2014

Кислородный потенциал нижнемантийных процессов, генезис глубинных алмазов, кимберлитов и первичных магм щелочно-ультраосновных провинций

Рябчиков И.Д.

ИГЕМ РAН, e-mail: iryab@igem.ru

Проведен термодинамический анализ равновесий, с участием  породообразущих минералов нижней мантии пиролитового состава и кристаллических соединений углерода. Показано, что диапазон фугитивностей кислорода, при которых может происходить образование алмаза, отделен от области формирования богатого железом металлического сплава полем устойчивости карбидов железа. Отсюда вытекает, что для формирования в нижней мантии алмаза требуются более окислительные условия, чем это предполагается для преобладающей части этой геосферы.

Отсутствие металлической фазы среди минералов нижнемантийного алмазсодержащего парагенезиса согласуется с высокими (около 1%) содержаниями Ni в ферропериклазах, включенных в алмазы (богатый железом металлический сплав будет интенсивно экстрагировать Ni). Повышенный редокс-потенциал подтверждается находками карбонатных фаз среди минеральных включений в нижнемантийных алмазах.

В качестве главной причины повышения фугитивности кислорода в отдельных участках нижней мантии представляется смещение окислительно-восстановительных равновесий с ростом температуры в сторону уменьшения количества, а затем исчезновения Fе-Ni сплава.

 Важную роль в формировании алмазов может играть зарождение, миграция и взаимодействие с боковыми породами карбонатно-фосфатных и силикатных расплавов, возникающих в высокотемпературных зонах. Связь сублитосферного алмазообразования с высокотемпературными условиями подтверждает приуроченность этих процессов, а также формирование кимберлитовых магм к деятельности мантийных плюмов.

Относительно окислительные условия, характеризующие мантийные плюмы, отражаются также в повышенных значениях фугитивности кислорода, характерных для меймечитов и интрузивных пород Маймеча-Котуйской провинции щелочно-ультраосновных пород и карбонатитов (полярная Сибирь).

Работа выполнена при финансовой поддержке программы РAН “Aрктика”.