Особенности плавления фаз в сечении диопсид - кальциевая молекула эскола в интервале давлений 1 кгс/см<sup>2</sup> - 20 кбар

Банушкина С.В.; Сурков Н.В; Голицына З.Ф.

Инд. авторы:	Банушкина С.В., Сурков Н.В, Голицына З.Ф.
Заглавие:	Особенности плавления фаз в сечении диопсид - кальциевая молекула эскола в интервале давлений 1 кгс/см² - 20 кбар
Библ. ссылка:	Банушкина С.В., Сурков Н.В, Голицына З.Ф. Особенности плавления фаз в сечении диопсид - кальциевая молекула эскола в интервале давлений 1 кгс/см² - 20 кбар // Вестник Забайкальского государственного университета. - 2019. - Т.25. - № 7. - С.6-17. - ISSN 2227-9245.
Внешние системы:	РИНЦ: 41275470;
Реферат:	eng: Stoichiometric minals are the main components of natural clinopyroxenes. It was assumed that the excess silica found in the results of some studies in clinopyroxene dissolves as the minal “calcium molecule of Escola” Ca₀₅AlSi₂O₆ (CaEs). It was suggested to use the minal CaEs as a pressure indicator. So, attempts have been made to determine the dependence of non-stoichiometric clinopyroxenes compositions on (p, t °)-parameters. Nevertheless, the absence of clinopyroxene non-stoichiometry and complicated structure of phase diagram for the section diopside CaMgSi₂O₆ (Di) - Calcium Molecule of Escola Ca₀₅AlSi₂O₆ (CaEs) has been shown in the subsequent experiment works at 20-30 kbar. In studies at 1 kgs/sm² the existence of jadeite-similar minal CaEs as incorrect has been also recognized. It has been determined that there is the phase a-diopside (aDi) in the investigated section. It is close in composition to diopside, does not contain alumina, and does not belong to clinopyroxene solid solution of diopside series. Besides, due to the presence of aDi in this section the additional eutectic is observed. In this regard, a study was made of phase relations in the section of diopside CaMgSi₂O₆ (Di) - Calcium Molecule of Escola Ca₀₅AlSi₂O₆(CaEs) at pressures 10...15 kbar, and the phase diagram for 1 kgs/sm² - 20 kbar has been constructed. The phase a-diopside has been found. The phases An, Qtz, Cpx, aDi coexist in a solidus. In the diopside part of section at 10 kbar the clinopyroxene solid solutions field is observed. It is replaced by the phase volume Cpx+aDi. The melting happens at the eutectic reaction An+Cpx+aDi+Qtz=L at temperatures 1200...1210 °C. This eutectic trend well coincides with data previously known. The compositions of coexisting phases correspond to stoichiometry rus: Стехиометричные минапы - основные компоненты природных клинопироксенов. Предполагалось, что обнаруженный в результатах ряда исследований избыточный кремнезём в клинопироксене растворяется в виде минала «кальциевой молекулы Эскола» Ca₀₅AlSi₂O₆ (CaEs). В связи с предположением о возможности использования CaEs в качестве индикатора давления, предпринимались попытки определить зависимость состава нестехиометричных клинопироксенов от (p, Г)-параметров. Однако в последующих экспериментальных работах при давлениях 20...30 кбар показано отсутствие нестехиометричности клинопироксенов и усложнённое строение фазовой диаграммы сечения диопсид CaMgSi₂O₆ (Di) - кальциевая молекула Эскола Ca₀₅AlSi₂O₆ (CaEs). В исследованиях при атмосферном давлении также признано ошибочным существование жадеитоподобного минала CaEs. Установлено, что в исследуемом сечении при данных условиях существует фаза а-диопсид (aDi), близкая по составу к диопсиду, однако лишённая глинозёма, и которая не относится к твёрдым растворам клинопироксенов диопсидового ряда. Благодаря наличию aDi в сечении наблюдается появление дополнительной эвтектики. В связи с этим проведено экспериментальное исследование фазовых взаимоотношений в сечении диопсид CaMgSi₂O₆ (Di) - кальциевая молекула Эскола Ca₀₅AlSi₂O₆ (CaEs) при 10...15 кбар, и построена фазовая диаграмма в интервале давлений 1 кгс/см² - 20 кбар.Фаза а-диопсид обнаружена. В солидусе сосуществуют фазы An, Qtz, Cpx, aDi. В диопсидовой части сечения при 10 кбар наблюдается поле твёрдых растворов клинопироксена, которое сменяется фазовым объёмом Cpx+aDi. Плавление происходит по эвтектической реакции An+Cpx+aDi+Qtz=L при температурах 1200...1210 °С. Полученный эвтектический тренд хорошо согласуется с ранее известными данными. Составы сосуществующих фаз соответствуют стехиометрии
Ключевые слова:	high pressures; Eutectic reaction; melting; phase volume; analysis of phase relationships; а-diopside; Calcium Molecule of Escola; non-stoichiometric clinopyroxenes; minal; phase diagram; Geothermobarometry;
Издано:	2019
Физ. характеристика:	с.6-17
Цитирование:	1. Брэгг У., Кларингбулл Г. Кристаллическая структура минералов. М.: Мир, 1967. Т. 1.389 с. 2. Годовиков А. А., Смирнов С. А., Малиновский И. Ю., Ран Э. Н., Паньков М. С., Росинский Г. А., Токмин Б. П. Аппарат для создания давления до 40 кбар при температурах до 1700 °С // Приборы и техника эксперимента. 1971. № 6. С. 159-160. 3. Жариков В. А., Иванов И. П., Литвин Ю. А., Ишбулатов Р А. Экспериментальные исследования плавления изверженных пород щёлочноземельной серии при давлении 35 кбар // Доклады Академии наук СССР1974. Т. 219, № 2. C. 443-446. 4. Жариков В. А., Ишбулатов Р. А., Чудиновских Л. Т., Литвин Ю. А. Растворимость минала Ca05AlSi2O6 в клинопироксенах и проблема эклогитового барьера: тезисы докладов Всесоюзного симпозиума Мантийные ксенолиты и проблема ультраосновных магм. Новосибирск, 1980. С. 88. 5. Ишбулатов Р. А. Экспериментальные исследования плавления пород щёлочноземельной серии при давлениях 25-45 кбар // Очерки по физико-химической петрологии. М.: Наука, 1977. Вып. 6. С. 97-167. 6. Ишбулатов Р. А., Чудиновских Л. Т., Малиновская Е. К. Экспериментальные исследования растворимости минала Ca05AlSi2O6 в клинопироксенах при давлениях от 14 до 70 кбар // XIII Конгресс Международной минералогической ассоциации ММА (IMA). Варна, 1986. С. 351-357. 7. Лаврентьев Ю. Г., Карманов H. С., Усова Л. В. Электронно-зондовое определение состава минералов: микроанализатор или сканирующий электронный микроскоп? // Геология и геофизика. 2015. Т. 56, № 8. С. 1473-1482. 8. Малиновская Е. К., Дорошев А. М., Булатов В. К., Брай Г. Клинопироксены серии CaMgSi2O6-CaAl2SiO6-Ca05AlSi2O6 в ассоциации с анортитом, кварцем, коэситом и гранатом// Геохимия. 1991. № 2. С. 216-226. 9. Сурков Н. В., Дорошев А. М. Фазовая диаграмма системы CaO-Al2O3-SiO2 при давлениях до 40 кбар // Геология и геофизика. 1998. Т. 39, № 9. С. 1254-1268. 10. Сурков Н. В., Гартвич Ю. Г., Бабич Ю. В. Экспериментальное исследование фазовой диаграммы сечения CaMgSi2O6-CaAl05Si2O6 при давлении 3,0 ГПа // Доклады академии наук. 2004. Т. 398, № 4. С. 533-537. 11. Сурков Н. В., Гартвич Ю. Г., Изох О. П. Устойчивость и фазовые взаимоотношения нестехиометричных клинопироксенов в сечении диопсид - "Са-молекула Эскола" при высоких давлениях // Геохимия. 2007. № 6. С. 632-642. 12. Сурков Н. В., Банушкина С. В., Гартвич Ю. Г. Особенности плавления ассоциаций с а-диопсидом в сечении CaMgSi2O6 -Ca0,5AlSi2O6 при атмосферном давлении // Вестник Забайкальского государственного университета. 2018. Т. 24, № 7. С. 51-59. 13. Ханухова Л. Т., Жариков В. А., Ишбулатов Р. А., Литвин Ю. А. Избыточный кремнезём в твёрдых растворах клинопироксенов высокого давления по данным экспериментального изучения системы CaMgSi2O6-CaAl2SiO6-SiO2 при 35 кбар и 1200 °С // Доклады академии наук СССР. 1976. Т. 229, № 1. С.182-184. 14. Ханухова Л. Т., Жариков В. А., Ишбулатов Р. А., Литвин Ю. А. Поверхность насыщения клинопироксенов кремнезёмом в системе CaMgSi2O6-NaAlSi2O6-CaAl2SiO6-SiO2 при 35 кбар и 1200 °С // Доклады академии наук СССР 1977. № 234. С. 168-171. 15. Ханухова Л. Т. Экспериментальное исследование системы СaMgSi2O6-NaAlSi2O6-CaAl2SiO6-SiO2 при 35 кбар и 1200 °С // Очерки физико-химической петрологии. М.: Наука, 1978. С. 155-178. 16. Boyd F. R., England J. L. Apparatus for phase-equilibrium measurements at pressures up to 50 kilobars and temperatures up to 1750 °C // Journal of Geophysical Research. 1960. Vol. 65. No. 2. P 741-748. 17. Eskola P. On the eclogites of Norway // Skrifter utgit av Videnskapsselskapet i Kristiania. I, Matematisk-naturvidenskabelig klasse. 1921. No. 8. P 163-170. 18. Gasparik T. Experimental study of subsolidus phase relations and mixing properties of clinopyroxene in the silica-saturated system CaO-MgO-Al2O3-SiO2 // American Mineralogist. 1986. Vol. 71. No. 5-6. P 686-693. 19. Gasparik T. Transformation of enstatite - diopside - jadeite pyroxenes to garnet // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1989. Vol. 102. No. 4. P 389-405. 20. Knapp N., Woodland A.B., Klimm K. Experimental constraints in the CMAS system on the Ca-Eskola content of eclogitic clinopyroxene // European Journal of Minerals. 2013. No. 25. P 579-596. 21. Kushiro I. Clinopyroxene solid solutions formed by reactions between diopside and plagioclase at high pressures // Mineralogy Society of America. Special. 1969. No. 2. P 179-191. 22. Mirvald P. W., Gettingl. C., Kennedy G. C. Low-friction cell for piston-cylinder high-pressure apparatus // Journal of Geophysical Research. 1975. Vol. 86. No. 11. P 1519-1525. 23. Richet P., Mysen B., Ingrin J. High-temperature X-ray diffraction and Raman spectroscopy of diopside and pseudowollastonite // Physics and Chemistry of Minerals. 1998. No. 25. P 401-414. 24. Surkov N. V., Darmenko O. L. Experimental investigation of clinopyroxene stability in the section Di-CaTs-CaEs at pressure 30 kbar // Experiment in Geoscience. 2001. Vol. 10. No. 1. P 33-34.