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

Vol 70, No 7 (2025)

Cover Page

Full Issue

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

Articles

Evaporation features of the melts of Ca–Al–inclusions in chondrites: experimental data and their implications

Shornikov S.I., Yakovlev O.I.

Abstract

The paper presents experimental results on the evaporation of the main types (A and B) of Ca–Al inclusions of chondrites in a Knudsen tungsten cell in the temperature range of 1000–2400 °C. A peculiarity of the evaporation of the inclusions is that the silicon component is preserved in the residual melt to high temperatures exceeding 2200 °C. At the same time, magnesium oxide completely evaporates from the melt, which leads to a decrease in the spinel content and even its disappearance during the crystallization of the residual melt at 2000 °C. Magnesium evaporation leads, in turn, to an increase in the Al2O3 content in the melt and, accordingly, to an increase in the content of gehlenite in melilite during its crystallization, as is observed in the high-temperature rims of subtype B1 inclusions. Experiments have also shown that the high-temperature evaporation of Ca–Al inclusions occurs in an oxygen-rich atmosphere compared to carbonaceous chondrite matter. In this regard, it is assumed that the condensation of the first mineral products of the inclusions occurred in the oxygen-rich atmosphere of the star (O-rich AGB) outside the protosolar system.

Geochemistry International. 2025;70(7):505-517
pages 505-517 views

History of Iron Accumulation in the Precambrian and Phanerozoic

Savko A.

Abstract

Iron ores are mostly typical exogenous deposits formed under the influence of various tectonic, paleogeographic and biochemical factors. Mineralogical and petrographic analysis of iron ores showed that the main ones in terms of distribution and volume in the Precambrian and Phanerozoic are the banded ferruginous-siliceous formation or BIF, oolitic hydrogoethite-chamosite-siderite (Lorraine type), as well as hematite, goethite-hydrogoethite weathering crusts (WC). The remaining types of ores do not play any significant role in the reserves, and their quantity is at the level of statistical error. It is shown that the evolution of iron accumulation is clearly expressed in the Earth history. It has a pulsating-directed trend with several stages of ore formation. In the Archean, iron ores accumulations are confined to greenstone belts, in the Paleoproterozoic – to protoplatforms, in the Neoproterozoic – to rift basins, and in the Phanerozoic – to platforms. The Archean and Paleoproterozoic ores are represented by the BIF, the Neoproterozoic by the granular iron formation, and the Phanerozoic by the WC and oolitic formations. Over time, the mineral-petrographic types of ores also evolved. If hematite-magnetite ores are typical for the Archean and Paleoproterozoic, hematite ores are typical for the Neoproterozoic, then hematite, hydrohematite, goethite WC and oolitic hematite-chamosite-siderite ores are typical for the Phanerozoic. The change in ore types was determined by changes in the facies conditions, as well as by metamorphic processes in the Precambrian. The change in ore types was determined by the facies conditions evolution, as well as by the processes of metamorphism in the Precambrian.

Geochemistry International. 2025;70(7):518-542
pages 518-542 views

Conditions during the formation of carbon-bearing rocks, Zaonezhie region

Kotelnikova A., Kotelnikov A., Suk N., Akhmedzhanova G., Martynov K., Chubarov V., Ananiev V., Shapovalov Y.

Abstract

In order to determine the physico-chemical conditions for the formation of Precambrian сarbon-bearing rocks (CCR) of Zaonezhye, the compositions of their constituent minerals and fluid inclusions (FI) in quartz were studied in samples collected at different mine workings of the Zazhoginsky ore field. The obtained FI density values fluctuate in a fairly wide range. This indicates the existence of several stages of changes in the temperature regime of fluids during epigenesis. The densities and concentrations of FI solutions from the host silicified lydites are close in value to the highest-density varieties from the quartz veinlets of the CCR. Some FI are partially decrepitated, which indicates superimposed processes in the post-capture period. Based on studies of eutectic temperatures, it is assumed that mineral-forming solutions in inclusions throughout the ore field contain magnesium chloride. The study of the chemical composition of the minerals of the CCR and host rocks allowed us to identify various sulfides, oxides, carbonates, phosphates, silicates, and aluminosilicates. Among them, mineral associations suitable for calculating the temperatures and pressures of mineral formation were selected, and the corresponding calculations were carried out. Comparison of the results of the study of FI and mineral thermobarometry allowed us to estimate the PT conditions that existed during the epigenesis of the CCR. The maximum values of temperatures and pressures correspond to the values of T = 410–400 °C; P = 2.4–2.1 kbar. At the later stages of the process at T = 240–200 °C; P = 0.5 – 0.4 kbar the formation of chlorites occurred.

Geochemistry International. 2025;70(7):543-558
pages 543-558 views

Assessment of kinetic conditions of quartz geothermometer application: Experiment and modeling

Alekseyev V.A.

Abstract

A quartz geothermometer (QG) allows you to determine the temperature of a geothermal reservoir (GR) located at depth by the concentration of SiO2 (m) in a solution that ascends from this reservoir to the surface. An error was made in the initial modeling of QG, which underestimated the quartz deposition rate and thus expanded the scope of application of QG. Another disadvantage of early modeling was that it ignored the possibility of precipitation of metastable modifications of silica. To eliminate these shortcomings, a new mathematical modeling using the finite difference method was performed using new kinetic data. The reliability of the data was assessed by using them in modeling the slow cooling of the quartz–water system and comparing the simulation results with the experimental results of this process. The best agreement between experiments and calculations was obtained when two-stage SiO2 deposition was used in calculations, when different kinetic constants were used above and below the solubility of amorphous silica (AS), which described the deposition of AS and other metastable modifications of silica, respectively. The results of the new QG simulation using new kinetic data were the same with the same ratio of the two initial parameters that characterize the deposition surface area normalized to the mass of water (S/M) and the rate of solution rise (v). The real boundary values of this ratio, S/M and v, are determined, at which the model predicts the correct readings of QG for different temperatures of the solution in GR and at the surface. The kinetic equations used in the simulation do not take into account many features of the silica deposition reaction mechanism. An experimental study of these features will make it possible to perform a more realistic simulation of QG, close to real natural processes.

Geochemistry International. 2025;70(7):559-569
pages 559-569 views

Хроника

Двадцать пятая международная конференция «Физико-химические и петрофизические исследования в науках о земле»

Zharikov A.V., Kronrod E.V., Minaev V.A.

Abstract

В ходе состоявшейся конференции подчеркивалась важность применения к решению важнейших проблем наук о Земле комплексного подхода, который включал бы в себя как физико-химические, петрофизические, геодинамические и численные эксперименты, так и полевые геологические и геофизические исследования. Результаты таких исследований позволят предложить новые, прорывные решения наиболее актуальных задач, отвечающих приоритетным направлениям развития фундаментальной науки, технологий и техники в Российской Федерации, развитию минерально-сырьевой базы, технологического суверенитета и экологической безопасности нашей страны. Результаты проведенных экспериментальных физических и физико-химических исследований дают новую важную информацию как для выяснения особенностей процессов в глубинных зонах Земли, так и уточнения вещественного состава и строения космических тел. В ряде докладов было уделено внимание новым методам металлогенических исследований с применением дистанционного зондирования Земли из космоса, геоинформационных и нейросетевых технологий. Полученные научные результаты находят применение как для теоретического анализа и моделирования глубинного строения Земли и космических тел, так и в прикладных направлениях: для поиска и разведки месторождений полезных ископаемых, в том числе энергоносителей, для решения проблем экологии в связи с обеспечением безопасной изоляции радиоактивных и токсичных отходов в геологической среде.
Geochemistry International. 2025;70(7):570-574
pages 570-574 views

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».