Распределения породообразующих элементов в системе расплав–шпинель–оливин с участием водного флюида по экспериментальным данным

Пономарев Г.П., Пузанков М.Ю.

Аннотация


Представлены выявленные закономерности межфазных распределений элементов в системе расплав–шпинель–оливин в широком диапазоне условий, полученные по результатам обработки экспериментальных данных. 78 созданных уравнений позволяют оценивать равновесность этих фаз в природных парагенезисах и, исходя из этого, рассчитывать равновесные значения температуры, давления и содержания ряда элементов и их соотношения в расплаве.


Ключевые слова


эксперимент; равновесие; расплав; флюид; шпинель; оливин

Полный текст:

PDF

Литература


Аникин Л.П., Сокоренко А.В., Овсянников А.А. и др. Находка алмазов в лавах Толбачинского извержения 2012–2013 гг. // Материалы конференции, посвящённой Дню вулканолога «Вулканизм и связанные с ним процессы» Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2013 г. С. 20–23.

Альмеев Р.Р., Арискин А.А. ЭВМ-моделирование расплавно-минеральных равновесий в водосодержащей базальтовой системе // Геохимия. 1996. № 7. С. 624–636.

Арискин А.А., Бармина Г.С. Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базальтовых магм. М.: Наука, 2000. 362 с.

Гончаров И.А., Галинич В.И., Мищенко Д.Д. и др. Прогнозирование термодинамических свойств в расплавах системы MgO–Al2O3–SiO2–CaF2 // Автоматическая сварка. 2011. № 11. С. 3–6.

Горбачев Н.С., Костюк А.В., Шаповалов Ю.Б. Экспериментальное изучение системы перидотит – Н2О при Р 3.8 – 4 ГПа, Т 1000 – 1400°С: критические соотношения и вертикальная зональность верхней мантии // ДАН 2015. Т. 401. № 4. С. 442–446.

Коваленко В.И., Наумов В.Б., Гирнис А.В. и др. Средний состав базитовых магм и мантийных источников островных дуг и активных континентальных окраин по данным изучения расплавных включений и закалочных стекол пород // Петрология. 2010. Т. 18. № 1. С. 3–28.

Максимов А. П. Влияние воды на кривые плавления минералов: равновесие оливин–расплав // Геохимия. 2003. № 10. С. 1036–1047.

Муравьева Н.С., Сенин В.Г. Карбонат-силикатные равновесия в высокомагнезиальных ультракалиевых вулканитах Торо-Анколе (Восточно-Африканская рифтовая зона) // Геохимия. 2009. №9. С. 937–957.

Николаев Г.С., Арискин А.А., Бармина Г.С. и др. Новый оливин–шпинелевый fO2–барометр для оценки окисленного состояния базальтовых расплавов нормальной щелочности и опыт его применения к породам различного генезиса // Петрография магматических и метаморфических пород. Материалы XII Всероссийского Петрографического совещания с участием зарубежных ученых. 2015. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН. С. 465–468.

Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1991. 301 с.

Пономарев Г.П., Пузанков М.Ю. Распределение породообразующих элементов в системе основной–ультраосновной расплав–шпинель, оливин, ортопироксен, клинопироксен, плагиоклаз по экспериментальным данным: геологическое приложение. М.: ПРОБЕЛ. 2012а. 664 с.

Пономарев Г.П. Содержание кальция в кристаллах оливина, выросших из экспериментальных расплавов. Часть 1 // Литосфера. 2014а. № 4. С. 66–79.

Пономарев Г.П. Содержания кальция в кристаллах природного оливина, как показатель их генезиса. Часть 2 // Литосфера. 2014б. №5. С. 57–70.

Соболев А.В., Никогосян И.К. Петрология магматизма долгоживущих мантийных струй: Гавайские острова (Тихий океан) и о-в Реюньон (Индийский океан) // Петрология. 1994. Т. 2. № 2. С. 131–168.

Сокол А.Г., Крук А.Н., Чеботарев Д.А. и др. Условия образования флогопита при взаимодействии карбонатитовых расплавов с перидотитами субкратонной литосферы // ДАН. 2015а. Т. 461. № 4. С. 696–700.

Сокол А.Г., Крук А.Н., Чеботарев Д.А. и др. Условия карбонатизации и верлитизации литосферных перидотитов при их взаимодействии с карбонатитовыми расплавами // ДАН. 2015б. Т. 465. № 5. С. 577–582.

Almeev R.R., Holtz F., Ariskin A.A. Storage conditions of Bezymianny Volcano parental magmas: results of phase equilibria experiments at 100 and 700 MPa. // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2013. V. 166. № 5. P. 1389–1414.

Ballhaus C., Berry R.F., Green D.H. High pressure experimental calibration of the olivine–orthopyroxene–spinel oxygen geobarometer: implication for the oxidation state of upper mantle // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1991. V. 107. № 1. P. 27–40.

Botcharnikov R. E., Koepke J., Holtz F. et al. The effect of water activity on the oxidation and structural state of Fe in a ferro-basaltic melt // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2005. V. 69. № 21. P. 5071–5085.

Chen Y., Provost A., Schiano P. et al. Magma ascent rate and initial water concentration inferred from diffusive water loss from olivine-hosted melt inclusions // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2013. V. 165. № 3. P. 525–541.

Condamine P., Medard E. Experimental melting of phlogopite-bearing mantle at 1GPa: Implications for potassic magmatism // Earth and Planetary Science Letters. 2014. V. 397. P. 80–92.

Coogan L.A., Saunders A.D., Wilson R.N. Aluminum–in–olivine thermometry of primitive basalts: Evidence of an anomalously hot mantle source for large igneous provinces // Chemical Geology. 2014. V. 368. P. 1–10.

Danyushevsky L.V., Della-Pasqua F.N., Sokolov S. Re-equilibration of melt inclusions trapped by magnesian olivine phenocrysts from subduction-related magmas: petrological implications // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2000. V. 138. № 1. P. 68–83.

Danyushevsky L.V., Andrew W. McNeill A.W. et al. Experimental and petrological studies of melt inclusions in phenocrysts from mantle-derived magmas: an overview of techniques, advantages and complications // Chemical Geology. 2002. V. 183. P. 5–24.

Dasgupta R., Hirschmann M.M. A modified iterative sandwich method for determination of near-solidus partial melt compositions. II. Application to determination of near-solidus melt compositions of carbonated peridotite // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2007. V. 154. № 6. P. 647–661.

Falloon T.G., Danyushevsky L.V., Ariskin A. et al. The application of olivine geothermometry to infer crystallization temperature of parental liquids: implications for the temperature of MORB magmas // Chemical Geology. 2007. V. 241. P. 207–233.

Filiberto J., Wood J., Dasgupta D. et al. Effect of fluorine on near-liquidus phase equilibria of an Fe–Mg rich basalt // Chemical Geology. 2012. V. 312–313. P. 118–126.

Ford C.E., Russell D.G., Craven J.A. et al. Olivine–liquid equilibria: temperature, pressure and composition dependence of the crystal/liquid cation partition coefficients for Mg, Fe2+, Ca and Mn // Journal of Petrology. 1983 V. 24. № 3. P. 256–269.

Gaetani G.A., Watson E. B. Modeling the major–element evolution of olivine–hosted melt inclusions // Chemical Geology 2002. V. 183. P. 25–41.

Humphreys M.C.S., Brooker R. A., Fraser D. G. et al. Coupled Interactions between Volatile Activity and Fe Oxidation State during Arc Crustal Processes // Journal of Petrology 2015. V. 56. № 4. P. 795–814.

Keller J., Zaitsev A.N., Wiedenmann D. Primary magmas at Oldoinyo Lengai: the role of olivine melilitites // Lithos. 2006. V. 91. № 1–4. P. 150–172.

Liu X., Xiong X., Audetat A. et al. Partitioning of copper between olivine, orthopyroxene, clinopyroxene, spinel, garnet and silicate melts at upper mantle conditions // Geochimica et Cosmochimica Acta 2014. V. 125. P. 1–22.

Mallik A., Nelson J., Dasgupta R. Partial melting of fertile peridotite fluxed by hydrous rhyolitic melt at 2–3 GPa: implications for mantle wedge hybridization by sediment melt and generation of ultrapotassic magmas in convergent margins // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2015. V. 169. № 5. 48.

Melekhova E., Blundy J., Robertson R. et al. Experimental evidence for polybaric differentiation of primitive arc basalt beneath St. Vincent, Lesser Antilles // Journal of Petrology. 2015. V. 56. № 1. P. 161–192.

Nandedkar R.H., Ulmer P., Müntener O. Fractional crystallization of primitive, hydrous arc magmas: an experimental study at 0.7 GPa // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2014. V. 167. № 6. 1015.

Novella D., Frost D. The Composition of hydrous partial melts of garnet peridotite at 6GPa: Implications for the origin of group II kimberlites // Journal of Petrology. 2014. V. 55. № 11. P. 2097–2124.

Parat F., Streck M.J., Holtz F. et al. Experimental study into the petrogenesis of crystal rich basaltic to andesitic magmas at Arenal volcano // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2014. V. 168. № 3. 1040.

Plank T., Kelley K.A., Zimmer M.M. et al. Why do mafic arc magmas contain 4wt.% water on average? // Earth and Planetary Science Letters. 2013. V. 364. P. 168–179.

Portnyagin M., Almeev R., Matveev S. et al. Experimental evidence for rapid water exchange between melt inclusions in olivine and host magma // Earth and Planetary Science Letters. 2008. V. 272. P. 541–552.

Putirka K.D. Thermometers and barometers for volcanic systems // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2008. V. 69. P. 61–120.

Rosenthal A., Hauri E.H., Hirschmann M.M. Experimental determination of C, F, and H partitioning between mantle minerals and carbonated basalt, CO2/Ba and CO2/Nb systematics of partial melting, and the CO2 contents of basaltic source regions // Earth and Planetary Science Letters. 2015. V. 412. P. 77–87.

Sharygin I.S , Litasov K.D., Shatskiy A.A. et al. 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.

Schiavi F., Provost A., Schiano A. et al. P–V–T–X evolution of olivine-hosted melt inclusions during high-temperature homogenization treatment // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2016. V. 172. P. 1–21.

Shea T., Hammer J. Kinetics of cooling– and decompression–induced crystallization in hydrous mafic–intermediate magmas // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2013. V. 260. P. 127–145.

Shejwalkar A., Coogan L.A. Experimental calibration of the roles of temperature and composition in the Ca–in–olivine geothermometer at 0.1 MPa // Lithos. 2013. V. 177. P. 54–60.

Simkin T., Smith L.V. Minor-element distribution in olivine // Journal Geology 1970. V. 78. № 3. P. 304–325.

Sokol A.G., Khokhryakov A.F., Palyanov Yu.N. Composition of primary kimberlite magma: constraints from melting and diamond dissolution experiments // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2015. V. 170. №3. 26.

Spandler C., O’Neill H.St.C. Diffusion and partition coefficients of minor and trace elements in San Carlos olivine at 1300°C with some geochemical implications // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2010. V. 159. № 6. P. 791–818.

Stamper C.C., Melekhova E., Blundy J.D. et al. Oxidised phase relations of a primitive basalt from Grenada, Lesser Antilles // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2014. V. 167. № 1. 954.

Wan Z., Coogan L.A., Canil D. Experimental calibration of aluminum partitioning between olivine and spinel as a geothermometer // American Mineralogist. 2008. V. 93. P. 1142–1147.

Weaver S.L., Wallace P.J., Johnston D. Experimental constraints on the origins of primitive potassic lavas from the Trans–Mexican Volcanic Belt // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2013. V. 166. № 3. P. 825–843.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.



© Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН
© Редакция журнала «Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле»