Влияние концентрации серы на сульфидизацию оливина при РТ-параметрах литосферной мантии
- Авторы: Баталева Ю.В.1, Фурман О.В.1, Здроков Е.В.1, Борздов Ю.М.1, Пальянов Ю.Н.1
-
Учреждения:
- Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук
- Выпуск: Том 509, № 2 (2023)
- Страницы: 177-183
- Раздел: ГЕОХИМИЯ
- Статья получена: 30.01.2025
- Статья опубликована: 01.02.2023
- URL: https://edgccjournal.org/2686-7397/article/view/649683
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2686739722602642
- EDN: https://elibrary.ru/NYOEQA
- ID: 649683
Цитировать
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
- 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.
- Evans K.A. The redox budget of subduction zones // Earth–Science Reviews. 2012. V. 113. P. 11‒32.
- 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.
- Kullerud G., Yoder H.S., Jr. Sulfide–silicate relations // Carnegie Institution of Washington Year Book. 1963. V. 62. P. 215‒218.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Eggler D.H., Lorand J.P. Mantle sulfide geobarometry // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1993. V. 57. P. 2213‒2222.
- 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.
- 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.
- 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.
