSiO3) – вюстит (FeO) – стишовит (SiO2) в проекции на изотермическое сечение ее субсолидуса (сплошные линии) при ~1600oС в условиях переходной зоны Земли при 20 ГПа. Схематическая диаграмма, построенная авторами с использованием экспериментальных данных при 20 ГПа и 1100–1700oС (Литвин и др., 2020), а также по данным (Ishii et al., 2011) при 21–28 ГПа и 1400–1800oС. Символы граничных эвтектик: е1 = L + Per + Rwd + Dvm, е2 = L + Rwd + Aki + Dvm, е3 = L + Aki + Sti + Dvm, е4 = L + Wus + Sti + Dvm. Символы базовых перитектик: Р1 = L + FRwd + FAki + FPer + Dvm, Р2 = L+ FAki + Sti + MWus + Dvm. Косой крестик в кружочке – состав исходной породы переходной зоны. Цифрами 3, 4, 5 обозначены пунктирные моновариантные кривые, участвующие в ультрабазит-базитовой магматической эволюции. Жирные линии – твердые растворы.

Скачать (185KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Субсолидусный фазовый комплекс системы Per – Sti – Wus – Dvm при 26 ГПа. Косой крестик в кружочке – состав исходной породы нижней мантии. Стрелками показана позиция политермического сечения (MgO)49(FeO)21(СaSiO3)30 – (SiO2)49(FeO)21(CaSiO3)30, данные экспериментальных исследований которого представлены на рис. 6. Жирные линии – твердые растворы. По данным (Spivak, Litvin, 2019).

Скачать (106KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Фазовые отношения при плавлении системы Per – Sti – Wus – Dvm в ее политермическом сечении (MgO)49(FeO)21(CaSiO3)30 – (SiO2)49(FeO)21(CaSiO3)30 при 26 ГПа. Экспериментальные точки показаны черными кружками. Р – перитектическая реакция FBdm и расплава L с образованием MWus и Sti. По данным (Spivak, Litvin, 2019).

Скачать (179KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Проекция структуры ликвидуса системы Per – Dvm – Wus – Sti на ее изотермическое сечение в условиях нижней мантии Земли при 26 ГПа и 1700 oС. Обозначения для структуры ликвидуса – граничных эвтектик: е1 = L + Per + Bdm + Dvm, е2 = L + Bdm + Sti + Dvm, е3 = L + Wus + Sti + Dvm; базовых моновариантной котектики 1 = L + FBdm + FPer + Dvm, псевдононвариантной перитектики Р1 = L+ FBdm + FPer/MWus + Sti + Dvm, а также моновариантной котектики 2 = L + MWus + Sti + Dvm. Косой крестик в кружочке показывает примерный состав ультрабазитовой породы нижней мантии. Моновариантная котектика между е2 и Р1 (= L + FBdm + Sti + Dvm) в процессе эволюции нижне-мантийного магматизма не задействована. Жирные линии – твердые растворы. По данным (Spivak, Litvin, 2019).

Скачать (102KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Фазовые отношения при плавлении в политермическом сечении (MgO)30(FeO)20Carb*50 – (SiO2)30(FeO)20Carb*50 алмазообразующей системы нижней мантии Per – Wus – Sti – Carb* при 26 ГПа. Р – перитектическая точка L + FBdm + FPer/MWus + Sti + Carb*. Экспериментальные составы для кристаллизации алмаза отмечены черными треугольниками 1, 2 и 3 (источник углерода – графит). Стартовые составы для треугольных обозначений: 1 – (MgO)12.6 (FeO)12(SiO2)5.4Carb*30Gr40; 2 – (MgO)9(FeO)12(SiO2)9Carb*30 Gr40; 3 – (MgO)5.4(FeO)12(SiO2)12.6Carb*30Gr40. Gr – графит. По данным (Spivak, Litvin, 2019).

Скачать (190KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Схематическая диаграмма фазовых отношений при плавлении алмазообразующей системы нижней мантии Per – Sti – Wus – Carb* при 26 ГПа. Условные обозначения: Р – перитектическая точка L + FBrd + FPer/MWus + Sti + Carb* при ~1500oС; p – перитектическая точка L + FBrd + FPer/MWus + Sti; e1 – эвтектическая точка L + Brd + Per + Carb*; e2 – эвтектическая точка L + Brd + Sti + Carb*; e3 –эвтектическая точка L + Wus + Sti + Carb*. По данным (Spivak, Litvin, 2019).

Скачать (89KB)
Метаданные
10. Рис. 1. Снимки СЭМ фаз базитовых ассоциаций переходной зоны L + MWus + Sti + Dvm при 1200oС: (a) L + MWus + Sti при 1400oС; (б) в результате закалки экспериментальных образцов с составами, соответствующими моновариантной котектике L+ MWus + Sti + Dvm при 20 ГПа. По данным (Литвин и др., 2021).

Скачать (222KB)
Метаданные
11. Рис. 2. Снимки СЭМ экспериментальных образцов при плавлении системыPer – Sti – Wus – Dvm при 26 ГПа после закалки, в том числе: (а) полный расплав L при 2500oС, (б) фазовая ассоциация симплекса FPer + FBdm + Dvm при частичном плавлении (L) при 2000oС, (в) фазовая ассоциация симплекса FBdm + MWus + Sti + Dvm с промежуточными продуктами перитектической реакции бриджменита при 1650oС, (г) ликвидусный стишовит Sti в расплаве L при 2500oС. По данным (Spivak, Litvin, 2019).

Скачать (348KB)
Метаданные
12. Рис. 3. СЭМ снимки экспериментальных образцов, полученных при кристаллизации алмазов и ассоциированных минеральных фаз в расплавах, пересыщенных растворенным углеродом, в политермическом сечении (MgO)30(FeO)20Carb*50 – (SiO2)30(FeO)20Carb*50: (см. рис. 9 с алмазообразующими составами 1, 2 и 3 при 26 ГПа и 1700oС). Алмазоносные образцы после закалки: (а, состав 1) – L + алмаз D + FPer + FBrd; (б и в, состав 2) – L + D+ FBdm + Sti и L + FBdm + MWus + Sti; (г, состав 3) – L + D + MWus + Sti. По данным (Spivak, Litvin, 2019).

Скачать (337KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».