Экспериментальное исследование фазовых взаимоотношений с участием карбонатов и их расплавов в перидотитах и эклогитах на глубинах 100-200 км тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.05, кандидат наук Бехтенова Алтына Ербаяновна

• Бехтенова Алтына Ербаяновна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Бехтенова Алтына Ербаяновна

Введение

ГЛАВА 1. Аналитический обзор

1.1. Природные свидетельства присутствия карбонатов и их расплавов в мантии Земли

1.2. Предшествующие экспериментальные исследования

ГЛАВА 2. Методика

2.1. Стартовые составы

2.2. Многопуансонные эксперименты

2.3. Определение состава образцов

2.4. Подход к равновесию систем

2.5. Коэффициенты распределения

ГЛАВА 3. Результаты

3.1. Модельные "№-карбонатит" и "K-карбонатит"

3.2. Перидотитовые системы при 3-6.5 ГПа

3.2.1. Лерцолит+эвтектические №- и K-Ca-Mg-Fe карбонатные расплавы при 6 ГПа и 11001200 °С

3.2.2. Лерцолит + CO2-содержащий фонолитовый + K-Ca-Mg-Fe карбонатный расплавы при

6 ГПа и 1200-1500 °С

3.2.3. Лерцолит + K-Ca-Mg-Fe карбонатные расплавы с Ca# 10, 20, 30 и 40 при 6 ГПа и 12001500 X

3.2.4. Лерцолит + водосодержащие ^ и Na-K-Ca-Mg-Fe карбонатные расплавы при 3-6.5 ГПа

3.3. Эклогитовые системы при 3-6 ГПа

3.3.1. Эклогит + эвтектические №- и K-Ca-Mg-Fe карбонатные расплавы при 6 ГПа и 11001200 °С

3.3.2. Эклогит + водосодержащие ^ и Na-K-Сa-Mg-Fe карбонатные расплавы при 3-6 ГПа

ГЛАВА 4. Обсуждение

4.1. Фазовые взаимоотношения в модельных карбонатитах при 3 и 6.5 ГПа

4.2. Фазовые взаимоотношения в перидотитовых системах

4.2.1. Взаимодействие эвтектических щелочных карбонатных расплавов с природным лерцолитом при 6 ГПа и 1100-1200 °С

4.2.2. Взаимодействие несмесимых С02-содержащего фонолитового и K-Сa-Mg-Fe карбонатного расплавов с перидотитом при 6 ГПа и 1200-1500 °С

4.2.3. Составы карбонатных расплавов в равновесии с верлитами, лерцолитами и гарцбургитами при 6 ГПа и 1200-1500 °С

4.2.4. Солидус флогопит-содержащего карбонатизированного перидотита при 3-6.5 ГПа

4.3. Фазовые взаимоотношения в эклогитовых системах

4.3.1. Взаимодействие эвтектических щелочных карбонатных расплавов с природным эклогитом при 6 ГПа и 1100-1200 °С

4.3.2. Солидус флогопит-содержащего карбонатизированного эклогита при 3-6 ГПа

Заключение

Номенклатура

Список публикаций автора

Список литературы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспериментальное исследование фазовых взаимоотношений с участием карбонатов и их расплавов в перидотитах и эклогитах на глубинах 100-200 км»

Актуальность работы

Экспериментальное исследование фазовых взаимоотношений и реакций в системах с карбонатами и мантийными породами при давлениях и температурах, соответствующих глубинам 100-200 км, представляет интерес для реконструкции процессов, связанных с глубинным циклом углерода в мантии Земли, ультравысокобарическим метаморфизмом в процессе субдукции океанических плит и коллизии континентов, частичным плавлением вещества литосферной мантии, мантийным метасоматозом, генерацией глубинных магм и алмазообразованием.

Можно выделить следующие свидетельства, указывающие на участие карбонатов в мантийных процессах: (1) минеральные включения кальцита (Meyer and McCallum, 1986; Sobolev et al., 1997; Leost et al., 2003; Brenker et al., 2007; Shatsky et al., 2008; Sobolev et al., 2009; Zedgenizov et al., 2014b), арагонита (Logvinova et al., 2018), доломита (Stachel et al., 1998; Bulanova et al., 2010), магнезита (Bulanova and Pavlova, 1987; Wang et al., 1996; Stachel et al., 1998; Leost et al., 2003; Phillips et al., 2004; Sobolev et al., 2016) и K2(Mg,Ca)(CÛ2)2 (Jablon and Navon, 2016) в алмазах из кимберлитов и россыпей; (2) расплавные включения Na-карбонатитового расплава в сублитосферных алмазах (Kaminsky et al., 2009; Wirth et al., 2009; Kaminsky et al., 2013; Kaminsky et al., 2016; Kaminsky, 2017); в минералах ксенолитов перидотитов, вынесенных с глубин 110-230 км (Giuliani et al., 2012; Sharygin et al., 2013; Golovin et al., 2018; Golovin et al., 2020; Sharygin et al., 2021); в минералах кимберлитов (Egorov et al., 1988; Golovin et al., 2003; Kamenetsky et al., 2004; Kamenetsky et al., 2009a; Abersteiner et al., 2017; Giuliani et al., 2017; Golovin et al., 2017; Abersteiner et al., 2018); (3) Na-Ca карбонаты и Na-карбонатитовый состав основной массы неизмененных кимберлитов (Watkinson and Chao, 1973; Kamenetsky et al., 2004; Kamenetsky et al., 2009a; Kamenetsky et al., 2013); (4) K-карбонатитовые микровключения с остаточным давлением, соответствующим глубинам 150-250 км (Navon, 1991; Wang et al., 2003; Tomlinson et al., 2007) в волокнистых алмазах из кимберлитов и россыпей (Navon et al., 1988; Schrauder and Navon, 1994; Zedgenizov et al., 2004; Klein-BenDavid et al., 2007; Klein-BenDavid et al., 2009; Weiss et al., 2009; Zedgenizov et al., 2009; Zedgenizov et al., 2011; Skuzovatov et al., 2016; Zedgenizov et al., 2018); (5) K-карбонатитовые микровключения в обычных алмазах (Jablon and Navon, 2016), включая алмазы ювелирного качества (Logvinova et al., 2019b); (6) K-карбонатитовые расплавы в алмазах из UHP метаморфических комплексов, Кокчетав, Казахстан (Dobrzhinetskaya et al., 2005; Hwang et al., 2005) и Эрцгебирге, Германия (Dobrzhinetskaya et al., 2007); (7) Алмазоносные карбонат-гранат-пироксеновые породы Кокчетавской субдукционно-коллизионной зоны (Sobolev and Shatsky, 1990; Shatsky et al., 1995); (8) Полифазные включения доломит + алмаз + CO2 в

3

клинопироксенах из перидотитовых включений в лампрофировых дайках на юго-западе Японии (Mizukami et al., 2008); (9) Полифазные включения Mg-кальцита + алмаз + рутил в гранате из UHP метаосадочных породах в итальянских Альпах (Frezzotti et al., 2011).

Экспериментально установлена возможность образования карбонатитовых расплавов в результате частичного плавления пород субдуцированных океанических плит, которое приводит к образованию Na-карбонатитовых расплавов в переходной зоне (Grassi and Schmidt, 2011b; Thomson et al., 2016) и K-карбонатитовых расплавов в верхней мантии на глубинах 200-250 км (Brey et al., 2009; Brey et al., 2011; Grassi and Schmidt, 2011a; Shatskiy et al., 2019). Тем не менее, точный состав карбонатных расплавов в равновесии с эклогитами и перидотитами при параметрах субконтинентальной литосферной мантии (СКЛМ) на глубинах 100-200 км остается малоизученным. Эксперименты по частичному плавлению перидотитов и эклогитов с концентрациями летучих близкими к природным не позволяют определить количественный состав карбонатных расплавов по причине очень низких степеней плавления (Hammouda, 2003; Dasgupta et al., 2004; Dasgupta and Hirschmann, 2006; Dasgupta and Hirschmann, 2007a; Dasgupta et al., 2007). Эти же причины не позволяют точно определить субсолидусные ассоциации, реакции, контролирующие плавление, и положение солидусов в P-T координатах.

За последние годы достаточно подробно изучены фазовые взаимоотношения в простых карбонатных и карбонат-силикатных системах при 3-6 ГПа (Shatskiy et al., 2013b; Shatskiy et al., 2015e; Shatskiy et al., 2017b; Podborodnikov et al., 2018b; Shatskiy et al., 2018; Arefiev et al., 2019a; Arefiev et al., 2019b; Arefiev et al., 2019c; Podborodnikov et al., 2019a; Podborodnikov et al., 2019b; Shatskiy et al., 2021b). Эти данные дают представление о спектре возможных субсолидусных карбонатных фаз и составе карбонатных расплавов, устойчивых при P-T параметрах СКЛМ. В связи с этим представляется актуальным проведение экспериментов по уравновешиванию реальных мантийных пород с синтетическими карбонатными расплавами.

Также следует отметить, что совсем недавно были установлены P-T область устойчивости и составы несмесимых калиевых силикатных и карбонатных расплавов, которые образуются при частичном плавлении субдуцированных метапелитов (Shatskiy et al., 2019; Shatskiy et al., 2020a; Shatskiy et al., 2021a). В работах определено, что эти расплавы близки по составу к ультракалиевым силикатным и карбонатитовым включениям в природных алмазах. В связи с этим представляется особенно актуальным изучение взаимодействия этих расплавов с перидотитами и эклогитами при P-T параметрах образования алмазов в литосферной мантии.

Анализ опубликованных данных о карбонатах мантийного происхождения указывает на их частую ассоциацию с флогопитом. Среди таких образцов следует отметить следующие: (1) включения кальцит + флогопит в алмазах из кимберлитов (Sobolev et al., 1997; Logvinova et al., 2008; Sobolev et al., 2009; Logvinova et al., 2011; Logvinova et al., 2019a); (2) ассоциация флогопита

4

и карбонатов (кальцита) в мантийных ксенолитах, включая алмазоносные образцы (Erlank and Rickard, 1977; Spetsius and Taylor, 2002; Misra et al., 2004; Kargin et al., 2019; Pokhilenko, 2021); (3) включения флогопит + магнезит + хромит в хромистых гранатах (Nikolenko et al., 2017; Sharygin et al., 2017; Alifirova et al., 2020; Nikolenko et al., 2021); (4) магнезит- и флогопит-содержащие гранатовые перидотиты UHP метаморфических комплексов Китая и Норвегии (Yang et al., 1993; Zhang et al., 2007; Malaspina et al., 2009; Malaspina and Tumiati, 2012).

Большинство предшествующих экспериментальных исследований фазовых взаимоотношений в системах, содержащих карбонаты и флогопит, проводились в ультраосновных системах при давлениях до 3 ГПа (Olafsson and Eggler, 1983; Thibault et al., 1992; Tumiati et al., 2013), либо в кимберлитоподобных системах при температурах выше солидуса, где одна из фаз, магнезит или флогопит исчезала (Ulmer and Sweeney, 2002; Sokol and Kruk, 2015; Sokol et al., 2017). Совокупность этих данных не дает представления о солидусе карбонатизированных флогопит-содержащих перидотита и эклогита. Интересны данные (Eggler and Wendlandt, 1982) по изучению плавления кимберлита Лесото, согласно которым солидус ассоциации лерцолит + флогопит + доломит расположен при 3 ГПа и 1075 °С, а ассоциации лерцолит + флогопит + магнезит при 5.5 ГПа и 1225 °С. Недавно появились данные о фазовых взаимоотношениях в упрощенной системе K2O-CaO-MgO-AhO3-SiO2-CO2-H2O при 4-8 ГПа (Enggist and Luth, 2016). Согласно этим данным солидус ассоциации клинопироксен + флогопит + магнезит расположен на 200 °С выше, чем ассоциации клинопироксен + K2Mg(CO3)2 + магнезит в системе K2O-CaO-MgO-SiO2-CO2 (Shatskiy et al., 2017b; Shatskiy et al., 2021b).

Учитывая недостаточную изученность перидотитовой системы и отсутствие экспериментальных данных по эклогитовой системе, представляется актуальным изучить фазовые взаимоотношения в системах карбонатизированные флогопит-содержащие перидотит и эклогит при 3-6 ГПа.

Цель и задачи работы

Цель работы - экспериментально установить фазовые взаимоотношения c участием карбонатов и их расплавов в перидотитах и эклогитах при давлениях 3-6.5 ГПа, отвечающих глубинам 100-200 км. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Экспериментально исследовать фазовые взаимоотношения в системах лерцолит + эвтектические Na- и K-Ca-Mg-Fe карбонатные расплавы при 6 ГПа, 1100 и 1200 °С и лерцолит + K-Ca-Mg-Fe карбонатные расплавы с Ca# 10, 20, 30, 40 при 6 ГПа и 1200-1500 °С. Определить составы расплавов, сосуществующих минералов и характер их изменения в зависимости от температуры и исходных составов систем.

2. Экспериментально изучить фазовые взаимоотношения в системах лерцолит + водосодержащие К- и Ка-К-Са-М§-Ре карбонатные расплавы с мольным соотношением Н2О/К2О = 2 при 3-6.5 ГПа. Определить солидусы систем и построить соответствующие Р-Т диаграммы.

3. Экспериментально исследовать фазовые взаимоотношения в системах эклогит + водосодержащие К- и Ка-К-Са-М§-Бе карбонатные расплавы с мольным соотношением Н2О/К2О = 2 при 3-6 ГПа. Определить солидусы систем и построить соответствующие Р-Т диаграммы.

4. Провести эксперименты в системе лерцолит + СО2-содержащий фонолитовый расплав + К-Са-М§-Бе карбонатный расплав при 6 ГПа в интервале 1200-1500 °С. Определить фазовые взаимоотношения и сделать выводы о характере взаимодействия лерцолита с данными расплавами на глубине около 200 км.

Защищаемые положения

1. При 6 ГПа и 1100-1400 °С К-Са-М§-Бе карбонатный расплав с Са# 29-35 находится в равновесии с гранатовым лерцолитом, а расплавы с Са# < 20 и > 40 находятся в равновесии с гарцбургитом и верлитом соответственно.

2. При 4-6.5 ГПа солидус магнезит- и флогопит-содержащего перидотита расположен при 1150 °С и контролируется реакцией диопсид + флогопит + магнезит = оливин + энстатит + пироп + К-Са-М§-Ре карбонатный расплав. При 3 ГПа солидус понижается до 1050 °С и контролируется реакцией: флогопит + доломит = пироп + диопсид + К-Са-М§-Ре карбонатный расплав.

3. Солидус карбонатизированного флогопит-содержащего эклогита расположен около 1050 °С при 3 ГПа и понижается до 950 °С при 6 ГПа. Плавление контролируется реакцией: флогопит + доломит (магнезит + гроссуляр при 6 ГПа) = пироп + диопсид + К-Са-М§-Бе карбонатный расплав.

4. Взаимодействие лерцолита с несмесимыми фонолитовым и низкомагнезиальным карбонатным расплавами, образующимися при плавлении карбонатизированного метапелита, сопровождается реакцией с образованием ортопироксена и пиропа, в результате которой фонолитовый расплав расходуется, а карбонатный расплав становится высокомагнезиальным.

Научная новизна

Основные результаты, полученные автором, являются новыми:

1. Экспериментально обоснованы интервалы составов карбонатных расплавов устойчивых в условиях кратонных геотерм (37-43 мВт/м2) и равновесных с эклогитами, верлитами, лерцолитами и гарцбургитами.

2. Установлены особенности изменения состава эклогитов и перидотитов в результате их взаимодействия с Ка- и К-Са-М§-Бе карбонатными расплавами при 6 ГПа и 1100-1200 °С.

6

3. Определены солидусы флогопит-содержащих карбонатизированных перидотитов и эклогитов в интервале 3-6 ГПа при мольном соотношении H2O/K2O = 2.

4. Показан характер взаимодействия несмесимых расплавов, фонолитового и K-Ca-Mg-Fe карбонатного, с гранатовым лерцолитом при P-T параметрах литосферной мантии, соответствующих глубине 200 км.

Практическая значимость и ценность работы соискателя

Определен интервал составов и закономерности его изменения для карбонатных расплавов, рановесных с перидотитами и эклогитами при параметрах кратонных геотерм. Установленные закономерности являются основой для изучения перераспределения редких элементов между мантийными минералами и карбонатными расплавами, а также для всестороннего изучения структуры и физических свойств данных расплавов при параметрах мантии Земли.

Фактический материал

Основу работы составляют результаты экспериментов, проведенных автором в составе научного коллектива Лаборатории фазовых превращений и диаграмм состояния вещества Земли при высоких давлениях (№ 454) Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук (ИГМ СО РАН).

Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ № 21-77-10057.

Основные научные результаты и материалы диссертационного исследования представлены в научных публикациях соискателя Бехтеновой А.Е. (с соавторами). Соискатель имеет 14 работ, опубликованных в рецензируемых научных изданиях, в том числе по теме диссертации - 7 работ. Все работы (14 статей) опубликованы в изданиях, индексируемых в системе научного цитирования Web of Science, которые также входят в перечень ВАК. Все 7 статей по теме диссертационной работы опубликованы в журналах, относящихся к квартилю Q1 в соответствии JCR Thomson Reuters.

Личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертации

Следуя плану исследований, цели и задачам, поставленным научным руководителем Шацким А.Ф., автор диссертации проделала следующую работу: (1) проанализировала научную литературу по тематике диссертации; (2) освоила методику подготовки и проведения экспериментов по изучению фазовых взаимоотношений в карбонатных, карбонат-силикатных и водосодержащих карбонат-силикатных системах при 3-6.5 ГПа на прессовом многопуансонном

7

аппарате DIA-типа; (3) освоила методику определения фазового и элементного состава постэкспериментальных образцов с использованием сканирующего микроскопа с микроанализатором EDS и КР-спектроскопии; (4) самостоятельно подготовила и провела эксперименты в K- и Na-содержащих карбонат-силикатных системах; (5) изучила полученные образцы на сканирующем электронном микроскопе; (6) сняла спектры КР полученных карбонатных фаз; (7) проанализировала полученный экспериментальный материал, систематизировала данные по фазовому и элементному составу, рассчитала температуры и давления с использованием современных геотермометров и геобарометров, рассчитала балансы масс для каждого образца с использованием метода наименьших квадратов; (8) подготовила таблицы и графический материал для научных статей; (9) принимала участие в написании научных статей по материалу диссертации, одну статью, опубликованую в журнале Gondwana Research, подготовила самостоятельно.

Апробация работы

Основные результаты исследований, изложенных в диссертации, были представлены на следующих конференциях: Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии, ВЕСЭМПГ-2018, Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва, 18-19 апреля 2018; ВЕСЭМПГ-2019, Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва, 16-17 апреля 2019; ВЕСЭМПГ-2021, Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва, 25-26 мая 2021.

Благодарности

Автор выражает благодарность научному руководителю профессору РАН д.г.-м.н. А.Ф. Шацкому, а также профессору РАН д.г.-м.н. К.Д. Литасову и всему коллективу лаборатории фазовых превращений и диаграмм состояния вещества Земли при высоких давлениях (№ 454) ИГМ СО РАН. Автор выражает искреннюю признательность академику д.г.-м.н. В.С. Шацкому, академику д.г.-м.н. Н.В. Соболеву, д.г.-м.н. Хохрякову А.Ф., д.г.-м.н. Смирнову С.З., к.г.-м.н. А.Л. Рагозину, к.г.-м.н. Л.Н. Похиленко, к.г.-м.н. Д.И. Резвухину за консультации и помощь в работе над материалом диссертации. Автор благодарит своих родных и близких людей за всестороннюю помощь и поддержку.

ГЛАВА 1. Аналитический обзор

1.1. Природные свидетельства присутствия карбонатов и их расплавов в мантии Земли

Первичные включения в алмазах являются наиболее достоверным источником информации о присутствии тех или иных минералов и расплавов в мантии Земли на глубинах свыше 150 км. Среди минеральных и полиминеральных включений карбонатов в алмазе обнаружены преимущественно щелочноземельные карбонаты: магнезит (Bulanova and Pavlova, 1987; Wang et al., 1996; Stachel et al., 1998; Leost et al., 2003; Phillips et al., 2004; Sobolev et al., 2016), доломит (Stachel et al., 1998; Sobolev et al., 2009; Bulanova et al., 2010; Logvinova et al., 2011; Logvinova et al., 2019a), кальцит (Meyer and McCallum, 1986; Sobolev et al., 1997; Shatsky et al., 2008; Sobolev et al., 2009; Zedgenizov et al., 2014a; Zedgenizov et al., 2014b), арагонит (Logvinova et al., 2018) и сидерит (Stachel et al., 2000). Известна находка минерального включения близкого по составу к карбонату K2(Mg,Ca)(CÜ3)2 (Jablon and Navon, 2016), установленному ранее в высокобарических экспериментах в продуктах закалки расплава (Taniguchi et al., 1996) и в виде кристаллической фазы (Brey et al., 2011; Shatskiy et al., 2013b; Shatskiy et al., 2016a; Arefiev et al., 2019b; Shatskiy et al., 2021b). Также известны находки алмазов с субмикронными включениями кальцита из метасоматических жил в ксенолите эклогита из кимберлитовой трубки Удачная, Якутия (Shatsky et al., 2008).

В отличие от большинства минеральных включений карбонатов в алмазах, карбонатитовые включения в мантийных минералах характеризуются высокими содержаниями Na2Ü и/или K2O. Na-карбонатитовые включения были обнаружены: 1) в алмазах из россыпей Бразилии, предположительно сублитосферного происхождения (Kaminsky et al., 2009; Wirth et al., 2009; Kaminsky et al., 2013; Kaminsky et al., 2016; Kaminsky, 2017), 2) в виде вторичных включений в оливинах из самых глубинных ксенолитов деформированных гранатовых лерцолитов и гарцбургитов (Sharygin et al., 2013; Golovin et al., 2018; Golovin et al., 2020; Sharygin et al., 2021), и 3) в виде вторичных и первичных включений в минералах кимберлитов (Egorov et al., 1988; Golovin et al., 2003; Kamenetsky et al., 2004; Kamenetsky et al., 2009a; Abersteiner et al., 2017; Giuliani et al., 2017; Golovin et al., 2017; Abersteiner et al., 2018). Более того, присутствие водорастворимых натровых карбонатов в основной массе кимберлитов (Watkinson and Chao, 1973; Kamenetsky et al., 2004; Kamenetsky et al., 2009a; Kamenetsky et al., 2013) привело к предположению о Na-карбонатитовой природе кимберлитового расплава (Kamenetsky et al., 2004; Kamenetsky et al., 2009a; Kamenetsky et al., 2013), что может объясняться генерацией протокимберлитовых, т.е. Na-карбонатитовых расплавов, в переходной зоне, где натрий

становится несовместимым элементов в виду дестабилизации клинопироксена (Grassi and Schmidt, 2011b; Thomson et al., 2016).

В отличие от сублитосферных карбонатитов, литосферные карбонатные расплавы, захваченные природными алмазами, характеризуются высокими концентрациями K2O. Впервые такие включения были достоверно обнаружены в волокнистых алмазах из Заира и Ботсваны (Navon et al., 1988). Впоследствии такие включения были найдены в волокнистых алмазах по всему миру (Schrauder and Navon, 1994; Zedgenizov et al., 2004; Klein-BenDavid et al., 2007; KleinBenDavid et al., 2009; Weiss et al., 2009; Zedgenizov et al., 2009; Zedgenizov et al., 2011; Skuzovatov et al., 2016; Zedgenizov et al., 2018). Первичная природа этих включений подтверждается высоким внутренним давлением (1.3-2.1 ГПа), установленным по смещению характеристических пиков кварца в ИК-спектрах, соответствующих давлению 5-7 ГПа при температурах кратонных геотерм в области стабильности алмаза (Navon, 1991; Wang et al., 2003; Tomlinson et al., 2007). Недавно было обнаружено, что подобные включения встречаются и в обычных алмазах вдоль двойниковых границ (Jablon and Navon, 2016). Также включение K-содержащего карбонатного расплава, размером 30 мкм было обнаружено в центральной части алмаза ювелирного качества из кимберлитовой трубки Сытыканская, Якутия (Logvinova et al., 2019b). Исследование микровключений в алмазах методами просвечивающей электронной микроскопии выявило целый ряд двойных карбонатов (K, Na)-(Ca, Mg, Fe), а также щелочных и щелочноземельных карбонатов, включая карбонаты бария и стронция (Klein-BenDavid et al., 2006; Logvinova et al., 2008; Kaminsky et al., 2009; Wirth et al., 2009; Kopylova et al., 2010; Logvinova et al., 2011; Kaminsky et al., 2013; Kaminsky et al., 2016; Logvinova et al., 2018; Logvinova et al., 2019a; Logvinova et al., 2019b).

Появление карбонатов в мантии может объясняться погружением корового материала, при процессах субдукции океанических плит и континентальной коллизии, или в результате реакции диспропорционирования железа, сопровождающейся выделением кислорода, окислением углерода до CO2 и его реакцией с силикатами с образованием карбонатов (Rohrbach and Schmidt, 2011; Dobretsov and Shatskiy, 2012). Субдукция карбонатов на мантийные глубины подтверждается находками мантийных минералов в ультравысокобарических метаморфических комплексах. Уникальным примером таких комплексов является Кокчетавский массив, Казахстан. В этом комплексе присутствуют алмазоносные гранат-пироксен-карбонатные породы, в которых помимо алмаза найдены арагонит, коэсит и клинопироксен, содержащий 1.1 мас.% K2O (Sobolev and Shatsky, 1990; Shatsky et al., 1995). Предполагается, что на пике метаморфизма, который претерпели карбонатные породы, давление превышало 4.5 ГПа, а температура достигала 9501000 °С (Dobretsov and Shatsky, 2004). В микроалмазах из этого комплекса были диагностированы включения размером в несколько нм, предположительно, водосодержащего K-карбонатитового

10

расплава-флюида (Dobrzhinetskaya et al., 2005; Hwang et al., 2005). Позднее аналогичные включения были обнаружены в микроалмазах из другого ультравысокобарического комплекса Эрцгебирге, Германия (Dobrzhinetskaya et al., 2007).

На активность ультракалиевых карбонатных расплавов-флюидов в литосферной мантии также указывает частая ассоциация карбонатов и флогопита. Флогопит ассоциирует с карбонатами в мантийных ксенолитах (Erlank and Rickard, 1977; Spetsius and Taylor, 2002; Misra et al., 2004; Kargin et al., 2019; Pokhilenko, 2021), в первичных полиминеральных включениях в хромистом пиропе (Nikolenko et al., 2017; Sharygin et al., 2017; Alifirova et al., 2020; Nikolenko et al., 2021) и в алмазах из кимберлитов и россыпей (Sobolev et al., 1997; Logvinova et al., 2008; Sobolev et al., 2009; Logvinova et al., 2011; Logvinova et al., 2019a). Также магнезит- и флогопит-содержащие ультраосновные ассоциации описаны в ультравысокобарических террейнах (Yang et al., 1993; Zhang et al., 2007; Malaspina et al., 2009; Malaspina and Tumiati, 2012), оценки P-T условий образования которых с использованием ортопироксен-клинопироксен-гранатовой ассоциации составляют 4-6 ГПа и 700-1000 °С (Malaspina et al., 2009). На мантийное происхождение магнезит-флогопитовых ассоциаций также указывает присутствие микроалмазов (van Roermund et al., 2002; Forde et al., 2020) и мэйджеритового граната (Scambelluri et al., 2008).

1.2. Предшествующие экспериментальные исследования

Перидотит, моделируемый системой CMAS-CO2

Фазовые взаимоотношения в перидотитовых и эклогитовых системах с карбонатами изучали ранее. В первую очередь стоит отметить работы (Eggler, 1975; Wyllie and Huang, 1975a). В этих работах была детально изучена перидотитовая система CaO-MgO-AhO3-SiO2-CO2 (CMAS-CO2) и ее подсистемы при давлениях до 3 ГПа. Было показано, что с увеличением давления CO2-флюид становится неустойчивым и реагирует с ультраосновными минералами с образованием Ca-Mg карбонатов. Стабилизация доломита в результате реакции (Eggler, 1975; Wyllie and Huang, 1975a) (Рис. 1.1):

CaMgSi2O6 (Cpx) + 2Mg2SiO4 (Ol) + 2CO2 (F) = CaMg(CO3)2 (Dol) + 2Mg2Si2O6 (Opx), (1.1) сопровождается резким понижением солидуса системы за счет плавления карбоната и образования доломитового расплава. С увеличением давления доломит сменяется магнезитом в результате реакции обмена Ca-Mg между карбонатом и пироксеном (Brey et al., 1983) (Рис. 1.1): CaMg(CO3)2 (Dol) + Mg2Si2O6 (Opx) = 2MgCO3 (Mgs) + CaMgSi2O6 (Cpx). (1.2) Солидус перидотитовой системы контролируется реакцией (Dalton and Presnall, 1998a) (Рис. 1.1): 2MgCO3 (Mgs) + CaMgSi2O6 (Cpx) = CaMg(CO3)2 (L) + Mg2Si2O6 (Opx). (1.3)

3 4 5 6

Давление, ГПа

Рисунок 1.1. Предшествующие данные по фазовым взаимоотношениям в карбонатизированном перидотите, моделируемом различными системами. CMS-CO2: WH75 -(Wyllie and Huang, 1975b). CMAS-CO2: E75 - (Eggler, 1975), CS90 - (Canil and Scarfe, 1990), DP98

- (Dalton and Presnall, 1998a). Перидотит (MixKLB-1) + Na-K-Ca-Mg-Fe карбонатная смесь: DH06

- (Dasgupta and Hirschmann, 2006), D07 - (Dasgupta et al., 2007), DH07 - (Dasgupta and Hirschmann, 2007a). Перидотит-K2COз-MgCOз: B11 - (Brey et al., 2011).

Составы околосолидусных расплавов в системе CMAS-CO2 имеют доломитовый состав и Ca# близкий к перитектической реакции в системе CaCO3-MgCO3 (Shatskiy et al., 2017b; Shatskiy et al., 2018; Shatskiy et al., 2021b). Совокупность этих данных наглядно свидетельствует, что Ca-Mg карбонаты не плавятся при параметрах кратонной мантии. Исследование систем CaCO3-FeCO3 (Shatskiy et al., 2014) и MgCO3-FeCO3 (Shatskiy et al., 2015c) показало, что понижение температуры начала плавления в результате добавления железа в концентрациях характерных для природных систем не превышает 50 °С. Таким образом, Ca-Mg-Fe карбонатные расплавы неустойчивы и не могут существовать при параметрах кратонных геотерм на глубинах 100-200 км.

Природоподобные системы перидотит-С02

Изучение более сложных природоподобных перидотитовых систем показало, что их солидусы расположены на 200-350 °С ниже солидуса CMAS-CO2 (Рис. 1.1). В работах (Dasgupta and Hirschmann, 2006; Dasgupta and Hirschmann, 2007a; Dasgupta et al., 2007) данное понижение связывают с влиянием Na2O, а именно с реакцией перераспределения натрия из клинопироксена в карбонатную часть системы. Однако позднее было установлено, что натрий ввиду своей совместимости остается в клинопироксене вплоть до 1350 °С при 6 ГПа и не оказывает столь значимого влияния на температуру солидуса при 6 ГПа, хотя при 3 ГПа эффект становится более

выраженным (Shatskiy et al., 2017b; Shatskiy et al., 2021b).

12

Будучи несовместимым элементом в сухих перидотитах при 3 -6 ГПа, калий напротив еще в субсолидусе концентрируется в K2Mg(CO3)2 (Shatskiy et al., 2017b) и как результат может объяснять понижение температур солидуса в K-содержащих карбонатизированных лерцолитах и гарцбургитах, что установленно в работе (Brey et al., 2011). Следует также отметить, что если в последней работе составы околосолидусных карбонатных расплавов характеризуются высокими концентрациями K2O, что хорошо согласуется с составами эвтектик в калиевых карбонатных системах (Shatskiy et al., 2013b; Shatskiy et al., 2015a; Shatskiy et al., 2015c; Shatskiy et al., 2016a; Arefiev et al., 2019b), то в работах (Dasgupta and Hirschmann, 2006; Dasgupta and Hirschmann, 2007a; Dasgupta and Hirschmann, 2007b; Dasgupta et al., 2007) составы околосолидусных расплавов в большинстве случаев не определены, либо не превышают 1-2 мас.%, что не согласуется с топологией фазовых диаграмм соответствующих карбонатных систем (Shatskiy et al., 2013 a; Shatskiy et al., 2013c; Shatskiy et al., 2015d; Shatskiy et al., 2016b; Podborodnikov et al., 2018a; Podborodnikov et al., 2018b; Podborodnikov et al., 2019a; Podborodnikov et al., 2019b).

Природоподобные системы эклогит-С02

Предыдущие экспериментальные исследования в системе карбонатизированный эклогит противоречивы. Dasgupta et al. (2004) установил, что плавление в системе эклогит-СО2 с образованием карбонатного расплава с низким содержанием кремния зафиксировано при 1080 °C и 6 ГПа, тогда как Yaxley and Brey (2004) не наблюдали плавление подобной системы выше 1310 °C при 5 ГПа. Hammouda (2003) показал, что температура солидуса системы эклогит-С02 варьирует от 1125 °C при 5 ГПа до 1250 °C при 6 ГПа и до 980 °C при 6.5-7 ГПа. Позднее Kiseeva et al. (2012) изучили систему эклогит-СО2 с высоким содержанием K2O и обнаружили, что плавление системы происходит при 1050 °C и 5 ГПа, где первичный расплав имеет калиевый алюмосиликатный состав, тогда как несмешивающийся с ним карбонатный расплав появляется при 1100 °C и имеет состав близкий к CaC03 (Рис.1.2, 1.3).

Давление, ГПа

Рисунок 1.2. Предшествующие данные по фазовым взаимоотношениям в карбонатизированном эклогите. Линиями обозначены солидусы в работах: H03 - (Hammouda, 2003), D04 - (Dasgupta et al., 2004), YB04 - (Yaxley and Brey, 2004), K12 - (Kiseeva et al., 2012).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бехтенова Алтына Ербаяновна, 2022 год

- - - -

Ь(С)

Б210, ь^ 47.6 0.60 6.01 0.51

1200, 72 О1 40.8 0.10 0.09 ъ.а.1.

Орх 56.5 0.26 1.22 0.04

Срх 54.8 0.52 2.68 0.28

вл 41.6 1.48 19.4 1.63

11т 1.40 53.2 0.79 0.40

Ь(С) 2.22 0.37 0.05 ъ.а.1.

Б211, Ь^ 47.9 0.54 6.09 0.33

1300, 64 О1 40.5 ъ.а.1. ъ.а.1. ъ.а.1.

Орх 57.3 0.18 0.84 0.01

Срх 55.0 0.31 1.74 0.46

вл 42.1 1.55 19.9 0.81

ь(С) 8.48 2.48 0.62 ъ.а.1.

Б214, Ь^ 47.7 0.56 6.12 0.57

1400, 24 О1 40.5 ъ.а.1. 0.09 ъ.а.1.

Орх 56.3 0.50 1.73 ъ.а.1.

Срх 54.7 0.38 1.92 0.80

вП 41.9 1.35 19.9 1.49

Ь(С) 11.5 2.41 0.71 ъ.а.1.

Б217, ь^ 47.4 0.49 6.53 0.38

1500, 5 О1 40.7 ъ.а.1. ъ.а.1. ъ.а.1.

Орх 57.4 ъ.а.1. 1.86 ъ.а.1.

8.98 11.2 13.0

7.56 4.93 10.4

1.57 9.74 9.65 4.06 11.2 5.57 35.2 2.30 5.51

24.8

39.2

46.3

33.1 18.7 20.7 1.19 5.94

56.4

20.2

23.2

35.0

17.1

22.3

43.4

6.77 2.72 0.03 0.94 16.9 4.07 3.23 22.5 0.22 18.0 9.50 1.74 0.67 1.35 0.81

1.24 0.23

ъ.а.1.

0.31 1.57

ъ.а.1.

2.99 2.53

ъ.а.1.

2.84 0.50 0.24 0.12 2.39 0.00

6.43 0.19

ъ.а.1. ъ.а.1.

0.27

ъ.а.1.

15.2 16.4 0.04 0.33 0.34 6.61 0.26 21.7 0.05

8.57

9.44

13.2 8.09 4.99 11.0

29.3 5.79 9.38 13.3 7.75 5.04 10.3 7.54 9.20 12.9 8.01 5.14 9.71 8.41 8.37 11.9 5.91

28.6

45.3 31.5 18.2 19.2

14.2

12.5

29.4 46.1

32.0

18.7

19.8

12.9

29.6

46.1

30.6

18.7

20.5 13.4

30.3 47.1 31.3

6.18 0.26 1.90 15.9 5.08 0.37 9.03

5.89 0.11 1.56 17.4 5.43 9.22 5.76 0.40 2.39 16.9

4.90 9.25 5.82 0.36 2.49

0.68 0.06 0.42 1.93 0.20 0.06 3.69 0.39

ъ.а.1.

0.30 1.35 0.03 3.59 0.46

ъ.а.1.

0.51 1.46 0.03 3.20 0.54

ъ.а.1.

0.85

8.05 34.8

50 50

0.19

ъ.а.1. ъ.а.1. ъ.а.1. ъ.а.1. ъ.а.1. 28.2

ъ.а.1. ъ.а.1. ъ.а.1. ъ.а.1. ъ.а.1.

23.5 0.02 ъ.а.1. ъ.а.1. 0.10 ъ.а.1.

21.7 0.09 -

ъ.а.1. -

0.17 -

38.2

31.6

29.4

42 3 8

5 21 20 25 30

13 11 1

14

6 &

22 13 22 20 1 22

20

15 17 20 27

20

16 16

19 29

20 5

71 6 14

9

29 17 28 26

28 21 23 28

28 23 23 26

31 8

Cpx 54.9 0.26 2.47 0.07 5.79 22.7 12.1 1.38 0.23 - 22 34

Grt 42.7 1.44 19.5 1.26 8.43 21.3 5.25 0.05 b.d.l. - 18 28

L(C) 17.6 2.04 1.16 b.d.l. 9.31 14.7 8.73 2.83 18.8 24.9 34 -

Примечание: '-' - нет данных, b.d.l. - ниже предела обнаружения, tr. - малое количество. Количество CO2 в карбонатном расплаве рассчитано как CO2 = MgO + CaO + FeO + MnO + NiO + Na2O + K2O - SiO2 - AI2O3 - ТЮ2 -Cr2O3, предполагая, что весь CO2 в жидкостях находится в форме карбонат-иона. 'WFP в системе' обозначено весовое соотношение фаз во всей системе, тогда как ' WFP в лерцолите' - в силикатной части (лерцолит).

Мы также провели эксперименты при 1000 °C (опыт №D256, 169 ч), чтобы определить

солидусные фазовые взаимоотношения. Малое количества расплава не позволяет провести количественный анализ состава. При заданной температуре согласно расчету баланса масс образец состоит из оливина (25 мас.%), клинопироксена (30 мас.%), граната (13 мас.%), флогопита (11 мас.%), ильменита (1 мас.%), карбоната (K0.9Na0.1)2Mg0.86Fe0.09Ca0.09(CO3)2 (K2Mg) (14 мас.%), магнезита (6 мас.%) и карбонатного расплава (Табл.3.8). Появление флогопита при 1000 °C указывает на то, что образец контаминировался водой. Основываясь на расчете баланса масс, количество воды в системе примерно равно 0.5 мас.%.

3.2.3. Лерцолит + K-Ca-Mg-Fe карбонатные расплавы с Ca# 10, 20, 30 и 40 при 6 ГПа и 1200-1500 °C

Изображения образцов в обратно рассеянных электронах приведены на рисунке 3.21. Стартовые составы представлены в таблицах 2.2, 2.5. Параметры опытов, доли фаз и их химический состав приведены в таблицах 3.9, а также в Supplementary materials (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X220003107via%3Dihub).

Фазовые взаимоотношения

Исследуемые образцы состоят из закалочных продуктов карбонатного расплава, сегрегирующегося в виде отдельной области в высокотемпературной зоне капсулы и силикатных минералов в низкотемпературной зоне (Рис. 3.21a). Расплав закаливается в дендритные агрегаты карбонатных кристаллов (Рис. 3.21c, e, f). Небольшое количество растворенных силикатов образует дендритные кристаллы клинопироксена. Силикатные минералы формируют изометричные кристаллы с неправильными краями (Рис. 3.21 d). Пироксены также образуют вытянутые призматические кристаллы в силикатном агрегате и в виде взвеси в расплаве (Рис. 3.21c). Размеры зерен силикатных минералов варьируют от 10 до 50 мкм. Среди продуктов закалки расплава часто встречается графит. При 1200 °C графит образует диспергированные субмикронные розетки (Рис. 3.21c), тогда как при более высоких температурах графит формирует кристаллы размером 5 -10 мкм, которые располагаются вдоль силикатных минералов или в виде отдельных скоплений в расплаве (Рис. 3.21 e, f).

№ опыта; Са# расплава; температура; длительность

а. 0210; Са#40; 1200°С; 72 ч Ь. 0210; Са#40; 1200°С; 72 ч С. 0210; Са#40; 1200°С; 72 ч

6. Р211; Са#40; 1300°С; 68 ч е. 0214; Са#20; 1400°С; 24 ч I 0214; Са#30; 1400°С; 24 ч

Рисунок 3.21. Изображения образцов обратно-рассеянных электронах из экспериментов при 6 ГПа в лерцолит-карбонатных системах: ЬЬ2-К13 при 1200 °С (а-с), 1300 °С (ё), ЬЬ2-К9 при 1400 °С (е) и ЬЬ2-К11 при 1400 °С (1). Цветные изображения (ё) получены с помощью поэлементного картирования. НТ - высокотемпературная и ЬТ - низкотемпературная зоны капсулы. Вектор гравитации направлен вниз. Число в правом верхнем углу обозначает номер образца. Название фаз представлена в разделе Номенклатура.

Зависимость количества расплава и растворимости 8102 в нем от температуры При 1200 °С растворимость силикатных минералов в карбонатном расплаве крайне мала. Расплав содержит около 1 мас.% БЮ2, а количество расплава в продуктах опытов близко к отношению порода/карбонаты в стартовой смеси (42 ^ 43-44 мас.%) (Табл. 3.9). С увеличением температуры растворимость силикатных минералов в расплаве увеличивается, что отражается в увеличении концентрации БЮ2 в расплаве до 6-8 мас.% при 1300-1400 °С и 11-12 мас.% при 1500 °С (Табл. 3.9). Это приводит к увеличению количества расплава с 48-50 мас.% при 1300-1400 °С и 53-54 мас.% при 1500 °С (Табл.3.9).

Таблица 3.9. Состав продуктов экспериментов в системах ЬЬ2-К7, ЬЬ2-К9, ЬЬ2-К11, ЬЬ2-К13 при

6 ГПа, нормализованный к 100 мас.%.

№опыта Т°С ч Фаза 8102 ТЮ2 ЛЪОз СГ2О3 N10 БеО МпО МяО СаО Na20 К2О СО2 WFP

Б210 01 40.5 ь.а.1. 0.28 0.02 Система Ь^-К7 0.27 11.6 ъ.а.1. 47.2 0.04 ь.а.1. ь.а.1. 40

1200 Орх 57.4 0.02 0.63 0.20 0.03 6.75 0.02 34.1 0.86 ь.а.1. ь.а.1. - 11

72 вп 42.0 0.47 16.7 2.39 ь.а.1. 10.6 0.25 23.6 3.87 ь.а.1. ь.а.1. - 6

Ь 0.96 0.19 ь.а.1. ь.а.1. ь.а.1. 5.28 ь.а.1. 12.1 7.99 0.70 34.4 38.5 44

Б211 01 41.3 ь.а.1. ь.а.1. ь.а.1. 0.21 10.7 ь.а.1. 47.8 0.02 ь.а.1. ь.а.1. - 41

1300 Орх 57.7 ь.а.1. 0.65 0.23 0.03 6.17 ь.а.1. 34.7 0.52 ь.а.1. ь.а.1. - 4

64 вп 42.5 0.25 19.9 2.96 ь.а.1. 8.88 0.27 22.0 3.29 ь.а.1. ь.а.1. - 5

Ь 6.98 0.10 0.59 ь.а.1. ь.а.1. 6.39 0.03 13.9 5.29 0.78 32.5 33.5 49

Б214 01 40.6 ь.а.1. ь.а.1. ь.а.1. 0.16 11.1 ь.а.1. 48.2 ь.а.1. ь.а.1. ь.а.1. - 40

1400 0рх 57.5 ь.а.1. 0.74 0.17 0.02 6.43 0.02 34.3 0.73 ь.а.1. 0.08 - 6

24 вп 42.3 0.35 19.6 2.80 ь.а.1. 9.06 0.22 21.9 3.61 ь.а.1. 0.17 - 5

Ь 7.07 0.20 0.51 ь.а.1. ь.а.1. 6.51 ь.а.1. 13.7 5.64 0.63 32.4 33.4 49

Б217 01 40.6 ь.а.1. ь.а.1. ь.а.1. 0.19 10.4 0.01 48.9 ь.а.1. ь.а.1. ь.а.1. - 41

1500 вп 43.0 ь.а.1. 19.9 3.02 ь.а.1. 7.83 0.08 23.7 2.55 ь.а.1. ь.а.1. - 5

5 Ь 11.5 0.21 0.86 ь.а.1. ь.а.1. 6.96 ь.а.1. 14.9 5.12 0.60 29.3 30.6 54

Система Ь^-К9

Б210 01 40.4 ь.а.1. ь.а.1. ь.а.1. 0.32 11.7 ь.а.1. 47.5 ь.а.1. ь.а.1. ь.а.1. - 41

1200 0рх 57.4 ь.а.1. 0.69 0.20 0.04 6.60 0.08 33.6 1.33 ь.а.1. ь.а.1. - 9

72 вп 41.7 0.59 19.7 2.72 ь.а.1. 9.64 0.30 20.2 5.16 0.01 ь.а.1. - 6

Ь 1.10 0.08 ь.а.1. ь.а.1. 0.02 4.68 ь.а.1. 11.0 9.32 0.62 35.0 38.2 43

Б211 01 40.5 ь.а.1. 0.06 0.02 0.30 10.7 0.05 48.3 0.04 ь.а.1. ь.а.1. - 38

1300 0рх 57.4 ь.а.1. 0.51 0.15 0.10 6.20 0.02 34.9 0.77 ь.а.1. ь.а.1. - 7

64 вп 42.1 0.24 19.8 3.11 0.02 8.72 0.26 20.8 4.93 ь.а.1. ь.а.1. - 6

Ь 6.63 0.14 0.59 ь.а.1. ь.а.1. 5.64 ь.а.1. 13.9 7.06 0.81 31.2 34.1 49

Б214 01 40.7 ь.а.1. ь.а.1. ь.а.1. 0.16 11.0 ь.а.1. 48.1 0.03 ь.а.1. ь.а.1. - 40

1400 0рх 57.5 ь.а.1. 0.71 0.13 ь.а.1. 6.49 ь.а.1. 34.0 1.19 ь.а.1. ь.а.1. - 6

24 вп 42.0 0.47 19.8 2.95 ь.а.1. 8.99 0.24 20.7 4.82 ь.а.1. ь.а.1. - 5

Ь 6.96 0.11 0.51 ь.а.1. ь.а.1. 6.12 0.02 13.1 7.98 0.58 30.9 33.8 49

Система Ь^-К! 1

Б217 01 40.5 0.02 ь.а.1. 0.06 0.23 10.7 0.02 48.4 0.03 ь.а.1. ь.а.1. - 40

1500 вп 42.7 0.10 19.6 3.02 ь.а.1. 7.78 0.09 23.0 3.78 ь.а.1. ь.а.1. - 6

5 Ь 11.3 ь.а.1. 0.80 ь.а.1. ь.а.1. 6.95 ь.а.1. 14.8 6.68 0.52 28.4 30.6 54

Б210 01 40.5 ь.а.1. 0.01 ь.а.1. 0.30 11.7 0.01 47.4 0.05 ь.а.1. ь.а.1. - 38

1200 0рх 57.2 0.02 0.81 0.23 ь.а.1. 6.66 ь.а.1. 33.4 1.67 ь.а.1. ь.а.1. - 11

72 вп 41.6 0.58 19.6 2.69 ь.а.1. 9.87 0.31 20.0 5.43 ь.а.1. ь.а.1. - 7

Ь 1.12 0.11 ь.а.1. ь.а.1. ь.а.1. 4.97 0.02 11.6 10.1 0.62 32.9 38.6 43

Б211 01 40.9 ь.а.1. 0.15 0.02 0.22 10.5 0.02 48.2 0.08 ь.а.1. ь.а.1. - 38

1300 0рх 57.5 ь.а.1. 0.59 0.10 ь.а.1. 6.23 0.02 34.3 1.33 ь.а.1. ь.а.1. - 6

64 вп 42.1 0.23 19.0 3.30 ь.а.1. 8.34 0.21 20.9 5.92 ь.а.1. ь.а.1. - 6

Ь 7.68 0.10 0.57 ь.а.1. ь.а.1. 5.95 0.03 13.7 8.95 0.55 28.8 33.6 50

Б214 01 40.6 ь.а.1. 0.02 ь.а.1. 0.12 11.0 ь.а.1. 48.1 0.13 ь.а.1. 0.01 - 39

1400 0рх 57.5 ь.а.1. 0.60 ь.а.1. ь.а.1. 6.39 ь.а.1. 33.8 1.74 ь.а.1. ь.а.1. - 5

24 Срх 54.8 0.17 1.30 0.53 ь.а.1. 4.73 ь.а.1. 19.6 18.0 0.67 0.28 - 1

вп 41.8 0.50 19.5 2.90 ь.а.1. 8.86 0.25 20.5 5.60 ь.а.1. ь.а.1. - 6

L 6.35 0.15 0.41 b.d.l. b.d.l. 6.07 0.03 12.6 9.70 0.63 29.6 34.5 48

D217 Ol 40.6 b.d.l. b.d.l. b.d.l. 0.19 10.2 0.02 48.8 0.15 b.d.l. b.d.l. - 40

1500 Grt 42.2 0.42 19.2 2.79 b.d.l. 7.99 0.19 21.5 5.80 b.d.l. b.d.l. - 6

5 L 11.8 b.d.l. 0.74 b.d.l. b.d.l. 6.45 0.19 14.0 9.55 0.52 26.3 30.5 54

Система Lhz-K13

D210 Ol 40.5 b.d.l. b.d.l. b.d.l. 0.31 11.7 b.d.l. 47.4 0.05 b.d.l. b.d.l. - 41

1200 Opx 57.6 0.03 0.36 0.05 b.d.l. 6.83 0.02 33.6 1.48 b.d.l. b.d.l. - 1

72 Cpx 54.8 b.d.l. 0.80 0.42 b.d.l. 3.69 b.d.l. 18.9 20.4 0.27 0.77 - 10

Grt 41.6 0.51 19.8 2.50 b.d.l. 9.44 0.26 19.4 6.47 b.d.l. b.d.l. - 6

L 1.15 0.07 0.02 b.d.l. b.d.l. 4.93 b.d.l. 11.9 10.3 0.66 32.3 38.7 43

D211 Ol 40.9 b.d.l. b.d.l. b.d.l. 0.22 10.5 b.d.l. 48.5 0.04 b.d.l. b.d.l. - 38

1300 Cpx 54.9 b.d.l. 0.96 0.44 b.d.l. 3.69 b.d.l. 19.2 20.1 0.36 0.39 - 6

64 Grt 41.8 0.35 19.4 3.38 b.d.l. 8.30 0.20 19.1 7.52 b.d.l. b.d.l. - 5

L 7.69 0.13 0.57 b.d.l. b.d.l. 5.90 0.02 13.6 9.99 0.48 27.9 33.7 49

D214 Ol 40.7 b.d.l. b.d.l. b.d.l. 0.14 10.9 b.d.l. 48.2 0.12 b.d.l. b.d.l. - 40

1400 Cpx 54.6 0.02 1.22 0.41 b.d.l. 3.91 b.d.l. 19.4 19.7 0.29 0.50 - 7

24 Grt 42.0 0.48 19.5 2.81 b.d.l. 8.44 0.20 19.8 6.81 b.d.l. b.d.l. - 6

L 6.00 0.08 0.35 b.d.l. b.d.l. 5.80 b.d.l. 12.5 10.7 0.55 29.05 35.0 47

D217 Ol 40.5 0.06 0.06 0.10 b.d.l. 11.4 b.d.l. 47.7 0.21 b.d.l. b.d.l. - 40

1500 Cpx 54.7 b.d.l. 1.32 0.43 b.d.l. 3.97 b.d.l. 19.7 19.3 0.07 0.48 - 2

5 Grt 42.1 0.29 19.2 2.96 b.d.l. 7.72 b.d.l. 20.1 7.60 b.d.l. b.d.l. - 5

L 11.3 b.d.l. 0.69 b.d.l. b.d.l. 6.09 b.d.l. 13.3 11.4 0.40 25.8 31.0 53

Примечание: t - длительность. WFP - количество фаз в мас.%, рассчитанное с помощью баланса масс. b.d.l. - ниже предела обнаружения

Соотношение фаз

Соотношения фаз в продуктах опытов, рассчитанные с помощью баланса масс, суммированы в таблице 3.9. Зависимость количества минералов в силикатном остатке от температуры показана на рисунке 3.22. Как видно, с увеличением температуры количество оливина увеличивается, а количество пироксенов уменьшается, тогда как количество граната не претерпевает систематических изменений. В системах Lhz-K7 и Lhz-K9 с исходными расплавами с Ca# = 10 и 20 силикатная часть состоит из оливина, ортопироксена и граната, т.е. гарцбургитовой ассоциации (Рис. 3.21e). В системах Lhz-K1 с исходным расплавом с Ca# = 30 гарцбургитовая ассоциация сохраняется при 1200 and 1300 °C, тогда как при 1400 °C образуется 3 мас.% клинопироксена в дополнение ортопироксену (Рис.3.21£, 3.32c). При 1500 °C в системах Lhz-K7, Lhz-K9 и Lhz-K11 пироксены полностью исчезают, стабилизируется ассоциация Ol + Grt (Рис. 3.22a-c). В системе Lhz-K13 с исходным расплавом с Ca# = 40 оливин, клинопироксен и гранат находятся в равновесии с расплавом во всем исследуемом интервале температур (Рис. 3.21d), но небольшое количество ортопироксена наблюдается при 1200 °C (Рис. 3.21a-c, 3.22d).

Lhz-K7, Ca# 10 Lhz-K9, Ca#20 Lhz-K11, Ca# 30 Lhz-K13, Ca#40

i-p 100 -i-p 100 -i-r- 100 -i-!-

Grt t ] Grt t ] [ 1

1 - i - - Grt h Grt

T, °C 1200 1300 1400 1500 1200 1300 1400 1500 1200 1300 1400 1500 1200 1300 1400 1500

Рисунок 3.22. Зависимость соотношения минералов в силикатном остатке от температуры в системах Lhz-K7 (a), Lhz-K9 (b), Lhz-K11 (c) и Lhz-K13 (d) при 6 ГПа. Количество фазы рассчитано из валового состава стартовой смеси и состава фазы, полученные в EDS анализах.

Состав минералов

Состав оливина остается почти без изменений во всем интервале температур и стартовых составах систем. Взаимодействие с карбонатным расплавом повышает Mg# оливина от исходного 86 до 88-89 (Табл. 2.2, 3.9).

В ортопироксенах сохраняется концентрацию FeO (6.2-6.8 мас.%), что на 1 мас.% ниже, чем в исходном (7.6 мас.%) (Табл. 2.2, 3.9). Эти концентрации FeO соответствуют Mg# = 90-91 (в полученных) и 89 (в исходном). Содержание CaO в ортопироксенах постепенно увеличивается от 0.5-0.9 (в исходном 0.9 мас.%) до 1.5-1.7 мас.% по мере увеличения Ca# исходной карбонатной смеси от 10 до 30-40 (Табл. 2.2, 3.9). Содержание AhO3 схоже с исходным (0.7 мас.%) и варьируется в интервале 0.4-0.8 мас.% (Табл. 3.9).

Клинопироксены найдены в системе Lhz-K11 при 1400 °C и в системе K13 при 1200-1400 °C (Рис. 3.22c, d). Mg# клинопироксена (88-90) выше, чем в исходном клинопироксене (87). Ca# (37-40) также выше, чем в исходном (Ca#=36). Содержание K2O возрастает от 0.3 (в исходном) до 0.8 мас.%, в то время как содержание Na2O варьируется между 0.3-0.7 мас.%, что в 2-5 раз меньше, чем в исходном (1.6 мас.%) (Табл. 2.2, 3.9).

Mg# гранатов увеличивается с повышением температуры от 78-80 при 1200 °C, которые схожи с Mg#=80 исходного граната, до 82-84 (Табл. 2.2, 3.9). Ca# граната зависит от Ca# исходной карбонатной смеси (Табл. 2.5, 3.9). После взаимодействия с расплавом K7 с Ca#10 Ca# граната уменьшается от исходного 10 до 6-9 (Рис. 3.23). После взаимодействия с расплавом K9 с Ca#20 гранат имеет Ca# 9-13. Взаимодействие с расплавами K11 и K13 (Ca# 30 и 40) приводит к увеличению Ca# граната от 13-14 и 16-18 соответственно (Рис. 3.23). Содержание &2O3 в гранате

подобно исходному значению (3.0 мас.%) и варьируется в интервале 2.4-3.4 мас.% (Табл. 2.2, 3.9).

14 12 10

6 8

го ^

О 6 го О

4

2 0

Гранат =|= - Исходный Состав Са# о -К13 40

Верлит О - ки зо о - К9 20

О -К7 10

Лерцолит

Гарцбургит

1

3 4 5 Сг203, мас.%

6

8

Рисунок 3.23. Зависимость CaO от Cr2Oз в гранате. Толстыми линиями ограничены гранаты разного парагенезиса (Sobolev et я1., 1973; Sobolev et я1., 2004).

Состав расплава

Составы расплава, разложенные на оксиды, представлены на рисунке 3.24 в мол.%. С увеличением температуры расплав обогащается SiO2, тогда как содержание CO2 уменьшается от 39 до 31 мас.%. В системах Lhz-K7 и Lhz-K9 Ca# карбонатных расплавов становится выше Са# исходных карбонатных смесей (Рис. 3.25, табл. 2.5). В системе Lhz-K13 Ca# карбонатного расплава становится ниже, чем Са# исходной смеси Ю3, в то время как в системе Lhz-K11 Ca# расплава остается почти прежним (Рис. 3.25, табл. 2.5). Mg# стартовых карбонатных смесей идентичен Mg# исходного лерцолита и составляет 86. После эксперимента Mg# карбонатных расплавов становится ниже и составляет 79-81.

100

80

Исходный \Jc\z-K7, Са# 10 Исходный ЬЬг-КЭ, Са#20 Исходный Ипг-К! 1, Са# 30 Исходный 1_11г-К13, Са#40

о г

л ч:

О 40 О

20

а.

со,

КгО

СаО

МдО

; РеО 810,

100

80

60

40

20

Ь.

со,

кго

СаО МдО

ЭЮ,

100

Т, °С 1200 1300 1400 1500 1200 1300 1400 1500 1200 1300 1400 1500

1200 1300 1400 1500

Рисунок 3.24. Зависимость составов расплава, разложенных на оксиды, от температуры в системах Lhz-K7 Lhz-K9 (Ь), Lhz-K11 (^ и Lhz-K13 (d) при 6 ГПа. 'Исходный' обозначает состав стартовой карбонатной смеси.

К13

К11

1-г

1200 1300 1400 Температура, °С

1500

Рисунок 3.25. Зависимость Са# результирующих карбонатных расплавов от температуры и Са# соответсвующей стартовой карбонатной смеси - К7, К9, К11 и К13.

Коэффициенты распределения Fe-Mg между минералами и расплавом Коэффициенты распределения Бе-М^ между минералами перидотита и сосуществующим карбонатным расплавом (^^те^) = 8(Те/М§)/Ь(Те/М§) отношение атомов, где Б - силикатные минералы и Ь - расплав) представлены в таблице 3.10. Коэффициент распределения Бе-М§ оливина - 01/Ь^э(Ре^) = 0.45-0.60, ортопироксена - 0рх/ЬКБ(Ре-Мв) = 0.39-0.49, клинопироксена -Срх/Ь£щре-м^ = 0.43-0.50 и граната - ^КщРе-Мв) = 0.71-1.17.

Таблица 3.10. Коэффициенты распределения между минералами и расплавом при 6 ГПа._

Система Т °г* Б/Ь^ ЛБ^е-Мв)

01 Орх Срх вп

ЬЬЕ-К7 1200 0.56 0.45 — 1.03

1300 0.48 0.39 — 0.88

1400 0.48 0.39 — 0.87

1500 0.45 — — 0.71

ЬЬЕ-К9 1200 0.58 0.46 — 1.13

1300 0.54 0.44 — 1.03

1400 0.49 0.41 — 0.93

1500 0.47 — — 0.72

ЬЬг-К11 1200 0.57 0.46 — 1.15

1300 0.50 0.42 — 0.92

1400 0.47 0.39 0.50 0.89

1500 0.45 — — 0.81

ЬЬЕ-К13 1200 0.60 0.49 0.47 1.17

1300 0.50 — 0.44 1.00

1400 0.49 — 0.43 0.92

1500 0.52 — 0.44 0.84

Примечание: Срх/Ь£(Ка20) = Ка20Срх/Ка20Ь, Срх/ЬДК20) = К20Срх/К20Ь (весовое отношение); 8/ЬКв(Ре-мв) = 8(Ре/Мв)/Ь(Ре/Мв), атомное отношение.

3.2.4. Лерцолит + водосодержащие К- и №-К-Са-М£^е карбонатные расплавы при 3-6.5

ГПа

Фазовые взаимоотношения Системы Lhz-KH1 и Lhz-0.5KH1

Взаимодействие калий-содержашего карбонатного расплава KH1 (Табл.2.6) с гранатовым лерцолитом при 6 ГПа и 1200 °С (опыт №D239, 66 ч) не изменяет минеральную ассоциацию, но меняет соотношения фаз, приводя к увеличению ортопироксена за счет клинопироксена (Рис. 3.26с, табл. 3.11.). Низкотемпературная (ЬТ) часть образца представлена ассоциацией Ol + Opx + Cpx + ОЛ со средним размером зерен около 20 мкм (Рис. 3.27а, Ь). Центральная часть образца состоит из 01 + Орх + Ог1. Слой из Орх находится на границе с расплавом, образующим отдельную область в высокотемпературной части (НТ) образца (Рис. 3.27а).

а.

о о О

100 90 80 70 60

1_Ге-КН1, 3 ГПа

1-

РЫ

Срх

Орх

01

-

Т,° С 850 1000 1100 Исх. 950 1050 1100 1100 Исх. 900 1000 1100 1200 Исх. 850 1100 1000 1100 Исх.

3 3 ЬИг-МКШ, 3 ГПа

4.5

6

6

6.5

Ц1г-МКН1, 6 ГПа

§

сч га

-е-0)

X

01 Э о

о О

Т, °С 850 1000 1100 Исх. 950 1100 1100 Исх. Р, ГПа 3 3 3 4.5 4 5

900 1200 Исх. 6 6

925 950 1050 1150 1250 Исх. 3 4.5 3 3 3

Рисунок 3.26. Зависимость соотношения фаз от температуры в системах Lhz-KH1 (а-с), Lhz-0.5KH1 Lhz-NKH1 (е^) и Lhz-KH (^ при 3-6.5 ГПа. "Исх." - соотношение минералов и модельного расплава в стартовой смеси. Количество в мол.% определено из валового состава стартовой смеси и состава фаз.

С понижением температуры до 1100 °С при 4 ГПа (опыт №D277, 119 ч), 5 ГПа (опыт

№D243, 143 ч) и 6.5 ГПа (опыт №D252, 123 ч) расплав исчезает, что приводит к образованию

флогопита и магнезита за счет граната и ортопироксена (Рис. 3.28). В результате становится

устойчивой ассоциация 01 + Орх + Срх ± ОЛ+ РЫ + Mgs (Рис. 3.26с, Табл. 3.12). Флогопит

65

образует мелкие идиоморфные зерна размером 5-10 мкм на границе зерен граната и клинопироксена (Рис. 3.27с). Ассоциация 01 + Срх + РЫ + М^б ± Ог! ± Срх сохраняется при понижении температуры и давления до 1000 °С / 6.0 ГПа (опыт №Б272, 117 ч) и 950 °С / 4.5 ГПа (опыт №Б274, 166 ч) (Рис. 3.26Ь, с, Табл. 3.12). Небольшое количество доломита образуется в дополнение к имеющемуся магнезиту при 850 °С и 3 ГПа (опыт №Б254, 169 ч) (Рис. 3.26а, 3.27£, табл. 3.12). При увеличении температура до 1000 °С при 3 ГПа (опыт №Б276, 170 ч) образуются ортопироксен и доломит за счет клинопироксена и магнезита согласно следующей реакции (Рис.3.26а):

СаМ§Б120б (Срх) + 2М§С0з (М§б) = М§2Б120б (Орх) + СаМ§(С0з)2 (Бо1), (3.1) изученной ранее в системе Са0-М§0-БЮ2-С02 (Вгеу е1 а1., 1983; БЫа18к1у й а1., 2021Ь) (Рис.3.28). Реакция (3.1) участвует в стабилизации лерцолитовой ассоциации при 3 ГПа и > 1000 °С (Рис.3.28). При 1100 °С и 3 ГПа (опыт №Б275, 108 ч) образец состоит из 01 + 0рх + РЫ + + Ь (Рис.3.26 а).

При понижении давления количество граната уменьшается и ниже 4.5-5 ГПа он исчезает (Рис. 3.26а-с, 3.28). Сохранение граната и ортопироксена зависит от количества расплава КН1. При 850 °С и 3 ГПа в системе ЬЫ2-0.5КН1, содержащей 3 мас.% КН1, гранат и ортопироксен сохраняются (Рис. 3.26с), тогда как в системе ЬЫ2-КН1 с 6 мас.% КН1 оба минерала полностью исчезают (Рис. 3.26а-ё, табл.3.11). Флогопит образует псевдоморфозы по гранату со скоплениями очень мелких (<0.5 мкм) богатых хромом и железом зерен в ядре (Рис. 3.27е). При вычитании состава флогопита из ЭДС-анализа таких ядер получается состав, близкий к хромиту FeCr204. Также наблюдалось небольшое количество пирротина, содержащего около 17-19 мол.% NiS (Рис. 3.27е).

Таблица 3.11. Составы карбонатных смесей (карбонатного расплава) (в мол.%), которые смешивали с лерцолитом._

Смесь Состав С-0-Н Отношения элементов

С0з2- С02 Н20 NaK# К2# Са# Fe# Н/К

КН1 40K2C0з•60Ca0.зoMgo.6lFeo.o9C0з 65 8 27 40 100 30 13 2

КН 36К2С0з^64Са0^0^е0.08С0з 71 0 29 36 100 40 13 2.2

№КН1 40(Ko.74Nao.26)2C0з•60Cao.з2Mgo.59Feo.o9C0з 69 11 20 40 74 32 13 2

Примечание: МаК# = 100-(№20+К20)/(№20+К20+Са0+М^+Ре0), К2# = 100-К/(№+К), Са# = 100•Ca/(Ca+Mg+Fe), Бе# = 100•Fe/(Mg+Fe), Н/К = Н20/К20.

Система: Ипг-КШ № опыта; давление; температура; длительность

а. 0239; 6 ГПа; 1200°С; 66 ч Ь. 0239; 6 ГПа; 1200°С; 66 ч С. 0252; 6.5 ГПа;1100°С;123 ч

*-Л VV .

01+0рх+Срх+Сг1

сГ

- г*. . «- \

ит Орх 400 мкм

6. 0272; 6 ГПа; 1000°С; 117ч е. 0254; 3 ГПа; 850°С; 169 ч f. 0254; 3 ГПа; 850°С; 169 ч

1-1

/ 01

1 V — РЫ

1 Мдэ

Срх —

_ 25 мкм

Рисунок 3.27. Изображения образцов в обратно-рассеянных электронах из экспериментов в системах ^-КШ при 1200 °С / 6.0 ГПа (а, Ь), 1100 °С / 6.5 ГПа (с), 1000 °С / 6.0 ГПа (ё) и 850 °С / 3.0 ГПа (е, 1). Цветные изображения (а, с, ё, 1) получены с помощью режима поэлементного картирования. НТ - высокотемпературная зона и ЬТ - низкотемпературная зоны образца. Вектор гравитации направлен вниз. Цифры в верхнем правом углу на изображении общего вида образца обозначаются расположение образца в опыте.

Lhz-KH1, Lhz-KH

100

1400

Глубина,км

150

L

200

4-

yL Ol

Cpx+Mgs = Opx+Dol.

© Phl+Cpx+Mgs = Grt+Opx+OI+L, pol^0px

/ Mgs\^/cpx.

Phi Grb-''

M

Солидус

r7y ю~

1 1 Г 4 5

Давление, ГПа

Рисунок 3.28. Р-Т графики, иллюстрирующие фазовые взаимоотношения в системах Lhz-KH 1 и Lhz-KH. Толстой линией обозначен солидус карбонатизированного флогопит-содержащего перидотита. Солидус K-карбонатита изображен согласно (Bekhtenova et al., 2021). Серыми пунктирными линиями обозначены кратонные геотермы с тепловым потоком 35, 40 и 45 мВт/м2 (Pollack and Chapman, 1977) и геотермы окраины рифта (~ 60 мВт/м2) (Tappe et al., 2007).

Система ЬЬ2-КН

В результате взаимодействия расплава КН (Табл. 2.6) с лерцолитом при 3 ГПа и 1250 °С расходуется гранат и ортопироксен с образованием флогопита и расплава в равновесии с оливином и клинопироксеном (Рис. 3.26И). При понижении температуры до 1150 (опыт №Б182, 48 ч) и 1050 °С (опыт №Б180, 75 ч) количество расплава уменьшается, кристаллизуется флогопит с оливином, ортопироксеном и клинопироксеном (Рис. 3.26И). При дальнейшем понижении температуры до 925 °С расплав исчезает, стабилизируется ассоциация 01 + Срх + РЫ + М^б (Рис. 3.26И, табл. 3.11).

Система ЬЬ2-ЫКН1

В результате взаимодействия водосодержащего Ка-Са-М§-Бе карбонатного расплава ККН1(Табл.2.6) с лерцолитом при 6 ГПа и 1200 °С (опыт №Б239, 66 ч) образуется ассоциация гранатового гарцбургита, сосуществующего с водосодержащим К-Ка-Са-М§-Бе карбонатным расплавом (Рис. 3.26§, 3.29а, 3.30, табл. 3.11, 3.12). Образец главным образом состоит из оливина, ортопироксена, граната и небольшого количество клинопироксена (Рис. 3.26§, 3.29а, Ь). Слой из ортопироксена образуется вдоль расплава, сегрегирующегося в высокотемпературной зоне образца (Рис. 3.29а, с).

Таблица 3.12. Количество фаз (в мас.%) в экспериментальных образцах.

Система № опыта (образца) Р, ГПа Г, °С (, ч Продукты опытов

01 Орх Срх вл к-Ясг РЫ Бо1 Mgs

ЬЬг-КИ1 Исходный 65 8 12 9 - - - - 6

Б239(2-1) 6.0 1200 66 62 13 7 10 - - - - 9

Б252(4-1) 6.5 1100 123 60 3 13 5 - 14 - 5 -

Б243(1-1) 5.0 1100 143 62 2 14 1х - 17 - 5 -

Б272(1-1) 6.0 1000 117 61 1 14 3 - 15 - 5 -

Б280(3-1, 3-3) 6.0 900 198 61 - 17 3 - 15 - 5 -

Б278(1-1) 4.5 1050 166 61 3 14 - - 17 - 5 -

Б274(1-1) 4.5 950 166 61 - 16 - - 17 - 5 -

Б277(3-1) 4.0 1100 119 61 5 14 - - 16 - 5 -

Б275(2-4, 3-4) 3.0 1100 108 61 11 8 - - 14 - - 6

Б276 (2-4, 3-4) 3.0 1000 170 62 8 8 - - 16 5 1х -

Б254(1-1) 3.0 850 169 66 - 16 - - 14 гг 5 -

ЬЬЕ-0.5КИ1 Исходный 67 8 13 9 - - - - 3

Б252(4-4) 6.5 1100 123 66 5 12 7 - 8 - 2 -

Б272(1-1) 6.0 1000 117 64 7 11 7 - 8 - 2 -

Б277(3-2) 4.0 1100 119 64 8 12 5 - 8 - 2 -

Б254(4-3) 3.0 850 169 65 6 13 4 - 9 - 2 -

^-КИ Исходный 65 8 12 9 - - - - 6

Б274(1-1) 4.5 950 166 63 - 16 - - 17 - 4 -

Б181(1-1) 3.0 1250 24 68 - 13 - - 9 - - 9

Б182(2-1) 3.0 1150 48 64 7 10 - - 14 4 - 1

0180(1-1) 3.0 1050 75 63 8 10 - - 14 4 - 1

Б183(1-1) 3.0 925 119 66 - 15 - - 15 - 4 -

ЬЬЕ-1ЧКШ Исходный 61 7 11 8 - - - - 13

Б239(2-2) 6.0 1200 66 50 22 1х 9 - - - - 19

Б280(4-1, 4-3) 6.0 900 198 51 - 14 - 4 18 - 11 -

Б243(2-2) 5.0 1100 143 57 1х 14 1х - 17 - 5 8

Б274(1-1) 4.5 950 166 52 - 12 - 4 20 2 9 -

Б277(1-1) 4.0 1100 119 51 2 16 - - 19 - 11 -