Геотермобарометрия лерцолитов на основе анализа составов клинопироксенов модельной системы cao-mgo-al2o3-sio2

Голицына З.Ф.; Кирдяшкин А.А.; Банушкина С.В.

doi:10.21209/2227-9245-2020-26-2-14-22

Инд. авторы:	Голицына З.Ф., Кирдяшкин А.А., Банушкина С.В.
Заглавие:	Геотермобарометрия лерцолитов на основе анализа составов клинопироксенов модельной системы cao-mgo-al₂o₃-sio₂
Библ. ссылка:	Голицына З.Ф., Кирдяшкин А.А., Банушкина С.В. Геотермобарометрия лерцолитов на основе анализа составов клинопироксенов модельной системы cao-mgo-al₂o₃-sio₂ // Вестник Забайкальского государственного университета. - 2020. - Т.26. - № 2. - С.14-22. - ISSN 2227-9245.
Внешние системы:	DOI: 10.21209/2227-9245-2020-26-2-14-22; РИНЦ: 42535555;
Реферат:	rus: Описывается возможность диагностировать условия образования минеральных ассоциаций в значениях температур и давлений, вычисляемых по процентному соотношению миналов энстатита и Ca-чермакита в минерале клинопироксене. Задача имеет и обратное решение - состав клинопироксена в системе CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂ определяется конкретными значениями температур и давлений. Минерал клинопироксен встречается во всех типах глубинных пород, имеет вариации состава, что делает его универсальным индикатором физико-химических условий образования минеральных ассоциаций. Анализ образцов лерцолитов Северного Лесото демонстрирует строгую закономерность изменения состава клинопироксена в зависимости от значений температур и давлений. Представлены данные экспериментальных исследований фазовых взаимоотношений Cpx - Gr (клинопироксен - гранат) модельной системы CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂ в диапазоне давлений 12...30 кбар и температур 1325...1650 °С. Составы, полученные в лабораторных условиях на аппарате высоких давлений типа «поршень-цилиндр», при значениях давлений и температур, близких к условиям образования лерцолитов, сохраняют названную закономерность. Выявлено существенное изменение составов клинопироксена в зависимости от температуры и давления. Представлена полиномиальная зависимость состава клинопироксенов от давления и температуры. Расчет полиномиальной зависимости составов клинопироксенов от температуры и давления оказался справедлив и для данных других авторов. Они хорошо согласуются и дополняют выборку; закономерность, представленная в виде полинома, при этом сохраняется eng: The possibility of diagnosing the conditions for the formation of mineral associations in terms of temperature and pressure values, which, in turn, can be calculated by the enstatite and Ca-chermakite minals percentage in the clinopyroxene is described in this article. This problem has an inverse solution as well - the clinopyroxene composition in the CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂ system is determined by the unique values of temperatures and pressures. The clinopyroxene is found in all types of deep-seated rocks and also has the broadest composition variations, which makes it a universal physicochemical conditions indicator for the formation of mineral associations. Analysis of the Northern Lesotho lherzolites samples demonstrates the strict pattern of changes in the clinopy-roxene composition depending on the values of temperatures and pressures. The experimental studies data of the Cpx - Gr (clinopyroxene - garnet) phase relationships of the CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂ model system are presented in the pressure range 12.. .30 kbar and temperatures 1325.. .1650 ° C. The compositions retaining this pattern was obtained in our laboratory conditions on a piston-cylinder type high-pressure apparatus, at pressures and temperatures close to the conditions for the formation of lherzolites. It consists in increasing the enstatite and Ca-chermakite components percentage with temperature rise and their decrease with pressure rise. Thus, a significant change in clinopyroxene compositions both as a function of temperature, and pressure was revealed. The polynomial dependence of the clinopyroxene composition on pressure and temperature is presented. The polynomial dependence calculation of clinopyroxene compositions on temperature and pressure turned out to be valid for data of other authors. They are in good agreement and complement our data sampling, and the pattern presented in the form of a polynomial is preserved
Ключевые слова:	минал; гранатовые лерцолиты; анализ фазовых взаимоотношений; фазовое равновесие; плавление; эвтектическая реакция; высокие давления; полином; phase diagram; geothermobarometry; minal; Garnet lherzolites; analysis of phase relationships; phase equilibrium; melting; Eutectic reaction; high pressures; polynomial; фазовая диаграмма; геотермобарометрия;
Издано:	2020
Физ. характеристика:	с.14-22
Цитирование:	1. Банушкина С. В., Сурков Н. В., Голицына 3. 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. 2. Голицына 3. Ф., Банушкина С. В., Сурков Н. В. Сопоставление составов кристаллических алюмосиликатных пород и слагающих эти породы минералов на плоской треугольной проекции // Геология и геофизика. 2018. Т. 59, № 3. С. 322-335. 3. Лаврентьев Ю. Г., Карманов Н. С., Усова Л. В. Электронно-зондовое определение состава минералов: микроанализатор или сканирующий электронный микроскоп? // Геология и геофизика. 2015. Т. 56, № 8. С. 1473-1482. 4. Сурков Н. В. Лерцолитовая палеогеотерма // Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века / под ред. А. Д. Савко, Н. Н. Зинчук. Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 2003. С. 430-433. 5. 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. 6. Сурков Н. В., Кузнецов Г. Н. Экспериментальное исследование устойчивости твердых растворов клинопироксенов в ассоциации Cpx+Opx+Gr системы CaO-MgO-Al2O3-SiO2 // Геология и геофизика. 1996. Т. 37, № 12. С. 18-25. 7. Akella J. Garnet pyroxene equilibria in the system CaSiO3-MgSiO3-Al2O3 and in a natural mineral mixture // American Mineralogist. 1976. Vol. 61, No. 7-8. P 589-598. 8. Boyd F. R. A pyroxene geotherm // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1973. Vol. 37, No. 12. P. 2533-2546. 9. Clark S. P, Ringwood A. E. Density distribution and constitution of the mantle // Reviews of Geophysics. 1964. Vol. 2, No. 1. P. 35-88. 10. Kennedy C. S., Kennedy G. C. The equilibrium boundary between graphite and diamond // Journal of Geophysical Research. 1976. Vol. 81, No. 14. P 2467-2470. 11. MacGregor I. D. The system MgO-Al2O3-SiO2: solubility of Al2O3 in enstatite for spinel and garnet peridotite compositions // American Mineralogist. 1974. Vol. 59, No. 1-2. P 110-119. 12. Nickel K. G., Brey G. P, Kogarko L. Orthopyroxene-clinopyroxene equilibria in the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (CMAS): new experimental results and implications for two-pyroxene thermometry // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1985. Vol. 91, No. 1. P 44-53. 13. Perkins D., Newton R. C. The composition of coexisting pyroxenes and garnet in the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2 at 900 - 1,100 °C and high pressures // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1980. Vol. 75, No. 3. P 291-300. 14. Pollack H. N., Chapman D. S. On the regional variation of heat flow, geotherms, and lithospheric thickness // Tectonophysics. 1977. Vol. 38, No. 3-4. P. 279-296. 15. Yamada H., Takahashi E. Subsolidus phase relations between coexisting garnet and two pyroxenes at 50 to 100 kbar in the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2 // Developments in Petrology. 1984. Vol. 11, No. 2. P 247-255.