Редокс состояние континентальной литосферной мантии: Fe3+/ΣFe минералов мантийных ксенолитов по данным Мёссбауэровской спектроскопии

• Автор: Гончаров, Алексей Георгиевич
• Шифр специальности: 25.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 180 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ ЗЕМЛИ

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ (ОБЗОР ПУБЛИКАЦИЙ)

ГЛАВА 3. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ РАЙОНОВ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОПИСАНИЕ ОБРАЗЦОВ

ГЛАВА 4. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА 5. ТЕРМАЛЬНОЕ И РЕДОКС СОСТОЯНИЕ ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ СИБИРСКОГО КРАТОНА
ГЛАВА 6. ТЕРМАЛЬНОЕ И РЕДОКС СОСТОЯНИЕ ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ БАЙКАЛО-МОНГОЛЬСКОГО РЕГИОНА (БМР)
ГЛАВА 7. НЕОДНОРОДНОСТЬ РЕДОКС СОСТОЯНИЯ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ, ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ИЗУЧЕННЫЕ РЕГИОНЫ И СОСТАВ СОСУЩЕСТВУЮЩЕГО С-О-Н ФЛЮИДА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Принятые сокращенияИ
Редокс - окислительно-восстановительное состояние (сокр. от англ. reduction-oxidation)
KJIM - континентальная литое ферная мантия
LVZ - зона пониженных скоростей (от англ. low-velocity zone)
LAB - граница между астеносферой и литосферой Земли (от англ. lithosphere and asthenosphere boundary)
01 - оливин
Cpx — клинопироксен
Орх - ортопироксен
Gar - гранат
Spl - шпинель
Mg# - магнезиальность (Mg/Mg+Fe) в а.е.
Cr# - хромистость (Сг/Сг+А1) в а.е.
Hz - гарцбургит Lh - лерцолит Wh - верлит
QS - квадрупольное расщепление [мм/с]
IS - химический сдвиг [мм/с]
I - интегральная интенсивность
HW - полуширина (ширина линии на полувысоте) [мм/с] foi - фугитивность кислорода [лог. ед.]
Р - давление [кбар, ГПа]
Т - температура [К, °С]
W91 - ol-opx-spl оксибарометр Wood (1991)
GW95 - gar-opx-ol оксибарометр Gudmundsson & Wood (1995)
NG85 - gar-opx барометр (Nickel & Green, 1985)

Т98 - орх-срх термометр (Taylor, 1998)
ВК90 - Ca-in-opx термометр (Brey & Kohler, 1990)
KB90 - ol-cpx термометр (Kohler & Brey, 1990)
NG10 - gar-opx термометр (Nimis & Griitter, 2010)
OW87 - ol-spl термометр (O’Neill & Wall, 1987)
OW79 - gar-ol термометр (O’Neill & Wood, 1979)
N10 - gar-opx термобарометр (Никитина и др., 2010)
HRM - водное редокс плавление (от англ. hydrous redox melting)
CRM - углекислое редокс плавление (от англ. carbonation redox melting)
МС - Мёссбауэровская спектроскопия
ЕРМА - электронно-микрозондовый анализ (от англ. electron probe microanalysis)
SEM-EDS - энерго-диссперсионный анализ на базе сканирующего электронного микроскопа (от англ. scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy)
XPS - рентгеновскиая фотоэлектронная спектроскопия (от англ. X-ray photoelectronic spectroscopy)
XANES - спектроскопия рентгеновского поглощения на краю линии (от англ. Х-гау Absorption Near-Edge Spectroscopy)
RIXS - метод резонансного неупругого рассеяния (от англ. resonant inelastic X-ray scattering)
Кислородные буферы:
FMQ - фаялит-магнетит- кварц (fayalite-magnetite-quartz)
WM - вюстит-магнетит (wiistite-magnetite)
IW - железо-вюстит (iron- wiistite)
EMOD/G - энстатит-магнезит-оливин-алмаз/графит (enstite-magnesite-olivine-diamond/graphite)
D/GCO - алмаз/графит-С02 (diamond/graphite-C02)
D/GCO - алмаз/графит-С02

работ предлагают использовать один согласованный набор термометров и барометров для сравнения термального состояния и условий равновесия минералов мантийных пород, а так же осуществлять контроль над равновесностью минеральной ассоциации и наличием зональности в изучаемых минералах. Имеющиеся твёрдофазовые оксометры, представляющие оценки /О2, чаще всего согласуются между собой в пределах погрешности метода (Никитина, Гончаров и др., 2010), но могут показывать сильное расхождение при использовании разных подходов к оценкам Fe3+/Fe2+. Сравнение данных полученных различными способами, например методом Мёссбауэровской спектроскопии, XANES, flank-методом, RIXS или путём стехиометрического расчёта, является потенциальным источником ошибок.
2.2.1 Сибирский кратон (перидотитовые ксенолиты из кимберлитов)
Перидотитовые ксенолиты из кимберлитовых трубок Сибирского кратона, указывают на химическую неоднородность KJIM, подстилающей изучаемый регион (Розен, 2006; Соболев, 1974; Соловьева, 1994; Boyd, Pokhilenko et al, 1997; Ionov, Doucet et al, 2010), вероятно, связанную с условиями формирования и геодинамической эволюции кратона. Среди изученных пород преобладают ксенолиты перидотитов. Обычно исследователи разделяют изученные породы либо по характерным для них условиям образования, либо по модальному минеральному составу. Таким образом, породы KJIM, подстилающие Сибирский кратон в районах проявления кимберлитового магматизма, можно подразделить, руководствуясь температурными оценками, на низко- и высокотемпературные, а также на шпинелевые и гранатовые перидотиты с зернистой структурой, и гранатовые перидотиты с характерными деформационными структурами. Шпинелевые перидотиты, чаще всего гарцбургиты, реже дуниты, слагающие верхние горизонты литосферной мантии, сменяются гранатовыми гарцбургитами и лерцолитами вплоть до глубин порядка 150 км, что соответствует переходу между низко- и высокотемпературными ксенолитами. Далее литосферная мантия сложена преимущественно гранатовыми породами, лерцолитового и гарцбургитового состава, вплоть до самого основания литосферы на глубине примерно 250 км, с редкими находками гранатовых перидотитов крупнозернистой структуры, характерными для верхних частей разреза. Несмотря на высокую степень неоднородности можно