By this author

Features of counter chemical diffusion of petrogenic components (SiO₂, Al₂O₃, Na₂O, CaO, MgO, FeO) and CO₃²⁻ Anion in the Interaction of Basalt and Kimberlite Melts At P–Т Parameters of the Upper Mantle (Experimental Study)

Issue number 2 from 05.02.2026

Получены новые результаты экспериментальных исследований особенностей встречной химической диффузии главных петрогенных компонентов (SiO₂, Al₂O₃, Na₂O, CaO, MgO, FeO) и аниона CO₃²⁻ при взаимодействии базальтовых и кимберлитовых расплавов при давлениях на уровне мантии. Исследования проводились методом диффузионных пар с использованием оригинальной установки высокого давления типа разрезная сфера “БАРС” при 5.5 ГПа и 1850^оС. Показано, что скорость встречной химической диффузии всех основных компонентов расплавов (SiO₂, Al₂O₃, Na₂O, CaO, MgO, FeO) и аниона CO₃²⁻ практически идентична при взаимодействии модельных базальтовых и кимберлитовых карбонатсодержащих расплавов и примерно на порядок величины больше скорости диффузии этих компонентов при взаимодействии таких расплавов при умеренных давлениях (100 МПа). Равные скорости диффузии CaO и аниона CO₃²⁻ свидетельствуют о сохранении минального характера диффузии карбоната CaCO₃ из кимберлитового в базальтовый (модельный и природный) расплав и при столь высоком давлении. Диффузионная картина существенно меняется при взаимодействии расплава природного магнезиального базальта и модельного кимберлита, как это имело место при взаимодействии таких расплавов при умеренных давлениях. При этом, наряду с минальной диффузией кальцита в магнезиальный базальт, скорости диффузии остальных компонентов расплавов становятся существенно выше. Установлена слабая экспоненциальная концентрационная зависимость всех диффундирующих компонентов, которая близка к D_i = const и которая имела место при взаимодействии таких расплавов при умеренных давлениях.

158 0

Experimental Modeling of the Process of Formation of Native Metals (Fe) in the Earth’s Crust in the Restorative Conditions

Issue number 5 from 21.04.2025

Представлены результаты экспериментального моделирования процесса образования самородного Fe в земной коре при взаимодействии базальтовых расплавов с флюидом (H, H+CH) при температурах 1100−1250°C, давлениях флюида 1−100 МПа в сильно восстановительных условиях −O = 10−10 бар. Эксперименты проведены с использованием установки высокого газового давления, снабженной уникальным устройством, которое обеспечивает проведение длительных экспериментов при высоких температурах и давлениях восстановительного флюида. В опытах использованы природные образцы магматических пород: магнезиальный базальт северного прорыва вулкана Толбачик (Камчатка), а также этот магнезиальный базальт, обогащенный оксидами никеля и кобальта. На основе экспериментального моделирования установлены следующие особенности процесса взаимодействия восстановительного флюида с базальтовыми расплавами. 1. Несмотря на высокий восстановительный потенциал системы H или смеси (H+CH) – магматический расплав, реакции окисления водорода и полного восстановления оксидов металлов переменной валентности в расплаве не идут до конца. Прекращение окислительно-восстановительных реакций в базальтовом расплаве происходит за счет образования в расплаве HO, буферирующей восстановительный потенциал водорода или смеси (H+CH). 2. Первоначально гомогенный магматический расплав становится гетерогенным: образовавшаяся HO растворяется в расплаве и частично во флюидной фазе, при этом образуются расплавы более кислого состава и мелкие металлические обособления ликвационной структуры. 3. Процесс металл-силикатной ликвации в магматических расплавах при их взаимодействии с восстановительным флюидом может осуществляется при реальных температурах магм в природе (≤1250°C), значительно меньших соответствующих температур плавления железа и его сплавов с никелем и кобальтом. 4. Углерод, который образуется в опытах за счет пиролиза CH, растворяется в металлической фазе. Тем самым экспериментально обоснован механизм, ответственный за присутствие углерода в самородном железе в природе. 5. Структура и размеры экспериментально установленных металлических обособлений хорошо согласуются с природными данными о находках самородных металлов, прежде всего железа и его сплавов с никелем и кобальтом, в магматических породах различного состава и генезиса.

58 0