Минеральные равновесия алмазообразующих карбонатно-силикатных систем

Бобров, Андрей Викторович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Минеральные равновесия алмазообразующих карбонатно-силикатных систем
ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Минеральные равновесия алмазообразующих карбонатно-силикатных систем"

На правах рукописи

БОБРОВ Андрей Викторович

МИНЕРАЛЬНЫЕ РАВНОВЕСИЯ АЛМАЗООБРАЗУЮЩИХ КАРБОНАТНО-СИЛИКАТНЫХ СИСТЕМ

Специальность: 25.00.04 «петрология, вулканология»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

ии-э

Москва - 2009

003464762

Работа выполнена на кафедре петрологии геологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и в Институте экспериментальной минералогии РАН

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН,

профессор Шацкий Владислав Станиславович

доктор геолого-минералогических наук, профессор Кадик Арнольд Арнольдович

Ведущая организация:

Институт геологии и минералогии Сибирского отделения РАН (ИГМ СО РАН), г. Новосибирск

Защита состоится «_3_» _апреля_ 2009 года в 14 час. 30 мин. в ауд. 415 на заседании диссертационного совета Д 501.001.62 Геологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова по адресу: 119991 Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова (главное здание, 6 этаж)

Научный консультант:

доктор химических наук Литвин Юрий Андреевич

доктор геолого-минералогических наук Сафонов Олег Геннадьевич

Автореферат разослан « 2 » марта 2009 года

Ученый секретарь диссертационного совета Д 501.001.62, доктор геолого-минералогических наук, вед. научн. сотр.

Зиновьева Н.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Для решения проблемы генезиса алмаза в условиях мантии Земли первостепенное значение имеет знание химического состава и фазового состояния материнских сред. Алмазообразующие материнские среды являются производными вещества мантии, и их исследование представляет интерес для проблемы петрологической и геохимической эволюции глубинных оболочек мантии Земли.

Общий состав материнских сред раскрывается ростовыми, т.е. сингенетическими, включениями в алмазах из кимберлитов и лампроитов. Фрагменты материнских сред в виде включений силикатных минералов [Соболев, 1974; Meyer, 1987; Taylor, Anand, 2004] свидетельствуют об их предельно широкой парагенетической принадлежности - от оливинсодер-жащих перидотитовьгх и пироксенитовых ассоциаций до эклогитовых и гроспидитовых, в том числе с коэситом [Соболев, 1983]. Многочисленные результаты изучения кристаллических включений в алмазах и геотермоба-рометрические оценки [Соболев, 1974; Meyer, 1987; Гаранин и др., 1991; Harris, 1992; Taylor, Anand, 2004] указывают на образование большинства из них на глубинах 150-200 км, в диапазоне давлений от 4 до 7 ГПа и температур от 900 до 1300°С. Установлены также минеральные включения в алмазах, относящиеся к глубинам переходной зоны (410-660 км) [Moore, Gurney, 1985; 1989; Stachel, 2001] и нижней мантии (>660 км) [Scott Smith et al., 1984; Harte et al., 1999; Stachel et al., 2000; Kaminsky et al., 2001], что значительно расширило контуры условий природного алмазообразования и требует проведения дополнительных экспериментальных исследований. Изучение сингенетических флюид/расплавных включений в природных алмазах [Navon et al., 1988; 2003; Schrauder, Navon, 1994; Izraeli et al., 2001; 2004; Zedgenizov et al., 2004; Ширяев и др., 2005; Klein-BenDavid et al., 2004; 2007; Logvinova et al., 2008] показало, что их химические составы очень изменчивы из-за вариаций относительных содержаний в них главных карбонатных и силикатных и примесных (хлоридных, фосфатных, сульфидных, металлических и др.) компонентов. Важную роль играют также флюидные компоненты системы С-О-Н [Haggerty, 1986; Navon, 1999; Taylor, Anand, 2004].

Между тем, только минералогические данные не позволяют надежно установить химическую природу сред, ассоциированных с алмазами мантийного происхождения. Алмазообразующую эффективность таких сред можно определить в экспериментах при высоких давлениях и температурах, используя критерии их эффективности для нуклеации алмазной фазы и сингенезиса алмазов и ростовых включений в них. Согласование результатов экспериментальных и минералогических исследований позволило развить концепцию силикатно-карбонатных (карбонатитовых) материнских сред для доминирующей массы природных алмазов [Litvin, 2007]. В настоящее время актуальное значение приобрела проблема сингенезиса алма-

за и ассоциированных с ним минералов верхней мантии, переходной зоны и нижней мантии, решение которой может быть достигнуто только с помощью методов физико-химического эксперимента в интервале давлений от 4 до 24 ГПа.

Для решения обозначенной актуальной проблемы мы провели комплексное экспериментальное исследование при высоких давлениях и температурах мантийных карбонат-силикат-углеродных алмазообразующих систем, включающее синтез алмаза и определение концентрационного барьера его нуклеации, изучение фазовых отношений и составов минералов в этих системах, и сопоставили полученные результаты с данными по минералогии алмаза и его минеральным парагенезисам.

Цель работы - (1) реконструкция химического и фазового состава материнской среды алмазообразования в условиях мантии Земли и (2) оценка физико-химических условий сингенезиса алмаза и мантийных минералов. Для ее реализации были поставлены следующие основные задачи:

(1) исследование при давлениях 7,0-8,5 ГПа и температурах 1000-1800°С фазовых отношений (с участием алмаза) перидотит-карбонат-углеродной и эклогит-карбонат-углеродной систем и построение диаграмм сингенезиса алмазов и первичных включений как перидотитовых, так и эклогитовых минералов;

(2) изучение условий образования и фазовых отношений Ыа-содержащих мэйджоритовых гранатов, захватываемых алмазами в виде ростовых включений на соответствующих уровнях глубинности мантии;

(3) экспериментальное моделирование минеральных парагенезисов, относящихся к нижним частям верхней мантии и переходной зоне при 12-24 ГПа на примере модельной системы диопсид-геденбергит-жадеит;

(4) приложение полученных результатов к минералогии мантии и минеральным парагенезисам алмаза.

Фактический материал. Работа основана на экспериментальных исследованиях, которые проводились автором в течение 1999-2008 годов на тороид-ном аппарате высокого давления типа «наковальня с лункой» в Институте экспериментальной минералогии РАН. Осуществлено свыше 300 индивидуальных экспериментов при Р=4,0-8,5 ГПа и 7'=1000-2000°С в модельных карбонатно-силикатных, силикатных и сульфидных системах, в том числе опыты по синтезу алмаза в расплавах этих систем с растворенным углеродом. Использованы также результаты свыше 50 экспериментов, проведенных автором на установке типа «разрезной цилиндр» при Р= 12-24 ГПа и 7Ъ=1600-2300°С в 2004-2005 годах в Университете Гакушуин (Токио, Япония). В работе использовались рентгенометрические данные по синтетическим кристаллам ^-содержащего граната и фазы X, полученные в результате совместных исследований с Университетом Флоренции (Италия). Для экспериментов были использованы образцы мантийных ксенолитов из кимберлитовых трубок Якутской и Архангельской провинций, а

также меланократовых карбонатитов Чагатайского комплекса (Узбекистан).

Основные защищаемые положения.

1. По экспериментальным и минералогическим данным на основе критерия сингенезиса алмазов и их ростовых включений установлена доминирующая роль силикатно-карбонатных (карбонатитовых) расплавов с растворенным углеродом в кристаллизации природного алмаза. Наряду с Р-Т параметрами (Р=4,0-8,5 ГПа, Г=1150-1800°С) эффективность материнских алмазообразующих систем определяется концентрационным барьером нуклеации алмаза (КБНА) по содержаниям главных карбонатных и силикатных компонентов.

2. При Р=7,0 ГПа и 7М200-1800°С исследованы и построены фазовые диаграммы многокомпонентных перидотит-карбонатной и эклогит-карбонатной систем как физико-химическая основа, раскрывающая сингенетические отношения алмаза и его силикатных (оливин, ромбический и моноклинный пироксены, гранат) и карбонатных (арагонит, магнезит) включений в зависимости от физико-химических параметров ростовых сред. Силикатная минерализация имеет признаки, характерные для включений в природных алмазах (повышенные примеси К в Срх и Ка в Он).

3. На основе экспериментального изучения модельных силикатных и карбонатно-силикатных систем при Р= 7,0-8,5 ГПа показано, что подавляющее большинство природных алмазов с включениями Ка-содержащих мэйджоритовых гранатов, в составе которых обычно менее 0,4 мае. % Ка20, образовалось в щелочных карбонатно-силикатных расплавах при Р < 7,0 ГПа. Лишь небольшая доля мэйджоритовых гранатов с более высокими концентрациями натрия (>1 мае. % Ыа20) кристаллизуется при Р > 8,5 ГПа.

4. Экспериментальное изучение системы СаГ*%81206-СаРе8Ь06-ХаА^гОб при 1600-2300°С и 12-24 ГПа, моделирующей омфацит природных эклогитов, позволило воспроизвести минеральные включения в алмазах, относящихся к нижним частям верхней мантии и переходной зоне (мэйджорит, Са- и Мё- перовскит, М§-ильменит), Показано, что переход от эклогита к гранатиту определяется составом пироксена и происходит в широком диапазоне давлений (13-17 ГПа), отвечающем глубинам 400-550 км. Экспериментально выявленная зависимость состава мэйджоритового граната от давления является основой новой версии гранат-клинопироксенового геобарометра ультравысокобарных минеральных ассоциаций мантии Земли.

са алмаза и наиболее часто встречаемых в нем включений минералов пери-дотитового и эклогитового парагенезиса позволили наглядно продемонстрировать и экспериментально обосновать модель природного алмазообра-зования из карбонатно-силикатных расплавов. Предложенная модель протестирована на примере меланократовых карбонатитов Чагатайского комплекса, а также карбонатизированных перидотитов и эклогитов из кимбер-литовых трубок. Впервые проведен синтез натрийсодержащего граната, установлены Р-Т параметры его кристаллизации в щелочных силикатных и карбонатно-силикатных расплавах, установлен механизм вхождения натрия в состав мантийного граната. В петрологически важной системе ди-опсид-геденбергит-жадеит осуществлено экспериментальное изучение фазовых отношений при 12-24 ГПа, моделирующих минеральные параге-незисы включений в алмазах низов верхней мантии и переходной зоны. На основе выявленных особенностей состава мэйджоритовых гранатов в зависимости от давления предложен новый метод оценки глубинности образования ассоциаций с участием Na-содержащих мэйджоритовых гранатов.

Практическая значимость работы. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о высокой эффективности образования алмаза в расплавах карбонат-силикат-углеродных систем при Р-Т условиях термодинамической устойчивости алмаза. Они имеют прямое приложение к моделированию процессов природного алмазообразования на основе экспериментальной информации. Это важно для развития физико-химических аспектов теории генезиса алмаза и подходов к его промышленному синтезу. Экспериментальные данные по фазовым отношениям Na-содержащих мэйджоритовых гранатов могут быть использованы для оценки физико-химических условий формирования глубинных минеральных парагенези-сов мантии Земли.

2006), Генеральной ассамблее Европейского геологического союза (Вена,

2007), Международной Школе по наукам о Земле (Одесса, 2007; 2008), Международном симпозиуме «Петрология литосферы и происхождение алмаза» к 100-летию академика B.C. Соболева (Новосибирск, 2008), Еже-

годных семинарах по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (Москва, 2004-2008).

Результаты исследований, изложенные в диссертации, отражены в 49 публикациях, из них 23 статьях в реферируемых журналах и сборниках и 26 тезисах докладов на всероссийских и международных конференциях, а также в отчетах по проектам РФФИ, ИНТАС, программам Президиума РАН и грантам Президента РФ «Ведущие научные школы».

Структура и объем работы. Работа общим объемом 268 стр. состоит из введения, 3 частей, разбитых на 9 разделов, и заключения. Содержит 83 иллюстрации, 44 таблицы, список литературы из 412 наименований.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность и благодарность своему учителю академику A.A. Маракушеву за постоянную поддержку исследований и дружеское участие. В течение всей работы автор пользовался научными и методическими консультациями д.х.н. Ю.А. Литвина, с которым обсуждались основные направления и результаты экспериментальных исследований, а также совместные публикации и проекты, разрабатывался последовательный физико-химический подход к проблеме. Автор искренне признателен академику Н.В. Соболеву и д.г.-м.н. В.К. Гаранину за внимание к работе и ценные рекомендации. Поддержка в проведении исследований и подготовке работы постоянно ощущалась со стороны зав. кафедрой петрологии геологического факультета МГУ, проф. J1.JI. Перчука. Автор выражает признательность коллегам, с которыми осуществлялись совместные исследования на разных этапах работы: проф. М. Акаоги, д-ру Л. Бинди, к.г.-м.н. В.Г. Бутвиной, д-ру X. Коджитани, к.г.-м.н. A.B. Кузюре, A.M. Дымшиц, А.И. Жиляевой, А.Ю. Никифоровой и Е.В. Тумаркиной. За плодотворные дискуссии и обсуждение различных аспектов диссертации автор выражает искреннюю благодарность академикам Л.Н. Когарко, Д.Ю. Пущаровскому, И.Д. Рябчикову и B.C. Урусову, чл.-корр. РАН B.C. Шацкому, докторам наук Н.С. Горбачеву, Е.Г. Осадчему, Ю.Н. Пальянову, H.H. Перцеву, А.Л. Перчуку, О.Г. Сафонову, С.К. Симакову, А.Г. Соколу, О.Г. Сорохтину, В.И. Старостину, В.И. Фельдману, A.A. Ярошевскому, кандидатам наук A.B. Бовкун, К.В. Гаранину, Д.А. Зедгени-зову, И.А. Зотову, A.M. Логвиновой, H.A. Панеях, A.B. Спивак, A.A. Ширяеву, В.О. Япаскурту, Д.А. Варламову, а также иностранным коллегам -Е. Отани, Т. Штахелю и Л. Тэйлору. Автор выражает искреннюю благодарность Л.П. Редькиной и А.И. Шпагину (ИЭМ РАН) за всестороннюю техническую помощь в проведении экспериментов, Е.В. Гусевой, H.H. Ко-ротаевой (МГУ), К.В. Вану и A.A. Некрасову (ИЭМ РАН) за помощь в проведении электронно-зондовых исследований, а также всем сотрудникам кафедры петрологии геологического факультета МГУ и лаборатории флю-идно-магматических процессов ИЭМ РАН за постоянную поддержку. Моим первым учителем, определившим интерес к изучению алмаза и ал-

мазоносных горных пород, была д.г.-м.н. [Т.П. Кудрявцева].

Условные обозначения, принятые в автореферате. АЬ - альбит, Arg -арагонит, СагЪ - карбонат, Ca-Pv - CaSi03 со структурой перовскита, Ca-7s - молекула Са-Чермака CaAl2SiC>6, Cf - NaAlSi04 со структурой калыдио-феррита; Срх - клинопироксен, Сгп - корунд, Cs - коэсит, D - алмаз, Di -диопсид, Dol- доломит, Eel - эклогит, Еп - энстатит, Esk - молекула Эско-ла Mgo,5AlSi2C>6, Fo - форстерит, Grs - гроссуляр, Grt - гранат, Hd - геден-бергит, Jd - жадеит, КС - К2СО3, Ку - кианит, L - расплав, Maj - мэйджо-ритовый гранат, Mg-// - MgSi03 со структурой ильменита, Mg-Pv - MgSi03 со структурой перовскита, NaGrt - натрийсодержащий гранат, Naft - натриевый пироксен, 01 - оливин, Орх - ортопироксен, Per - перидотит (гранатовый лерцолит), Ргр - пироп, St- стишовит

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, сформулированы цель, задачи, научное и практическое значение работы.

Часть I. Химический и фазовый состав среды алмазообразования. Обзор аналитических и экспериментальных данных

В главе приводится обзор опубликованных данных о парагенезисах и условиях образования минералов, образующих включения в кристаллах алмаза, рассматриваются составы флюидных и расплавных включений в природных алмазах и обсуждаются результаты экспериментального изучения процессов кристаллизации алмаза в средах с различным химизмом.

1.1. Парагенетические ассоциации природных алмазов

1.1.1. Кристаллические включения в алмазе

Парагенезис природных алмазов включает совокупность образующихся совместно с ним (сингенетических) минералов. Установлено, что по химическому составу они соответствуют двум типам глубинных пород: ультраосновным (перидотитам) и основным (эклогитам) [B.C. Соболев и др., 1969; Н.В. Соболев, 1974; Meyer, 1987; Буланова и др., 1993 и др.]. Менее распространенной является пироксенитовая ассоциация, рассматриваемая как промежуточная. Указанные парагенезисы алмаза подтверждаются находками алмазоносных ксенолитов глубинных пород в кимберли-товых трубках [Алмазные месторождения..., 1959; B.C. Соболев и др., 1969; Н.В. Соболев, 1974; 1983 и др.].

Среди сингенетических включений в алмазах для ультраосновной ассоциации выделяют оливин, хромсодержащий магнезиальный гранат, иногда с высоким содержанием кальциевого компонента, сульфиды (пентлан-дит, моносульфидный твердый раствор на основе пентландита Mss^), клинопироксен с низкой железистостью и примесью хрома, энстатит и хромит; гораздо менее распространены пикроильменит, циркон, флогопит, са-

мородное железо и титанаты сложного состава; проблематично к ультраосновному парагенезису относят также муассанит и апатит [Соболев, 1974; Харькив, 1978; Лазько, 1979; Dawson, 1980; Haggerty, 1991; Буланова и др., 1993 и др.]. Среди включений минералов эклогитовой ассоциации наиболее распространены низкохромистый пироп-гроссуляр-альмандиновый гранат, омфацит и сульфиды (пирротин, халькопиририт, моносульфидный твердый раствор на основе пирротина Msspe), более редки кианит, рутил, корунд, коэсит, ильменит, самородное железо и циркон [Соболев, 1974; Gurney, 1989; Буланова и др., 1993; Taylor, Anand, 2004 и др.]. Известно несколько случаев совмещения минералов ультраосновного и эклогитового парагенезиса в различных зонах кристаллов алмаза. Описаны алмазы, в которых совместно присутствовали пироп-альмандиновый гранат и оливин [Moore, Gurney, 1986; Otter, Gurney, 1986], пироп-альмандиновый гранат, омфацит и оливин [Hall, Smith, 1984], омфацит, рутил, SÍO2 (в центре) и оливин (в краевой зоне) [Prinz et al., 1975], омфацит, пироп-альмандиновый гранат (в центре) и оливин (в краевой зоне), санидин, коэсит (в центре) и оливин (в краевой зоне) [Wang, 1998], а также пирротин (в центре) и пент-ландит (в краевой зоне) [Гаранин и др., 1991]. Наличие таких неравновесных ассоциаций включений является признаком сложной (многоэтапной) эволюции алмазообразующих систем.

Для целого ряда кристаллов алмаза была выделена группа так называемых центральных включений. Часть из них относится к рудным минералам (тэнит, когенит, углеродистое железо, вюстит, монокристаллический графит и некоторые сульфиды), другие предположительно отнесены к классу карбонатов [Буланова и др., 1986]. Такого рода включения предшествуют зарождающимся и растущим на них монокристаллам алмаза, по-видимому, являясь для них своего рода затравками [Буланова и др., 1979; Гаранин и др., 1991]. Из силикатов в роли центральных включений встречаются оливин, реже гранат и энстатит (ультраосновной парагенезис) и омфацит (эклогитовый парагенезис).

Особо обратим внимание на находки карбонатов в виде сингенетических включений в кристаллах алмаза. Магнезит был обнаружен в монокристалле алмаза из трубки Мир в срастании с энстатитом и клинопироксеном [Буланова, Павлова, 1987]. В образце борта из трубки Мир было установлено несколько включений магнезита [Smelova, 1991]. Магнезит в качестве первичного включения в алмазе был также описан в работе [Wang et al., 1996]. И. Леост с соавторами [Leost et al., 2003] описали находку магнезита в ассоциации с моноклинным и ромбическим пироксенами в алмазе Намибии. Другой кристалл алмаза, описанный в этой же работе содержал в виде включения минеральный агрегат, представленный клино- и ортопироксе-нами, СаСОз и Si02 (предположительно, коэсит, выделившийся в результате распада пироксена). Кроме того, СаС03 в виде включений в алмазе был описан совместно с оливином F095 [McDade, Harris, 1999], а также в сра-

стании с флогопитом эклогитовой ассоциации [Sobolev et al., 1997]. B.K. Гараниным с соавторами [1991] в кристалле алмаза из трубки Мир было обнаружено два сингенетических включения СаС03 совместно с MssFe. Несмотря на относительную редкость сингенетических включений карбонатов в алмазах, их наличие свидетельствует о возможности образования алмазов в мантийном субстрате, отвечающем карбонатизированным перидотитам и эклогитам.

В течение последних десятилетий в различных регионах земного шара были обнаружены алмазы, содержащие в виде включений ультравысо-кобарные фазы переходной зоны и нижней мантии. К числу таких наиболее глубинных минералов относятся MgSiOj и CaSiC>3 с предполагаемой структурой перовскита, TAPP (тетрагональная фаза альмандин-пиропового состава), магнезиовюстит и мэйджоритовый гранат [Harte et al., 1999; Stachel et al., 2000; Stachel, 2001]. Последний минерал представляет наибольший интерес, так как его состав (избыток Si относительно 3 ф.е., примесь Na) является индикатором глубины образования. Впервые мэйджоритовый гранат, ассоциирующий с омфацитом, был обнаружен в Южной Африке [Moore, Gurney, 1985], а впоследствии его включения были описаны по всему миру, включая Бразилию, Гвинею, Россию, Китай и др. [например, Соболев и др., 1997; Stachel., 2001; Wang et al., 2000].

1.1.2. Флюидные и расплавные включения в алмазе

В последнее время появляется много публикаций, в которых демонстрируется широкая распространенность флюидных и расплавных включений сложного карбонатитового состава наряду с микровключениями карбонатов, слюд и некоторых других минералов. Такие включения обнаружены в кубических и волокнистых алмазах и кристаллах с облаковидными замутнениями из различных регионов мира, включая Канаду [KleinBenDavid et al., 2004; 2006; 2007; Tomlinson et al., 2006], Бразилию [Ширяев и др., 2005], Якутию [Zedgenizov et al., 2004; Зедгенизов и др., 2007; KleinBenDavid et al., 2006], Ботсвану [Schrauder, Navon, 1994], Заир [Navon, Hutcheon, 1988] и ЮАР [Israeli et al., 2001] (рис. 1).

Флюидные включения в волокнистых алмазах из Заира, Якутии, Бразилии и Ботсваны образуют ряд от карбонатного конечного члена, обогащенного Ca, Fe, Mg и Р, до силикатного члена, обогащенного водой, Si и AI; все составы богаты калием и другими несовместимыми элементами. В алмазах из Южной Африки и Канады флюиды образуют ряд между карбо-натитовым и солевым конечными членами, наряду с образцами, попадающими на силикатно-карбонатный тренд. Солевой конечный член обогащен хлором, калием, натрием и водой. Согласно данным ИК-спектроскопии [Navon, 1991; Schrauder, Navon, 1994; Zedgenizov et al., 2004

ЭКА!

К Са+Мд+Ре+Ыа

Рис. 1. Вариации составов расплавных и флюидных включений в алмазах различных регионов мира: 1,2 - Канады (1 - Диавик [К1еш-ВепОау1с1« а1„ 2004; 2006]; 2 - Панда [ТошНпзоп й а1., 2006]); 3 ~ Заира [Кауоп е( ей., 1988]; 4 - Ботсваны [Ыауоп й а!., 1988; 8сЬгаис1сг, Ыауоп, 1994]; 5 - Южной Африки (трубка Коффифонтейн) [1ггаеИ й а1„ 2001; 2004]; 6 - Бразилии [Ширяев и др., 2005]; 79 - Якутии (7 - трубки Юбилейная [Г^утоуа е1 а!., 2003; К1еш-ВепОаУ1(1 е1 а1., 2006]; 8 - трубки Айхал [Буланова и др., 1993]; 9 - трубки Мир [Буланова и др., 1988; Новгородов и др., 1990]). Показан состав карбонатитового краевого члена включений в алмазе [БсЬгаискг, №уоп, 1994], использованный в наших экспериментах {10). Коннодами соединены составы краевых членов включений, а также включения из различных зон кристаллов алмаза (стрелками показана эволюция составов включений от центра к краю кристаллов).

ТотНпзоп е1 а1., 2006], для флюидных микровключений в кубических алмазах и алмазах с оболочкой устанавливаются внутренние остаточные давления 1,5-2,1 ГПа (экстраполяция на мантийные температуры позволяет получить значения 4-7 ГПа), которые отвечают полю стабильности алмаза в условиях верхней мантии. При изохорическом охлаждении такого рода включения нередко превращены в ассоциации карбонатов, силикатов, фосфатов, оксидов, сульфидов, хлоридов, воды, углекислоты и др. [например, Титков и др., 2006; ¿^ушоуа & а!., 2008]. Это свидетельствует о том, что материнские алмазообразующие расплавы глубинного происхождения богаты НгО, СО2, 8Ю2 и К20. В кристаллах с волокнистыми оболочками флюидные микровключения иногда обнаруживаются совместно с мак-

ровключениями перидотитовой и эклогитовой ассоциации [Izraeli et al., 2001; Tomlinson et al., 2006].

1.2. Обзор данных по синтезу алмаза в различных химических средах

В главе рассматриваются результаты экспериментов по выявлению алмазообразующей эффективности различных по химическому составу сред на основе критерия нуклеации [Litvin, 2007], когда тестируемое вещество в смеси с графитом (или иным углеродсодержащим веществом, из которого можно выделить элементарный углерод в виде графита), плавится при Р-Т условиях термодинамической стабильности алмаза. Впервые алмаз был успешно синтезирован в металл-углеродных системах [Wentorf, Bovenkerk, 1961], при этом ключевая роль принадлежит расплав-растворному механизму нуклеации и роста алмаза [Литвин, 1968]. В дальнейшем было показано, что целый ряд химически различных веществ, включенных в природные алмазы как индивидуально, так и в виде различных смесей являются эффективными алмазообразующими средами. Так, экспериментально установлено, что карбонатные, как простые [Shul'zhenko, Get'man, 1971; 1972; Taniguchi et al., 1996; Литвин и др., 1997; 1998; 1999; Пальянов и др., 1998], так и многокомпонентные [Литвин, Жариков, 1999] системы являются высокоэффективными для кристаллизации алмаза в экспериментах при высоких Р-Т параметрах. Эффективность силикатно-карбонатных расплавов, как простых [Борздов, 1999; Шацкий и др., 2002], так и многокомпонентных [Литвин, Жариков, 2000; Литвин и др., 2008] также доказана экспериментально. Была обнаружена способность к нуклеации алмазной фазы как простых [Akaishi, 1996], так и многокомпонентных щелочных силикатных расплавов [Литвин, 2007]. Сульфидные [Литвин и др., 2002; Пальянов и др., 2003; Литвин и др., 2005; Шушканова, Литвин, 2006] расплавы, пересыщенные углеродом, а также хлоридные [Литвин, 2003], карбонат-флюидные [Pal'yanov et al, 1999, 2002; Sokol et al., 2001], силикат-флюидные системы [Akaishi, 1996; Sokol, Pal'yanov, 2004] и флюидные фазы с углеродом, такие как вода [Hong et al., 1999; Сокол, Пальянов, 2004], углекислота [Yamaoka et al, 2002; Сокол и др., 2004], С-О-Н-фазы [Akaishi, Yamaoka, 2000; Sokol et al., 2001] оказались эффективны для кристаллизации алмаза в эксперименте при высоких давлениях и температурах.

Данные по кристаллическим и флюидным включениям в алмазах в совокупности с результатами экспериментов по синтезу алмаза в различных средах показали, что многокомпонентные силикат-карбонат-углеродные системы с составами, подобными составам первичных флюидсодержащих включений в природных алмазах, представляют собой эффективные среды для нуклеации и роста алмаза [Литвин, Жариков, 2000; Litvin, 2007]. Было показано, что увеличение содержания силикатных компонентов в щелочных карбонатно-силикатных расплавах ведет к уменьшению интенсивно-

сти процессов алмазообразования вплоть до прекращения нуклеации алмаза и кристаллизации метастабильного графита. Для силикатно-карбонатных расплавов с переменными составами в работе [V. Litvin et al., 2003] было впервые введено понятие концентрационного барьера нуклеации алмаза (КБНА), как граничной характеристики алмазообразования. КБНА определяется экспериментально при стандартизированных давлениях и температурах [V. Litvin et al., 2003; Бобров, Литвин, 2007; В.Ю. Литвин, Ю.А. Литвин, 2008; Литвин и др., 2008] и служит критерием для определения состава, предельного для эффективных алмазообразующих сред, т.е. пограничного состава, при котором спонтанная нуклеация алмаза прекращается.

Установленные закономерности позволяют подойти к новой экспериментальной задаче по поиску сред, которые моделируют или воспроизводят природные материнские для алмаза расплавы с составами, относительно обогащенными силикатными компонентами. Наибольший интерес представляют силикатно-карбонатные расплавы с компонентами ультраба-зитовых, базитовых, щелочных и других пород мантии Земли. Исследования в этом направлении позволят не только определить химические и физические параметры границ объема составов материнской алмазообразую-щей среды в мантии Земли, но и понять физико-химическую роль силикатных компонентов ультрабазитового и базитового вещества мантии в генезисе алмаза.

Часть II. Экспериментальное изучение силикатно-карбонатных, сульфидных и алюмосиликатных систем при высоких давлениях

2.1. Методика изучения кристаллизации алмаза и фазовых равновесий при высоких давлениях

В главе рассмотрена методика проведения экспериментов по исследованию фазовых отношений, а также синтезу алмаза при высоких давлениях и температурах. Опыты при 4,0-8,5 ГПа были проведены в тороидном аппарате типа «наковальня с лункой» [Khvostantsev et al., 1977; Литвин, 1991] с ячейкой из литографского камня (известняк Алгети, Грузия) и графитовым нагревателем, служившим также контейнером для стартовой смеси. В работе использовались две схемы сборки ячейки. Для исследования условий нуклеации алмаза в карбонатно-силикатных расплавах использовалась термоградиентная ячейка с полезным объемом 0,04 см3. Фазовые отношения изучались в квазиизотермических ячейках меньшего полезного объема (до 0,01 см3). Давление в опытах определялось с точностью ±0,1 ГПа на основе реперных полиморфных переходов в висмуте при 2,55 (1-Й), 2,7 (II-III), 7,7 (III-V) ГПа и барии при 5,5 ГПа [Homan, 1975]. Калибровка корректировалась для высоких температур по кривой равновесия графит-алмаз [Kennedy, Kennedy, 1976] по методу растворения/роста алмазных за-

травок в многокомпонентном карбонатном расплаве [Spivak, Litvin, 2004]. Температура определялась с точностью ± 20°С по калибровочной кривой с использованием термопар Pt7oRh3o/Pt94Rh6. Эксперименты при 12-24 ГПа, моделирующие условия низов верхней мантии и переходной зоны, проводились в Университете Гакушуин (Токио, Япония) на многопуансонном аппарате высокого давления типа «разрезной цилиндр» [Suzuki, Akaogi, 1995] с рениевым нагревателем и Pt-Pt/13%Rh термопарой. Калибровка давления осуществлялась на основе фиксированных фазовых переходов (ГПа), в том числе Ва II-III (12,6), а также переходов типа полупроводник-металл для ZnS (15,5) и GaAs (18,3). Высокотемпературные калибровки при 1600°С были проведены по фазовым переходам JVfeSiOí оливин-вадслеит (15,0) и вадслеит-рингвудит (20,8) [Suzuki et al., 2000]. Относительная ошибка в определении давления оценивалась на уровне ±0,2-0,3 ГПа.

Стартовыми материалами служили гомогенизированные смеси силикатных и карбонатных веществ, приготовленные в соответствии с заданными составами изучаемых систем, к которым в опытах по синтезу алмаза добавляли порошок (зернистость 0,5 мм) графита МГОСЧ в пропорции 60:40 (мае. %) для повышения выхода алмаза при кристаллизации. Применялись реактивы (ОСЧ) карбонатов СаСОз, MgCÜ3, К2СО3, Na2C03, FeCOi а также OI, Орх, Срх и Grt, приготовленные из гелей конечного состава. В экспериментах с участием сульфидов использовались природные пирротин, пентландит и халькопирит, а также синтетические соединения FeS и NiS. Кроме того, в ряде опытов были использованы образцы природных эклогитов из кимберлитовых трубок им. В. Гриба (Архангельская провинция) и Обнаженная (Якутская провинция), а также меланократового карбо-натита Чагатайского комплекса (Узбекистан). Оценка эффективности исследуемых сред для алмазообразования была произведена по факту кратковременной множественной спонтанной нуклеации (зародышеобразова-ния) алмазной фазы.

Продукты экспериментов изучались при помощи электронных микроскопов CamScan MV2300 (VEGA TS 5130ММ) и Jeol JSM-6480LV, оснащенных энергодисперсионными микроанализаторами Link INCA Energy). Монокристальное рентгеновское изучение структуры и параметров ячейки некоторых фаз в продуктах экспериментов проводилось в Департаменте Наук о Земле Университета Флоренции (Италия) на автоматическом ди-фрактометре Enraf Nonius - CAD4. Исследованные в работе карбонатно-силикатные системы являются многокомпонентными, поэтому для их анализа и двумерного изображения был выбран метод политермических псевдобинарных сечений.

2.2. Фазовые отношения и синтез алмаза в силикатпо-карбонатных средах

В экспериментах при стандартизированных давлениях 7,0 и 8,5 ГПа и температурах 1200-1800°С исследованы многокомпонентные перидотит-карбонатные и эклогит-карбонатные системы. Перидотитовый граничный состав представлен гранатовым лерцолитом Per = OlwOpx\bCpx\iGrt\i (мае. %), близким к модельным версиям минералогического состава вещества гранат-перидотитовой фации верхней мантии [Ringwood, 1975]. Другой силикатный состав представлен модельным биминеральным эклогитом Eel = GrtsoCpxso (мас.%) [B.C. Соболев и др., 1972]. Карбонатитовый состав является многокомпонентным (мае. %): К20 18,55;Na20 1,69; MgO 8,30; CaO 15,08; FeO 15,89; C02 40,49 и в модельном виде соответствует граничному карбонатитовому составу карбонатно-силикатного вещества первичных включений в природных алмазах, по [Schrauder, Navon, 1994]. Высокая эффективность карбонатитового расплава данного состава для образования алмазной фазы была показана ранее в работе [Литвин, Жариков, 1999]. Изучены также силикатно-карбонатные системы с упрощенными карбонатными компонентами - щелочными KjCOj и №2СОз и щелочноземельным со стехиометрией доломита (CaCCVMgCC^).

2.2.1. Система перидотит-карбонат

Синтез алмаза. Нуклеация алмаза при 8,5 ГПа отмечена для перидотит-К-Na-Ca-Mg-Fe-карбонатной системы вплоть до состава Per^Carb^, для которого отмечен один из признаков близости концентрационного барьера нуклеации алмаза - совместная кристаллизации алмаза и нестабильного графита (рис. 2а). При увеличении соотношения перидотит/карбонат формируется исключительно нестабильная графитовая фаза (в форме монокристаллических пластин, их сростков, иногда - сферул), нуклеации алмаза нет, но происходит рост алмаза на гранях затравочных кристаллов - как слоисто-ступенчатый по грани (111), так и шероховато-микропирамидальный по грани (100). Это показывает, что в силикатно-карбонатных расплавах, обогащенных силикатными компонентами, растворимость углерода также высока. Однако концентрация углерода в таком растворе ниже уровня лабильного пересыщения по отношению к алмазу, так что необходимые для нуклеации алмазной фазы режимы не создаются. В системах с участием щелочного К2СОз карбоната и доломита CaC03-MgC03 положение КБНА оказалось также сильно смещено в сторону карбонатов, так что множественная нуклеация алмаза осуществлялась вплоть до 30 и 25 мас.% силикатных компонентов, соответственно [Бобров, Литвин, 2007; Литвин, Бобров, 2008].

Рис. 2, Продукты опытов в системе перидотит-К-Ка-Са-Ь^-Бе-карбонат при 8,5 |

ГПа вблизи КБНА: а - совместная кристаллизация алмаза и термодинамически нестабильного графита; б - микропирамидальный рост алмаза на грани затравки (100).

Фазовые отношения. Появление в алмазообразующих перидотит-карбонатных системах сингенетических алмазу силикатных минералов было определено в специальных сериях экспериментов при Р= 7,0 ГПа и 7М200-1600°С для составов Регзо-многокомпонентный К-На-Са-М^-Ре-карбонатит7о (мас.%), отвечающих выявленным положениям КБНА [Бобров, Литвин, 2007]. Фазой ликвидуса в этой системе является 01, который впервые зафиксирован при температуре 1550°С. При снижении температу- I ры к нему последовательно присоединяются Срх (1450°С), ОН (1350°С) и СагЪ. На диаграмме фазовых отношений в этой системе (рис. За) обращает на себя внимание отсутствие Орх, что находится в соответствии с результатами изучения плавления модельного гранатового лерцолита [Литвин, 1991], согласно которым Орх и Срх находятся в перитектических отноше- >

ниях, в результате чего Орх практически не реализуется как самостоятельная фаза солидуса. Состав силикатно-карбонатного расплава, равновесного 1 с кристаллическими фазами, закономерно меняется при снижении температуры: в нем уменьшаются содержания 81, А1 и и увеличиваются - Са, К и Ыа. Вблизи солидуса расплав имеет следующий состав (мас.%): 8Ю2 3,14; А120з 0,03; БеО 14,62; К^О 11,82; СаО 12,51; Ма20 1,37; К20 14,56; сумма 58,05.

На рис. 3б представлена фазовая Т-Х диаграмма нового типа, иллюстрирующая возможность сингенезиса алмаза и его силикатных и карбонатных включений (диаграмма сингенезиса). Плавление в этих углеродсодер-жащих силикатно-карбонатных системах контролируется эвтектическими фазовыми отношениями (положение эвтектики соответствует 15-20 мас.% С) и кривой температурной зависимости растворимости углерода в карбо-натитовых расплавах [Спивак, Литвин, 2008]. Область алмазообразования на рис. 3б охватывает все составы, для которых содержания углерода в системе оказываются выше уровней его растворимости. На этой диаграмме показаны условия как магматической спонтанной кристаллизации алмаза,

если раствор углерода в силикатно-карбонатном расплаве лабильно пересыщен по отношению к алмазу, так и роста алмаза на затравке, если раствор углерода метастабильно пересыщен по отношению к алмазу, что в обоих случаях фиксирует условия термодинамической стабильности алмаза. Полученная диаграмма сингенезиса свидетельствует о совместном образовании алмаза и широкого набора силикатных минералов в однородных карбонатно-силикатных расплавах с растворенным углеродом, что было подтверждено в контрольных опытах с добавлением графита при Р=7 ГПа и Т=\350-1550°С. Крайне узкое (20-30°С) поле магматической кристаллизации СагЬ на диаграммах (рис. 3) объясняет относительную редкость карбонатных минералов в качестве сингенетических включений в кристаллах алмаза.

Р=7,0 ГПа

0,1

(насыщ. С)

ЭД5Х

0!,Орх,0,1

-'--у

01,Срх, Р,1 01,Срх,вг(,РХ

01,Срх,вП,СагЬ,ОХ 01]Срх,вП,СагЬ,1

01, Срх, 6/1, СагЬ, О

[О/иОрхг13Срх14]30 [О43Орх,6в^м]10 [01т0рх,6Срхп6гУю О

СагЬ70 мас.% СагЬ70 СагЬп

Рис. 3. Диаграммы фазовых отношений (я) и сингенезиса алмаза и его силикатных и карбонатных включений (б) в перидотит-карбонатных системах, отвечающих экспериментально выявленному положению КБНЛ (Рег^СагЬ^, мас.%). Черными кружками показаны результаты опытов без добавления графита, серыми - результаты контрольных опытов с добавлением графита, в ходе которых было установлено появление алмаза.

В системе с участием (CaCOз■MgCOз) ликвидусной фазой является 01, ниже 1600°С устойчива ассоциация Срх + 01 + силикатно-карбонатный расплав {Ь), к которой при ~1500°С присоединяется йг!. Для этой системы устанавливается преобладание Срх среди силикатов, а Орх не был обнаружен ни в одном из опытов. Предполагается, что в богатых СаС03 составляющей системах Орх вступает в реакцию 2М§5Ю3 + СаС03 —► СаМ^81206 + Р^СОз. О! также интенсивно реагирует с расплавом, о чем свидетельствует заметное снижение его содержания в экспериментальных образцах (до 10-15 об. %). В системе Рег-К2СО3 устанавливаются следующие ассоциа-

ции: Opx(OI) + L (1600°C), Opx + фаза X [Bindi, Bobrov et al., 2007] + L (1500°C), Opx + Ol + Carb + L (1300°C), Opx + Ol + Si-вадеит + Carb (1200°C). Для фазы X, синтезированной в ряде экспериментальных исследований при Г=1150-1400°С и Р=9-П ГПа (например, [Luth, 1997]), впервые установлена примесь железа, а ее состав выражается формулой: (K|.3|Na0.o2Cao.oi)(Mgi.5oFe3+o,37Alo.o5Tio.oi)[Si207]Ho.35- В отличие от систем с участием многокомпонентного K-Na-Ca-Mg-Fe- и Ca-Mg-карбоната, Орх кристаллизуется на ликвидусе и устойчив в широком диапазоне температур, что находится в соответствии с результатами экспериментального изучения низкокальциевых кимберлитовых расплавов при 6 ГПа [Рябчиков, Гирнис, 2005]. Данное наблюдение показывает, что и в системе с участием многокомпонентного K-Na-Ca-Mg-Fe-карбоната, в принципе, возможно появление Орх (показано пунктиром на рис. За, б), однако лишь при условии, что исходный перидотит богат этим компонентом, а среди карбонатных фаз щелочной карбонат (К2СО3) существенно преобладает над СаС03.

Составы минералов, синтезированных в ходе опытов, оказались достаточно близки к составам исходных фаз гранатового лерцолита. Обращает на себя внимания наличие признаков (примеси Na20 в Grt до 0,5 мае. % и К20 в Срх до 1 мае. %), типичных для включений в алмазе [Соболев и др., 1991]. Наличие таких примесей не только свидетельствует о высоком давлении, но и подчеркивает роль щелочных компонентов в силикатно-карбонатных расплавах при алмазообразовании [Perchuk et al., 2002; Сафонов и др., 2004; Bobrov et al., 2008b].

2.2.2. Система эклогит-карбонат

Синтез алмаза. В расплавах, обогащенных карбонатными компонентами, массовая нуклеация и кристаллизация алмаза при 8,5 ГПа наблюдается вплоть до составов Ecl-^Carb^, Ecl^(К2СОз)55 и Ecl^Doln, что соответствует принятым нами значениям КБНА в этих системах. При увеличении содержания силикатных компонентов спонтанная нуклеация алмаза не происходит, но образуется нестабильный графит в форме уплощенных монокристаллов и их сростков, иногда сферул. При этом образование нестабильного графита сопровождается ростом алмаза на затравке: на кубических гранях формируются слои тесно сросшихся пирамидок, а на октаэд-рических наблюдается слоисто-ступенчатый рост.

Фазовые отношения. Изучение фазовых отношений в алмазообразующей эклогит-карбонатной системе было проведено для состава ЕЫцСагЬы, отвечающего КБНА, при Р=7,0 ГПа и Г=1200-1700°С (рис. 4а). В богатой Срх части системы при температуре выше 1600°С в экспериментах наблюдается мелкозернистый агрегат скелетных кристаллов Срх, Carb и флогопита, который был интерпретирован нами как закалочный силикатно-карбонатный расплав. При 1600°С начинает кристаллизоваться ликвидус-ный минерал - Срх, к которому при дальнейшем снижении температуры

б ' ¿- ' / Р=7.0 ГПа

(ненасыщ. СЬ

ох

(насыщ. С)

вП,Срх,1 вП,Срх, 0,1

вП.Срх.СггЬ.РМ

вп, Срх,СагЬ, I.

вП, Срх, СагЬ, О

_I_1_I_и

Срх,5СагЬе5 мас.% вП15СагЬк [Срх^вП^, СагЬк О

Рис. 4. Диаграммы фазовых отношений (а) и сингенезиса алмаза и его силикатных и карбонатных включений (б) в эклогит-карбонатных системах, отвечающих экспериментально выявленному положению КБНА {Ес1у_,СагЬк, мас.%). См. обозначения на рис. 3.

(около 1380°С) присоединяется СагЬ. При температуре 1200°С и ниже в образцах устанавливается агрегат субидиморфных кристаллов Срх, СагЬ и в редких случаях Он без признаков закалочных структур, что указывает на достижение солидуса системы. С увеличением доли СзП в стартовых смесях происходит снижение температуры ликвидуса, так что при содержании СгГ 30 мас.% Срх впервые был обнаружен при 7Ь1420°С. С дальнейшим ростом содержания Бп в исходных образцах наблюдается смена минерала на ликвидусе: при 50 мас.% С11 из силикатно-карбонатных расплавов начинает кристаллизоваться йн. Ликвидусное поле Ог( на диаграмме (рис. 4а) является достаточно широким и охватывает составы от -40 до 100 мае. % Сп+СагЬ в системе в диапазоне температур от -1600 до ~1250°С. При этом снижение температуры приводит к увеличению количества йг! в образцах от 5 до 20-25 об. %. В близеолидусной области появляются трехфазовые ассоциации йМ+СагЬ+Ь и Срх+йп+Ь, сменяющиеся четырехфазо-вой ассоциацией СП+Срх+СагЬ+ Ь, которая является типичной для многокомпонентных систем и показана на диаграмме (рис. 4а) в виде узкого поля. Ниже этого поля для всех составов характерно присутствие субсоли-дусного минерального агрегата вМ+Срх+СагЬ. На основе данных по фазовым отношениям в изученной эклогит-карбонатитовой системе (рис. 4а) построена диаграмма сингенезиса алмаза и его силикатных (эклогитовых) и карбонатных включений (рис. 46).

2.2.3. Система пироп-ЫагСОз

В этой системе при 8,5 ГПа и 1800°С спонтанная нуклеация алмаза осуществляется вплоть до состава /,г/?!0(Ыа2СОз)50 (мае. %). С понижением

температуры из расплава начинает кристаллизоваться Ргр, для которого характерны избыточные содержания (>3 ф.е.) и примесь Иа. Максимальные содержания Ыа (1 мае. % №20) зафиксированы вблизи эвтектики (7М400°С). Гранат сохраняется в качестве минерала ликвидуса вплоть до состава Ргр|о(Ка2СОз)9о (мол. %).

Проведенные эксперименты позволили оценить влияние различных карбонатов многокомпонентных силикатно-карбонатных расплавов на нуклеацию алмаза и выяснить связи ингибиторного влияния силикатных компонентов мантийных пород с химическим составом карбонатной составляющей материнских расплавов.

2.3. Синтез алмаза и фазовые отношения в сульфидных средах. Роль примесных компонентов в кристаллизации алмаза

Впервые алмазы синтезированы в сульфид-углеродных системах (при давлениях 6-8 ГПа) [Литвин, Бутвина, Бобров и др., 2002]. Сульфидные расплавы-растворы углерода, использованные в синтезах, были получены при плавлении смесей графита с халькопиритом СиГеБг, пирротином Бе^ и пентландитом (Ре,N1)985 - минералами, наиболее часто ассоциирующими с алмазами и силикатными породами мантии. Эффективность сульфидных расплавов в процессах кристаллизации алмаза показана также в опытах по синтезу алмаза с использованием простых сульфидов (ковелина Си8 и аргентита А§28), не содержащих в своем составе переходных металлов типа Бе и №, которые известны как эффективные растворители углерода в процессах кристаллизации «металл-синтетических» алмазов.

В модельной системе РеЭ-МБ при Р= 7,0 ГПа и 7=900-1600°С было установлено, что моносульфидный твердый раствор (Ре+ШБ = 0,92-0,97) формируется в широком диапазоне стартовых составов [ВоЬгоу, 1лГуш, 2004]. С ним в равновесии находится сульфидный расплав, в котором значительно варьируют содержания серы (Ре+ШБ = 1,11-1,26), что характерно для расплавных сульфидных включений в алмазах трубки Юбилейная [Ьо§ушоуа е1 а!., 2003]. Эксперименты по плавлению сульфидно-силикатных систем нироп-РеБ и гранат пироп-альмандин-гроссулярового состава-пирротин при 7,0 ГПа позволили установить эффект полной сульфидно-силикатной жидкостной несмесимости [Шушканова, Бобров, Литвин, 2003]. По этой причине сингенетическое образование в сульфидных расплавах алмазов, а также силикатных и карбонатных минералов, образующих в алмазах кристаллические включения, невозможно, а, следовательно, сульфиды необходимо рассматривать как примесные компоненты, нерастворимые в материнских карбонатно-силикатных расплавах, присутствующие в них в виде несмесимых капель и захватываемые растущими кристаллами алмаза. Подобная роль в алмазообразующих системах отводится хлоридным компонентам, которые при относительно больших концентрациях также проявляют эффект жидкостной несмесимости с силикат-

ными расплавами [Safonov et al., 2007], являясь при этом эффективными алмазообразующими средами [Литвин, 2003].

2.4. Система меланократовых Чагатайских карбонатитов как модель многокомпонентной алмазообразующей среды

На примере меланократовых карбонатитов Чагатайского комплекса было впервые экспериментально установлено, что пересыщенные растворенным углеродом расплавы природных карбонатитов являются высокоэффективными алмазообразующими средами в условиях термодинамической устойчивости алмаза [Бобров и др., 2004].

Синтез алмаза был осуществлен в серии опытов при давлении 7 ГПа и температурах 1450-1550°С и выдержках 10-40 мин. В качестве растворителей углерода (графита) использованы расплавы природных карбонатитов (содержание Si02 варьирует в пределах 11,6-29,7 мае. %). Алмазы кристаллизовались в форме октаэдрических монокристаллов, шпинелевых двойников и их сростков (рис. 5). Важно отметить, что с понижением температуры кристаллизация алмазов сопровождалась эволюцией силикатно-карбонатного (карбонатитового) расплава от существенно обогащенного силикатной составляющей до практически чистого карбонатного. В процессе этой эволюции из карбонатитовых расплавов одновременно с кристаллизацией алмаза формируются как главные породообразующие минералы (Срх, Grt, Arg), так и акцессорные - апатит, сульфиды, металлические и оксидные фазы. По результатам поставленных экспериментов была построена схема фазовых отношений в карбонатно-силикатной системе при Р=7,0 ГПа и 7=1200-1700°С, отражающая особенности кристаллизации карбонатно-силикатных магм в мантийных условиях в зависимости от их состава (рис. 6). Отметим, что полученная в результате экспериментов силикатная минерализация близка высококальциевым эклогитам и гроспиди-там, наблюдаемым в виде нодулей в кимберлитовых трубках [Соболев и др., 1969; Пономаренко и др., 1976].

Таким образом, проведенные эксперименты позволили выявить высокую алмазобразующую эффективность многокомпонентных расплавов природных карбонатитов, в составе которых выделяются главные (карбонатные и силикатные) компоненты, а также примесные (сульфидные, металлические, фосфатные). Полученные результаты свидетельствуют о возможности находок алмаза в мантийных карбонатитах. Предварительные сообщения такого рода были сделаны для Чагатайского комплекса (Узбекистан) [Divaev, Djuraev, 1999], массива Фуэртевентура (Испания) [Шумилова, 2006] и карбонатитового вещества Гавайских магм [Frezzottí, Рессег-illo, 2007].

Срх+и

чзду'вп+срх+£\/ "у 0 вп+ерх^АтЧ.

вП+Срх+Агд

30 60 Срх+Агд СП+Агд

Рис. 5. Результаты синтеза алмаза (темное) в расплавах меланокра-товых карбонатитов Чагатайского комплекса при 7 ГПа и 1550°С.

Рис. 6. Схематическая фазовая диаграмма карбонатно-силикатной системы в приложении к Чагатайскому комплексу при Р=7 ГПа и Т=1200-1700°С.

2.5. Фазовые отношения в алюмосиликатных системах мантии в связи с образованием Na-coдepжaщux мэйджоритовых гранатов и других ультравысокобарных включений в алмазах

2.5.1. Система диопсид-геденбергит-жадеит при 7-24 ГПа

Фазовые отношения в системе 01~Нс1~М, моделирующей природные минеральные ассоциации эклогитов, были изучены для составов 0('7о>Мо> 0150Л/50, ОгзоМо. и О^оЯс^о^о (мол.%) в ИЭМ РАН на высоко-

барной тороидной установке типа «наковальня с лункой» (7 ГПа) и в Университете Гакушуин (Токио, Япония) с использованием аппарата высокого давления типа «разрезной цилиндр» (12-24 ГПа) [ВоЬгоу е1 а1., 2008а]. Установлено, что £>/, Нс1 и М образуют непрерывную серию твердых растворов при 7 ГПа; экспериментально для этого давления были получены температуры плавления чистых £>/ (1980°С) и М (1870°С). Результаты опытов по плавлению системы диопсид-жадеит свидетельствуют о ее псевдобинарной природе: кристаллы пироксена оказываются обогащенными клино-энстатитовым миналом М§8Ю3 и молекулой Чермака СаА128Ю6, в то время как для сосуществующего интерстициального стекла характерен обычно избыток 81 и N8. Это может быть иллюстрировано следующей схематической реакцией, отвечающей температуре плавления:

СаМ^Об • гЫаАШгОс, = СаА128Ю6 + Г^Юз + (Ыа28Ю3 + 38Ю2). (1) исходный Срх вкрапленники Срх Ь

Для состава Ог'з^зо была определена температура плавления при 15,5 ГПа (2270°С). Фазовые отношения в системе Са]У^8120б-МаА18120б при 7=1600°С и Р= 12-24 ГПа показаны на рис. 7. При 1600°С была впервые выявлена связь между появлением Он и соотношением Ог и М: в системе О/'зо/^о Сг/ возникает при 13,5 ГПа, ЭДоМ0 - 16 ГПа, £>/7оЛ/зо - 17,5 ГПа. Вместе с гранатом во всех опытах наблюдалось появление 5У, а в системах £>(7о/е?зо и £>¿50/^50 - СаБЮз со структурой перовскита (Са-Л?) (рис. 8а). При давлении свыше 18 ГПа пироксен полностью вытесняется ассоциацией Ма/'+бУ+Са-Л в богатых Са составах, однако для состава £>¡30^/70 присутствие /а' в ассоциации с Ма] фиксируется до давления 21,5 ГПа (рис. 86). С дальнейшим повышением давления богатый М пирокен сменяется С/ (ЫаА18Ю4 со структурой кальциоферрита) согласно реакции:

ЫаА^гОб = №А18Ю4 + 8Ю2. (2)

Установлено, что примесь Ш также способствует устойчивости пироксена вплоть до 20 ГПа. В системе Ог7о/^зо при 24 ГПа была получена ассоциация со структурой ильменита (I\-lg-//).

Р, ГПа

Grt+Лfg-Pи•Ca-Pv+Sí

* вп+срх^ «

в^+СГ+БГ СГ

Для Ма/ экспериментально установлена зависимость содержаний Ыа, и А1 от давления (рис. 9), которая может служить основой для разработки мэйджоритового геобарометра (см. раздел 2.5.5). Установлено, что вхо-

Л/ Я? П) ТА

Моя.% ии

Рис. 7. Схематическая Р-Х диаграмма фазовых отношений в системе СК/с/ при 1600°С. Залитые кружки соответствуют гранатсодер-жащим ассоциациям, полые - парагенезисам без граната.

Рис. 8. Результаты изучения фазовых отношений в системе при 12-24 ГПа и 1600°С. а - £>!7оЛ*зо, р=20 ГПа; б - £/зо/аТ7о, Р=21,5 ГПа.

ждение Na и избыточного Si в Grt может происходить согласно следующим схематическим реакциям:

4CaMgSi206 • 2NaAlSi206 = 4CaSi03 + Mg3Al2Si30i2 + Na2MgSi5012, (3) Срх Ca-Pv Prp Na Grt

для богатых Di составов, или

3CaMgSi206 • 2NaAlSi206 = Ca3Al2Si30,2 + Na2MgSi5012 + 2MgSi03, (4) Cpx Grs Na Grt Maj

с повышением содержания Jd в пироксене.

Si. ф.е. Si, ф.е.

О - / +--' 9-3 0-4

Рис. 9. Изоморфизм в мэйджоритовых гранатах, синтезированных в опытах при 12-24 ГПа (/) в сопоставлении с экспериментальными данными [Gasparik. 1996] (2), [Irifune et al., 1986] {3). а также составами мэйджоритовых гранатов в природных алмазах, по данным [Stachel et al., 2000: Stachel, 2001; Davies et al.. 2004; Pokhilenko et al., 2004; Sobolev et al., 2004] (4).

Экспериментальные результаты могут быть применимы к переходной зоне Земли (400-670 км), демонстрируя широкий диапазон (400-500 км) перехода от эклогита к гранатиту. Полученные минеральные ассоциации моделируют парагенезисы включений в алмазах, образующихся в условиях глубинных частей верхней мантии и переходной зоны.

2.5.2. Система пироп - Na^MgSijOu при 7,0-8,5 ГПа

Как было показано выше (см. раздел 2.5.1), эксперименты, проведенные для мантийных эклогитовых систем в широком диапазоне давлений и температур, подтвердили влияние давления на состав гранатов, полученных в опытах, главным образом, в плане содержания в них примеси Na и избыточного Si. Задачей данной серии опытов являлся синтез твердых растворов в модельной системе Mg3Al2Si30|2 {Prp) -Na2MgSijOi2 (NaGrt) при P-T параметрах, близких к условиям природного алмазообразования, с целью изучения зависимости изоморфизма в Na-содержащих гранатах от

давления и температуры [Бобров, Литвин, 2008; Bobrov et al., 2008Ь]. По результатам поставленных экспериментов была построена диаграмма фазовых отношений в системе Mg3AbSÍ30i2 - Na2MgSi50|2 при Р = 7,0 ГПа и Г= 1500-2000°С (рис. 10). Отметим, что данную систему следует рассматривать как псевдобинарную, так как при Т > 1450^0 и Р < 15,4 ГПа Na2MgSi50i2 разлагается с образованием ассоциации Cs и NaРх [Gasparik, 1989]. Плавление этой ассоциации наблюдается при Р = 7,0 ГПа и Т > 1700°С и приводит к появлению равновесной ассоциации En, Cs и расплава.

Появление Grt в продуктах опытов отмечено на ликвидусе в богатой пиропом части системы при 1900°С в виде идиоморфных прозрачных кристаллов размером от 20 до 200 мкм, погруженных в микрозернистую закалочную массу (рис, 11). При снижении температуры до 1700—1750°С вместе с гранатом в основной массе образуются вкрапленники Еп. Для богатых Na-компонентом составов ликвидусными минералами являются Cs и Еп. Эта ассоциация при Т < 1650°С в результате перитектической реакции уступает место NaPx, En и расплаву (рис. 10). Четырехфазовая ассоциация {Grt+NaPx+En+L) была выделена нами при Т= 1580-1600°С.

Cs*En*L -1

\ NaРх+Еп • • • \

Grt+NsPx+En *

О 20

Mg,AI,SbO„

40 Мод»/,60

80 100 Na:MgSieO,,

Рис. 11. Порфировые вкрапленники Grt в закалочном расплаве. Р=8,5 ГПа, Г=1760°С, выдержка 120 мин. Изображение во вторичных электронах.

Рис. 10. Фазовая диаграмма системы ¡У^зМ^зОи - Ыа21^815012 при 7,0 ГПа. Точечным пунктиром показано положение субликвидусного поля йг!+Ь при 8,5 ГПа. Залитые точки - гранатсодержащие ассоциации, полые - парагенезисы без Оп.

йн в изученной системе кристаллизуется в широком диапазоне составов исходных смесей от 0 до 70 мол. % №2]\^815012. Его стабильность контролируется минеральной реакцией

Ъ<%3АЬ8130|2 + КагМ^Оц ->■ 4MgSiOз + 2NaAlSi206, (5)

cs+G >

согласно которой с увеличением содержания Na-составляющей в исходных смесях (мол. %) происходит закономерная смена субсолидусных минеральных ассоциаций: Grt (до 10) —> Grt+En (до 40) —> Grt+ЫаРх+Еп (до 75-80) ЫаРх+Еп.

Для всех гранатов, синтезированных в ходе экспериментов, характерна устойчивая примесь натрия (свыше 0,32 мае. % Na20) и избыток кремния (3,047-3,166 ф.е. Si). С ростом давления концентрации Na и Si в Grt увеличиваются, а AI - снижаются. Содержание Na и Si также варьирует в зависимости от температуры. Это проиллюстрировано при Р = 8,5 ГПа на примере Grt, синтезированного при 50 мол. % Na2MgSi50|2 в исходных смесях, поскольку эти смеси производят наиболее композиционно гомогенные идиоморфные кристаллы. Вблизи ликвидуса (Г = 1840°С) равновесное содержание Na-минала в Grt составляет 6,9 мол. %. С понижением температуры концентрация Na в Grt повышается, и максимальное содержание NajMgSisO^, соответствующее 14,2 мол. %, достигается на солидусе системы при Г=1760°С. Предварительные эксперименты при температурах ниже 1700°С показали, что Grt при этих условиях содержит не более 0,5 мае. % Na20 (около 2 мол. % Na-минала). Скорее всего, эта особенность может быть объяснена заторможенной кинетикой реакций при более низких температурах.

Итак, экспериментальные исследования системы MgjAhSijOn -Na2MgSi50i2, моделирующей твердый раствор NaGri, проведенные при Р= 7,0 ГПа и Г=1500-1930°С, позволили выявить устойчивую примесь натрия (0,3-0,6 мас.% Na20) в этом минерале и ее связь с давлением и температурой. Наибольшие концентрации натрия в гранате (более 1 мае. % Na20, что составляет ~15 мол. % Na2MgSi50|2), были получены в экспериментах при Р=8,5 ГПа. Полученные данные свидетельствуют о том, что подавляющее большинство природных алмазов с включениями Na-содержащих Grt, в составе которых обычно менее 0,4 мае. % Na20, образовалось при давлениях, не превышающих 7 ГПа. Лишь небольшая доля мэйджоритовых гранатов с более высокими концентрациями натрия (>1 мае. % Na20) могла кристаллизоваться при давлениях, превышающих 8,5 ГПа.

2.5.3. Система пироп-жадеит при 7,0-8,5 ГПа

Экспериментальное исследование системы Prp-Jd, в упрощенном виде моделирующей состав природных эклогитов, проводилось нами при Р = 7,0 и 8,5 ГПа и Т= 1300-1800°С. Основными фазами, полученными в эксперименте, являются Grt, Срх, Ку (в некоторых случаях Сгп) и закалочный расплав. По результатам экспериментов построена диаграмма фазовых отношений в системе Mg3Al2Si30i2-NaAlSi206 при Р = 7,0 ГПа и Т= 1300-1800°С (рис. 12). Изучаемую систему также следует рассматривать как псевдобинарную, так как Na входит в Grt в виде минала Na2MgSi50|2, а Срх образует Jd-En серию твердых растворов (с участием молекулы Эскола

Mg0,5AlSi2O6). Полное плавление в системе наблюдается при температуре выше ~1550°С для состава Prpi^Jdw Стекло в системе не было обнаружено, при этом наличие расплава диагностировалось по тонкозернистой массе, представленной скелетными закалочными кристаллами Срх. В богатой Ргр части системы в продуктах закалки обнаруживались также мелкие зерна Grt.

Появление ликвидусного граната наблюдается при Г<1800°С в широком диапазоне исходных составов системы (20-100 мол. % Ргр). Гранат представляет собой прозрачные бесцветные кристаллы размером от 10 до 150 мкм. При снижении температуры до ~1550°С вместе с Grt в основной массе появляется Ку. Все полученные гранаты имеют однородное строение и характеризуются устойчивой примесью Na20 (до 0,8 мас.% при 8,5 ГПа и до 0,6 мас.% при 7 ГПа) и повышенным содержанием Si (3,016-3,166 ф.е.). По мере приближения температуры к эвтектической (~1500СС) Grt все более насыщается компонентом Na2MgSi50i2 и мэйджоритом Mg4Si4Ol2 (в нем нарастают содержания Si и Na), а в остаточном расплаве происходит накопление А1. Наиболее богатыми натрием оказываются Grt, кристаллизующиеся из близэвтектических составов (PrpjbJdw) системы, что характеризует влияние щелочности расплава на образование Na Grt. При существенно Jd составах системы (80-100 мол. % Jd) в равновесии с расплавом находится Срх {Jd-En-Esk).

Рис. 12. Фазовая диаграмма системы Prp-Jd при 7 ГПа. "Jd" - твердый раствор Jd, En и Est, "Ргр" - твердый раствор Ргр, Maj и Na2MgSisOi2. Gr/ss - твердые растворы граната, Р:css -твердые растворы пироксена.

Т, "С 1S00 Г.....-Г----Г" L У —I-1-Г I-1- 7 ГПа

1700 1000 1500 Д ¿рД 0 -ojs— о А .J-ЬШ- V * • • L,Grt„

*L,Px„(Ky) • L,P'x..,Grt„(Ky)

1400 -в а в . •

1300 -о 1 Рх* о J-----L. „1 Grt,.(Ky) * • 1 г 1 1 1

0 20 40Моп.% 60 80 100

•Jd" "Рф"

Значительные содержания Esk (-20 мол.%) наблюдаются только в богатых Jd компонентом Срх. Подобные Срх были обнаружены в природе в кианитовых эклогитах [B.C. Соболев, A.B. Соболев, 1977] и гроспидитах [Sobolev et al., 1968]. В наших экспериментах высокоглиноземистые фазы {Ку и Cru) были получены в качестве второстепенных минералов, содержания которых не превышают 5%. Это связано с накоплением в остаточном расплаве с понижением температуры избыточного AI, что также ука-

зывает на псевдобинарность системы и невозможность вхождения Иа в Оп непосредственно в виде М минала.

2.5.4. Условия и механизм образования Ыа-содержащих мэйджоритошх гранатов

Экспериментальное изучение систем Рф-Ка2М£8150|2, Ргр-М и Ргр-№2СОз при высоких давлениях с учетом рентгенометрических исследований кристаллов [ВоЬгоу е1 а1., 2008Ь] позволило выявить единый механизм образования Ыа-содержащих мэйджоритовых гранатов. В структуре натрий занимает позицию М2 с координационным числом 8. В процессе растворения Ыа-компонента в йп наблюдаются два конкурирующих процесса: с одной стороны, происходит расширение М2 за счет крупного иона Иа, с другой стороны, октаэдрическая позиция М1 уплотняется за счет вхождения 81. Тем самым, экспериментально подтверждена модель формирования >5а-содержащих мэйджоритовых гранатов, впервые предложенная в работе [8оЬо1еу, ЬаугеЩ'еу, 1971], согласно которой, формирование твердых растворов граната связано с гетеровалентным изоморфизмом типа Мёуш + А1У1 -> Иа™1 + в^1. Поисковые эксперименты с участием гроссулярового и альмандинового компонентов Ог( также подтверждают эту схему.

М ЫавП

' 1 / o7 0/ 7 1 ¿¡■у г/ А ф у\ -1 -2

О -3

/о о о / О ■4

"гТО О со ■

Я V О ° . ДЭ ° 6 О Mg.si,o,j , i .„

3 3.1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 Prp Si, ф.е. —Maj

Рис. 13. Особенности состава Na-содержащих мэйджоритовых гранатов, синтезированных в опытах при 7,0 и 8,5 ГПа в системах fVp-Na2MgSi50|2 (1), Prp-Jd (2) и Prp-Na2C03 (i). Для сопоставления показаны составы Crt, образующих включения в алмазах из кимберлитов (4), по данным {Stachel, 2001; Stachel et al., 2000; Davies et al., 2004; Pokhilenko et al., 2004; Sobolev et al., 2004].

Таблица. Распределение элементов (Кр) между б>7 и равновесным расплавом в изученных системах при Р - 8,5 ГПа и 50 мол. % Р^эА^зОц

Система Температура, °С Kp(Na) Kp(Si) КР(А1) Kp(Mg)

Рф-NaGrt 1840 0,057 0,631 12,993 2,637

1800 0,068 0,640 11,814 2,726

1760 0,111 0,648 8,127 2,801

Prp-Jd 1810 0,025 0,869 0,987 0,890

1730 0,029 0,880 0,979 0,854

1590 0,086 0,932 0,870 1,810

P/-p-Na2C03 1500 0,061 1,046 1,039 1,042

1410 0,119 1,043 1,028 1,026

Полученные результаты показывают, что Na входит в Grt в виде компонента Na2MgSi50]2 независимо от исходного состава системы (рис. 13). При этом на кристаллизацию Na-содержащих гранатов основное влияние оказывают температура, давление и состав системы. Увеличение давления приводит к закономерному росту содержания Na в Grt. Такой же эффект наблюдается при снижении температуры вплоть до солидуса систем (табл.). Эксперименты доказали, что NaGrt совместим с богатыми натрием щелочными силикатными и карбонатно-силикатными расплавами и при 8,5 ГПа способен содержать не менее 1,5 мае. % Na20, что связано с существенным перераспределением Na в расплав по отношению к Grt (таблица). Повышенная щелочность расплавов подтверждается находкой NaGrt (1,37 мае. % Na20) в ассоциации с калийсодержащим Срх (1,44 мае. % К20) в виде включений в алмазе Гвинеи [Stachel et al., 2000], а также многочисленными находками щелочных карбонатно-силикатных включений в природных алмазах (см. раздел 1.1.2). Тем не менее, более значительные вариации состава природных Na-содержащих мэйджоритовых гранатов (рис. 13) связаны с примесью Maj. Это указывает на широкий диапазон щелочности мантийных алмазообразующих расплавов.

2.5.5. Граиат-пироксеновая барометрия парагенезисов с участием Na-содержащего мэйджоритового граната

С учетом экспериментальных данных в многокомпонентной системе Na20-Ca0-Mg0-Fe0-Al203-Si02 [Ono, Yasuda, 1996; Irifune et al., 1986; Kato, 1989; Gasparik, 1996; Bobrov et al., 2008a] предложена полуэмпирическая модель гранат-клинопироксенового барометра на основе эффекта изменения содержания натрия в гранате [Симаков, Бобров, 2008]. Наблюдаемые в гранатах ламели богатого жадеитом пироксена [Haggerty, Sauter, 1990; Harte, Cayzer, 2007] являются результатом разложения высокобарических Na-содержащих гранатов. В связи с этим, процесс вхождения Na в гранат можно рассматривать как растворение в нем жадеита, осуществляемое с привносом натрия и кремния по реакции [Симаков, 2003]:

СазА128130|2 + 2МвзА128ЬО|2 + 4*8Ю2 + хИа20

Сг5 Ргр

2хНаА1812Об + 0,5(1+д:)СаМв81206 + 0,5(1+(3-х)СаА128Ю6. (6)

Л /)/ Еп СаГ«

Давление в ней рассчитывается по общей формуле

Р = -(АСт+ 8,3144 Т\пК)/ ДК, (I)

где Р - давление (бар); Д(?г - свободная энергия Гиббса (Дж/моль); Т -температура (К); ДУ - объемный эффект (Дж/бар-моль). 1п*> а^а**™ (II)

ДК=2хК^0,5(1+х)Ко,+(3-х)КСаг,+0,5(11-х)Кь-2К^-К&г4хК8Ю2-хК№2о (III)

Энергия Гиббса и объемный эффект реакции (6) рассчитываются по методикам, описанным в работе [Симаков, 2003]. Расчет активностей пи-ропового и гроссулярового миналов граната производится по однопозиционной модели [Вегтап е! а1., 1995], активности Ыа20 и 8Ю2 приняты за 1. Активности диопсидового, чермакитового, энстатитового и жадеитового миналов пироксена - по идеальной модели:

СС Еп = Хм^1 1 (IV)

С-Са7о = ^Са Хм Х'Дм : (V)

<Хд/ = Ха, ; (VI)

ам=ХшшХммХ^ (VII)

где Хя = 81 /2; ХАУ = 1 А1м1 = А1 - АГ; М1 = РеМ1 + Мём| + Т1 + Сг + Ре3' А1М|; М2 = Реш + + Са + Мп + Ыа + К.

Калибровка значений л: для барометра произведена на основе экспериментальных работ, проведенных в диапазоне температур от 700 до 2100°С и давлений от 2 до 22 ГПа [Опо, Уагтёа, 1996; 1пШпе « а1., 1986; Ка1о, 1989; Оаэрапк, 1996; ВоЬют й а1., 2008а]. В итоге получены зависимости х реакции (6) от содержания № в гранате (рис. 14).

Для экспериментов с содержанием Иа в гранате более 0.04 ф.е. применима следующая зависимость:

* = 0,56(Л%а)~°-274 (VIII)

В случаях с содержанием № в гранате менее 0.04 ф.е. использовалось уравнение:

х = 0,919(*%аГК2 (IX)

Данный барометр был применен к эклогитовым включениям алмазов из Гвинеи, для которых исследователями предполагались сверхвысокие давления образования, и из трубки Премьер, а также к неалмазоносным эклогитам трубки Обнаженная. Проведенные расчеты подтвердили образование алмазов из Гвинеи при сверхвысоких давлениях. Р-Т параметры включений алмазов из трубки Премьер соответствуют области стабильно-

сти алмаза, а эклогиты трубки Обнаженная, в основном, области стабильности графита или находятся в области кривой графит-алмаз (рис. 15).

I 16

2.0 I | о-1 о-2

¡.б 12 св с U 8 • -3 *-4

0.8 | + + + + ИГ8 4 •

0.4 "I. , , + I.. 1_.— 0 *** * * —I-

алмаз.

"rpaSovvr

0.0

0.2

0.4 0.6

0.8

1.0

Рис. 14. Зависимость параметра х в реакции (6) от содержания Ыа в гранате. Калибровка значений х произведена на основе экспериментальных данных взятых из работ [Опо, Уазис1а, 1996; МАте е1 а!., 1986; КаЮ, 1989; Саврапк, 1996; ВоЬгоу а а!.. 2008а].

800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Т," С

Рис. 15. Расчет температуры и давления эклогитовых парагенезисов включений в алмазах Гвинеи (1), трубки Премьер (2) и .мантийных ксенолитов трубок Удачная (3) и Обнаженная (4) (анализы взяты из работ [Соболев, 1974; У ханов и др., 1988; Stachel et al„ 2000]).

Из полученных результатов следует, что разработанная модель гра-нат-клинопироксенового барометра для минеральных ассоциаций с участием Иа-содержащего мэйджоритового граната применима к верхнемантийным и сверхглубинным парагенезисам мантии, позволяет оценивать их глубинность, соответствуя необходимым петрологическим критериям, и может быть применима для оценки потенциальной алмазоносности мантийных парагенезисов.

Часть III. Силикатно-карбонатная (карбонатитован) модель природного алмазообразования. Эксперимент в приложении к природным данным

3.1. Особенности кристаллизации алмаза в многокомпонентных сили-катно-карбонатных расплавах с растворенным углеродом

В современной литературе рассматривается целый набор мантийных сред, фрагменты которых захватываются растущими кристаллами алмаза в виде кристаллических и флюидных сингенетических включений и которые поэтому могут быть потенциально ответственны за алмазообразование. К их числу относят силикаты (перидотитовой и эклогитовой ассоциации), сульфиды, карбонаты, хлориды, фосфаты, оксиды, металлы, воду, углекислоту и пр. Минералогические данные в сочетании с экспериментальными критериями позволили нам установить доминирующую роль силикатно-карбонатных (карбонатитовых) расплавов в природном алмазообразова-

нии. Примесные компоненты по своим концентрационным вкладам и по значению для кристаллизации алмаза являются второстепенными, хотя их содержания в составе материнских силикатно-карбонатных расплавов могут сильно варьировать. Это приводит к тому, что в ряде случаев некоторые примесные компоненты, главным образом, несмесимые с силикатными (хлориды) и силикатно-карбонатными расплавами (сульфиды, металлы) могут приобретать роль доминирующей среды в кристаллизации алмаза. Так, хлоридные компоненты обнаруживаются в существенных количествах в составе сингенетических включений в кубических алмазах и алмазах с оболочкой [Izraeli et al., 2001; 2004; Klein-BenDavid et al., 2004; 2006]. Сульфидные и металлические включения иногда резко преобладают среди группы центральных включений в ядерных частях кристаллов алмаза [Буланова и др., 1986], которые иногда рассматриваются как затравки при последующей кристаллизации алмаза с силикатными включениями.

Согласно существующим представлениям и моделям [B.C. Соболев, 1960; Haggerty, 1986; Sobolev, Shatsky, 1990; Navon, 1999; Taylor, Anand, 2004], важную роль в алмазообразующих средах играют флюидные компоненты (СО2, НгО и др.), что согласуется с экспериментальными данными по моделированию процессов алмазообразования в сухих и флюидсодер-жащих средах различного состава [Akaishi et al., 2000; Yamaoka et al., 2002; Сокол, Пальянов, 2004; Pal'yanov et al., 2007]. Исследования флюидсодер-жащих систем только начинаются, и для точной оценки роли флюидов в алмазообразовании необходима экспериментальная база данных по сухим системам, которые и рассмотрены в настоящей работе.

В физико-химическом отношении силикатные и карбонатные компоненты материнских расплавов при Р-Т параметрах алмазообразования являются полностью смесимыми. Существуют минералогические свидетельства достаточно широких вариаций их составов по силикатно-карбонатному отношению, по содержанию кремнезема (от перидотитовых до эклогитовых ассоциаций), по щелочности (богатые калием, натрием и без щелочей), по окислительно-восстановительным условиям (кроме алмаза, в примесных количествах встречаются свободные металлы, графит, карбиды, С02 и СН4).

Углерод растворяется в карбонатных и карбонатно-силикатных расплавах любого состава. При этом главное значение для генезиса алмаза, по-видимому, имеет углерод, находящийся в атомарной (кластерно-атомарной) форме при возможном разнообразии его источников [Navon, 1999], о чем свидетельствует возникновение нанофаз графита и алмаза при закалке экспериментальных карбонатитовых расплавов, фиксируемое данными микрорамановской спектроскопии и изотопного состава углерода в закалочных карбонатных фазах [Litvin et al., 2005; Spivak et al., 2008]. Возможность значительного участия C02 в качестве источника углерода [Pal'yanov et al., 2002], относится к сильно восстановительным условиям.

По экспериментальным данным карбонаты в условиях стабильности алмаза плавятся конгруэнтно, без признаков разложения с образованием углекислоты. Карбонатные минералы и расплавы не вступают в реакции окисления-восстановления с углеродом, что свидетельствует о возникновении устойчивых буферов типа карбонат-силикат-твердый углерод, которые поддерживают окислительно-восстановительный потенциал процесса ал-мазообразования на уровне буфера Fe/FeO [Литвин и др., 2008]. Нуклеация алмаза в таких расплавах начинается при достижении лабильно пересыщенного состояния растворов углерода по отношению к алмазу.

Экспериментальные исследования многокомпонентных перидотит-карбонатитовых и эклогит-карбонатитовых систем при стандартизованном давлении 8,5 ГПа в узком температурном интервале 1760-1820°С показали, что алмазообразующая эффективность их углеродсодержащих расплавов имеет концентрационные ограничения. Эффективные для нуклеации алмаза составы приурочены исключительно к существенно карбонатито-вым частям систем и ограничены КБНА для случаев K-Na-Ca-Mg-Fe-карбонатитового, Ca-Mg- и К-карбонатных составов (при концентрациях 30, 25 и 30 мае. % перидотитовой составляющей и 35, 30 и 45 мае. % экло-гитовой составляющей соответственно).

Рис. 16. Зависимость положения КБНА от химического состава углеродсодержащих перидотит-карбонатных и эклогит-карбонатных ростовых расплавов (сплошные линии) в

сопоставлении с данными по модельным системам (Ab, Si02, Fo) с участием К2СО3 (пунктир) при 8,5 ГПа и 1700-1800°С [В.Ю. Литвин, Ю.А. Литвин, 2008]. Цифры в скобках - содержание силикатов в силикатно-карбонатных расшивах на КБНА (мае. %).

Carb 20 40 Mac %60 80

На рис. 16 показаны относительные положения КБНА в изученных системах в сопоставлении с данными по упрощенным модельным системам альбит-К2СОз-С, форстерит-К2СОз-С и Si02-K2C03-C. Из диаграммы следует, что ингибиторное влияние эклогитовых компонентов на нук-леацию алмазной фазы в щелочных карбонатно-силикатных алмазообра-

зующих расплавах ниже, чем перидотитовых компонентов. В этом плане самыми высокоэффективными алмазообразующими средами являются щелочные алюмосиликатно-карбонатные системы (например, КаА^зО«-К2СО3-С [В.Ю. Литвин, Ю.А. Литвин, 2008]). Различия в положении КБНА указывают на то, что граничные химические условия природного алмазообразования, определяемые способностью материнских сред к нук-леации алмазной фазы, могут существенно изменяться с парагенетически-ми вариациями содержаний силикатных компонентов в материнской среде. Состав карбонатных компонентов, как следует из рис. 16, также оказывает влияние на КБНА: щелочной К-карбонат и многокомпонентный К-Ма-Са-1У^-Ре-карбонатит [8сИгаис1ег, Иауоп, 1994] оказываются более эффективными для нуклеации алмаза по сравнению с Ca-Mg-кapбoнaтoм. Можно ожидать определенное влияние растворимых в карбонатитовых расплавах компонентов флюидной системы С-О-Н на положение концентрационных границ алмазообразующих расплавов мантии, характерных для расплавов без их участия. Возможность развития при этом реакций карбонатизации с участием компонентов перидотита также не может быть исключена [Рябчиков и др., 1993; Литвин, 1998].

Случаи совместной кристаллизации алмаза и графита в термодинамическом поле стабильности алмаза (см., например, рис. 2а) можно объяснить локальной концентрационной неоднородностью алмазообразующей среды, в которой сосуществуют лабильно и метастабильно пересыщенные к алмазу растворы, вблизи КБНА. Эти экспериментальные результаты приложимы к объяснению фактов обнаружения включений монокристаллического графита в природных алмазах [например, ОПппешапп е! а1., 2003] и противоречат точке зрения о том, что включенный в природные алмазы графит свидетельствует о метастабильном росте алмаза.

С ростом содержаний силикатных компонентов относительно КБНА в материнских средах нуклеация алмаза прекращается, но за барьером рост алмаза может происходить на затравочных кристаллах, и не исключено, что затравочное нарастание кристаллов алмаза будет осуществляться вплоть до силикатно-углеродных составов материнских сред. Это позволяет предположить, что в условиях контаминации или фракционной кристаллизации с изменением карбонатно-силикатного отношения материнской среды ее состав может переместиться от условий спонтанной нуклеации алмаза к условиям роста на затравке, когда спонтанная нуклеация алмаза уже невозможна. Таким образом, в природе может быть реализован процесс, при котором алмазы, спонтанно образовавшиеся в карбонатитовом расплаве, продолжают свой рост в существенно силикатном расплаве как затравки.

Алмазообразующая эффективность силикатно-карбонатных расплавов четко соответствует и другому важному критерию сингенезиса алмаза и его силикатных и карбонатных включений. Экспериментальные ассоциа-

ции высокого давления не только содержат весь набор минералов, характерных для включений в алмазах перидотитового (оливин, гранат, клино- и ортопироксены) и эклогитового (гранат, клинопироксен) типа, но также и демонстрируют признаки, типичные для минералов алмазного парагенезиса. К числу этих признаков относятся существенные примеси Na в гранатах и К в клинопироксенах, которые являются надежными индикаторами кристаллизации этих минералов из щелочных силикатно-карбонатных расплавов [Perchuk et al., 2002; Сафонов и др., 2004; Bobrov et al., 2008Ь]. Расплавы, полученные в ходе экспериментов, по составу и температурным трендам близки к высокоплотным флюидным карбонатитовым включениям в алмазах (рис. 1). Так, составы карбонатно-силикатных включений в некоторых кристаллах алмаза Ботсваны варьируют от относительно богатых SiC>2 до бедных кремнеземом и богатых CaO [Schrauder, Navon, 1994]. По результатам изучения распределения редких элементов в субмикроскопических включениях в Заирских алмазах [Tomlinson et al., 2005] также устанавливается главный тренд эволюции карбонатно-силикатных расплавов от богатых кремнеземом к существенно карбонатным жидкостям. А.А. Ширяев с соавторами [2005] наблюдали зональное распределение микровключений в одном из кристаллов алмаза (BR-5) Бразилии (рис. 1): включения в центральной зоне обогащены водой и силикатными компонентами, а во внешней зоне включения имеют преимущественно карбона-титовый состав с повышенными концентрациями хлора. Эти данные находятся в соответствии с температурным трендом, установленном в наших экспериментальных исследованиях и отражают рост кристаллов алмаза на фоне снижения температуры.

Наши эксперименты, таким образом, моделируют природные потенциально алмазообразующие среды, в которых формируются первичные включения в мантийных алмазах. Важно отметить, что примененный нами подход, основанный на критериях нуклеации и сингенезиса алмаза и его включений, уже был успешно реализован на примере расплавов мелано-кратовых карбонатитов Чагатайского комплекса [Бобров и др., 2004; Литвин и др., 2005], для которых по результатам проведения экспериментов была установлена высокая алмазообразующая эффективность.

3.2. Происхождение и эволюция алмазообразующих стикатно-карбонатных расплавов

Вопросы образования алмазообразующих силикатно-карбонатных расплавов и их связь с различными породами и магмами в условиях мантии Земли широко дискутируются в современной петрологии. Экспериментальное изучение этих проблем только начинается, поэтому можно обсуждать лишь основные подходы к их решению.

Результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о возможности генерации щелочных алмазообразующих расплавов в процессах

пограничного взаимодействия химически активных компонентов плюмов с веществом ультраосновной мантии [Green, Wallace, 1980; Hauri et al., 1993; Rudnick et al., 1993; Wyllie, 1996; Литвин, 1998; Gasparik, Litvin, 2002]. Возможность мантийного происхождения карбонатных магм обосновывается находками ксенолитов карбонатсодержащих перидотитов [Kogarko et al., 1995; 2001; Ionov, 1998; Moine et al., 2004; Delpech et al., 2004] и экспериментами по плавлению карбонатизированных лерцолитов [Wallace, Green, 1988; Falloon, Green, 1990; Delpech et al., 2004]. Возникающие в результате частичного плавления мантийного субстрата силикатно-карбонатные (карбонатитовые) и карбонатно-силикатные (кимберлитовые) расплавы отличаются полной жидкостной смесимостью их карбонатных и силикатных составляющих при Р-Т параметрах алмазообразования. В условиях формирования и эволюции подвижных, ультрабазитовых расплавов важное значение приобретают процессы фракционной кристаллизации, углубляющей дифференциацию расплавов в сторону накопления в их составе жадеитового компонента пироксенов, что ведет к реакционному переходу от форстерит-нормативных расплавов к 8Ю2-нормативным с преодолением ликвидусного перидотит-эклогитового барьера [Gasparik, Litvin, 1997]. В результате могут образоваться магмы эклогитового (основного) состава, которые также оказываются полностью смесимыми с карбонатитовыми расплавами. Для силикатно-карбонатных (карбонатитовых) расплавов часто характерна примесь хлоридных компонентов, что устанавливается по результатам изучения флюидных включений в алмазах [Izraeli et al., 2001; 2004; KleinBen-David et al., 2007] и минералах связующей массы алмазоносных кимберлитов трубки Удачная-восточная [Головин и др., 2003; Kamenetsky et al., 2004].

Проведенные нами эксперименты показывают, что фазами ликвидуса в щелочных силикатно-карбонатных расплавах, даже при весьма существенных содержаниях карбонатных компонентов (>60-70 мае. %), являются силикатные минералы, что находится в соответствии с результатами экспериментального изучения хлорсодержащих карбонатно-силикатных систем [Safonov et al., 2007]. Полученные нами результаты также хорошо сопоставляются с экспериментами по частичному плавлению карбонатизиро-ванного вещества мантии [Dalton, Presnal, 1998; Moore, Wood, 1998; Yaxley, Brey, 2004; Гирнис и др., 2005]. Составы расплавов, возникающих при плавлении карбонатизированных перидотитов и эклогитов, существенно варьируют от силикатно-карбонатных и собственно карбонатитовых до богатых кремнеземом карбонатно-силикатных расплавов с возрастанием степени частичного плавления, т. к. при высоком давлении карбонатно-силикатные системы характеризуются полной взаимной растворимостью краевых членов. С добавлением хлоридных компонентов в расплавах возникает жидкостная несмесимость, определяющая наличие предела растворимости силикатных компонентов в хлоридно-карбонатных расплавах

[Perchuk et al., 2002; Safonov et al., 2007]. В условиях термодинамической стабильности алмаза при насыщении силикатно-карбонатных расплавов свободным углеродом в них может происходить кристаллизация алмаза.

Дальнейшая эволюция силикатно-карбонатных магм связана с их подъемом в верхние мантийные зоны и земную кору. Известны проявления мантийных карбонатитов, источники расплавов которых относятся к глубинам около 100-150 км [например, Bailey et al., 2006]. Подъем может сопровождаться развитием жидкостной несмесимости в богатых С02 щелочных магмах с образованием карбонатитовых расплавов [Perchuk, Lindsley, 1982]. Такая возможность подтверждается экспериментальными данными [Koster van Groos et al., 1966; Freestone et al., 1980; Kjarsgaard et al., 1989; Kjarsgaard, 1998; Lee, Wyllie, 1998; Сук, 2001], а также находками магматических карбонатных обособлений в щелочных силикатных породах [Rankin, Le Bas, 1974; Kjarsgaard, Hamilton, 1989] и ксенолитах лерцолитов из кимберлитов [van Achterbergh et al., 2004]. Наконец, в ходе внедрения силикатно-карбонатных расплавов на определенных глубинах может происходить взаимодействие карбонатных компонентов расплавов с силикатными минералами по реакции типа

Dol + Орх Срх + 01 + С02, (7)

что будет приводить к их декарбонатизации.

Необходимо также отметить генетическое родство между карбонати-товыми и кимберлитовыми магмами, подтверждаемое экспериментальными данными [Гирнис и др., 2005]. Изотопные отношения Sr и Nd в карбо-натитах и кимберлитах свидетельствуют о принципиальном сходстве их мантийных источников и их генерации в сублитосферной мантии из слабо деплетированного субстрата, который обогащается радиогенными изотопами и несовместимыми элементами непосредственно перед выплавлением карбонатитовых и кимберлитовых магм [Фролов и др., 2005]. При этом, по сравнению с карбонатитами, кимберлиты генерируются на относительно больших глубинах, при наиболее низких величинах термального потока, минимальных степенях частичного плавления мантийного вещества и относительно слабой проницаемости литосферы для глубинных флюидов и магматических расплавов. Проведенное сопоставление возрастов массивов карбонатитов и кимберлитов мира [Белов и др., 1999] показывает, что для тех и других отмечается близсинхронное развитие с максимумами проявления в рифее и мезо-кайнозое. Однако в пределах отдельных платформ при общем совпадении намечается тенденция некоторого «запаздывания» проявления кимберлитового магматизма по сравнению с ультраосновным щелочным и карбонатитовым.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По экспериментальным и минералогическим данным обоснована модель мантийных карбонатно-силикатных (карбонатитовых) расплавов как доминирующих материнских сред для природных алмазов. Показано, что составы силикатных составляющих материнских расплавов изменчивы и насыщены компонентами мантийных пород - пироповых перидотитов, гранатовых пироксенитов и эклогитов. По концентрационным вкладам и доминирующей роли в генезисе алмаза выделены главные (карбонатные и силикатные), а также второстепенные (примесные) компоненты. К числу последних относятся как растворимые в силикатно-карбонатных расплавах (оксиды, фосфаты, хлориды, углекислота, вода), так и нерастворимые (сульфиды, металлы, карбиды).

Впервые экспериментально изучены фазовые отношения и кристаллизация алмаза в модельных карбонатно-силикатных и алюмосиликатных средах с широким диапазоном состава. Полученные результаты позволили проследить эволюцию алмазообразующих систем и подтвердить принципиальную возможность сингенезиса алмаза и минеральных (силикатных и карбонатных) включений в нем. Экспериментально установлено сходство состава силикатных минералов с данными по включениям в природных алмазах (повышенные содержания № в гранатах и К в клинопироксенах).

Впервые экспериментально показано, что образование Ыа-содержащих мэйджоритовых гранатов контролируется как Р-Т параметрами, так и щелочностью расплавов. Формирование алмазов с включениями таких гранатов возможно в щелочных карбонатно-силикатных (алюмосиликатных) расплавах. Установлен механизм растворения Ыа-минала в мэйджоритовых гранатах.

В системе диопсид-геденбергит-жадеит, моделирующей омфацито-вый пироксен природных эклогитов, осуществлено экспериментальное изучение фазовых отношений при 12-24 ГПа, в результате которого были воспроизведены минеральные парагенезисы включений в алмазах низов верхней мантии и переходной зоны. На основе выявленных особенностей состава мэйджоритовых гранатов в зависимости от давления предложен новый метод оценки глубинности образования ассоциаций с участием Ыа-содержащих мэйджоритовых гранатов.

В общем случае результаты проведенных экспериментов находятся в соответствии с природными данными. Вместе с тем, по-прежнему остается неясной роль некоторых некогерентных компонентов в алмазообразующих средах. В частности, будущие экспериментальные работы должны учитывать присутствие в алмазообразующих системах сульфидных компонентов (в связи с окислительно-восстановительными условиями), а также С-О-Н флюидов (в связи с их влиянием на нуклеацию и кинетику кристаллизации алмаза и других сингенетических минералов).

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ (статьи в реферируемых журналах и сборниках)

1. Бобров А.В., Гаранин В.К. Минералогия и генезис зональных нодулей пироповых перидотитов // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. геол. 1996. № 1. С. 35-47.

2. Маракушев А.А., Бобров А.В. Специфика кристаллизации эклогитовых магм в алмазной фации глубинности // Докл. РАН. 1998. Т. 358. № 4. С. 526-530.

3. Маракушев А.А., Бобров А.В., Зотов И.А., Панеях Н.А. Минералогические признаки полифациальности алмазоносных пород // Минерал, журн. 1998. Т. 20. № 6. С. 72-82.

4. Litvin V.Yu., Gasparik T., Litvin Yu.A., Bobrov A.V. Melting experiments on the enstatite-nepheline and forsterite-jadeite joins at pressures 6.5-13.5 GPa: the rôle of NajMgiSiîO? for Ne-normative mantle solids // Experiment in Geosciences. 1998. V. 7. № 2. P. 6-7.

5. Бутвина В.Г., Бобров A.B., Литвин Ю.А. Экспериментальное изучение системы пироп-гроссуляр-альмандин при 6.5 ГПа и 1500-1900°С // Докл. РАН. 2001. Т. 379. № 5. С. 655-658.

6. Литвин Ю.А., Бутвина В.Г., Бобров А.В., Жариков В.А. Первые синтезы алмаза в сульфид-углеродных системах: роль сульфидов в генезисе алмаза // Докл. РАН. 2002. Т. 382. № 1. с. 106-109.

7. Бобров А.В., Литвин Ю.А., Диваев Ф.К. Экспериментальное изучение фазовых отношений карбонатно-силикатных пород из диатрем Чагатайского комплекса, Западный Узбекистан // Докл. РАН. 2002. Т. 383. № 3. С. 374-377.

8. Bobrov A.V., Litvin Yu.A., Divaev F.K. Phase relationships of diamond-bearing carbonate-silicate rocks from the Chagatai massif, Uzbekistan (experiment at 7 GPa) // Experiment in Geosciences. 2002. Vol. 10. No. 1. P. 56.

9. Бобров A.B., Гаранин B.K., Никифорова А.Ю. Мантийные породы ким-берлитовой трубки Обнаженной (Якутия). Статья 1. Химизм, петрография, минералогия // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 2003. Т. 78. Вып. 3. С. 7687.

10. Бобров А.В., Гаранин В.К., Никифорова А.Ю. Мантийные породы кимберлитовой трубки Обнаженной (Якутия). Статья 2. Условия образования и эволюция минеральных парагенезисов // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 2003. Т. 78. Вып. 4. С. 78-85.

11. Бобров А.В., Литвин Ю.А., Диваев Ф.К. Фазовые отношения и синтез алмаза в карбонатно-силикатных породах Чагатайского комплекса, Западный Узбекистан: результаты экспериментов при Р = 4-7 ГПа и Т = 1200-1700°С // Геохимия. 2004. № 1. С. 49-60.

12. Маракушев А.А., Бобров А.В. Генетические типы алмазоносных пород / В сб. «Геология алмазов - настоящее и будущее (геологи к 50-

летнему юбилею г. Мирный и алмазодобывающей промышленности России)». Изд-во Воронежского гос. ун-та. 2005. С. 528-541.

13. Бобров А.В., Гаранин В.К., Никифорова А.Ю. Петрология мантийных пород севера Якутской алмазоносной провинции (по результатам изучения ксенолитов из трубки Обнаженная) / В сб. «Геология алмазов -настоящее и будущее (геологи к 50-летнему юбилею г. Мирный и алмазодобывающей промышленности России)». Изд-во Воронежского гос. ун-та. 2005. С. 638-649.

14. Бобров А.В., Веричев Е.М., Гаранин В.К., Кудрявцева Г.П. Первая находка кианитового эклогита в кимберлитовой трубке им. В. Гриба (Архангельская провинция) // Докл. РАН. 2005. Т. 402. № 4 С. 515-518.

15. Маракушев А.А., Бобров А.В. Проблемы первичных магм и глубины зарождения алмазоносного магматизма // Докл. РАН. 2005. Т. 403. № 4. С. 517-521.

16. Бобров А.В. Фазовые превращения в условиях верхней мантии и переходной зоны (на примере системы CaMgSijOfi-CaFeSiiOc-NaAlSijOi) // Известия СНЗ РАЕН. 2006. Вып. 15. С. 147-160.

17. Bindi L., Bobrov A., Litvin Yu.A. Incorporation of Fe3+ in phase-X, A2_ XM2S12O7HX, a potential high-pressure K-rich hydrous silicate in the mantle // Mineral. Mag. 2007. V. 71. № 3. P. 265-272.

18. Marakushev A.A., Bobrov A.V., Paneyakh N.A., Garanin V.K., Lu Fengxiang, Sang Longkang, Chen Meihua. Genetic features of peridotite-eclogite complexes in fold-belts and diamondiferous pipes in cratons // Earth Sci. Frontiers. 2007. V. 14. No. 2. P. 109-128.

19. Бобров А.В,, Литвин Ю.А. Экспериментальное изучение системы Mg3Al2Si30i2-Na2MgSi50i2 при 7.0. и 8.5 ГПа в связи с проблемой образования Na-содержащих гранатов // Докл. РАН. 2008. Т. 419. № 2. С.

242-246.

20. Симаков С.К., Бобров А.В. Гранат-пироксеновая барометрия параге-незисов с участием Na-содержэщего мэйджоритового граната // Докл. РАН. 2008. Т. 420. № 3. С. 385-387.

21. Литвин Ю.А., Бобров А.В, Экспериментальные исследования кристаллизации алмаза в карбонатно-перидотитовых расплавах при 8.5 ГПа // Докл. РАН. 2008. Т. 422. № 4. С. 528-532.

22. Bobrov A.V., Kojitani Н., Akaogi М., Litvin Yu.A. Phase relations on the diopside-hedenbergite-jadeite join up to 24 GPa and stability of Na-bearing majoritic garnet// Geochim. Cosmochim. Acta. 2008a. V. 72. P. 2392-2408.

23. Bobrov A.V., Litvin Yu.A., Bindi L., Dymshits A.M. Phase relations and formation of sodium-rich majoritic garnet in the system Mg3Al2Si30\2~ Na2MgSi50i2 at 7.0 and 8.5 GPa // Contrib. Mineral. Petrol. 2008b. V. 156. P.

243-257.

(тезисы докладов)

1. Bobrov А.V., Litvin Yu.A., Divaev F.K. Diamondiferous carbonate-silicate rocks from the Chagatai Complex: Evidence from experiments at 7.0 GPa and 1200-1700 С / The Deep Earth: Theory, Experiment and Observation. Abstracts. Espinho, Portugal. 2001.

2. Бобров A.B., Литвин Ю.А., Диваев Ф.К. Фазовые отношения алмазоносных карбонатно-силикатных пород комплекса Чагатай, Узбекистан (эксперимент при 7 ГПа) / Тез. докл. XIV Рос. совещ. по экспер. минералогии. Черноголовка. 2001. С. 33.

3. Бутвина В.Г., Литвин Ю.А., Бобров А.В., Специус З.В. Синтезы алмаза в сульфидных расплавах эклогит-сульфид-карбонатной системы при Р = 6-8 ГПа / Тез. докл. XIV Рос. совещ. по экспер. минералогии. Черноголовка, 2001. С. 34.

4. Bobrov A.V., Litvin Yu.A. Melting relations of carbonate-silicate rocks from diatremes of the Chagatai Complex (West Uzbekistan): Evidence from experiments at 1200-1700°C and 4-7 GPa / EMPG IX. Journal of Conf. Abstracts. 2002. Vol. 7. No. 1. P. 14.

5. Bobrov A., Litvin Yu., Butvina V. Sulfide medium of diamond crystallization: experimental and natural aspects / 8th Intern. Conf. "New Diamond Science and Technology" (ICNDST VIII). Abstarcts. The Univ. of Melbourne. 2002. P. 197.

6. Шушканова A.B., Бобров A.B., Литвин Ю.А. Сульфид-силикат-углеродные системы: минеральные равновесия, алмазообразование, природные соотношения / Мат. ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ЕСЭМПГ-2003), Москва, 2003. С. 73-74.

7. Шушканова А.В., Бобров А.В., Литвин Ю.А. Сульфид-силикат-углеродные системы: минеральные равновесия, алмазообразование, природные соотношения // Вестник ОНЗ РАН. 2003. № 1(21). URL: http: //www.scgis.ru/russian/cpl251/h_dgggms/l-2003/informbul-l_2003/term-6.pdf.

8. Bobrov A., Litvin Yu., Butvina V. Diamond synthesis in sulfide medium at 6-8 GPa: Application to natural data / 8th Intern. Kimb. Conf. Ext. Abst. Victoria, ВС, Canada. 2003. FLA_0145 (CD-ROM).

9. Bobrov A., Verichev E., Garanin V., Garanin K., Kudryavtseva G. Xenoliths of mantle and metamorphic rocks from the diamondiferous V. Grib pipe: Petrology and genetic aspects / 8"' Intern. Kimb. Conf. Ext. Abst. Victoria, ВС, Canada. 2003. FLA_0146 (CD-ROM).

10. Nikiforova A., Bobrov A., Spetsius V. Garnet-clinopyroxene assemblage of mantle rocks from the Obnazhennaya kimberlite pipe (Yakutia) / 8th Intern. Kimb. Conf. Ext. Abst. Victoria, ВС, Canada. 2003. FLA_0149 (CD-ROM).

11. Бобров A.B., Веричев E.M., Гаранин B.K., Гаранин К.В., Кудрявцева Г.П. Минералого-петрографические особенности нодулей глубинных

пород из кимберлитовой трубки им. В. Гриба (Архангельская алмазоносная провинция) / В сб. «Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге 21 века». Изд-во Воронежского Гос. Ун-та. 2003. С. 31-33.

12. Bobrov А.V., Litvin Yu.A., Butvina V.G., Shushkanova A.V. The role of sulfide medium in diamond crystallization: experiments at 6-8 GPa / Suppl. to Geochim. Cosmochim. Acta. Goldschmidt Conf. Abst (Kurashiki, Japan). 2003. P. A41.

13. Bobrov A., Litvin Yu. Experimental study of phase relations in the FeS-NiS system at 7 GPa: modeling of diamond assemblages / 32nd Intern. Geol. Congress. Abstracts. Florence, Italy. 2004. P. 714-715.

14. Бобров A.B., Литвин Ю.А., Коджитани X., Акаоги М. Система СаМ-gSi206-CaFeSi206-NaAlSi206 при 7-24 ГПа и 1600-2250°С: моделирование минеральных ассоциаций верхней мантии и переходной зоны // Вестник ОНЗ РАН. 2006. № 1(24). URL: http://www.scgis.ru/russian/cpl251/h_dgggms/l-2006/informbul-l_2006/term-2.pdf

15. Bobrov A.V., Kojitani Н., Akaogi М., Litvin Yu.A. Experimental study of phase relations on the diopside CaMgSi2C>6-hedenbergite CaFeSi206-jadeite NaAlSi206 system at 7-24 GPa and 1600-2300°C / 19th General Meeting of the IMA. Program and Abstracts. Kobe, Japan. 2006. P. 102.

16. Бобров A.B., Литвин Ю.А. Синтез Иа-содержащих гранатов при Р = 7,0-8,5 ГПа и Т = 1500-1900°С // Вестник ОНЗ РАН. 2007. № 1(25). URL: http://www.scgis.ru/russian/cpl251/h_dgggms/l-2007/informbul-l_2007/term-2.pdf.

17. Бобров А.В., Литвин Ю.А. Образование алмаза в перидотит-карбонат-углеродных расплавах при 7,0-8,5 ГПа: концентрационный барьер нуклеации и сингенезис силикатных включений // Вестник ОНЗ РАН. 2007. № 1(25). URL: http://www.scgis.ru/russian/cpl251/h_dgggms/l-2007/informbul- l_2007/term-10.pdf.

18. Bobrov A.V., Litvin Yu.A., Kojitani H., Akaogi M. Formation of Na-bearing majoritic garnets in the Na20-Mg0-Ca0-Al203-Si02 system under extreme conditions of 7-24 GPa and 1500-2000°C / European Geological Union Annual Meeting, Vienna, Austria. 2007. V. 9. CD-ROM (00590).

19. Дымшиц A.M., Бобров A.B., Литвин Ю.А. Экспериментальное исследование системы Mg3Al2Si30|2-NaAlSi206 при 7,0 и 8,5 ГПа / Мат. ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ЕСЭМПГ-2008), Москва, 2008. С. 23-24.

20. Тумаркина Е.В., Бобров А.В., Литвин Ю.А. Кристаллизация алмаза в эклогит-карбонат-углеродных расплавах при 7,0-8,5 ГПа: концентрационный барьер нуклеации и сингенезис силикатных и карбонатных включений / Мат. ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ЕСЭМПГ-2008), Москва, 2008. С. 79-80.

21. Бобров А.В., Литвин Ю.А. Экспериментальное изучение фазовых отношений в перидотит-эклогит-карбонатитовых системах мантии в связи с проблемой генезиса алмаза / Мат. XXV Всерос. Семинара «Геохимия магматических пород. Щелочной магматизм Земли». Санкт-Петербург. 2008. С. 18-19.

22. Дымшиц A.M., Бобров А.В. Фазовые отношения Na-содержащих гранатов в щелочных силикатных и карбонатно-силикатных магмах / Мат. XXV Всерос. Семинара «Геохимия магматических пород. Щелочной магматизм Земли». Санкт-Петербург. 2008. С. 49-50.

23. Бобров А.В., Литвин Ю.А. Перидотит-эклогит-карбонатитовые системы при 7,0-8,5 ГПа: концентрационный барьер нуклеации алмаза и сингенезис его силикатных включений / Тез. докл. на Междунар. симп. «Петрология литосферы и происхождение алмаза». Новосибирск. 2008. С. 17.

24. Bobrov A.V, Litvin Yu.A. Melting relations and diamond synthesis in alkaline peridotite (eclogite)-carbonate-carbon melts at 7.0-8.5 GPa - car-bonatite model of diamond genesis / 33rd Intern. Geol. Congress. Abstracts. Oslo, Norway. 2008. MPI07409L (CD-ROM).

25. Bobrov A.V, Litvin Y.A. Diamond nucleation barrier and melting relations for Ol-Opx-Cpx-Grt-carbonate system: syngenesis of diamond and silicate minerals / 9th Intern. Kimb. Conf. Ext. Abst. Frankfurt, Germany. 2008. 9IKC-03- 1MO1P-0275 (CD-ROM).

26. Dymshits A.M., Bobrov A.V., Litvin Y.A., Bindi L. Na-rich majoritic garnets: high-pressure experiments and application for UHP diamond genesis / 9th Intern. Kimb. Conf. Ext. Abst. Frankfurt, Germany. 2008. 9IKC-03-1M01P-0274 (CD-ROM).

Отпечатано в отделе оперативной печати Геологического ф-та МГУ Тираж 15С экз. Заказ № 10

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Бобров, Андрей Викторович

Введение.

Часть I. Химический и фазовый состав среды алмазообразовання. Обзор аналитических и экспериментальных данных.

1.1. Парагенетические ассоциации природных алмазов.

1.1.1. Кристаллические включения в алмазе.

1.1.2. Флюидные и расплавные включения в алмазе.

1.2. Обзор данных по синтезу алмаза в различных химических средах.

Часть II. Экспериментальное изучение силикагно-карбонатных, сульфидных и алюмоспликатных систем при высоких давлениях.

2.1. Методика изучения кристаллизации алмаза и фазовых равновесий при высоких давлениях.

2.2. Фазовые отношения и синтез алмаза в силикатно-карбонатных средах.

2.2.1. Система перидотит-карбонат.

Синтез алмаза.

Фазовые отношения.

2.2.2. Система эклогит-карбонат.

Синтез алмаза.

Фазовые отношения.

Эксперименты с участием природных эклогитов.

2.2.3. Система пироп -Na2C03.

2.3. Синтез алмаза и фазовые отношения в сульфидных средах. Роль примесных компонентов в кристаллизации алмаза.

2.4. Система меланократовых Чагатайских карбонатитов как модель многокомпонентной алмазообразующей среды.

2.5. Фазовые отношения в алюмосиликатных системах мантии в связи с образованием Na-содержащих мэйджоритовых гранатов и других ультравысокобарных включений в алмазах.

2.5.1. Система диопсид-геденбергит-жадеит при 7-24 ГПа.

Система диопсид-геденбергит-жадеит при 7 ГПа.

Система диопсид-геденбергит-жадеит при 12-24 ГПа.

2.5.2. Система пироп -Na^MgSisOn при 7-8,5 ГПа.

2.5.3. Система пироп-жадеит при 7-8,5 ГПа.

2.5.4. Условия и механизм образования Na-содержащих мэйджоритовых гранатов.

2.5.5. Гранат-пироксеновая барометрия парагенезисов с участием Na-содержащего мэйджоритового граната.

Часть III. Силикатно-карбонатная (карбонатитовая) модель природного алмазообразования. Эксперимент в приложении к природным данным.

3.1. Особенности кристаллизации алмаза в многокомпонентных силикатно-карбонатных расплавах с растворенным углеродом.

3.2. Происхождение и эволюция алмазообразующих силикатно-карбонатных расплавах.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Минеральные равновесия алмазообразующих карбонатно-силикатных систем"

Общий состав материнских сред раскрывается ростовыми, т.е. сингенетическими, включениями в алмазах из кимберлитов и лампроитов. Фрагменты материнских сред в виде включений силикатных минералов [Соболев, 1974; Meyer, 1987; Taylor, Anand, 2004] свидетельствуют об их предельно широкой парагенетической принадлежности — от оливинсодержащих перидотиговых и пироксенитовых ассоциаций до эклогитовых и гроспидитовых, в том числе с коэситом [Соболев, 1983]. Многочисленные результаты изучения кристаллических включений в алмазах и геотермобарометрические оценки [Соболев, 1974; Meyer, 1987; Гаранин и др., 1991; Harris, 1992; Taylor, Anand, 2004] указывают на образование большинства из них на глубинах 150-200 км, в диапазоне давлений от 4 до 7 ГПа и температур от 900 до 1300°С. Были также установлены минеральные включения в алмазах, относящиеся к глубинам переходной зоны (410-660 км) [Moore, Gurney, 1985; 1989; Stachel, 2001] и нижней мантии (>660 км) [Scott Smith et al., 1984; Harte et al., 1999; Stachel et al., 2000; Kaminsky et al., 2001], что значительно расширило контуры условий природного алмазообразования и требует проведения дополнительных экспериментальных исследований. Изучение сингенетических флюид/расплавных включений в природных алмазах [Navon et al., 1988; 2003; Schrauder, Navon, 1994; Izraeli et al., 2001; 2004; Zedgenizov et al., 2004; Ширяев и др., 2005; Klein-BenDavid et al., 2004; 2007; Logvinova et al., 2008] показало, что их химические составы очень изменчивы из-за вариаций относительных содержаний в них главных карбонатных и силикатных и примесных (хлоридных, фосфатных, сульфидных, металлических и др.) компонентов. Важную роль играют также флюидные компоненты системы С-О-Н [Haggerty, 1986; Navon, 1999; Taylor, Anand, 2004].

Между тем, только минералогические данные не позволяют надежно установить химическую природу сред, ассоциированных с алмазами мантийного происхождения. Алмазообразующую эффективность таких сред можно определить в экспериментах при высоких давлениях и температурах, используя критерии их эффективности для нуклеации алмазной фазы и сиягенезиса алмазов и ростовых включений в них. Согласование 4 результатов экспериментальных и минералогических исследований позволило развить концепцию силикатно-карбонатных (карбонагитовых) материнских сред для доминирующей массы природных алмазов [Litvin, 2007]. В настоящее время актуальное значение приобрела проблема сингепезиса алмаза и ассоциированных с ним минералов верхней мантии, переходной зоны и нижней мантии, решение которой может быть достигнуто только с помощью методов физико-химического эксперимента в интервале давлений от 4 до 24 ГПа.

Для решения обозначенной актуальной проблемы мы провели комплексное экспериментальное исследование при высоких давлениях и температурах мантийных карбонат-силикат-углеродных алмазообразующих систем, включающее синтез алмаза и определение концентрационного барьера его нуклсации, изучение фазовых отношений и составов минералов в этих системах, и сопоставили полученные результаты с данными по минералогии алмаза и его минеральным парагенезисам.

1) исследование при давлениях 7,0-8,5 ГПа и температурах 1000-1800°С фазовых отношений (с участием алмаза) перидотит-карбонаг-углеродной и эклогит-карбонат-углеродной систем и построение диаграмм сингенезиса алмазов и первичных включений как перидотитовых, так и эклогитовых минералов;

2) изучение условий образования и фазовых отношений ^-содержащих мэйджоритовых гранатов, захватываемых алмазами в виде ростовых включений на соответствующих уровнях глубинности мантии;

3) экспериментальное моделирование минеральных парагеиезисов, относящихся к нижним частям верхней мантии и переходной зоне при 12-24 ГПа на примере модельной системы диопсид-геденбергит-жадеит;

4) приложение полученных результатов к минералогии мантии и минеральным парагенезисам алмаза.

Фактический материал. Работа основана на экспериментальных исследованиях, которые проводились автором в течение 1999-2008 годов на тороидном аппарате высокого давления типа «наковальня с лункой» в Институте экспериментальной минералогии РАН. Осуществлено свыше 300 индивидуальных экспериментов при Р=4,0-8,5 ГПа и 7Ъ=1000-2000°С в модельных карбонатно-силикатных, силикатных и сульфидных системах, в том числе опыты по синтезу алмаза в расплавах этих систем с растворенным углеродом. Использованы также результаты свыше 50 экспериментов, проведенных автором на установке типа «разрезной цилиндр» при Р= 12-24 ГПа и Г=1600-2300°С в 2004-2005 годах в Университете Гакушуин (Токио, Япония). В работе использовались рентгенометрические данные по синтетическим кристаллам Na-содержащего граната и фазы X, полученные в результате совместных исследований с Университетом Флоренции (Италия). Для экспериментов были использованы образцы мантийных ксенолитов из кимберлитовых трубок Якутской и Архангельской провинций, а также меланократовых карбонатитов Чагатайского комплекса (Узбекистан).

Основные защищаемые положения.

1. По экспериментальным и минералогическим данным на основе критерия сингенезиса алмазов и их ростовых включений установлена доминирующая роль силикатно-карбонатных (карбонатитовых) расплавов с растворенным углеродом в кристаллизации природного алмаза. Наряду с Р-Т параметрами (Р=4,0-8,5 ГПа, 7=1150-1800°С) эффективность материнских алмазообразующих систем определяется* концентрационным барьером нуклеацни алмаза (КБНА) по содержаниям главных карбонатных и силикатных компонентов.

2. При Р=7,0 ГПа и Т=\200-1800°С исследованы и построены фазовые диаграммы многокомпонентных перидотит-карбонатной и эклогит-карбонатной систем как физико-химическая основа, раскрывающая сингенетические отношения алмаза и его силикатных (оливин, ромбический и моноклинный пироксены, гранат) и карбонатных (арагонит, магнезит) включений в зависимости от физико-химических параметров ростовых сред. Силикатная минерализация имеет признаки, характерные для включений в природных алмазах (повышенные примсси К в Срх и Na в Grt).

3. На основе экспериментального изучения модельных силикатных и карбонатно-силикатных систем при /'=7,0-8,5 ГПа показано, что подавляющее большинство природных алмазов с включениями Na-содержащих мэйджоритовых гранатов, в составе которых обычно менее 0,4 мае. % Na20, образовалось в щелочных карбонатно-силикатных расплавах при Р < 7,0 ГПа. Лишь небольшая доля мэйджоритовых гранатов с более высокими концентрациями натрия (>1 мае. % Na20) кристаллизуется при Р > 8,5 ГПа.

4. Экспериментальное изучение системы CaMgSi206-CaFeSi206-NaAISi206 при 1600-2300°С и 12-24 ГПа, моделирующей омфацит природных эклогигов, позволило воспроизвести минеральные включения в алмазах, относящихся к нижним частям верхней мантии и переходной зоне (мэйджорит, Са- и Mg- перовскит, Mg-ильменит). Показано, что переход от эклогита к гранатиту определяется составом пироксена и происходит в широком диапазоне давлений (13-17 ГПа), отвечающем глубинам 400-550 км. Экспериментально выявленная зависимость состава мэйджоритового граната от давления является основой новой версии гранат-клинопироксенового геобарометра ультравысокобарных минеральных ассоциаций мантии Земли.

Научная новизна работы. Впервые при 7,0-8,5 ГПа проведено комплексное изучение фазовых равновесий с осуществлением синтеза алмаза и построены фазовые диаграммы для многокомпонентных систем перидотит-карбонат и эклогит-карбонат с составами природных материнских сред кристаллизации алмаза. Их алмазообразующая эффективность установлена на основе критерия пуклеации алмаза. Построенные диаграммы сингенезиса алмаза и наиболее часто встречаемых в нем включений минералов перидотитового и эклогитового парагенезиса позволили наглядно продемонстрировать и экспериментально обосновать модель природного алмазообразования из карбонатно-силикатных расплавов. Предложенная модель протестирована на примере, меланократовых карбонатитов Чагатайского комплекса, а также карбонатизированных перидотитов и эклогитов из кимберлитовых трубок. Впервые проведен синтез натрийсодержащего граната, установлены Р-Т параметры его кристаллизации в щелочных силикатных и карбонатно-силикатных расплавах, установлен механизм вхождения натрия в состав мантийного граната. В петрологически важной системе диопсид-геденбергит— жадеит осуществлено экспериментальное изучение фазовых отношений при 12-24 ГПа, моделирующих минеральные парагенезисы включений в алмазах низов верхней мантии и переходной зоны. На основе выявленных особенностей состава мэйджоритовых гранатов в зависимости от давления предложен новый метод оценки глубинности образования ассоциаций с участием Na-содержащих мэйджоритовых гранатов.

Апробация работы. Основные результаты исследований, которые легли в основу настоящей работы, обсуждались на различных российских и международных научных совещаниях, в том числе Международных Геологических Конгрессах (Флоренция, 2004; Осло, 2008), VIII и IX Симпозиумах по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (Бергамо, 2000; Цюрих, 2002), VII, VIII и IX Международных кимберлитовых конференциях (Кейптаун, 1999; Виктория, 2003, Франкфурт, 2008), Международной конференции EURESCO (Эшпиньо, 2001), 8-ой Международной конференции «Новое в алмазной науке и технологии» (Мельбурн, 2002), 13-ой Международной Гольдшмидтовской конференции (Курашики, 2003), 19-ом Совещании Международной минералогической ассоциации (Кобе, 2006), Генеральной ассамблее Европейского геологического союза (Вена, 2007), Международной Школе по наукам о Земле (Одесса, 2007; 2008), Международном симпозиуме «Петрология литосферы и происхождение алмаза» к 100-летию академика B.C. Соболева (Новосибирск, 2008), Ежегодных семинарах по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (Москва, 20042008).

Структура и объем работы. Работа общим объемом 268 стр. состоит из введения, 3 частей, разбитых на 9 разделов, и заключения. Содержит 83 иллюстраций, 44 таблицы, список литературы включает 412 наименований.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность и благодарность своему учителю академику А.А. Маракушеву за постоянную поддержку исследований и дружеское участие. В течение всей работы автор пользовался научными и методическими консультациями д.х.н. Ю.А. Литвина, с которым обсуждались основные направления и результаты экспериментальных исследований, а также совместные публикации и проекты, разрабатывался последовательный физико-химический подход к проблеме. Автор искренне признателен академику Н.В. Соболеву и д.г.-м.н. В.К. Гаранину за внимание к работе и ценные рекомендации. Поддержка в проведении исследований и подготовке работы постоянно ощущалась со стороны зав. кафедрой петрологии геологического факультета МГУ, проф. Л.Л. Перчука. Автор выражает признательность коллегам, с которыми осуществлялись совместные исследования на разных этапах работы: проф. М.

Акаоги, д-ру J1. Бинди, к.г.-м.н. В.Г. Бутвиной, д-ру X. Коджитани, к.г.-м.н. А.В. Кузюре, A.M. Дымшиц, А.И. Жиляевой, А.Ю. Никифоровой и Е.В. Тумаркиной. За плодотворные дискуссии и обсуждение различных аспектов диссертации автор выражает искреннюю благодарность академикам JI.H. Когарко, Д.Ю. Пущаровскому, И.Д. Рябчикову и B.C. Урусову, чл.-корр. РАН B.C. Шацкому, докторам наук Н.С. Горбачеву, Е.Г. Осадчему, Ю.Н. Пальянову, Н.Н. Перцеву, A.JI. Перчуку, О.Г. Сафонову, С.К. Симакову, А.Г. Соколу, О.Г. Сорохтину, В.И. Старостину, В.И. Фельдману, А.А. Ярошевскому, кандидатам наук А.В. Бовкун, К.В. Гаранину, Д.А. Зедгенизову, И.А. Зотову, A.M. Логвиновой, Н.А. Панеях, А.В. Спивак, А.А. Ширяеву, В.О. Япаскурту, Д.А. Варламову, а также иностранным коллегам — Е. Отани, Т. Штахелю и J1. Тэйлору. Автор выражает искреннюю благодарность Л.П. Редькиной и А.И. Шпагину (ИЭМ РАН) за всестороннюю техническую помощь в проведении экспериментов, Е.В. Гусевой, Н.Н. Коротаевой (МГУ), К.В. Вану и А.А. Некрасову (ИЭМ РАН) за помощь в проведении электронно-зондовых исследований, а также всем сотрудникам кафедры петрологии геологического факультета МГУ и лаборатории флюидно-магматических процессов ИЭМ РАН за постоянную моральную поддержку.

Моим первым учителем, определившим интерес к изучению алмаза и алмазоносных горных пород, была д.г.-м.н. |Г.П. Кудрявцева!.

Условные обозначения, принятые в диссертации. АЪ — альбит, Aim — альмандин, Ар — апатит, Arg - арагонит, Aug — авгит, Вп - борнит; Bt - биотит, Cal — кальцит, Carb — карбонат, Са-Pv - CaSiCb со структурой перовскита, Са-Ts — молекула Са-Чермака CaAloSiOf,, Сеп - клиноэнстатит; Cf - NaAlSi04 со структурой кальциоферрита; Chr -хромит; Ср — халькопирит; Срх — клинопироксен, Сгп - корунд, Cs - коэсит, D — алмаз, Di диопсид, Dj — джерфишерит; Dol - доломит, Eel - эклогит, Еп — энстатит, Esk — молекула Эскола Mgo,5AlSi206, Fa - фаялит, Fo — форстсрит, fPer - ферропериклаз (магнезиовюстит); G — графит, Grs - гроссуляр, Grt — гранат, НЬ — роговая обманка, Hd — геденбергит, Hz - хизлевудит; Jd — жадеит, КС — К2СО3, Kfs — калишпат (санидин), Ку — кианит, L - расплав, Mag - магнетит, Maj — мэйджоритовый гранат, Mg-77 - MgSiC>3 со структурой ильменита, Mg-Pv - MgSiCh со структурой перовскита, Mgs - магнезит, Ml — миллерит; Mss - моносульфидный твердый раствор на основе никеля (MssnO и железа (MssFe); NaGrt - натрийсодержащий гранат, NaPjc - натриевый пироксен, NC - Na^CO.^. Ol оливин, Отр - омфацит; Орх - ортопироксен, Per - перидотит (гранатовый лерцолит), Phi - флогопит, Рп - пентландит; Ро - пирротин; Ргр - пироп, Ру - пирит; Qtz - кварц, Sf -сульфид, Spl - шпинель, St - стишовит; SWd- Si-вадеит (K2Si409), ТАРР - тетрагональная фаза альмандин-пиропового состава, Тг — троилит (FeS).

Заключение Диссертация по теме "Петрология, вулканология", Бобров, Андрей Викторович

Заключение

По экспериментальным и минералогическим данным в работе обоснована модель мантийных карбонатно-силикатных (карбонатитовых) расплавов как доминирующих материнских сред для природных алмазов. Показано, что составы силикатных составляющих материнских расплавов изменчивы и насыщены компонентами мантийных пород — пироповых перидотитов, гранатовых пироксенитов и эклогитов. По концентрационным вкладам и доминирующей роли в генезисе алмаза выделены главные (карбонатные и силикатные), а также второстепенные (примесные) компоненты. К числу последних относятся как растворимые в силикатно-карбонатных расплавах (оксиды, фосфаты, хлориды), так и нерастворимые (сульфиды, металлы, карбиды).

Впервые экспериментально изучены фазовые отношения и кристаллизация алмаза в модельных карбонатно-силикатных и алюмосиликатных средах с широким диапазоном состава. На основе определения концентрационных барьеров нуклеации алмаза в карбонатно-силикатных расплавах переменного состава было показано, что нуклеация алмаза реализуется в расплавах с преобладанием карбонатных компонентов над силикатными. Полученные результаты позволили проследить эволюцию алмазообразующих систем и подтвердить принципиальную возможность сингенезиса алмаза и минеральных (силикатных и карбонатных) включений в нем. Экспериментально установлено сходство состава силикатных минералов с данными по включениям в природных алмазах (повышенные содержания Na в гранатах и К в клинопироксенах).

Впервые экспериментально показано, что образование Na-содержащих мэйджоритовых гранатов контролируется как Р-Т параметрами, так и щелочностью расплавов. Формирование алмазов с включениями таких гранатов возможно в щелочных карбонатно-силикатных (алюмосиликатных) расплавах. Установлен механизм растворения Na-минала в мэйджоритовых гранатах.

В системе диопсид-геденбергит-жадеит, моделирующей омфацитовый пироксен природных эклогитов, осуществлено экспериментальное изучение фазовых отношений при 12-24 ГПа, в результате которого были воспроизведены минеральные парагенезисы включений в алмазах низов верхней мантии и переходной зоны. На основе выявленных особенностей состава мэйджоритовых гранатов в зависимости от давления предложен новый метод оценки глубинности образования ассоциаций с участием Na-содержащих мэйджоритовых гранатов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Бобров, Андрей Викторович, Москва

1. Аранович Л.Я. Минеральные равновесия многокомпонентных твердых растворов. М.: Наука. 1991.253 с.

2. Барсанов Г.П., Гаранин В.К, Кузнецова В.П. Включения типа «алмаз в алмазе» из кимберлитовых трубок Якутии // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1988. № 3. С. 70-75.

3. Бартошинский З.В., Ефимова Э.С., Жихарева В.П., Соболев Н.В. Кристалломорфология включений граната в природных алмазах // Геология и геофизика. 1980. № 3. С. 12-22.

4. Бескрованов В.В. Онтогения алмаза. М.: Наука. 1992. 165 с.

5. Бобров А.В. Генетическое значение гранат-клинопироксеновых парагенезисов из кимберлитовых трубок Якутской алмазоносной провинции. Дисс. канд. геол.-мин. наук. М. 1997. 168 с.

6. Бобров А.В., Литвин Ю.А., Диваев Ф.К. Экспериментальное изучение фазовых отношений карбонатно-силикатных пород из диатрем Чагатайского комплекса, Западный Узбекистан // Докл. РАН. 2002. Т. 383. № 3. С. 374-377.

7. Бобров А.В., Гаранин В.К, Никифорова А.Ю. Мантийные породы кимберлитовой трубки Обнаженной (Якутия). Статья 1. Химизм, петрография, минералогия // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 2003а. Т. 78. Вып. 3. С. 76-87.

8. Бобров А.В., Гаранин В.К., Никифорова А.Ю. Мантийные породы кимберлитовой трубки Обнаженной (Якутия). Статья 2. Условия образования и эволюция минеральных парагенезисов // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 2003b. Т. 78. Вып. 4. С. 7885.

9. Бобров А.В., Литвин Ю.А., Диваев Ф.К. Фазовые отношения и синтез алмаза в карбонатно-силикатных породах Чагатайского комплекса, Западный Узбекистан: результаты экспериментов при Р = 4-7 ГПа и Т= 1200-1700°С // Геохимия. 2004. № 1.С. 49-60.

10. Бобров А.В., Веричев Е.М., Гаранин В.К., Кудрявцева Г.П. Первая находка кианитового эклогита в кимберлитовой трубке им. В. Гриба (Архангельская провинция) // Докл. РАН. 2005. Т. 402. № 4 С. 515-518.

11. Бобров A.B., Литвин Ю.А. Экспериментальное изучение системы Mg3Al2Si30i2— Na2MgSisOi2 при 7.0. и 8.5 ГПа в связи с проблемой образования Na-содержащих гранатов // Докл. РАН. 2008. Т. 419. № 2. С. 242-246.

12. Борздов Ю.М., Сокол А.Г., Палъянов Ю.Н., Калинин А.А., Соболев Н.В. Исследование кристаллизации алмаза в щелочных силикатных, карбонатных и карбонат-силикатных расплавах // Докл. РАН. 1999. Т. 366. № 4. С. 530-533.

13. Бочарова Г.PL, Гаранин В.К., Кудрявцева Г.П., Перминова М.С. Сульфидная минерализация в кимберлитах Якутии / XIII Конгресс ММА. Тез. докл. Варна. 1982. С. 107-119.

14. Буланова Г.П., Варшавский А.В., Лескова Н.В., Никигиова Л.В. К вопросу о «центральных» включениях в природных алмазах // Докл. АН СССР. 1979. Т. 244. № 3. С. 704-706.

15. Буланова Г.П., Шестакова О.Е., Лескова Н.В. Включения сульфидов в якутских алмазах// Зап. ВМО. 1982. Ч. 111. Вып. 5. С. 557-562.

16. Буланова Г.П., Аргунов К.П. Включения калиевого полевого шпата в кристалле алмаза из трубки «Мир» // Докл. АН СССР. 1985. Т. 284. № 4. С. 953-956.

17. Буланова Г.П., Варшавский А.В., Лескова Н.В., Никишова Л.В. Центральные включения индикаторы условий зарождения природных алмазов / В сб. Физические свойства и минералогия природного алмаза. Якутск. 1986. С. 29-45.

18. Буланова Г.П., Новгородов П.Г., Павлова Л.А. Первая находка расплавного включения в алмазе из трубки Мир // Геохимия. 1988. № 5. С. 756-765.

19. Буланова Г.П., Павлова Л.А. Ассоциация магнезитового перидотита в алмазе из трубки «Мир» //Докл. АН СССР. 1987. Т. 295. № 6. С. 1452-1456.

20. Буланова Г.П., Специус З.В., Лескова Н.В. Сульфиды в алмазах и ксенолитах из кимберли говых трубок Якутии. Новосибирск: Наука, 1990. 120 с.

21. Буланова Г. П., Барашков Ю. П., Тстьникова С. Б., Смелова Г. Б. Природный алмаз — генетические аспекты. Новосибирск: Наука. 1993. 168 с.

22. Бутвина В.Г., Бобров А.В., Литвин Ю.А. Экспериментальное изучение системы пироп-гроссуляр-альмандин при 6,5 ГПа и 1500-1900°С // Докл. РАН. 2001. Т. 379. № 5. С. 655-658.

23. Владимиров Б.М., Волянюк Н.Я., Пономаренко А.И. Глубинные включения из кимберлитов, базальтов и кимберлитоподобных пород. М.: Наука. 1976. 284 с.

24. Владимиров Б.М., Соловьева Л.В., Киселев А.И., Егоров К.И., Масловская М.Н., Днепровская Л.В., Брандт С.Б., Семенова В.Г. Кимберлиты и кимберлитоподобне породы: кимберлиты ультраосновная формация древних платформ. Новосибирск: Наука. 1990. 264 с.

25. Гаранин В.К. К проблеме дискретности природного алмазообразования // Минерал, журнал. 1990. Т. 12. № 5. С. 28-36.

26. Гаранин В.К. Минералогия кимберлитов и родственных им пород алмазоносных провинций России в связи с их генезисом и поисками.

27. Гаранин В.К., Крот А.Н., Кудрявцева Г.П. Сульфидные включения в минералах из кимберлитов. М.: Изд-во МГУ. 1988. Ч. 1. 48 с. Ч. 2. 176 с.

28. Гаранин В. К, Кудрявцева Г. П., Марфунин А. С., Михайличенко О. А. Включения в алмазе и алмазоносные породы. М.: Изд-во МГУ. 1991. 240 с.

29. Гаранин В.К, Кудрявцева Г.П., Михайличенко О.А., Сапарин Г.В., Агальцева А.В. Дискретность процесса природного алмазообразования // Минерал, журнал. 1989. Т. 11.№3. С. 3-19.

30. Гаранин В.К, Кудрявцева Г.П. Полигенность и дискретность природного алмазообразования // Смирновский сборник (ред. В.И. Старостин). Фонд им. акад. В.И. Смирнова. М. 2006. С. 53-91.

31. Глубинные ксенолиты и верхняя мантия / Под ред. B.C. Соболева, H.JI. Добрецова, Н.В. Соболева. Новосибирск: Наука. 1975. 271 с.

32. Геология и генезис алмазных месторождений / Под ред. Б.М. Зубарева. В двух книгах. М.: ЦНИГРИ. 1989. Кн. 1. 242 с. Кн. 2. 424 с.

33. Гирнис А.В., Булатов В.К., Брай Г.П. Переход кимберлитовых расплавов в карбонатиговые при мантийных параметрах: экспериментальное изучение // Петрология. 2005. Т. 13. № 1. С. 3-18.

34. Годлевский М.Н., Гуркина Г.А. Морфологический ряд октаэдр-куб кристаллов алмаза //Зап. ВМО. 1977. Ч. 106. Вып. 6. С. 641-650.

35. Головин А.В., Шарыгин В.В., Похиленко Н.П., Мальковец В.Г., Колесов Б.А., Соболев Н.В. Вторичные включения расплава в оливине неизмененных кимберлитов трубки Удачная-Восточная, Якутия // Докл. РАН. 2003. Т. 388. № 3. С. 369-372.

36. Дорошев A.M., Брай Г.П., Гирнис А.В., Туркин А.И., Когарко JI.H. Гранаты пироп-кноррингитового ряда в условиях мантии Земли: экспериментальное изучение в системе MgO-AhOs-SiCb-CriCb // Геология и геофизика. 1997. Т. 38. № 2. С. 523545.

37. Доусон Дж. Кимберлиты и ксенолиты в них. М.: Мир. 1983. 300 с.

38. Дымшиц A.M., Бобров А.В., Литвин Ю.А. Экспериментальное исследование системы Mg3AbSi30i2-NaAlSi206 при 7,0 и 8,5 ГПа / Мат. ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ЕСЭМПГ-2008). Москва. 2008. С. 23-24.

39. Ефимова Э.С., Соболев Н.В. Распространенность кристаллических включений в алмазах Якутии //Докл. АН СССР. 1977. Т. 237. № 6. С. 1475-1478.

40. Ефимова Э.С., Соболев Н.В., Поспелова JI.H. Включения сульфидов в алмазах и особенности их парагенезиса//Зап. ВМО. 1983. Ч. 112. Вып. 3. С. 300-310.

41. Зедгенизов Д.А., Логвинова A.M., Шацкий B.C., Соболев Н.В. Включения в микроалмазах из некоторых кимберлитовых трубок Якутии // Докл. РАН. 1998. Т. 359. № 1. С. 74-78.

42. Зедгенизов Д.А., Рагозин А.Л., Шацкий B.C. Хлоридно-карбонатный флюид в алмазах из ксенолита эклогита//Докл. РАН. 2007. Т. 415. № 6. С. 800-803.

43. Коптилъ В.И., Лазъко Е.Е., Серенко В.П. Алмазоносные дистеновые эклогиты из кимберлитовой трубки Сытыканская первая находка в СССР // Докл. АН СССР. 1975. Т. 225. № 4. С. 924-927.

44. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. А.А. Равделя, A.M. Пономарева. JL: Химия. 1983. 232 с.

45. Лазько Е.Е. Минералы-спутники алмаза и генезис кимберлитовых пород. М.: Недра. 1979. 192 с.

46. Лапин А.В., Диваев Ф.К, Костицын Ю.А. Петрохимическая типизация карбонатитоподобных пород Чагатайского комплекса Тянь-Шаня в связи с проблемой алмазоноености // Петрология. 2005. Т. 13. № 5. С. 548-560.

47. Лейпунский О.И. Об искусственных алмазах // Успехи химии. 1939. Т. 8. Вып. 10. С. 1520-1534.

48. Леонтьевскгш КВ., Киркинский В.А., Федорова Ж.Н. Фазовые взаимоотношения сульфидных минералов железа и никеля при 6 ГПа и 900°С // Геология и геофизика. 1992. № 11. С. 88-95.

49. Литвин Ю.А. О механизме образования алмаза в системах металл — углерод // Изв. АН СССР. Сер. Неорган, материалы. 1968. Т. 2. С. 175-181.

50. Литвин Ю.А. К проблеме происхождения алмаза // Зап. ВМО. 1969. Т. 98. № 1. С. 116-123.

51. Литвин Ю.А. Физико-химические исследования плавления глубинного вещества Земли//М.: Наука. 1991.310 с.

52. Литвин Ю.А. Щелочно-хлоридные компоненты в процессах роста алмаза в условиях мантии и высокобарного эксперимента // Докл. РАН. 2003. Т. 382. № 3. С. 382-386.

53. Литвин Ю.А., Чудиновских Л.Т., Жариков В.А. Кристаллизация алмаза и графита в мантийных щелочно-карбонатных расплавах в эксперименте при 7—11 ГПа // Докл. РАН. 1997. Т. 355. № 5. с. 669-672.

54. Литвин Ю.А., Чудиновских Л.Т., Жариков В.А. Кристаллизация алмаза в системе Na2Mg(C03)2-K2Mg(C03)2-C при 8-10 ГПа // Докл. РАН. 1998. Т. 359. № 5. с. 433435.

55. Литвин Ю.А., Алдушин К.А., Жариков В.А. Синтез алмаза при 8,5-9,5 ГПа в системе К2Са(СОз)2-№2Са(СОз)2-С, отвечающей составам флюидно-карбонатитовых включений в алмазах из кимберлитов // Докл. РАН. 1999. Т. 367. № 4. С. 529-532.

56. Литвин Ю.А., Жариков В.А. Первичные флюид-карбонатитовые включения в алмазе, моделируемые системой K20-Na20-Ca0-Mg0-Fe0-C02, как среда алмазообразования в эксперименте при 7-9 ГПа // Докл. РАН. 1999. Т. 367. № 3. С. 397-401.

57. Литвин Ю.А., Жариков В.А. Экспериментальное моделирование генезиса алмаза: кристаллизация алмаза в многокомпонентных карбонат-силикатных расплавах при 5-7 ГПа и 1200-1570°С //Докл. РАН. 2000. Т. 372. № 6. С. 808-811.

58. Литвин Ю.А., Джонс А.П., Берд А.Д., Диваев Ф.К., Жариков В.А. Кристаллизации алмаза и сингенетических минералов в расплавах алмазоносных карбонатитов Чагатая, Узбекистан (эксперимент при 7,0 ГПа) // Докл. РАН. 2001. Т. 381. № 4. С. 528-531.

59. Литвин Ю.А., Бутвина В.Г., Бобров А.В., Жариков В.А. Первые синтезы алмаза в сульфид-углеродных системах: роль сульфидов в генезисе алмаза // Докл. РАН. 2002. Т. 382. № I.C. 106-109.

60. Литвин Ю.А., Спивак А.В. Алмазиты: быстрый рост в контакте графита и карбонатных расплавов (опыты при 7,5-8,5 ГПа) // Докл. РАН. 2003. Т. 391. С. 673677.

61. Литвин Ю.А., Спивак А.В., Матвеев Ю.А. Экспериментальное изучение алмазообразования в расплавах карбонатно-силикатных пород кокчетавского метаморфического комплекса при 5,5-7,5 ГПа // Геохимия. 2003. № 11. С. 1191-1200.

62. Литвин Ю.А., Бутвина В.Г. Алмазообразующие среды в системе эклогит-карбонатит-сульфид-углерод по данным экспериментов при 6,0-8,5 ГПа // Петрология. 2004. Т. 12. № 4. С. 426-438.

63. Литвин Ю.А., Спивак А.В. Рост кристаллов алмаза при 5,5-8,5 ГПа в карбонат-углеродных расплавах-растворах, химических аналогах природных алмазообразующих сред // Материаловедение. 2004. № 3. С. 27-34.

64. Литвин Ю.А., Курат Г., Добоши Г. Экспериментальные исследования формирования алмазитов в карбонатно-силикатных расплавах: модельное приближение к природным процессам // Геология и геофизика. 2005. Т. 46. № 12. С. 1304-1317.

65. Литвин Ю.А., Бобров А.В. Экспериментальные исследования кристаллизации алмаза в карбонатно-перидотитовых расплавах при 8.5 ГПа // Докл. РАН. 2008. Т. 422. № 4. С.528-532.

66. Литвин Ю.А., Литвин В.Ю., Кадик А.А. Особенности кристаллизации алмаза в расплавах мантийных силикат-карбонат-углеродных систем по данным экспериментов при 7,0-8,5 ГПа // Геохимия. 2008. № 6. С. 1-24.

67. Майсен Б., Беттчер А. Плавление водосодержащей магмы. М.: Мир. 1979. 123 с.

68. Мсишновский И.Ю., Дорошев A.M., Ран ЭЛ. Устойчивость хромсодержащих гранатов ряда пироп-кноррипгит / В сб. Экспериментальные исследования по минералогии. Новосибирск. 1975. С. 110-115.

69. Маракушев А.А. Минеральные ассоциации алмаза и проблема образования алмазоносных магм // Очерки физико-химической петрологии. М.: Наука. 1985. Вып. 13. С. 5-53.

70. Маракушев А.А., Черепкова А.Ф., Черенков В.Г., Панеях Н.А. Полифациальность алмазоносных пород кимберлитовых и лампроитовых трубок // Докл. РАН. 1994. Т. 337. №4. С. 490^193.

71. Маракушев А.А., Митрейкина О.Б., Зиновьева Н.Г., Грановский Л.Б. Алмазоносные метеориты и их генезис // Петрология. 1995. Т. 3. № 5. С. 3-21.

72. Маракушев А.А., Бобров А.В. Специфика кристаллизации эклогитовых магм в алмазной фации глубинности // Докл. РАН. 1998. Т. 358. № 4. С. 526-530.

73. Маракушев А.А., Бобров А.В., Зотов И.А., Панеях Н.А. Минералогические признаки полифациальности алмазоносных пород // Минерал, журнал. 1998. Т. 20. № 6. С. 7282.

74. Маракушев А.А., Бобров А.В. Проблемы первичных магм и глубины зарождения алмазоносного магматизма // Докл. РАН. 2005. Т. 403. № 4. С. 517-521.

75. Маршинцев В.К, Мигалкин К.Н., Николаев Н.С., Барашков Ю.П. Неизмененный кимберлит трубки Удачная-восточная // Докл. АН СССР. 1976. Т. 231. № 4. С. 961964.

76. Новгородов П.Г., Буланова Г.П., Павлова Л.А., Михайлов В.II., Угаров В.В., Шебанин А.П., Аргунов К.П. Включения калиевых фаз, коэсита и омфацита в кристалле алмаза с оболочкой из трубки «Мир» // Докл. РАН. 1990. Т. 310. № 2. С. 439^143.

77. Орлов Ю.Л. Минералогия алмаза. М.: Наука. 1984. 264 с.

78. Палатник Л.С., Ландау А.И. Фазовые равновесия в многокомпонентных системах. Изд-во Харьковского ун-та. 1961. 406 с.

79. Пальянов Ю.Н., Шацкий B.C., Сокол А.Г., Томиленко А. А., Соболев II.B. Экспериментальное моделирование кристаллизации метаморфогенных алмазов // Докл. РАН. 2001. Т. 380. № 5. С. 671-675.

80. Пальянов Ю.Н., Борздов Ю.М., Овчинников И.Ю., Соболев Н.В. Экспериментальное исследование взаимодействия расплава пентландита с углеродом при мантийных РТ-параметрах: условия кристаллизации алмаза и графита // Докл. РАН. 2003. Т. 392. № 3. С. 388-391.

81. Пальянов Ю.Н., Сокол А.Г., Соболев Н.В. Экспериментальное моделирование мантийных алмазообразующих процессов // Геология и геофизика. 2005. Т. 46. № 12. С.1290-1303.

82. Пономаренко А.И., Соболев Н.В., Похиленко Н.П. и др. Алмазоносный гроспидит и алмазоносные дистеновые эклогиты из кимберлитовой трубки «Удачная», Якутия // Докл. АН СССР. 1976. Т. 226. № 4. С. 927-930.

83. Пономаренко А.И., Специус З.В. Коэсит из эклогитов трубки «Удачная», Якутия / Тез. докл. XI съезда ММА. Новосибирск. 1978. Т. 2. С. 21-22.

84. Похиленко Н.П., Соболев Н.В., Ефимова Э.С. Ксенолит катаклазированного дистенового эклогита из трубки Удачная (Якутия) // Докл. АН СССР. 1982. Т. 266. № 1. С. 212-216.

85. Рябчиков И.Д., Брай Г.П., Булатов В.К. Карбонатные расплавы, равновесные с мантийными перидотитами при 50 кбар // Петрология. 1993. Т. 1. № 2. С. 189-194.

86. Рябчиков ИД., Гирнис А.В. Происхождение низкокальциевых кимберлитовых магм // Геология и геофизика. 2005. Т. 46. № 12. С. 1223-1233.

87. Сафонов О.Г. Модели эволюции глубинных щелочных жидкостей. Автореф. дисс. доктора геол.-мин. наук. М. 2007. 47 с.

88. Сафонов О.Г., Литвин Ю.А., Перчук Л.Л. Синтез омфацитов и особенности изоморфизма в клинопироксенах системы CaMgSi206-NaAlSi206-KAlSi206 // Петрология. 2004. Т. 12. № 1. С. 84-97.

89. Симаков С.К. Физико-химические условия образования алмазоносных парагенезисов эклогитов в породах верхней мантии и земной коры. Магадан: СВНЦ ДВО РАН. 2003. 187 с.

90. Сшюков С.К., Бобров А.В. Гранат-пироксеновая барометрия парагенезисов с участием Na-содержащего мэйджоритового граната // Докл. РАН. 2008. Т. 420. № 3. С.385-387.

91. Соболев B.C. Условия образования месторождений алмаза // Геология и геофизика. 1960. № 1. С. 7-22.

92. Соболев B.C., Соболев Н.В., Лаврентьев В.Г. Включения в алмазе из алмазоносного эклогита//Докл. АН СССР. 1972. Т. 207. № 1.С. 172-178.

93. Соболев B.C., Соболев А.В. Состав глубинных пироксенов и проблема эклогитового барьера // Геология и геофизика. 1977. № 12. С. 46-59.

94. Соболев Н.В. Глубинные включения в кимберлитах и проблема состава верхней мантии. Новосибирск: Наука. 1974. 264 с.

95. Соболев Н.В. Парагенезисы алмаза и проблема глубинного минералообразования // Зап. ВМО. 1983. Ч. 112. Вып. 4. С. 389-396.

96. Соболев Н.В., Лаврентьев Ю.Г., Поспелова Л.Н., Соболев Е.В. Хромовые пиропы из алмазов Якутии //Докл. АН СССР. 1969а. Т. 189.№ 1.С. 162-165.

97. Соболев Н.В., Боткунов А.И., Кузнецова И.К. Алмазоносный эклогит с богатым кальцием гранатом из трубки "Мир", Якутия // Геология и геофизика. 1969b. № 4. С. 27-36.

98. Соболев Н.В., Бартошинский З.В., Ефимова Э.С., Лаврентьев Ю.Г., Поспелова Л.Н. Ассоциация оливин-гранат-хромдиопсид из якутского алмаза // Докл. АН СССР. 1970. Т. 192. №6. С. 1349-1352.

99. Соболев Н.В., Боткунов А.И., Бакуменко И.Т., Соболев B.C. Кристаллические включения с октаэдрической огранкой в алмазах // Докл. АН СССР. 1972. Т. 204. № 1. С. 192-195.

100. Соболев Н.В., Боткунов А.И., Лаврентьев Ю.Г., Усова Л.В. Новые данные о составе минералов, ассоциирующих с алмазами кимберлитовой трубки «Мир», Якутия // Геология и геофизика. 1976. № 12. С. 3-15.

101. Соболев Н.В., Ефимова Э.С., Усова Л.В. Эклогитовый парагенезис алмазов кимберлитовой трубки «Мир» / В сб. Мантийные ксенолиты и проблема ультраосновных магм. Новосибирск: Наука. 1983. С. 4-16.

102. Соболев Н.В., Похиленко Н.П., Ефимова Э.С. Ксенолиты алмазоносных перидотитов в кимберлитах и проблема происхождения алмазов // Геология и геофизика. 1984. № 12. С. 63-80.

103. Соболев Н.В., Ефимова Э.С., Каминский Ф.В. и др. Титанат сложного состава и флогопит в области устойчивости алмаза / В сб. Состав и процессы глубинных зон континентальной литосферы. Новосибирск. 1988. С. 79-81.

104. Соболев Н.В., Ефимова Э.С., Реймерс Л.Ф., Захарченко О.Д., Махин А.К, Усова Л.В. Минеральные включения в алмазах Архангельской кимберлитовой провинции // Геология и геофизика. 1997. Т. 38. № 2. С. 358-370.

105. Cneijuyc З.В., Серенко В.П. Состав континентальной верхней мантии и низов коры под Сибирской платформой. М.: Наука. 1990. 272 с.

106. Спивак А.В. Рост, свойства и морфология кристаллов алмаза, полученных из карбонатных расплавов. Дисс. канд. геол.-мин. наук. М. 2005. 109 с.

107. Сук Н.И. Экспериментальное исследование несмесимости силикатно-карбонатных систем // Петрология. 2001. Т. 9. № 5. С. 547-558.

108. Титков С.В., Горшков А.И., Зудин Н.Г., Рябчиков И.Д., Магазина Л.О., Сивцов А.В. Микровключения в темно-серых кристаллах алмаза октаэдрического габитуса из кимберлитов Якутии // Геохимия. 2006. № 11. С. 1209-1217.

109. Уханов А.В., Рябчиков И.Д., Харькив АД. Литосферная мантия Якутской кимберлитовой провинции. М.: Наука. 1988. 286 с.

110. Франк-Каменещий В.А. Природа структурных примесей в минералах. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та. 1964. 239 с.

111. Фролов А.А., Лапин А.В., Толстое А.В., Зинчук Н.Н., Белов С.В., Бурмистров А.А. Карбонатиты и кимберлиты (взаимоотношения, минерагения, прогноз). М.: НИА-Природа. 2005. 540 с.

112. Футергендлер С.И., Франк-Каменецкий В.А. Ориентированные вростки оливина, граната и хромшпинелида в алмазах // Зап. ВМО. 1961. Ч. 90. № 2. С. 230-236.

113. Харькив А.Д. Минералогические основы поисков алмазных месторождений. М.: Недра. 1978. 136 с.

114. Чепуров А.И. О роли сульфидного расплава в процессе природного алмазообразования // Геология и геофизика. 1988. № 8. С. 119-124.

115. Чепуров А.И., Сотен В.М. О кристаллизации углерода в силикатных и металл-силикатных системах при высоком давлении // Геология и геофизика. 1987. № 10. С. 78-81.

116. Чепуров А.И., Федоров И.И., Сонин В.М. Экспериментальное моделирование процессов алмазообразования. Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ. 1997. 196 с.

117. Шацкий А.Ф., Борздов Ю.М., Сокол А.Г., Пальянов Ю.Н. Особенности фазообразовапия и кристаллизации алмаза в ультракалиевых карбонат-силикатных системах с углеродом // Геология и геофизика. 2002. Т. 43. № 10. С. 940-950.

118. ГЦацкий B.C., Зедгенизов Д.А., Рагозин А.Л. и др. Свидетельства метасоматического образования алмазов в ксенолите эклогита из кимберлитовой трубки Удачная (Якутия) // Докл. РАН. 2005. Т. 402. № 2. С. 1-4.

119. Шилобреева С.Н., Кадик А.А., Сенин В.Г. и др. Экспериментальное исследование растворимости углерода в кристаллах форстерита и базальтовом расплаве при давлении 25-50 кбар и температуре 1700-1800°С // Геохимия. 1990. № 1. С. 136-141.

120. Ширяев А.А., Израэли Е.С., Хаури Э.Г., Захарченко О.Д., Навон О. Химические, оптические и изотопные особенности волокнистых алмазов из Бразилии // Геология и геофизика. 2005. Т. 46. № 12. С. 1207-1222.

121. Шумилова Т.Г. Карбонатиты острова Фуэртевентура (Канарский архипелаг, Испания) как особый тип алмазоносных пород / В сб. Проблемы геологии и минералогии (отв. ред. A.M. Пыстин). Сыктывкар: Геопринт. 2006. С. 248-261.

122. Шушканова А.В., Литвин Ю.А. Образование поликристаллов алмаза в пирротин-углеродном расплаве (эксперименты при 6,7 ГПа) // Докл. РАН. 2005а. Т. 409. № 3. С.394-398.

123. Шушканова А.В., Литвин Ю.А. Фазовые отношения при плавлении алмазообразующих карбонат-силикат-сульфидных систем // Геология и геофизика. 2005b. Т. 46. № 12. С. 1335-1344.

124. Шушканова А.В., Литвин Ю.А. Особенности образования алмаза в сульфидных пирротин-углеродных расплавах по данным экспериментов при 6,0-7,1 ГПа: приложение к природным условиям // Геохимия. 2008. № 1. С. 37-47.

125. Akaishi М. Non-metallic catalysts for synthesis of high pressure, high temperature diamond // Diamond Relat. Mater. 1993. V. 2. P. 183-189.

126. Akaishi M. Effect of Na20 and H20 addition to Si02 on the synthesis of diamond from graphite / Proc. of the 3rd N1RIM Intern. Symp. on Advanced Mater. (ISAM'96). Tsukuba, Ibaraki, Japan. 1996. P. 75-80.

127. Akaishi M., Kanda H., Yamaoka S. Synthesis of diamond from graphite-carbonate systems under very high temperature and pressure // J. Crystal Growth. 1990a. V. 104. P. 578-581.

128. Akaishi M, Kanda H., Yamaoka S. High pressure synthesis of diamond in the systems of graphite-sulfate and graphite-hydroxide // Jap. J. Applied Physics. 1990b. V. 29. P. LI 1721174.

129. Akaishi M., Yamaoka S. Crystallization of diamond from C-O-H fluids under high-pressure and high-temperature conditions Hi. Crystal Growth. 2000. V. 209. P. 999-1003.

130. Akaishi M., Shaji Kumar M.D., Kanda If., Yamaoka S. Reactions between carbon and reduced C-O-H fluid under diamond-stable HP-HT conditions // Diamond. Relat. Mater. 2001. V. 10. P. 2125-2130.

131. Akaogi M., Akimolo A. Pyroxene-garnet solid-solution equilibria in the systems Mg4Si40i2-Mg3Al2Si30i2 and Fe4Si40i2-Fe3Al2Si30i2 at high pressures and temperatures // Phys. Earth. Planet. Inter. 1977. V. 15. P. 90-106.

132. Akaogi M., Akimoto S. High pressure phase equilibria in a garnet Iherzolite, with special reference to Mg2+-Fe2+ partitioning among constituent minerals // Phys. Earth. Planet. Inter. 1979. V. 19. P. 31-51.

133. Akaogi M., Tanaka A., Kobayashi N., Fukushima N., Suzuki T. High-pressure transformations in NaAISi04 and thermodynamic properties of jadeite, nepheline, and calcium ferrite-type phase // Phys. Earth Planet. Inter. 2002. V. 130. P. 49-58.

134. Angel R.J., Gasparik Т., Ross N.L., Finger L.W., Prewilt C.T., Hazen R.M. A silica-rich sodium pyroxene phase with six-coordinated silicon //Nature. 1988. V. 335. P. 156-158.

135. Aoki I., Takahashi E. Density of MORB eclogite in the upper mantle // Phys. Earth Planet. Interiors. 2004. V. 143. P. 129-143.

136. Arima M., Nakayama K., Akaishi M., Yamaoka S., Kanda H. Crystallization of diamond from silicate melt of kimberlite composition in high-pressure high-temperature experiments //Geology. 1993. V. 21. P. 968-970.

137. Arima M., Kozai Y, Akaishi M. Diamond nucleation and growth by reduction carbonate melts under high-pressure and high-temperature conditions // Geology. 2002. V. 30. P. 691-694.

138. Badyukov D.D. High-pressure phases in impactites of the Zhamanshin crater (USSR) / XVI Lunar and Planetary Science Conference, Houston. Abstracts. 1985. P. 21-22.

139. Bailey K, Kearns S., Mergoil ,/., Mergoil Daniel J., Paterson B. Extensive dolomitic volcanism through the Limagne Basin, central France: a new form of carbonatite activity // Mineral. Mag. 2006. V. 70. No. 2. P. 231-236.

140. Baker M.B., Wyllie P.J. Liquid immiscibility in a nepheline-carbonate system at 25 kbar and implications for karbonatite origin //Nature. 1990. V. 346. P. 168-177.

141. Bell P.M., Davis B.T.C. Temperature-composition section for jadeite-diopside // Carnegie Inst. Washington Yearb. 1965. V. 64. P. 120.

142. Bertnan R.G. Internally-consistent thermodynamic data for minerals in the system Na20-K20-Ca0-Mg0-Fe0-Fe203-Al203-Si02-Ti02-H20-C02 // J. Petrol. 1988. V. 29. P. 445-522.

143. Berman R.G., Aranovich L.Ya., Pattison D.R.M. Reassessment of the gamet-clinopyroxene Fe-Mg exchange thermometer. II. Thermodynamic analysis // Contrib. Mineral. Petrol. 1995. V. 119. P. 30-42.

144. Bibby D.M. Impurities in natural diamond / In: Chemistry and physics of carbon (ed. Thrower P.A.). V. 18. Marcel Dekker, New York. 1982. P. 1-91.

145. Bindi L., Bobrov A., Litvin Yu.A. Incorporation of Fe3+ in phase-X, A2xM2Si207Hx, a potential high-pressure K-rich hydrous silicate in the mantle // Mineral. Mag. 2007. V. 71. No. 3. P. 265-272.

146. Bishop F.C., Smith J. V., Dawson J.B. Na, К, P and Ti in garnet, pyroxene and olivine from peridotite and eclogite xenoliths from African kimberlites // Lithos. 1978. V. 11. P. 155173.

147. Bobrov A. V., Litvin Yu.A. Experimental study of phase relations in the FeS-NiS system at 7 GPa: modeling of diamond assemblages / 32nd Intern. Geol. Congress. Abstracts. Florence, Italy. 2004. P. 714-715.

148. Bobrov A. V., Kojitani H., Akaogi M., Litvin Yu.A. Phase relations on the diopside-hedenbergite-jadeite join up to 24 GPa and stability of Na-bearing majoritic garnet // Geochim. Cosmochim. Acta. 2008a. V. 72. P. 2392-2408.

149. Bobrov A. V., Litvin Yu.A., Bindi L., Dymshits A.M. Phase relations and formation of sodium-rich majoritic garnet in the system Mg3Al2Si30i2-Na2MgSi50i2 at 7.0 and 8.5 GPa // Contrib. Mineral. Petrol. 2008b. V. 156. P. 243-257.

150. Boyd F.R., Danchin R.V. Lherzolites, eclogites, and megacrysts from some kimberlites of Angola // Amer. J. Sci. 1980. V. 280. No. 2. P. 528-549.

151. Bradley C.C. High-pressure methods in solid state research. Butterworths, London.

152. Brey G.P., Green D.H. Solubility of ССЬ in olivine mclilitite at high pressures and the role of C02 in the Earth's upper mantle // Contrib. Mineral. Petrol. 1976. V. 55. P. 217-230.

153. Brey G.P., Brice W.R., Ellis D.J., Green D.H., Harris K.L., Ryabchikov I.D. Pyroxene-carbonate reactions in the upper mantle // Earth Planet. Sci. Lett. 1983. V. 62. P. 63-74.

154. Brey G., Kogarko L.N., Ryabchikov I.D. Carbon dioxide in kimberlite melts // N. Jb. Miner. Mh. 1991. Vol.4. P. 159-168.

155. Brunei F., Bonneau V., Irifune T. Complete solid solutions between №зА12(Р04)з and Mg3Al2(Si04)3 garnets at high pressure // Am. Mineral. 2006. V. 91. P. 211-215.

156. Bulanova G.P. The formation of diamond // J. Geochem. Exploration. 1995. V. 53. P. 123.

157. Bulanova G.P., Griffin IV.L., Ryan C.G. Nucleation environment of diamonds from Yakutian kimberlites // Mineral. Mag. 1998. V. 62. P. 409^119.

158. Bundy F.P., Hall H.T., Strong H.M., Wentorf R.H. Man-made diamond // Nature. 1955. V.176. P. 51-54.

159. Chen F., Guo J., Chen C., Liu C. High-K and high-Cl inclusions in diamond and mantle metasomatism//Acta Mineralogica Sinica. 1992. V. 12 (3). P. 193-198.

160. Chrenko R.M., McDonald R.S., Darrow K.A. Infra-red spectrum of diamond coat // Nature. 1967. V. 214. P. 474-476.

161. Coleman R.G., Lee D.E., Beatty L.B., Brannock WW. Eclogites and eclogites: their differences and similarities // Bull. Geol. Soc. Am. 1965. V. 76. P. 483-508.

162. Collerson K.D., Hapugoda S., Kamber B.S., Williams Q. Rocks from the mantle transition zone: majorite-bearing xenoliths from Malaita, Southwest Pacific // Science. 2000. V. 288. P. 1215-1223.

163. Dalton J.A., Presnall D.C. The continuum of primary carbonatitic-kimberlitic melt compositions in equilibrium with lherzolite: data form the system CaO-MgO-AhCb-SiCb-C02 at 6 GPa//J. Petrol. 1998. V. 39(11-12). P. 1953-1964.

164. Dalton J.A., Wood B.J. The partitioning of Fe and Mg between olivine and carbonate and the stability of carbonate under upper mantle conditions // Contrib. Mineral. Petrol. 1993. V. 114. P. 501-509.

165. Daniels L.R.M., Gurney J.J., Harte B.A. A crustal mineral in a mantle diamond // Nature. 1996. V. 379. P. 153-156.

166. Dasgupta R., Ilirschmann M.M., Withers A.C. Deep global cycling of carbon constrained by the solidus of anhydrous, carbonated eclogite under upper mantle conditions // Earth Planet. Sci. Lett. 2004. V. 227. P. 73-85.

167. Davies R.M., Griffin W.L., O'Reilly S.Y., McCandless Т.Е. Inclusions in diamonds from the К14 and К10 kimberlites, Buffalo Hills, Alberta, Canada: diamond growth in a plume? // Lithos. 2004. V.77. P. 99-111.

168. Delpech G., Gregoire M., O'Reilly S.Y. et al. Feldspar from carbonate-rich silicate metasomatism in the shallow oceanic mantle under Kerguelen Islands (South Indian Ocean) // Lithos. 2004. V. 75. P. 209-237.

169. Djuraev A.D., Divaev F.K. Melanocratic carbonatites new type of diamond bearing rocks, Uzbekistan / In: Mineral deposits: processes to processing (ed. S.J. Stanley). Rotterdam, Balkema. 1999. P. 639-642.

170. Doroshev A.M., Pal'yanov Yu.N., Turkin A.I. et al. Experimental investigation of joint crystallization of diamond with minerals of eclogites and pcridotitcs // Sixth Intern. Kimb. Conf. Ext. Abstr. Novosibirsk: UIGGM SB RAS. 1995. P. 356-358.

171. Doroshkevich A.G., Wall F., Ripp G.S. Magmatic graphite in dolomite carbonatite at Pogranichnoe, North Transbaikalia, Russia // Contrib. Mineral. Petrol. 2007. V. 153. P. 339-353.

172. Ellis D.J., Green D.H. An experimental study of the effect of Ca upon garnet-clinopyroxene Fe-Mg exchange equilibria // Contrib. Mineral. Petrol. 1979. V. 71. P. 1322.

173. Eremets M. High pressure experimental methods. Oxford Univ. Press, Oxford-New York-Tokyo. 1996. 398 p.

174. Frezzotti M.-L., Peccerillo A. Diamond-bearing COHS fluids in the mantle beneath Hawaii // Earth Planet. Sci. Lett. 2007. V. 262. P. 273-283.

175. Gasparik T. Transformation of enstatite-diopside-jadeite pyroxenes to garnet // Contrib. Mineral. Petrol. 1989. V. 102. P. 389-405.

176. Gasparik T. Phase relations in the transition zone // J. Geophys. Res. 1990. V. 95. P. 15751-15769.

177. Gasparik T. Enstatite-jadeite join and its role in the Earth's mantle // Contrib. Mineral. Petrol. 1992. V. 111. P. 283-298.

178. Gasparik T. Diopside-jadeite join at 16-22 GPa // Phys. Chem. Minerals. 1996a. V. 23. P. 476-486.

179. Gasparik T. Melting experiments on the enstatite-diopside join at 70-224 kbar, including the melting of diopside // Contrib. Mineral. Petrol. 1996b. V. 124. P. 139-153.

180. Gasparik T. Experimental investigations of the origin of majoritic garnet inclusions in diamonds. // Phys. Chem. Minerals. 2002. V. 29. P. 170-180.

181. Gasparik Т., Litvin Yu.A. Stability of Na2Mg2Si207 and melting relations in the forsterite-jadeite join at pressures up to 22 GPa // Eur. J. Mineral. 1997. V. 9. P. 311-326.

182. Giardini A.A., Hurst V.J., Melton C.E., Stormer J.C.Jr. Biotite as a primary inclusion in diamond: its nature and significance // Amer. Mineral. 1974. V. 59. P. 783-789.

183. Griffin W.L., Sobolev N.V., Ryan C.G., Pokhilenko N.P., Win T.T., Yefimova E.S. Trace elements in garnets and chromites: diamond formation in the Siberian lithosphere // Lithosphere. 1993. V. 29. P. 235-256.

184. Gupta A., Yagi K. Experimental study on two picrites with reference to the genesis of of kimberlite / In: 2nd Intern. Kimb. Conf. Ext. Abstr. Sante Fc. 1977. P. 339-343.

185. Gurney J.J., Harris J. W., Rickard R.S. Silicate and oxide inclusions in diamonds from the Finsh kimberlite pipe / In: Kimberlites, diatremes and diamonds: their geology, petrology and geochemistry. Washington. 1979. V. 1. P. 1-15.

186. Gurney J,J. Diamonds / In: Diamonds, kimberlites and related rocks (eds. J. Ross et al.). Geol. Soc. Aust. Spec. Publ. V. 14. Blackwell Sci. Publ., Melbourne. 1989. P. 935-965.

187. Guthrie G.D., Veblen D.R., Navon O., Rossman G.R. Submicrometer fluid inclusions in turbid-diamond coats // Earth Planet. Sci. Lett. 1991. V. 105. P. 1-12.

188. Haggerty S.E. Diamond genesis in a multiply-constrained model //Nature. 1986. V. 320. P. 34-38.

189. Haggerty S.E. Oxide mineralogy of the upper mantle // Rev. Mineral. 1991. V. 25. P. 355416.

190. Haggerty S.E., Sautter V. Ultra-deep (>300 km) ultramafic, upper mantle xenoliths. // Science. 1990. V. 248, P. 993-996.

191. Hall A.E., Smith C.B. Lamproite diamonds are they different / In: Kimberlite occurrence and origin (eds. J.E. Glover, P.G. Harris). University Extension Publication. V. 8. The University of Western Australia. 1984. P. 167-212.

192. Hamilton D.L., Henderson C.M.B. The preparation of silicate compositions by a gelling method // Mineral. Mag. 1968. V. 36. P. 832-838.

193. Harris J.W. The recognition of diamond inclusions. Pt. 1: Syngenetic inclusions // Industrial Diamond Review. V. 28. P. 402^110.

194. Harris J.W., Gurney J.J. Inclusions in diamond / In: The properties of diamond (ed. J.E. Field). London: Academ. Press. 1979. P. 555-591.

195. Harte В., Harris J. W. Lower mantleassociations preserved in diamonds. // Mineral. Mag. 1994. V. 58A. P. 384-385.

196. Harte В., Cayzer N. Decompression and unimixing of crystals included in diamonds from the mantle transition zone // Phys. Chem. Minerals. 2007. V. 34. P. 647-656.

197. Hartman P.A. A discussion on oriented olivine inclusions in diamond // Amer. Mineral. 1954. V. 39. P. 624-625.

198. Hayman P.C., Kopylova M.G., Kaminsky F.V. Lower mantle diamonds from Rio Soriso (Juina area, Mato Grosso, Brazil) // Contrib. Mineral. Petrol. 2005. V. 149. P. 430-445.

199. Hazen R.M., Finger L.W. Crystal structures and compressibilities of pyrope and grossular to 60 kbar. Am. Mineral. 1978. V. 63. P. 297-303.

200. Hills D. V., Haggerty S.E. Petrochemistry of eclogites from the Koidu kimberlite complex, Sierra Leone // Contrib. Mineral. Petrol. 1989. V. 103. P. 397-^22.

201. Hirose K., Fei Y., Ma Y., Mao H.K. The fate of subducted basaltic crust in the Earth's lower mantle//Nature. 1999. V. 397. P. 53-56.

202. Hirose K., Fei Y. Subsolidus and melting phase relations of basaltic composition in the uppermost lower mantle // Geochim. Cosmochim. Acta. 2002. V. 66. P. 2099—2108.

203. Homan C.G. Phase diagram of Bi up to 140 kbars. J. Phys. Chem. Solids. 1975. V. 36. P. 1249-1254.

204. Hong S.M. Nucleation of diamond in the system of carbon and water under very high pressure and temperature // J. Crystal Growth. 1999. V. 200. P. 326-328.

205. Hutchison M.T. Constitution of deep transition zone and lower mantle shown by diamonds and their inclusions / Unpublished PhD Thesis, University of Edinburgh, UK. 1997. V. 1. 340 p. V. 2. 306 p.

206. Irifune T. An experimental investigation of the pyroxene-garnet transformation in a pyrolite composition and its bearing on the constitution of the mantle. // Phys. Earth Planet. Inter. 1987. V. 45. P. 324-336.

207. Irifune Т., Ohtani E. Melting of pyrope Mg3Al2Si30i2 up to 10 GPa: possibility of a pressure-induced structural change in pyrope melt // J. Geophys. Res. 1986. V. 91. P. 9357-9366.

208. Irifune Т., Sekine Т., Ringwood A.E., Hibberson W.O. The eclogite-garnetite transformation at high pressure and some geophysical implications // Earth. Planet. Sci. Lett. 1986. V. 77. P 245-256.

209. Irifune Т., Ringwood A.E. Phase transformations in subducted oceanic crust and buoyancy relationships at depths of 600-800 km in the mantle // Earth Planet. Sci. Lett. 1993. V. 117. P. 101-110.

210. Irifune Т., Miyashita M., Inoue Т., Ando J., Funakoshi K., Utsumi W. High-pressure phase transformation in CaMgSi2C>6 and implications for origin of ultra-deep diamond inclusions // Geophys. Res. Lett. 2000. V. 27. P. 3541-3544.

211. Izraeli E.S., Harris J. W., Navon O. Brine inclusions in diamonds: a new upper mantle fluid // Earth Planet. Sci. Lett. 2001. V. 187. № 3-4. P. 323-332.

212. Izraeli E.S., Harris J.W., Navon O. Mineral inclusions in cloudy diamonds from Koffiefontein, South Africa // Ext. Abst. 8th Intern. Kimb. Conf. Victoria, Canada. 2003. CD-ROM. FLA0113.

213. Izraeli E.S., Harris J.W., Navon O. Fluid and mineral inclusions in cloudy diamonds from Koffiefontein, South Africa// Geochim. Cosmochim. Acta. 2004. V. 68. P. 2561-2575.

214. Jacob D.E. Nature and origin ofeclogite xenoliths from kimberlites // Lithos. 2004. V. 77. P. 295-316.

215. Jaques A.L., Lewis J.D., Smith C.B. The kimberlites and lamproites of Western Australia. Government Printing Office. Perth. 1986. 268 p.

216. Johannsen A.A. Descriptive petrography of the igneous Rocks. University of Chicago Press, Chicago. 1931. V. 1. P. 88-92.

217. Joswig IV., Stachel Т., Harris J.W., Baur W.H., Brey G. New Ca-silicate inclusions in diamonds tracers from the lower mantle // Earth Planet. Sci. Lett. 1999. V. 173. P. 1-6.

218. Kadik A.A., Pineau F., Litvin Yu. A. et al. Formation of carbon and hydrogen species in magmas at low oxygen fugacity // J. Petrol. 2004. V. 45. No. 7. P. 1297-1310.

219. Kaminsky F.V., Zakharchenko O.D., Davies R., Griffin W.L., Khachattyan-Blinova G.K., Shiryaev A.A. Superdeep diamonds from the Juina area, Mato Grosso State, Brazil // Contrib. Mineral. Petrol. 2001. V. 140. P. 734-753.

220. Kanda H., Akaishi M., Yamaoka S. Morphology of synthetic diamonds grown from Na2C03 solvent-catalyst//J. Crystal Growth. 1990. V. 106. P. 471^175.

221. Kato T. Melting of basalts of middle-oceanic belts at high pressures in connection with distribution of K, Sr, Pb, Th and U in crystal-liquid system // J. Miner. Petrol. Econ. Jeol. 1989. V. 84. N9. P. 321-328.

222. Katsura Т., Ito E. The system Mg2Si04-Fe2Si04 at high pressures and temperatures: Precise determination of stabilities of olivine, modified spinel, and spinel // J. Geophys. Res. 1989. V. 94. P. 15663-15670.

223. Kennedy C.S., Kennedy G.C. The equilibrium boundary between graphite and diamond. J. Geophys. Res. 1976. V. 81. P. 2467-2470.

224. Kessel R., Ulmer P., Pettke Т., Schmidt M. W., Thompson A.B. The water-basalt system at 4 to 6 GPa: phase relations and second critical endpoint in a K-free eclogite at 700 to 1400 °C // Earth Planet. Sci. Lett. 2005. V. 237. P. 873-892.

225. Kesson S., Fitz Gerald J.D., Shelley J.M.G. Mineral chemistry and density of subducted basaltic crust at lower-mantle pressures // Nature. 1994. V. 372. P. 767-769.

226. Khvostantsev L.G., Vereshchagin L.F., Novikov A.P. Device of toroid type for high pressure generation // High Temperature High Pressure. 1977. No. 9. P. 637-639.

227. Klein-BenDavid O., Izraeli E.S., Navon O. Volatile-rich brine and melt in Canadian diamonds // Ext. Abst. 8th Intern. Kimb. Conf. Victoria, Canada. 2003a. CD-ROM. FLA0109.

228. Klein-BenDavid O., Longvinova A.M., Izraeli E.S., Sobolev N.V., Navon O. Sulfide melt inclusions in Yubileinayan (Yakutia) diamonds // Ext. Abst. 8th Intern. Kimb. Conf. Victoria, Canada. 2003b. CD-ROM. FLA0111.

229. Klein-BenDavid O., Izraeli E.S., Hauri E., Navon O. Mantle fluid evolution a tale of one diamond // Lithos. 2004. V. 77. P. 243-253.

230. Klein-BenDavid О., Wirth R., Navon О. ТЕМ imaging and analysis of microinclusions in diamonds: a close look at diamond-bearing fluids // Am. Mineral. 2006. V. 91. P. 353-356.

231. Klein-BenDavid O., Izraeli E.S., Hauri E., Navon O. Fluid inclusions in diamonds from the Diavik mine, Canada and the evolution of diamond-forming fluids // Geochim. Cosmochim. Acta. 2007. V. 71. P. 723-724.

232. Kogarko L.N., Henderson C.M.B., Pacheco H. Primary Ca-rich carbonatite magma and carbonate-silicate-sulphide liquid immiscibility in the upper mantle // Contrib. Mineral. Petrol. 1995. V. 121. P. 267-274.

233. Konzelt J., Ulmer P. The stability of hydrous potassic phases in lherzolitic mantle — an experimental study to 9.5 GPa in simplified and natural bulk compositions // J. Petrol.1999. V. 40. P. 629-652.

234. Konzett J. Fei Y. Transport and storage of potassium in the Earth's upper mantle and transition zone: an experimental study to 23 GPa in simplified and natural bulk compositions//J. Petrol. 2000. V. 41. P. 583-603.

235. Konzett J., Japel S.L. HighP-rphase relations and stability of a (21)-hydrous clinopyribole in the system K20-Na20-Ca0-Mg0-Al203-Si02-H20: An experimental study to 18 GPa // Am. Mineral. 2003. V. 88. P. 1073-1083.

236. Kubo A., Akaogi M. Post-garnet transitions in the system Mg4Si40i2-Mg3Al2Si302 up to 28 GPa: phase relations of garnet, ilmenite and perovskite. // Phys. Earth Planet. Inter.2000. V. 121. P. 85-102.

237. Kurat G., Dobosi G. Garnet and diopside-bearing diamondites (framesites) // Miner. Petrol. 2000. V. 69. P. 143-159.

238. Kushiro I, Syono Y., Akimoto S. Melting of a peridotite nodule at high pressures and high water pressures // J. Geophys. Research. 1968. V. 73. P. 6023-6029.

239. Lang A.R., Walmsley J.C. Apatite inclusion in natural diamond coat // Phys. Chem. Minerals. 1983. V. 9. P. 6-8.

240. Leost I., Stachel Т., Brey G.P., Harris J.W., Ryabchikov I.D. Diamond formation and source carbonation: mineral associations in diamonds from Namibia // Contrib. Mineral. Petrol. 2003. V. 145. P. 15-24.

241. Liander H. Diamond synthesis // Allmana Svenska Elektriska Aktiebolaget Journal. 1955. V. 28. P. 97-98.

242. Litasov K.D., Ohtani E. Phase relations in hydrous MORB at 18-28 GPa: implications for heterogeneity of the lower mantle // Phys. Earth Planet. Inter. 2005. V. 150. P. 239-263.

243. Litvin Yu.A. High-pressure mineralogy of diamond genesis / In: Advances in high-pressure mineralogy (ed. Ohtani E.). Geol. Soc. Amer. Spec. Pap. V. 421. 2007. P. 83-103.

244. Litvin Yu. A., Gasparik T. Melting of jadeite to 16.5 GPa and melting relations on the enstatite-jadeite join // Geochim. Cosmochim. Acta. 1993. V. 57. P. 2033-2040.

245. Litvin V.Yu., Litvin Yu.A., Kadik A.A. Diamond syntheses from silicate-carbonate-carbon melts at 6-8,5 GPa: limits of diamond formation and forms of dissolved carbon // Experiment in Geosciences. 2003. V. 11. No. 1. P. 28-31.

246. Litvin Yu.A., Chudinovskikh L.T., Saparin G.V., Obyden S.K., Chukichev M.V., Vavilov V.S. Diamonds of new alkaline carbonate-graphite HP-syntheses: SEM morphology, CCL-SEM and CL spectroscopy studies // Diamond Relat. Mater. 1999. V. 8. P. 267-272.

247. Liu L. The system enstatite-pyrope at high pressures and temperatures and the mineralogy of the earth's mantle // Earth Planet. Sci. Lett. 1977. V. 36. P. 237-245.

248. Liu L. Phase relations in the system diopside-jadeite at high pressures and high temperatures//Earth Planet. Sci. Lett. 1980. V. 47. P. 398-402.

249. Logvinova A.M., Klein-BenDavid O., Izraeli E.S., Navon O., Sobolev N.V. Microinclusions in fibrous diamonds from Yubileinaya kimberlite pipe (Yakutia) // Ext. Abst. 8th Intern. Kimb. Conf. Victoria, Canada. 2003. CD-ROM. FLA0025.

250. Logvinova A.M., Wirth R., Fedorova E.N., Sobolev N.V. Nanometre-sized mineral and fluid inclusions in cloudy Siberian diamonds: new insights on diamond formation // Eur. J. Mineral. 2008. V. 20. P. 317-331.

251. Luth R. W. Experimental study of the system phlogopite-diopside from 3.5 to 17 GPa // Am. Mineral. 1997. V. 82. P. 1198-1209.

252. Maaloe S. Principles of igneous petrology. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York-Tokyo. 1985.374 p.

253. Maas R., Kamenetsky M. ВSobolev A.V., Kamenetsky V.S., Sobolev N.V. Sr, Nd, and Pb isotope evidence for a mantle origin of alkali chlorides and carbonates in the Udachnaya kimberlite, Siberia // Geology. 2005. V. 33. P. 549-552.

254. Mancini F., Harlow G.E., Cahill C.L. Crystal structure of potassium dimagnesium disilicate hydroxide, Ki.3(Mgo55Alo.o3Cro.o2)2Si206.4(C)H)o6 // Zeitschrift ftir Kristallographie. 2001. V. 216. P. 189-190.

255. Mancini F., Harlow G.E., Cahill C.L. The crystal structure and cation ordering of phase-X-(Ki.x.n)2(Mgi-nAl,Cr.n)2Si207H2x: A potential K- and H-bearing phase in the mantle // Am. Mineral. 2002. V. 87. P. 302-306.

256. Mantle xenoliths / Ed. P.H. Nixon. Chichester: John Wiley Sons. 1987. 844 p.

257. Martinez I., Zhang J., Reecler R.J. In situ X-ray diffraction of aragonite and dolomite at high temperature: evidence for dolomite breakdown to aragonite and magnesite // Am. Mineral. 1996. V. 81. P. 611-624.

258. Marx P.C. Pyrrhotite and the origin of terrestrial diamonds // Mineral. Mag. 1965. V. 38. P. 636-638.

259. McCandless Т.Е., Gurney J.J. Sodium in garnet and potassium in clinopyroxene: criteria for classifying mantle eclogites / In: Kimberlites and related rocks (ed. J. Ross). Blackwell Sci. Publ., Victoria, Melbourne, Australia. 1989. P. 827-832.

260. McDade P., Harris J. W. Syngenetic inclusion bearing diamonds from the Letseng-la-Terai, Lesotho / In: Proc. VII Intern. Kimb. Conf. (eds. J.J. Gurney, J.L. Gurney, M.D. Pascoe, S.H. Richardson). V. 2. Red Roof Design, Cape Town. 1999. P. 557-565.

261. Mc Kenna N.M., Gurney J.J., Klump J., Davidson J.M. Aspects of diamond mineralisation and distribution at the Helam Mine, South Africa // Lithos. 2004. V. 77. P. 193-208.

262. Melton C.E., Giardini A.A. The composition and significance of gas released from natural diamonds from Africa and Brazil // Amer. Mineral. 1974. V. 59. P. 775-782.

263. Meyer H.O.A., Boyd F.R. Inclusions in diamonds // Carnegie Institute of Washington Year Book. Washington. DC. 1968. V. 66. P. 446-450.

264. Meyer H.O.A. Inclusions in diamond / In: Mantle xenoliths (ed. P.H. Nixon). Chichester, John Wiley Sons. 1987, p. 501-522.

265. Meyer H.O.A., Giibelin E. Ruby in diamond//Gemmology. 1981. No. 3. P. 153-156.

266. Meyer H.O.A., Svisero D.P. Mineral inclusions in Brazilian diamonds // Phys. Chem. Earth. 1975. V. 9. P. 785-795.

267. Meyer H.O.A., Tsai H.-M. The nature and significance of mineral inclusions in natural diamond: a review// Minerals Sci. Engng. 1976. V. 8. No. 4. P. 242-261.

268. Meyer H.O.A., McCallum M.E. Mineral inclusions in diamonds from the Sloan kimberlites, Colorado // J. Geology. 1986. V. 94. No. 4. P. 600-612.

269. Misra K.C., Anand M., Taylor L.A., Sobolev N.V. Multi-stage metasomatism of diamondiferous eclogite xenoliths from the Udachnaya kimberlite pipe, Yakutia, Siberia // Contrib. Mineral. Petrol. 2004. V. 146. P. 696-714.

270. Mitchell R.S., Giardini A.A. Oriented olivine inclusions in diamond // Amer. Mineral. 1953. V. 38. P. 136-138.

271. Moecher D.P., Essene E.L., Anovitz L.M. Calculation and application of clinopyroxene-garnet-plagioclase-quartz geobarometers // Contrib. Mineral. Petrol. 1988. V. 100. P. 92106.

272. Moore K.R., Wood B.J. The transition from carbonate to silicate melts in the CaO-MgO-Si02-C02 system // J. Petrol. 1998. V. 39 (11-12). P. 1943-1951.

273. Moore R.O., Gurney J.J. Pyroxene solid solution in garnets included in diamonds. // Nature. 1985. V. 318. P. 553-555.

274. Moore R.O., Gurney J.J. Mineral inclusions in diamonds from the Monastery kimberlite, South Africa // Ext. Abst. 4th Intern. Kimb. Conf. Perth, Australia. 1986. P. 406^109.

275. Moore R.O., Gurney J.J. Mineral inclusions in diamond from the Monastery kimberlite, South Africa / In: Kimberlites and related rocks (ed. J. Ross). Blackwell Sci. Publ., Victoria, Melbourne, Australia. 1989. P. 1029-1041.

276. Moore R.O., Gurney J. J., Griffin W.L., Shimizu N. Ultra-high pressure garnet inclusions in Monastery diamonds: trace element abundance and conditions of origin // Eur. J. Mineral. 1991. V. 3. P. 213-230.

277. Morishima H., Kato Т., Suto M., Ohtani E., Urakawa S., Utsumi W., Shimomura O., Kikegawa T. 1994. The phase boundary between a- and P-Mg2Si04 determined by in situ X-ray observation // Science. 1994. V. 265. P. 1202-1203.

278. Mukhopadhyay B. Garnet-clinopyroxene geobarometry: the problems, prospects and an approximate solution with some applications // Am. Mineral. 1991. V. 76. P. 512-529.

279. Mvuemba-Ntanda F., Moreau J., Meyer H.O.A. Particularites des inclusions cristallines primaires des diamonts du Kacai, Zaire // Can. Mineral. 1982. V. 20. P. 217-220.

280. Navon O. Infrared determination of high internal pressures in diamond fluid inclusions // Nature. 1991. V. 353. P. 746-748.

281. Navon O. Diamond formation in the Earth's mantle / In: Proc. VII Intern. Kimb. Conf. (eds. J.J. Gurney, J.L. Gurney, M.D. Pascoe, S.H. Richardson). V. 2. Red Roof Design, Cape Town. 1999. P. 584-604.

282. Navon O., Hutcheon ID., Rossman G.R., Wasserburg G.J. Mantle-derived fluids in diamond micro-inclusions//Nature. 1988. V. 335. P. 784-789.

283. Navon O., Izraeli E.S., Klein-BenDavid O. Fluid inclusions in diamonds the carbonatitic connection // Ext. Abst. 8th Intern. Kimb. Conf. Victoria, Canada. 2003. CD-ROM. FLA0107.

284. Navon O., Klein-BenDavid O., Logvinova A., Sobolev N. V., Schrauder M., Kaminsky F. V., Spetsius Z. Yakutian diamond-forming fluids the evolution of carbonatitic high density fluids // 9th Intern. Kimb. Conf. Ext. Abstr. 2008. CD-ROM. 9IKC-A-00120.

285. Oguri K, Fimamori N., Sakai F., Kondo Т., Uchida Т., Yagi T. High-pressure and high-temperature phase relations in diopside CaMgSi206 I I Phys. Earth Planet. Inter. 1997. V. 104. P. 363-370.

286. Okamoto K, Maruyama S. The eclogite-garnetite transformation in the MORB + H20 system // Phys. Earth Planet. Inter. 2004. V. 146. P. 283-296.

287. Ono S., Yasuda A. Compositional change of majoritic garnet in a MORB composition from 7 to 17 GPa and 1400 to 1600 degrees С // Phys. Earth. Planet. Inter. 1996. V. 96. P. 171179.

288. Ono S„ Ito E., Katsura T. Mineralogy of subducted basaltic crust (MORB) from 25 to 37 GPa, and chemical heterogeneity of the lower mantle // Earth Planet. Sci. Lett. 2001. V. 190. P. 57-63.

289. Otter M.L., Gurney G.G. Mineral inclusions in diamonds from the State Line kimberlite district, North America // Ext. Abst. 4th Intern. Kimb. Conf. Perth, Australia. 1986. P. 415417.

290. Pal'yanov Yu.N., Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Khokhriakov A.F., Shatsky A.F., Sobolev N.V. The diamond growth from Li2C03, Ш2СОз, К2СОз and Cs2C03 solvent-catalysts at P=7 GPa and Г=1700-1750°С // Diamond Relat. Mater. 1999a. V. 8. P. 1118-1124.

291. Pal'yanov Yu.N., Sokol A.G., Borzclov Yu.M., Khokhriakov A.F., Sobolev N.V. Diamond formation from mantle carbonate fluids // Nature. 1999b. V. 400. P. 417-418.

292. Pal'yanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Kupriyanov I.N., Gusev V.A., Khoklvyakov A.F., Sokol A.G. High pressure synthesis and characterization of diamond from sulfur-carbon system // Diamond Relat. Mater. 2001. V. 10. P. 2145-2152.

293. Pal'yanov Yu.N., Sokol A.G.,. Borzdov Yu.M,. Khokhiyakov A.F., Sobolev N.V. Diamond formation through carbonate-silicate interaction // Am. Mineral. 2002a. V. 87. P. 10091013.

294. Pal'yanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Bataleva Yu.V, Sokol A.G., Pal'yanova G.A., Kupriyanov I.N. Reducing role of sulfides and diamond formation in the Earth's mantle // Earth Planet. Sci. Lett. 2007. V. 260. P. 242-256.

295. Pearson N.J., O'Reilly S.Y., Griffin W.L. The crust-mantle beneath cratons and craton margins: a transect across the southwest margin of the Kaapvaal craton // Lithos. 1995. V. 36. P. 257-287.

296. Pearson D.G., Shirey S.B. Isotopic dating of diamonds / In: Econ. Geol. Spec. Publ., SEG Reviews (eds. D. Lambert, J. Ruiz). 1999. V. 12. P. 143-171.

297. Perchuk L.L., Lindsley D.M. Fluid-magma interaction at high pressure-temperature conditions. In:, High Pressure Research in Geophysics. Advances of Earth's and Planet Sciences (Special Issue) (eds. Akimoto S., Maghnani M.N.). 1982. V. 22. P. 251-257.

298. Poli S., Schmidt M.W. H20 transport and release in subduction zones: experimental constraints on basaltic and andesitic systems. // J. Geophys. Res. 1995. V. 100. P. 2299923014.

299. Prinz M., Manson D.V., Hlava P.F., Keil K. Inclusions in diamonds: garnet lherzolite and eclogite assemblages // Phys. Chem. Earth. 1975. V. 9. P. 797-815.

300. Putirka K. Garnet + liquid equilibrium // Contrib. Mineral. Petrol. 1998. V. 131. N 3. P. 273-278.

301. Rhines F.N. Phase diagrams in metallurgy. McGraw-Hill Book Co., NY. 1956.

302. Rickwood P.C., Mathias M. Diamondiferous eclogite xenoliths in kimberlites // Lithos. 1970. V. 3. P. 223-235.

303. Ringwood A.E. The pyroxene-garnet transformation in the Earth's mantle // Earth Planet. Sci. Lett. 1967. V. 2. P. 255-263.

304. Ringwood A.E. Composition and petrology of the Earth's mantle. New York, McGraw-Hill. 1975. 618 p.

305. Ringwood A.E., Major A. Synthesis of Mg2Si04-Fe2Si04 spinel solid solutions // Earth Planet. Sci. Lett. 1966. V. 1. P. 241-245.

306. Ringwood A.E., Major A. Synthesis of majorite and other high pressure garnets and perovskites //Earth. Planet Sci. Lett. 1971. V. 12. P. 411-418.

307. Ringwood A.E., Irifune T. Nature of the 650-km seismic discontinuity: implications for mantle dynamics and differentiation//Nature. 1988. V. 331. P. 131-136.

308. Safonov O.G., Litvin Yu.A., Perchuk L.L., Bindi L., Menchetti L. Phase relations of potassium-bearing clinopyroxcne in the system CaMgSi206-KAlSi206 at 7 GPa // Contrib. Mineral. Petrol. 2003. V. 146. P. 120-133.

309. Sato K., Akaishi M., Yamaoka S. Spontaneous nucleation of diamond in the system MgC03-CaC03-C at 7,7 GPa // Diamond Relat. Mater. 1999. V. 8. P. 1900-1905.

310. Sato K., Katsura T. Sulfur: a new solvent-catalyst for diamond synthesis under high-pressure and high-temperature conditions //J. Crystal Growth. 2001. V. 223. P. 189-194.

311. Schrauder M., Navon О. Solid carbon dioxide in a natural diamond //Nature. 1993. V. 365. P. 42^14.

312. Schrauder M., Navon O. Hydrous and carbonatitic mantle fluids in fibrous diamonds from Jwaneng, Botswana//Geochim. Cosmochim. Acta. 1994. V. 58. No. 2. P. 761-771.

313. Schrauder M., Navon O., Szafranek D., Kaminsky F., Galimov E. Fluids in Yakutian and Indian diamonds // Mineral. Mag. 1994. V. 58A. P. 813-814.

314. Schrauder M., Koeberl C., Navon O. Trace element analyses of fluid-bearing diamonds from Jwaneng, Botswana // Geochim. Cosmochim. Acta. 1996. V. 60 (23). P. 4711-4724.

315. Scott Smith B.H., Danchin R.U., Harris J.W., Stracke K.J. Kimberlites near Orroroo, South Australia / In: Kimberlites I: Kimberlites and related rocks (ed. J. Kornprobst). Elsevier, Amsterdam. 1984. P. 121-142.

316. Shaji Kumar M.D., Akaihi M., Yamaoka S. Formation of diamond from supercritical H2O-CO2 fluid at high pressure and high temperature // J. Crystal Growth. 2000. V. 213. P. 203206.

317. Shaji Kumar M.D., Akaihi M, Yamaoka S. Effect of fluid concentration on the formation of diamond in the l-bO-CCb-graphite system under HP-HT conditions // J. Crystal Growth. 2001. V. 222. P. 9-13.

318. Sharp W.E. Pyrrhotite: a common inclusion in the South African diamonds // Nature. 1966. V. 211. P. 402-403.

319. Sheldrick G.M. SHELXL-97. A program for crystal structure refinement. University of Gottingen, Germany. 1997.

320. Shiryaev A., Izraeli E.S., Hauri E.H., Galimov E.M., Navon O. Fluid inclusions in brazilian coated diamonds // Ext. Abst. 8th Intern. Kimb. Conf. Victoria, Canada. 2003. CD-ROM. FLA0115.

321. Shul'zhenko A.A., Get'man A.F. Diamond synthesis / German Offen. 2032083. 04 November 1971.

322. Shul'zhenko A.A., Get'man A.F. Diamond synthesis / German Offen. 2124145. 16 March 1972.

323. Simakov S.K., Taylor L.A. Geobarometry for mantle eclogites: solubility of Ca-Tschermaks in clinopyroxene // Intern. Geol. Rev. 2000. V. 42. P. 534-544.

324. Smith G.R., Halton C.G. A coesite-sanidine grospydite from the Roberts Victor kimberlite // Earth Planet. Sci. Lett. 1977. V. 34. P. 284-290.

325. Sobolev N. V, Kuznetsova I.K., Zyuzin N.I. The petrology of grospydite xenoliths from the Zagadochnaya kimberlite pipe in Yakutia// J. Petrol. 1968. V. 9. P. 253-280.

326. Sobolev N.V., Lavrent'ev Ju.G. Isomorphic sodium admixture in garnets formed at high pressures//Contib. Mineral. Petrol. 1971. V. 31. P. 1-12.

327. Sobolev N.V., Lavrent'ev Yu.G., Pokhilenko N.P., Usova L.V. Chrome-rich garnets from the kimberlites of Yakutia and their parageneses // Contrib. Mineral. Petrol. 1973. V. 40. No. 1. P. 39-52.

328. Sobolev N.V., Yefimova E.S., Shemanina E.I. Crystalline inclusions in alluvial diamonds from the Urals, USSR / In: 4th Intern. Kimb. Conf.: Ext. Abstr. Perth. 1986. 429 p.

329. Sobolev N.V, Kaminsky F.V., Griffin W.L., Efimova E.S., Win T.T., Ryan C.G., Botkunov A.I. Mineral inclusions in diamonds from the Sputnik kimberlite pipe, Yakutia // Lithos. 1997. V. 39. P. 135-157.

330. Sobolev N. V., Yefimova E.S., Channer D.M.DeR. Anderson P.F.N., Barron KM. Unusual upper mantle beneath Guaniamo, Guyana Shield, Venezuela: evidence from diamond inclusions. 1998b. Geology. V. 26. No. 11. P. 971-974.

331. Sobolev N.V., Fursenko B.A., Goryainov S.V., Shu J., Hemley R.J., Mao H„ Boyd FR. Fossilized high pressure from the Earth's deep interior: the coesite-in-diamond barometer // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. V. 97. No. 22. P. 11875-11879.

332. Sobolev N.V., Logvinova A.M., Zedgenizov D.A., Seryotkin Y.V, Efimova E.S., Floss C., Taylor L.A. Mineral inclusions in mierodiamonds and macrodiamonds from kimberlites of Yakutia: a comparative study // Lithos. 2004. V. 77. P. 225-242.

333. Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Pal'yanov Yu.N., Khokhryakov A.F., Sobolev N.V. An experimental demonstration of diamond formation in the dolomite-carbon and dolomite-fluid-carbon systems // Eur. J. Mineral. 2001a. V. 13. P. 893-900.

334. Sokol A.G., Pal'yanov Yu.N., Pal'yanova G.A., Khoklvyakov A.F., Borzdov Yu.M. Diamond and graphite crystallization from C-O-H fluids under high pressure and high temperature conditions // Diamond Relat. Mater. 2001b. V. 10. P. 2131-2136.

335. Spetsius Z.V. Diamondiferous eclogites from Yakutia: evidence for a late and multistage formation of diamonds // Sixth Intern. Kimb. Conf. Ext. Abstr. Novosibirsk: UIGGM SB RAS. 1995. P. 572-574.

336. Spetsius Z. V. Two generations of diamonds in eclogite xenoliths from Yakutia / In: Proc. of the VII Intern. Kimb. Conf. (eds. JJ. Gurney, J.L. Gurney, M.D. Pascoe, S.H. Richardson). Cape Town, Red Roof Design. 1999. V. 2. P. 823-828.

337. Spetsius Z. V., Taylor L.A. Partial melting in mantle eclogite xenoliths: clues to micro-diamond genesis // Intern. Geol. Rev. 2002. V. 44. P. 973-987.

338. Spetsius Z. V., Taylor L.A. Diamonds of Yakutia: photographic evidence for their origin. Tranquility Base Press. Lenoir City, Tennessee, USA. 2008. 278 p.

339. SpivakA.V., Litvin Yu.A. Diamond synthesis in multicomponent carbonate-carbon melts of natural chemistry: elementary process and properties. Diamond Relat. Mater. 2004. V. 13. P. 482-487.

340. Stachel T. Diamonds from the asthenosphere and the transition zone. // Eur. J. Mineral. 2001. V. 13. P. 883-892.

341. Stachel Т., Brey G.P., Harris J.W. Kankan diamonds (Guinea) I: from the lithosphere down to the transition zone // Contib. Mineral. Petrol. 2000a. V. 140. P. 1-15.

342. Stachel Т., Harris J.W., Brey G.P., Jo swig W. Kankan diamonds (Guinea) II: lower mantle inclusion parageneses // Contib. Mineral. Petrol. 2000b. V. 140. P. 16-27.

343. Stachel Т., Brey G.P., Harris J.W. Inclusions in sublithospheric diamonds: glimpses of deep Earth // Elements. 2005. V. 1. P. 73-78.

344. Sunagava I. Growth of crystals in nature / In: Materials science of the Earth's interior (ed. Sunagava I.). Terra Sci. Publ. Сотр., Tokyo. 1984. P. 61-103.

345. Sunagawa I. Growth and morphology of diamond crystals under stable and metastable conditions//J. Crystal Growth. 1990. V. 99. P. 1156-1161.

346. Suzuki Т., Akaogi M. Element partitioning between olivine and silicate melt under high pressure. Phys. Chem. Minerals. 1995. V. 22. P. 411^118.

347. Suzuki A., Ohtani E., Morishima H., Kubo Т., Kanbe Y., Okada Т., Terasaki H., Kato Т., Kikegawa T. In situ determination of the phase boundary between wadsleyite and ringwoodite in Mg2Si04 // Geophys. Res. Lett. 2000. V. 27. P. 803-806.

348. Sweeney R.J. Carbonatite melt compositions in the Earth's mantle // Earth Planet. Sci. Lett. 1994. V. 128. P. 259-270.

349. Talnikova S.B. Inclusions in natural diamonds of different habits // Sixth Intern. Kimb. Conf. Ext. Abstr. Novosibirsk: UIGGM SB RAS. 1995. P. 603-605.

350. Taniguchi Т., Dobson D., Jones A.P., Rabe R., Milledge H.J. Synthesis of cubic diamond in the graphite-magnesium carbonate and graphite-K2Mg(C03)2 systems at high pressure of 910 GPa region // J. Mater. Res. 1996. V. 11. No. 10. P. 2622-2632.

351. Taylor L.A., Neal C.R. Eclogites with oceanic crustal and mantle signatures from the Bellsbank kimberlite, South Africa. Part 1: Mineralogy, petrography, and whole rock chemistry // J. Geol. 1989. V. 97. P. 551-567.

352. Taylor L.A., Anand M. Diamonds: time capsules from the Siberian Mantle // Chemie der Erde. 2004. V. 64. P. 1-74.

353. Taylor W.R., Green D.H. Measurement of reduced peridotite-C-O-H solidus and implications for redox melting of the mantle //Nature. 1988. V. 332. P. 349-352.

354. Thibault Y., Edgar A.D., Lloyd F.E. Experimental investigation of melts from a carbonated phlogopite Iherzolite: implications for metasomatism in the continental lithospheric mantle // Am. Mineral. 1992. V. 77. P. 784-794.

355. Thompson A.B. Water in the Earth's upper mantle // Nature. 1992. V. 358. P. 295-302.

356. Thompson R.N. Is upper mantle phosphorus contained in sodic garnet? // Earth Planet. Sci. Lett. 1975. V. 26. P. 417-424.

357. Tomlinson E., Jones A., Milledge J. High-pressure experimental growth of diamond using C-K2CO3-KCI as an analogue for Cl-bearing carbonate fluid // Lithos. 2004. V. 77. P. 287-294.

358. Tomlinson E.L., Jones A. P., Harris J.W. Co-existing fluid and silicate inclusions in mantle diamond // Earth Planet. Sci. Lett. 2006. V. 250. P. 581-595.

359. Wallace M.E., Green D.H. An experimental determination of primary carbonatite magma composition //Nature. 1988. V. 335. P. 343-346.

360. Walmsley J.C., Lang A.R. On sub-micrometre inclusions in diamond coat: crystallography and composition of ankerites and related rhombohedral carbonates // Mineral. Mag. 1992. V. 56. P. 533-543.

361. Wang A., Pasteris J.D., Meyer HO.A., Dele-Dubois M.L. Magnesite-bearing inclusions assemblage in natural diamond // Earth Planet. Sci. Lett. 1996. V. 141. P. 293-306.

362. Wang W. Formation of diamond with mineral inclusions of "mixed" eclogite and peridotite paragenesis//Earth Planet. Sci. Lett. 1998. V. 160. P. 831-843.

363. Wentorf R.H. Solutions of carbon at high pressure // Ber. der. Bunsengesells. 1966. V. 70. Nos. 9-10. P. 975-982.

364. Wentorf R.H., Bovenkerk H.P. The origin of natural diamonds // Astrophys. J. 1961. V. 134.No. 3. P. 995-1005.

365. Wilding M.C. A study of diamonds with syngenetic inclusions / Unpublished PhD Thesis, University of Edinburgh, UK. 1990. 281 p.

366. Wood B.J. Thermodynamics of multicomponent systems containing several solid solutions // Rev. Mineral. 1987. V. 17. P. 71-96.

367. Wood B.J. Phase transformations and partitioning relations in peridotite under lower mantle conditions // Earth Planet. Sci. Lett. 2000. V. 174. P. 341-354.

368. Wyllie P.J. Experimental petrology of upper-mantle materials, process and products // J. Geodyn. 1995. V. 20. No. 4. P. 429^168.

369. Wyllie P.J., Huang W.L. Carbonation and melting reactions in the system CaO-MgO-SiCb-CCb at mantle pressures with geophysical and geological applications // Contrib. Mineral. Petrol. 1976. V. 54. P. 79-107.

370. Wyllie P.J., Ryabchikov J.D. Volatile components, magmas, and critical fluids in upwelling mantle // J. Petrol. 2000 V. 41. P. 1195-1206.

371. Yamaoka S., Shaji Kumar M.D., Akaishi M, Kanda H. Reactions between carbon and water under diamond-stable high pressure and high temperature conditions // Diamond Relat. Mater. 2000. V. 9. P. 1480-1486.

372. Yamaoka S., Shaji Kumar M.D., Kanda H., Akaishi M. Formation of diamond from СаСОз in a reduccd C-O-H fluid at HP-HT // Diamond Relat. Mater. 2002a. V. 11. P. 1496-1504.

373. Yamaoka S., Shaji Kumar M.D., Kanda H., Akaishi M. Crystallization of diamond from ССЬ fluid at high pressure and high temperature // J. Crystal Growth. 2002b. V. 234. P. 58.

374. Yang H., Konzett J., Prewitt C. W. Crystal structure of phase X, a high pressure alkali-rich hydrous silicate and its anhydrous equivalent // Am. Mineral. 2001. V. 86. P. 1483-1488.

375. Yasuda A., Fujii Т., Kurita К Melting phase relations of an anhydrous mid-ocean ridge basalt from 3 to 20 GPa: implications for the behavior of subducted oceanic crust in the mantle//J. Geophys. Res. 1994. V. 99 (B5). P. 9401-9414.

376. Zedgenizov D.A., Kagi H., Shatsky V.S., Sobolev N.V. Carbonatitic melts in cuboid diamonds from Udachnaya kimberlite pipe (Yakutia): evidence from vibrational spectroscopy // Mineral. Mag. 2004. V. 68 (1). P. 61-73.

377. Zedgenizov D.A., Rege S., Griffin W.L., Kagi H., Shatsky V.S. Composition of trapped fluids in cuboid fibrous diamonds from the Udachnaya kimberlite: LAM-ICPMS analysis // Chem. Geol. 2007. V. 240. P. 151-162.

Информация о работе

Бобров, Андрей Викторович
доктора геолого-минералогических наук
Москва, 2009
ВАК 25.00.04

Диссертация

Минеральные равновесия алмазообразующих карбонатно-силикатных систем - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы