Влияние концентрации серы на сульфидизацию оливина при РТ-параметрах литосферной мантии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Экспериментальные исследования, направленные на моделирование процессов взаимодействия серосодержащих метасоматических агентов с мантийными силикатами и оценку влияния концентрации серы на сульфидизацию оливина, проведены в системе Fe,Ni-оливин − сера на аппаратуре высокого давления БАРС (1050 и 1450°С, 6.3 ГПа, 40‒60 ч, концентрации серы (Xs) 0.1, 2 и 6 мол. %). Установлено, что в результате перекристаллизации Fe,Ni-оливина в расплаве серы происходит экстракция Fe и Ni из оливина в этот расплав, с последующим образованием Fe,Ni-сульфидов (или сульфидных расплавов) и низкожелезистых, низконикелевых силикатов. Определены ключевые индикаторные характеристики процесса сульфидизации оливина в зависимости от температуры и концентрации серы, включающие характерные фазовые ассоциации, закономерности эволюции химических составов минеральных и расплавных фаз, а также особенности строения кристаллов оливина. Экспериментально установлено, что восстановительные серосодержащие метасоматические агенты даже в минимальных концентрациях и при относительно низких температурах способны растворять и транспортировать мантийные силикаты и сульфиды, а также могут играть важную роль в сульфидном рудообразовании в мантии.

Об авторах

Ю. В. Баталева

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: bataleva@igm.nsc.ru
Россия, Новосибирск

О. В. Фурман

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук

Email: bataleva@igm.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Е. В. Здроков

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук

Email: bataleva@igm.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Ю. М. Борздов

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук

Email: bataleva@igm.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Ю. Н. Пальянов

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук

Email: bataleva@igm.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. O’Reilly S.Y., Griffin W.L. Mantle metasomatism. In: Harlov D.E., Austrheim H., editors. Metasomatism and the chemical transformation of rock: the role of fluids in terrestrial and extraterrestrial processes. Lecture notes in earth system sciences. London: Springer, Springer Nature; 2013. P. 471‒533.
  2. Evans K.A. The redox budget of subduction zones // Earth–Science Reviews. 2012. V. 113. P. 11‒32.
  3. Tomkins A., Evans K. Separate zones of sulfate and sulfide release from subducted mafic oceanic crust // Earth and Planetary Science Letters. 2015. V. 428. P. 73‒83.
  4. Kullerud G., Yoder H.S., Jr. Sulfide–silicate relations // Carnegie Institution of Washington Year Book. 1963. V. 62. P. 215‒218.
  5. Fleet M.E., MacRae N.D. Sulfidation of Mg-rich olivine and the stability of niningerite in enstatite chondrites // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1987. V. 51. P. 1511‒1521.
  6. Bataleva Yu.V., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., et al. Sulfidation of silicate mantle by reduced S–bearing metasomatic fluids and melts // Geology. 2016. V. 44. № 4. P. 271‒274.
  7. Palyanov Y., Kupriyanov I., Khokhryakov A., Borzdov Y. High-pressure crystallization and properties of diamond from magnesium-based catalysts // CrystEngComm. 2017. № 19. P. 4459–4475.
  8. Dasgupta R., Buono A., Whelan G., et al. High-pressure melting relations in Fe–C–S systems: implications for formation, evolution, and structure of metallic cores in planetary bodies // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2009. V. 73. P. 6678–6691.
  9. Palyanov Y.N., Borzdov Y.M., Bataleva Y.V., Sokol A.G., Palyanova G.A., Kupriyanov I.N. Reducing role of sulfides and diamond formation in the Earth’s mantle // Earth and Planetary Science Letters. 2007. № 260 (1‒2). P. 242‒256.
  10. Bataleva Y.V., Novoselov I.D., Borzdov Y.M., et al. Experimental modeling of ankerite–pyrite interaction under lithospheric mantle P–T parameters: Implications for graphite formation as a result of ankerite sulfidation // Minerals. 2021. V. 11. Article № 1267.
  11. Brazhkin V.V., Popova S.V., Voloshin R.N. Pressure-temperature phase diagram of molten elements: selenium, sulfur and iodine // Physica B, Condensed Matter. 1999. V. 265. P. 64‒71.
  12. Eggler D.H., Lorand J.P. Mantle sulfide geobarometry // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1993. V. 57. P. 2213‒2222.
  13. Sharp W.E. Melting Curves of Sphalerite, Galena, and Pyrrhotite and the Decomposition Curve of Pyrite between 30 and 65 Kilobars // Journal of Geophysical Research. 1969. V. 74, P. 1645–1652.
  14. Alard O., Lorand J.P., Reisberg L., et al. Volatile-rich metasomatism in Montferrier xenoliths (Southern France): Implications for the abundances of chalcophile and highly siderophile elements in the subcontinental mantle // Journal of Petrology. 2011. V. 52. № 10. P. 2009‒2045.
  15. Papike J.J., Spilde M.N., Fowler G.W., et al. The Lodran primitive achondrite: Petrogenetic insights from electron and ion microprobe analysis of olivine and orthopyroxene // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. V. 59. № 14. P. 3061‒3070.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2.

3.

Скачать (355KB)
4.

Скачать (121KB)

© Ю.В. Баталева, О.В. Фурман, Е.В. Здроков, Ю.М. Борздов, Ю.Н. Пальянов, 2023