ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕ ДЕКАРБОНАТИЗАЦИЮ ПРИ ВЫСОКИХ РТ-ПАРАМЕТРАХ: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Проведена оценка изотопных эффектов, сопровождающих процесс декарбонатизации при редокс-взаимодействии карбоната с металлическими Fe и Ni при высоких РТ-параметрах (1200˚С, 6.3 ГПа). Разложение карбоната в этих условиях протекает с формированием восстановленного углерода (ΣС: графит, карбиды, растворённый в металле углерод) и окислов металлов (вюстит, Mg-вюстит). Величина изотопных сдвигов, рассчитанная по моделям валовой и релеевской декарбонатизации для изотопов углерода в системе “ΣС-карбонат” составила от –1.2 до –0.5‰, для изотопов кислорода в системе “Mg‒вюстит‒карбонат” от –1.1 до –0.46‰. Полученные оценки показывают, что при редокс-индуцированной декарбонатизации изотопные сдвиги кислорода и углерода в остаточном карбонате направлены в сторону его обогащения тяжёлыми изотопами 18О и 13С. Такое направление изотопного сдвига противоположно по знаку изотопным эффектам, возникающим при декарбонатизации с отделением СО2 при низких давлениях.

Об авторах

Е. О. Дубинина

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук

Email: elenadelta@gmail.com
Москва, Россия

Ю. Н. Пальянов

Интитут геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: elenadelta@gmail.com
Новосибирск, Россия

Список литературы

  1. Baumgartner L.P., Valley J.W. Stable Isotope Transport and Contact Metamorphic Fluid Flow // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2001. 43. 415–467. https://doi.org/10.2138/gsrmg.43.1.415
  2. Dubinina E.O., Nosova A.A., Avdeenko A.S., Aranovich L.Ya. Isotopic (Sr, Nd, O) systematics of the high Sr-Ba Late Miocene granitoid intrusions from the Caucasian Mineral Waters region // Petrology. 2010. 18. 211–238. https://doi.org/10.1134/S086959111003001X
  3. Bottinga Y. Calculation of fractionation factors for carbon and oxygen isotopic exchange in the system calcite-carbon dioxide-water // J. Phys. Chem. 1968. 72. 800‒808.
  4. Chacko T., Deines P. Theoretical calculation of oxygen isotope fractionation factors in carbonate systems // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2008. 72. 3642–3660. https://doi.org/10.1016/j.gca.2008.06.001
  5. Носова А.А., Дубинина Е.О., Сазонова Л.В., Каргин А.В., Лебедева Н.М., Хвостиков В.А., Бурмий Ж.П., Кондрашов И.А., Третяченко В.В. Геохимия и изотопный состав кислорода оливинов из кимберлитов архангельской провинции (Россия): Вклад мантийного метасоматоза // Петрология. 2017. Т. 25. № 2. С. 135–167.
  6. Korolev N., Kopylova M., Dubinina E., Stern R. A. Contrasting oxygen isotopes in garnet from diamondiferous and barren eclogitic parageneses // Geochem. Persp. Let. 2023. 27. 15–19.
  7. Ickert R.B., Stachel T., Stern R.A., Harris J.W. Extreme 18 O-enrichment in majorite constrains a crustal origin of transition zone diamonds // Geochemical Perspectives Letters. 2015. 1. 65–74. https://doi.org/10.7185/geochemlet.1507
  8. Polyakov V.B., Kharlashina N.N. Effect of pressure on equilibrium isotopic fractionation // Geochim Cosmochim Acta. 1994. 58 (21): 4739–4750.
  9. Horita J., Polyakov V.B. Carbon-bearing iron phases and the carbon isotope composition of the deep Earth // PNAS. 2015. V. 112. № 1. 31–36.
  10. Пальянов Ю.Н., Баталева Ю.В., Борздов Ю.М., Куприянов И.Н., Нечаев Д.В. Экспериментальное моделирование мантийно-корового взаимодействия в системе металл‒карбонат, условия кристаллизации и индикаторные характеристики алмаза // Геология и геофизика. 2023. Вып. 8. 1073‒1094.
  11. Реутский В.Н., Борздов Ю.М., Баталева Ю.В., Пальянов Ю.Н. Распределение изотопов углерода в результате металл-карбонатного взаимодействия при мантийных РТ-параметрах // Геология и геофизика. 2023. Вып. 8. 1095‒1105.
  12. Palyanov Yu.N., Kupriyanov I.N., Khokhryakov A.F., Borzdov Yu.M. High-pressure crystallization and properties of diamond from magnesium-based catalysts // Cryst. Eng. Comm. 2017. V. 19. P. 4459‒4475.
  13. Palyanov Yu.N., Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Khokhryakov A.F. Fluid-bearing alkaline carbonate melts as the medium for the formation of diamonds in the Earth’s mantle: an experimental study // Lithos. 2002. V. 60 (3–4). P. 145‒159.
  14. Palyanov Y.N., Bataleva Y.V., Sokol A.G., Borzdov Y.M., Kupriyanov I.N., Reutsky V.N., Sobolev N.V. Mantle–slab interaction and redox mechanism of diamond formation // PNAS. 2013. 110 (51).
  15. Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Palyanov Yu.N., Khokhryakov A.F. High-temperature calibration of a multi-anvil high pressure apparatus // High Pressure Res. 2015. V. 35(2). P. 139‒147.
  16. Sharp Z.D. A laser-based microanalytical method for the in-situ determination of oxygen isotope ratios in silicates and oxides // Geochim. Cosmochim. Acta. 1990. 54. 1353–1357.
  17. Taylor P.Jr., Frechen J., Degens E.T. // Geochim.Cosmochim. Acta. 1967. 31. 407–430.
  18. Nikiforov A.V., Dubinina E.O., Polyakov N.A., Sugorakova A.M., Khertek A.K. Influence of Host Marble Rocks on the Formation of Intrusive Alkaline Rocks and Carbonatites of Sangilen (E. Siberia, Russia) // Minerals. 2021. 11. 666.
  19. Дубинина Е.О., Морозова А.С., Расс И.Т., Авдеенко А.С. Изотопное фракционирование кислорода в системе силикат–карбонат при формировании пород массива Ковдор (Кольский п-ов) // Доклады РАН. Науки о Земле. 2023. Т. 512. № 2. С. 51–57.
  20. Harte B. Diamond formation in the deep mantle: The record of mineral inclusions and their distribution in relation to mantle dehydration zones // Mineralogical Magazine. 2010. 74. 189–215.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025