Stishovite – the variability of gehesis under earth’s conditions: physico-geochemical aspects

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Experimental data of studying the stishovite (SiO2) genesis under the Earth’s conditions are systemized. The PT-diagram of SiO2 state up to 350 GPa and 3200 °C was drawn. The phase fields of quartz, coesite, stishvite, phase SiO2 of CaCl2-type, seifertite (α-PbO2-type) and phase SiO2 of pyrite-type were designated. The early accumulation of the Earth’s mass in the period of meteorite accretion was accompanied with impact-in-waves genesis and underground disposal of stishovite which was completely assimilated with the global magma ocean of pyrolite composition. Crystallization of the magma ocean has been completed with a stratification of the mantle with the seismic boundaries between upper mantle, transition zone and lower mantle. The fractional ultrabasic-basic evolution of the mantle magmas was accompanied by peritectic reactions of ringwoodite+akimotoite and bridgmanite with stishovite formation. These reactions are revealed in physical-chemical experiments at 20 and 26 GPa. These reactions in the diamond-parental carbonate-silicate-carbon melts provided formation of stishovite with its capturing into diamonds as paragenic inclusions. The stishovite genesis is also connected with the global mantle convection as at subduction of the lithospheric plates with silica to the layer D”, so at uplift of the superplumes from the layer D” up to the Earth’s crust. The impact-meteoritic genesis of stishovite is restarted with formation of the Earth’s crust.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Yu. А. Litvin

D.S. Korzhinskii Institute of Experimental Mineralogy of Russian Academy of Sciences

Email: spivak@iem.ac.ru
Russian Federation, 142432, Moscow District, Chernogolovka, Academika Osipyan Str., 4

A. V. Spivak

D.S. Korzhinskii Institute of Experimental Mineralogy of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: spivak@iem.ac.ru
Russian Federation, 142432, Moscow District, Chernogolovka, Academika Osipyan Str., 4

A. V. Kuzyura

D.S. Korzhinskii Institute of Experimental Mineralogy of Russian Academy of Sciences

Email: spivak@iem.ac.ru
Russian Federation, 142432, Moscow District, Chernogolovka, Academika Osipyan Str., 4

References

  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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. PT-diagram of SiO2 state: relationship of boundaries of fields of polymorphic modifications of silica (solid lines). For the quartz/coesite and coesite/stishovite PT-boundaries, the data were used (Akimoto, Syono, 1969; Akaogi, Navrotsky, 1981; Zhang et al., 1993). The stishovite/(SiO2 with CaCl2 structure), (SiO2 with CaCl2 structure)/seyfertite and seyfertite/(SiO2 with pyrite structure) boundaries according to the data (Murakami et al., 2003; Kuwayama et al., 2005; etc.). The dotted lines indicate the main sections of the mantle of the Earth's core, and the gray line is the geothermal gradient according to the data (Katsura et al., 2010).

Download (189KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Schematic diagram of subsolidus phase transformations of the Mg2SiO4 – Fe2SiO4 system at 1400°C for the upper mantle and transition zone (5–16 GPa) with a movement to the (MgSiO3 + MgO) – (FeSiO3 + FeO) system at 1600°C for the transition zone and the lower mantle containing stishovite (16–30 GPa). Phase fields indicated by solid lines are according to (Akaogi, 2007; Kojitani et al., 2022). Fields with dotted boundaries, taking into account the existence of the mineral akimotoite, were introduced by the authors of the article. Phase symbols: Ol – olivine; FWds – ferrovadsleyite; FRwd – ferroringwoodite; Ahr – arensite; FRwd/Ahr – phase transition of ferrorigwoodite to arensite; FAki – ferroakimotoite; Per, FPer- periclase, ferropericlase; Wus, MWus – wustite, magnesiowustite; (Per •·Wus)ss – unlimited solid solution of periclase-wustite; Sti – stishovite; FBdm – ferrobridgmanite.

Download (173KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Liquidus structures (dashed lines) of the periclase (MgO) – deuvemaoite (CaSiO3) – wustite (FeO) – stishovite (SiO2) system projected onto the isothermal section of its subsolidus (solid lines) at ~1600oC under the conditions of the Earth's transition zone at 20 GPa. Schematic diagram constructed by the authors using experimental data at 20 GPa and 1100–1700 C (Litvin et al., 2020), as well as data from (Ishii et al., 2011) at 21–28 GPa and 1400–1800 C. Symbols of boundary eutectics: е1 = L + Per + Rwd + Dvm, е2 = L + Rwd + Aki + Dvm, е3 = L + Aki + Sti + Dvm, е4 = L + Wus + Sti + Dvm. Symbols of basic peritectics: Р1 = L + FRwd + FAki + FPer + Dvm, Р2 = L+ FAki + Sti + MWus + Dvm. A diagonal cross in a circle is the composition of the initial rock of the transition zone. Dotted monovariant curves participating in the ultrabasite-basite magmatic evolution are marked with numbers 3, 4, 5. Bold lines are solid solutions.

Download (185KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Subsolidus phase complex of the Per – Sti – Wus – Dvm system at 26 GPa. The diagonal cross in the circle is the composition of the initial lower mantle rock. The arrows indicate the position of the polythermal section (MgO)49(FeO)21(CaSiO3)30 – (SiO2)49(FeO)21(CaSiO3)30, the experimental data for which are presented in Fig. 6. Bold lines are solid solutions. According to (Spivak, Litvin, 2019).

Download (106KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Phase relations during melting of the Per – Sti – Wus – Dvm system in its polythermal section (MgO)49(FeO)21(CaSiO3)30 – (SiO2)49(FeO)21(CaSiO3)30 at 26 GPa. Experimental points are shown as black circles. P is the peritectic reaction of FBdm and melt L with the formation of MWus and Sti. According to (Spivak, Litvin, 2019).

Download (179KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Projection of the liquidus structure of the Per – Dvm – Wus – Sti system onto its isothermal section under conditions of the Earth’s lower mantle at 26 GPa and 1700 °C. Designations for the liquidus structure – boundary eutectics: е1 = L + Per + Bdm + Dvm, е2 = L + Bdm + Sti + Dvm, е3 = L + Wus + Sti + Dvm; basic monovariant cotectics 1 = L + FBdm + FPer + Dvm, pseudo-nonvariant peritectics P1 = L+ FBdm + FPer/MWus + Sti + Dvm, and monovariant cotectic 2 = L + MWus + Sti + Dvm. The diagonal cross in the circle shows the approximate composition of the ultramafic rock of the lower mantle. Monovariant cotectics between e2 and P1 (= L + FBdm + Sti + Dvm) are not involved in the evolution of lower-mantle magmatism. Bold lines are solid solutions. According to (Spivak, Litvin, 2019).

Download (102KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Phase relations during melting in the polythermal section (MgO)30(FeO)20Carb*50 – (SiO2)30(FeO)20Carb*50 of the diamond-forming lower mantle system Per – Wus – Sti – Carb* at 26 GPa. P is the peritectic point L + FBdm + FPer/MWus + Sti + Carb*. Experimental compositions for diamond crystallization are marked with black triangles 1, 2 and 3 (carbon source – graphite). Starting compositions for triangular designations: 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 – graphite. According to (Spivak, Litvin, 2019).

Download (190KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Schematic diagram of phase relationships during melting of the diamond-forming lower mantle system Per – Sti – Wus – Carb* at 26 GPa. Legend: P – peritectic point of L + FBrd + FPer/MWus + Sti + Carb* at ~1500°C; p – peritectic point of L + FBrd + FPer/MWus + Sti; e1 – eutectic point of L + Brd + Per + Carb*; e2 – eutectic point of L + Brd + Sti + Carb*; e3 – eutectic point of L + Wus + Sti + Carb*. According to (Spivak, Litvin, 2019).

Download (89KB)
Indexing metadata
10. Fig. 1. SEM images of phases of basic associations of the transition zone L + MWus + Sti + Dvm at 1200 °C: (a) L + MWus + Sti at 1400 °C; (b) as a result of quenching of experimental samples with compositions corresponding to the monovariant cotectics L+ MWus + Sti + Dvm at 20 GPa. According to (Litvin et al., 2021).

Download (222KB)
Indexing metadata
11. Fig. 2. SEM images of experimental samples during melting of the Per – Sti – Wus – Dvm system at 26 GPa after quenching, including: (a) complete melt L at 2500 °C, (b) phase association of the FPer + FBdm + Dvm simplex during partial melting (L) at 2000 °C, (c) phase association of the FBdm + MWus + Sti + Dvm simplex with intermediate products of the peritectic reaction of bridgmanite at 1650 °C, (d) liquidus stishovite Sti in melt L at 2500 °C. According to (Spivak, Litvin, 2019).

Download (348KB)
Indexing metadata
12. Fig. 3. SEM images of experimental samples obtained by crystallization of diamonds and associated mineral phases in melts supersaturated with dissolved carbon in the polythermal section (MgO)30(FeO)20Carb*50 – (SiO2)30(FeO)20Carb*50: (see Fig. 9 with diamond-forming compositions 1, 2 and 3 at 26 GPa and 1700 °C). Diamond-bearing samples after quenching: (a, composition 1) – L + diamond D + FPer + FBrd; (b and c, composition 2) – L + D+ FBdm + Sti and L + FBdm + MWus + Sti; (d, composition 3) – L + D + MWus + Sti. According to (Spivak, Litvin, 2019).

Download (337KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».