- Код статьи
- S0869590325020055-1
- DOI
- 10.31857/S0869590325020055
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 33 / Номер выпуска 2
- Страницы
- 92-102
- Аннотация
- 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 1850оС. 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 Di = const и которая имела место при взаимодействии таких расплавов при умеренных давлениях.
- Ключевые слова
- химическая многокомпонентная диффузия расплавы базальта расплав модельного кимберлита высокое давление и температура
- Дата публикации
- 14.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 3
Библиография
- 1. Персиков Э.С., Бухтияров П.Г., Некрасов Н.А. Взаимосвязь диффузии петрогенных (SiO2, Al2O3, Na2O, CaO, MgO, FeO, TiO2) и летучих (Н2О) компонентов и вязкости расплавов системы обсидиан-дацит-андезит-базальт-Н2О (экспериментально-теоретическое исследование // Вест. ОНЗ РАН. 2011. Т. 3. NZ6076. doi:10.2205/2011NZ000206
- 2. Шарыгин И.С., Литасов К.Д., Шацкий А.Ф. и др. Экспериментальное исследование плавления кимберлита трубки Удачная-Восточная при 3.0–6.5 ГПа и 900–1500°С // Докл. АН. 2013. Т. 448. № 4. P. 452—457.
- 3. Baker D.R. Chemical interdiffusion of dacite and rhyolite: anhydrous measurements at 1 atm and 10 kbar, application of transition state theory, and diffusion in zoned magma chambers // Contrib. Mineral. Petrol. 1990. V. 104. P. 407–423.
- 4. Baker D.R. Interdiffusion of hydrous dacitic and rhyolitic melts and the efficacy of rhyolite contamination of dacitic enclaves // Contrib. Mineral. Petrol. 1991. V. 106. P. 462–473.
- 5. Baker D.R. Tracer diffusion of network formers and multicomponent diffusion in dacitic and rhyolitic melts // Geochim. Cosmochim. Acta. 1992. V. 56. P. 617–634.
- 6. Bowen N.L. Diffusion in silicate melts // J. Geol. 1921. V. 29. P. 295–317.
- 7. Crank J. The Mathematics of Diffusion. Clarenton Press, 1975. 414 р.
- 8. Dalton J.A., Presnall D.C. The continuum of primary carbonatitic-kimberlite melt compositions in equilibrium with lherzolite: data from the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2-CO2 at 6 GPa // J. Petrol. 1998. V. 39. P. 1953—1964.
- 9. Dasgupta R., Hirschmann M.M. Melting in the Earth’s deep upper mantle caused by carbon dioxide // Nature. 2006. V. 440. P. 659–662.
- 10. Dingwell D.B., Copurtial P., Giordano D., Nichols A.R.L. Viscosity of peridotite liquid // Earth Planet. Sci. Lett. 2004. V. 226. P. 127–138.
- 11. Guo C., Zhang Y. Multicomponent diffusion in silicate melts: SiO2-TiO2-Al2O3-MgO-CaO-Na2O-K2O system // Geochim. Cosmochim. Acta. 2016. V. 195. P. 126–141.
- 12. Kamenetsky V.S., Kamenetsky M.B., Weiss Y. et al. How unique is the Udachnaya-East kimberlite? Comparison with kimberlites from the Slave Craton (Canada) and SW Greenland // Lithos. 2009. V. 112S. P. 334–346.
- 13. Kavanagh J.L., Sparks R.S.J. Temperature changes in ascending kimberlite magma // Earth Planet. Sci. Lett. 2009. V. 286. P. 404–413.
- 14. Kopylova M.G., Matveev S., Raudseep M. Searching for parental kimberlite melt // Geochim. Cosmochim. Acta. 2007. V. 71. P. 3616–3629.
- 15. Kress V.C., Chiorso M.S. Multicomponent diffusion in basaltic melts // Geochim. Cosmochim. Acta. 1995. V. 59. P. 313–324.
- 16. Le Maitre R.W. The сhemical variability of some common igneous rocks // J. Petrol. 1976. V. 117. № 4. P. 589—637.
- 17. Liang Y. Multicomponent diffusion in molten silicates: theory, experiments, and geological applications // Rev. Mineral. Geochem. 2010. V. 72. P. 409–446. https://doi.org/10.2138/rmg.2010.72.9
- 18. Michell R.H. Petrology of hypabyssal kimberlites: relevance to primary magma compositions // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2008. V. 174. P. 1–8.
- 19. Persikov E.S., Bukhtiyarov P.G. Viscosity of magmatic melts: Improved structural – chemical model // Chem. Geol. 2020. V. 556. doi:10.1016/j.chemgeo.2020.119820
- 20. Persikov E.S., Bukhtiyarov P.G., Sokol A.G. Viscosity of haploкimberlite and basaltic melts at high pressures // Chem. Geol. 2018. V. 497. P. 54–63. doi:10.1016/j.chemgeo.2018.08
- 21. Persikov E.S., Bukhtiyarov P.G., Nekrasov A.N. Experimental study of multicomponent chemical diffusion under the interaction of basalt and kimberlite melts at moderate pressure // Petrology. 2022. V. 30. № 3. P. 325–335. doi:10.1134/S0869591122020060
- 22. Price S.E., Russell J.K., Kopylova M.G. Primitive magma from the Jericho Pipe, N.W.T., Canada: constraints on primary kimberlite melt chemistry // J. Petrol. 2000. V. 47. P. 789—808.
- 23. Richter F., Liang Y., Minarik W.G. Multicomponent diffusion and convection in molten MgO-Al2O3-SiO2 // Geochim. Cosmochim. Acta. 1998. V. 62. P. 1985–1991.
- 24. Sokol A.G., Palyanov Y.N. Diamond formation in the system MgO-SiO2-H2O-C at 7.5 GPa and 1600°C // Contrib. Mineral. Petrol. 2008. V. 121. P. 33–43.
- 25. Sparks R.S.J., Brooker R.A., Field M. et al. The nature of erupting kimberlite melts // Lithos. 2009. V. 112. P. 429–438.
- 26. Sparks R.S.J., Baker L., Brown R.J. et al. Dynamical constraints of kimberlite volcanism // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2006. V. 155. P. 18—48.
- 27. Watson E.B., Sneeringer M.A., Ross A. Diffusion of dissolved carbonate in magmas: experimental results and applications // Earth Planet. Sci. Lett. 1982. V. 61. P. 346–358.
- 28. Watson E.B., Baker D.R. Chemical diffusion in magma: An overview of experimental results and geochemical applications. Physical chemistry in magma. Advances in physical geochemistry. Eds. L.L. Perchuk, I. Kushiro. Springer-Verlag, 1991. V. 9. P. 120–151.
- 29. Watson E.B. Diffusion in volatile-bearing magmas, Volatiles in magmas // Rev. Mineral. Eds. M.R. Carrol, J.R. Holloway, Mineral. Soc. Amer. 1994. V. 30. P. 371–411.
- 30. Wyllie P.J. The origin of kimberlite // J. Geophys. Res. 1980. V. 85. P. 6902—6910.
- 31. Yoder H.S. Contemporaneous basaltic and rhyolitic magmas // Amer. Mineral. 1973. V. 5. P. 153–171.
