Экспериментальное исследование кристаллизации алмаза в щелочных карбонатных и карбонат-силикатных системах с углеродом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.05, кандидат геолого-минералогических наук Шацкий, Антон Фарисович

• Шацкий, Антон Фарисович
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Шацкий, Антон Фарисович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СОСТАВЕ ПРИРОДНОЙ АЛМАЗООБРАЗУЮЩЕЙ СРЕДЫ.

1.1. Особенности состава алмазообразующей среды.

1.2. Анализ предшествующих экспериментальных данных по кристаллизации алмаза в карбонатных, карбонат-силикатных и силикатных системах с углеродом.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Аппаратура и методика проведения экспериментов.

2.2. Калибровка ячейки высокого давления.

2.3. Методика исследования продуктов экспериментов.,

Глава 3. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ АЛМАЗА В СИСТЕМАХ

Li2C03-C, Na2C03-C, К2С03-С, Cs2C03-C.

3.1. Особенности кристаллизации алмаза в щелочных карбонатных расплавах с углеродом.

3.2. Влияние состава щелочных карбонатов на закономерности кристаллизации алмаза.

Глава 4. ФАЗООБРАЗОВАНИЕ И ОСОБЕННОСТИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ АЛМАЗА В ЩЕЛОЧНЫХ КАРБОНАТ-СИЛИКАТНЫХ И КАРБОНАТ-ОКСИДНЫХ СИСТЕМАХ С УГЛЕРОДОМ.

4.1. Основные закономерности фазообразования.

4.2. Влияние соотношения силикат(оксид)/карбонат на интенсивность процессов алмазообразования.

4.3. Особенности морфологии полученных кристаллов алмаза.

Глава 5. О ВОЗМОЖНОЙ РОЛИ ЩЕЛОЧНЫХ КАРБОНАТОВ В

ПРОЦЕССАХ ПРИРОДНОГО АЛМАЗООБРАЗОВАНИЯ.

5.1. Содержание щелочей в среде кристаллизации природных алмазов.

5.2. Условия возникновения щелочных карбонатных расплавов в верхней мантии.

5.3. Эфемерность щелочных карбонатных расплавов.

5.4. Основные закономерности кристаллизации алмаза и фазообразования в щелочных карбонатных и карбонат-силикатных средах и их применимость к природным процессам.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспериментальное исследование кристаллизации алмаза в щелочных карбонатных и карбонат-силикатных системах с углеродом»

Актуальность работы.

Проблема состава среды и условий природного алмазообразования является актуальной на протяжении многих десятилетий. Однако до недавнего времени экспериментально не удавалось воспроизвести процессы кристаллизации алмаза в физико-химических условиях, адекватно моделирующих состав и Р-Т параметры мантийной среды. Только в последние годы появились данные, позволяющие существенно продвинуться в понимании особенностей состава среды кристаллизации алмаза. Комплекс петрологической и геохимической информации [Green, Wallace, 1988, Wyllie, Ryabchikov, 2000], а также находки включений карбонатов в алмазах [Буланова, Павлова, 1987, Wang et al., 1996] свидетельствуют об активном участии карбонатов в процессах глубинного магмаобразования и метасоматоза. Состав ультракалиевых карбонатных расплавов во включениях в алмазах указывает на высокое содержание щелочей в мантийных карбонатных жидкостях [Navon et al., 1988, Schrauder, Navon, 1994]. Особая роль натрия и калия в глубинных парагенезисах [Соболев, 1974, Perchuk et al., 2002] и успехи последних лет по синтезу алмаза в щелочных карбонатных расплавах [Akaishi et al., 1990, Литвин и др., 1997, Пальянов и др., 1998] позволяют рассматривать щелочные карбонатные и карбонат-силикатные системы как наиболее перспективные в плане моделирования процессов природного алмазообразования.

Цель работы заключалась в экспериментальном исследовании процессов кристаллизации алмаза в щелочных карбонатных и карбонат-силикатных системах с углеродом.

Защищаемые положения.

1. Процессы кристаллизации алмаза в щелочных карбонатных расплавах при давлении 7,0 ГПа и температуре 1700-1750 °С зависят от катионного состава карбонатов и характеризуются следующими закономерностями:

• при одинаковой длительности экспериментов число центров кристаллизации алмаза и степень превращения графита в алмаз уменьшаются в ряду и2СОз-Ма2СОз-К2СОз-С82СОз;

• морфология кристаллов алмаза изменяется от кубооктаэдра к октаэдру в последовательности от карбоната Li к карбонату Cs.

2. Основным фактором, контролирующим нуклеацию и рост алмаза в ультракалиевых карбонат-силикатных расплавах является соотношение силикат/карбонат в среде кристаллизации (при Р = 6,ЗГПа, Т = 1650 °С, х = 40 ч). С увеличением концентрации Si02 или Mg2Si04 в карбонат-силикатных системах интенсивность процессов алмазообразования сначала возрастает, а затем снижается вплоть до полного прекращения спонтанной нуклеации и роста алмаза.

3. В модельных улыракалиевых карбонат-силикатных расплавах алмаз кристаллизуется совместно с коэситом в системе K2C03-Si02-C, а в системе K2C03-Mg2Si04-C - с форстеритом и периклазом. Появление периклаза в ассоциации с алмазом и форстеритом при Р-Т параметрах верхней мантии возможно при метасоматическом воздействии расплава К2СОз на ультраосновные породы.

Научная новизна.

Впервые установлено, что в расплавах щелочных карбонатов кинетика превращения графита в алмаз и морфология алмаза в значительной степени определяются катионным составом карбоната. Характерной особенностью кристаллизации алмаза в щелочных карбонатных системах при 7,0 ГПа и 1700-1750 °С является индукционный период, предшествующий спонтанной нуклеации алмаза.

Впервые в экспериментах большой длительности (40 ч) проведено детальное исследование кристаллизации алмаза в ультракалиевых карбонат-силикатных системах в широком диапазоне составов. Показано, что основным фактором, контролирующим нуклеацию и рост алмаза в этих системах при постоянных Р-Т параметрах, является соотношение силикат(оксид)/карбонат.

Практическая значимость.

Выявленные закономерности кристаллизации алмаза в щелочных карбонатных расплавах представляют интерес для разработки методов получения новых типов кристаллов синтетического алмаза.

Экспериментальные данные о влиянии состава модельных ультракалиевых карбонат-силикатных расплавов на спонтанную нуклеацию и рост алмаза могут быть использованы при реконструкции процессов природного алмазообразования.

Фактический материал. В процессе исследований проведено 63 эксперимента при высоком давлении и температуре. Изучена морфология порядка 1500 полученных кристаллов алмаза, из них с помощью электронного микроскопа исследовано около 100 кристаллов. Выполнено более 60 микрозондовых и 50 рентгенографических анализов полученных фаз.

Апробация работы. Результаты работы представлены на IV Международной конференции "Кристаллы: рост, свойства, реальная структура, применение", г. Александров, ВНИИСИМС, 1999 г.; семинаре "Геохимия магматических пород, Школа Щелочной магматизм Земли", г. Москва, ГЕОХИ, 2002 г.; ежегодном семинаре по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии, Москва, ГЕОХИ, 2002 г. Основные положения диссертации опубликованы в 3-х статьях и тезисах 3-х докладов.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 5 глав и заключения. Диссертация изложена на 137 страницах и сопровождается 52 иллюстрациями и 13 таблицами. Список литературы включает 183 наименования.

Заключение диссертации по теме «Минералогия, кристаллография», Шацкий, Антон Фарисович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований можно сформулировать следующие выводы:

1. В серии экспериментов в системах Li2C03-C, Na2C03-C, K2C03-C, Cs2C03-C при 7,0 ГПа, 1700-1750°С и длительности от 10 мин до 18,5 ч показано, что нуклеация алмаза осуществляется на границе графит-карбонат и в объеме карбонатного расплава, пересыщенного углеродом. Рост кристаллов алмаза происходит через тонкую пленку карбонатного расплава, отделяющую алмаз от метастабильного графита, и из раствора углерода в карбонатном расплаве в градиентном поле температур. Характерной особенностью процессов кристаллизации алмаза в щелочных карбонат-углеродных системах при 7,0 ГПа и 1700-1750°С является индукционный период, предшествующий спонтанной нуклеации алмаза. Максимальный размер синтезированных кристаллов достигает 600-700 мкм, а скорость роста алмаза на затравках варьирует от 5 до 25 мкм/ч.

2. Установлено, что особенности нуклеации и морфология алмаза в щелочных карбонатных расплавах в значительной степени зависят от состава среды кристаллизации. Число центров кристаллизации алмаза и степень превращения графита в алмаз при одинаковой продолжительности опытов уменьшаются в ряду Li2C03—>Na2C03—>K2C03—>Cs2C03, а время, необходимое для полной трансформации графита в алмаз, увеличивается от 2 ч до 18 ч. Морфология полученных кристаллов алмаза закономерно изменяется от кубооктаэдра к октаэдру в последовательности от карбоната Li к карбонату Cs.

3. В системе K2C03-Si02-C при 6,3 ГПа, 1650°С и длительности 40 ч спонтанная нуклеация алмаза происходит в интервале составов от 0 до 25 вес.% Si02, а его рост на затравках не прекращается вплоть до 75 вес.% Si02. При повышении концентрации кремнезема степень превращения графита в алмаз сначала возрастает, а потом понижается до нуля. В области высоких

118 концентраций кремнезема скорость роста алмаза на затравках также уменьшается при повышении содержания Si02. Вероятно, изменение интенсивности кристаллизации алмаза при увеличении содержания оксида в системе K2C03-Si02-C обусловлено увеличением соотношения Si02/K2C03 в расплаве.

4. В системе K2C03-Mg2Si04-C спонтанная нуклеация алмаза реализуется при концентрации Mg2Si04 от 0 до 50 вес.%, а его рост на затравках - от 0 до 90 вес.%. Зависимость степени превращения графита в алмаз и скорости роста алмаза на затравках от содержания форстерита подобна зависимости этих величин от концентрации Si02 в системе К2С03-Si02-C. Сходство этих закономерностей позволяет предположить, что изменение интенсивности алмазообразования в системе K2C03-Mg2Si04-C также связано с увеличением соотношения Si02/K2C03 в расплаве.

5. Впервые реализованы условия, в которых алмаз кристаллизовался из калиевого карбонат-силикатного расплава, включающего основные компоненты глубинных ультракалиевых расплавов-флюидов, совместно с коэситом в системе K2C03-Si02-C и с форстеритом в системе K2C03-Mg2Si04-С. Полученные результаты свидетельствуют о том, что калиевые карбонатат-силикатные расплавы могли обеспечивать кристаллизацию алмазов, как эклогитового, так и перидотитового парагенезисов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Шацкий, Антон Фарисович, 2003 год

1. Асхабов A.M. Регенерация кристаллов (кинетические и морфолого-генетические аспекты). - Л.: Наука, 1979. - 176 с.

2. Борздов Ю.М. Экспериментальное изучение процессов кристаллизации алмазов: Дис. Кандидата геолого-минералогических наук. -Новосибирск, 1987. 173с.

3. Борздов Ю.М., Попков А.Д. Распределение температуры в твердофазной ячейке многопуансонного аппарата // Экспериментальные исследования кристаллизации алмаза в металлических системах / Отв. ред. Н.В. Соболев. Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1983 - С.71-77.

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

5. Борздов Ю.М., Сокол А.Г., Пальянов Ю.Н., Хохряков А.Ф., Соболев Н.В. Выращивание монокристаллов синтетического алмаза массой до шести карат и перспективы их применения // Докл. РАН. 2000. - Т. 374. - №1. -С.91-93.

6. Борздов Ю.М., Сокол А.Г., Шацкий А.Ф. Особенности каталического синтеза алмаза в расплавах щелочных карбонатов // Труды IV Международной конференции "Кристаллы: рост, свойства, реальная структура, применение". Александров, 19996. Т.1. С.323-329.

7. Буланова Г.П., Барашков Ю.П., Тальникова С.Б., Смелова Г.Б. Природный алмаз генетические аспекты. - Новосибирск: Наука, 1993. -168 с.

8. Буланова Г.П., Павлова Л.П. Ассоциация магнезиального перидотита в алмазе из трубки "Мир" // Докл. АН СССР. 1987. - Т.295. - №6. -С. 1452-1456.

9. Булатов В.К., Гирнис А.В., Брай Г.П. Ферропериклаз в верхней мантии // Материалы годичной сессии Геохимия магматических пород. Школа щелочного магматизма Земли: Тез. докл. М., 2002, С.25-26.

10. Василенко В.Б., Зинчук Н.Н., Кузнецова Л.Г. Петрохимические модели алмазоносных месторождений Якутии. Новосибирск: Наука Сиб. Предприятие РАН, 1997. - 574с.

11. Доусон Дж.Б. Кимберлиты и ксенолиты в них. Пер. с англ. М.: Мир, 1983.-300 с.

12. Ефимова Э.С., Соболев Н.В., Поспелова J1.H. Включения сульфидов в алмазах и особенности их парагенеза // Записки Всесоюзного минералогического общества. 1983. - Т. 112. - №3. - С.300-310.

13. 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.

14. Ивахненко С.А., Белоусов И.С., Вилок В.И. Изменение давления дифференциальным методом по кривым плавления серебра и меди // IV Всесоюз. конф. "Гидростатическая обработка материалов": Тез. докл. -Донецк, 1985, С.44.

15. Ишбулатов Р. А., Экспериментальные исследования процессов взаимодействия мантийных пород и карбонатных расплавов // Экспериментальные проблемы геологии. М.: Наука, 1994. - с.63-71.

16. Карбонатиты / Под ред. О. Таттла, Дж. Гиттинса. Пер. с англ. М.: Мир, 1969.-487 с.

17. 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.

18. Литвин Ю.А. Горячие точки мантии и эксперимент до 10 ГПа: щелочные реакции, карбонатизация литосферы, новые алмазообразующие системы // Геология и геофизика. 1998. - Т.39. - №12. - С. 1772-1779.

19. Литвин Ю.А. К проблеме происхождения алмаза // Записки Всесоюзного минералогического общества. 1969. -4.98. - Вып. 1. - С. 114-121.

20. Литвин Ю.А., Жариков В. А. Первичные флюидно-карбонатные включения в алмазе, моделируемые системой K20-Na20-Ca0-Mg0-Fe0-С02, как среда алмазообразования в эксперименте при 7-9 ГПа // Докл. РАН. 1999. - Т.367. - №3. - С.397-401.

21. 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.

22. Логвинов В.М. Фазовые превращения при высоких давлениях в метасиликатах, ортосиликатах и карбонатах элементов II группы периодической системы: Автореф. Дис. кандидата геолого-минералогических наук. Новосибирск, 1983. - 17 с.

23. Маликов Ю.И. Подготовка препаратов для анализа на микрозонде: Методические рекомендации. Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1983 . -36 с.

24. Матусевич Л.Н. Кристаллизация из растворов в химической промышленности. М.: Химия, 1968. - 301 с.

25. Новгородов П.Г., Буланова Г.П., Павлова Л.А., Михайлов В.Н., Угаров В.В., Шебанин А.П., Аргунов К.П. Включения калиевых фаз, коэсита и омфацита в кристалле алмаза с оболочкой из трубки "Мир" // Докл. АН СССР. 1990. - Т.310. - №2. - С.439-443.

26. Орлов Ю.Л. Минералогия алмаза. М.: Наука, 1984. - 264 с.

27. Пальянов Ю.Н. Особенности морфологии и двойникования синтетического алмаза: Дис. Кандидата геолого-минералогических наук. -Новосибирск, 1983. 154с.

28. Пальянов Ю.Н., Малиновский И.Ю., Борздов Ю.М., Хохряков А.Ф., Чепуров А.И., Годовиков А.А., Соболев Н.В. Выращивание крупных кристаллов алмаза на беспрессовых аппаратах типа "разрезная сфера" // Докл. АН СССР. 1990. - 315. -№5. - С. 1221-1224.

29. Пальянов Ю.Н., Хохряков А.Ф., Борздов Ю.М., Сокол А.Г., Гусев В.А., Рылов Г.М., Соболев Н.В. Условия роста и реальная структура синтетического алмаза // Геология и геофизика. 1997. - Т.38. - №5. -С.54-78.

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

31. Перчук JLJL, Япаскурт В.О. Глубинные ультракалиевые жидкости // Геология и геофизика. 1998. - Т.39. - №12. - С. 1756-1765.

32. Петров Т.Г., Трейвус Е.Б., Пунин Ю.О., Касаткин А.П. Выращивание кристаллов из растворов. Л.: Недра, 1983. - 200 с.

33. Преобразователи термоэлектрические (номинальные статические характеристики преобразования): ГОСТ 3044-84. М.: Изд-во государственный стандарт СССР, 1987. - 78с.

34. Редцер Э. Ликвация силикатных магм // Эволюция изверженных пород/ Под. ред. X. Йодера. Пер. с англ. М.: Мир, 1983. С.24-66.

35. Редцер Э. Флюидные включения в минералах. Пер. с англ.: В 2 т. М: Мир, 1987. Т.2. -632с.

36. Рид С. Электронно-зондовый микроанализ. Пер. с англ. — М.: Мир, 1979. -423с.

37. Рябчиков И.Д., Брай Г., Когарко Л.Н., Булатов В.К. Частичное плавление карбонатизированного перидотита при 50 кбар // Геохимия. 1989. - №1.- С.3-9.

38. Синтез минералов: В 2 т. / Хаджи В.Е., Цинобер Л.И., Штеренлихт и др. -М. Наука, 1987. Т.1. 487 с.

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

40. Современная кристаллография: В 4 т. / Чернов А.А., Гиваргизов Е.И., Багдасаров Х.С. и др. М. Наука, 1980. Т.З. Образование кристаллов. 407 с.

41. Сокол А.Г., Пальянов Ю.М., Борздов Ю.М., Хохряков А.Ф., Соболев Н.В. Кристаллизация алмаза в расплаве Na2C03 У/ Докл. РАН. 1998. -Т.361. - №3. - С.388-391.

42. Трейвус Е.Б. Кинетика роста и растворения кристаллов. Ленинград: Издательство Ленинградского университета, 1979. - 248 с.

43. Хейман Р.Б. Растворение кристаллов. Теория и практика. Л.: Недра, 1979. - 272 с.

44. Химическая энциклопедия: В 5 т. М.: Советская энциклопедия, 19901998.

45. Шацкий А.Ф., Борздов Ю.М., Сокол А.Г., Пальянов Ю.Н. Особенности фазообразования и кристаллизации алмаза в ультракалиевых карбонат-силикатных системах с углеродом // Геология и геофизика. 2002. - Т.43. -№10.-С.936-946.

46. Шилобреева С.Н., Кадик А.А. Растворимость С02 в магматических расплавах при высоких температурах и давлениях // Геохимия. 1989. -№7. - С.950-960.

47. Шимизу Н., Соболев Н.В., Ефимова Э.С. Химическая гетерогенность гранатовых включений и ювенильность перидотитовых алмазов Сибири // Геология и геофизика. 1997. - Т.38. - №2. - С.337-352.

48. Akaishi М., Kanda Н., Yamaoka S. Synthesis of diamond from graphite-carbonate systems under very high temperature and pressure // Journal of Crystal Growth. 1990. - V. 104. - P.578-581.

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

50. Akella J., Kennedy G.C. Melting of gold, silver, and copper proposal for a new high-pressure calibration scale // Journal of Geophysical Research. -1971. - V.76. - №20. - P.4969-4977.

51. Akella J., Vaidya S.N., Kennedy G. C. Melting of sodium chloride at pressures to 65 kbar // Physical Review. 1969. - V. 185. - №3. - P. 1135-1140.

52. Andersen Т., Neumann E.-R. Fluid inclusions in mantle xenolith // Lithos.2001.-V.55.-P.301-320.

53. Anderson A.T. Some basaltic and andesitic gases П Review of Geophysics. -1975. V.13.-P.37-56.

54. Arima M., Nakayama K., Akaishi M. et al. Crystallization of diamond from a silicate melt of kimberlite composition in high-pressure and high-temperature experiments // Geology. -1993. V.21. - P.968-970.

55. Arima M., Inoue M. High pressure experimental study on growth and resorption of diamond in kimberlite melt // VI Int. Kimberlite Conf.: Extended Abstr. Novosibirsk, 1995. P.8-10.

56. Bastide J.-P., Rapoport E., Loriers-Susse C. Courbe de fusion du nitrate de sodium entre 40 et 80 kbar // Comptes Rendus Academie Sciences Paris. -1972. V.274. - №6. - P.562-565.

57. Berg G.W. Evidence for carbonate in the mantle // Nature. 1986. - V.324. -P.50-51.

58. Bovenkerk H.P., Bundy F.P., Hall H.T., Strong H.M., Wentorf R.H. Preparation of diamond //Nature. 1959. - V.184. - №10. - P. 14-18.

59. Boyd S.R., Pineau F., Javoy M. Modelling the growth of natural diamonds // Chemical Geology. 1994. - V. 116. - P.29-42.

60. Brey G., Brice W.R., Ellis D.J., Green D.H., Harris K.L., Ryabchikov ID. Pyroxene-carbonate reactions in the upper mantle // Earth and Planetary Science Letters. 1983,- V.62. - P.63-74.

61. Brey G.P., Weber R, Nickel K.G. Calibration of Belt apparatus to 1800°C and 6 GPa// Journal of Geophysical Research. 1990. - V.95. - №B10. - P. 15,60315,610.

62. Brooker R.A. The effect of C02 saturation on immiscibility between silicate and carbonate liquids: an experimental study // Journal of Petrology. 1998. -V.39.-№11-12.-P.1905-1915.

63. Bulanova G.P. The formation of diamond // Journal of Geochemical Exploration. 1995. - V.53. - P.l-23.

64. Bundy F.P. Direct conversion of graphite to diamond in static pressure apparatus // The Journal of Chemical Physics. 1963. - V.38. - №3. - P.631-643.

65. Bundy F.P., Strong H.M., Wentorf R.H. Methods and mechanisms of synthetic diamond growth // Chemistry and physics of carbon. 1973. - V.10. - P.213-272.

66. Burgess R., Layzelle E., Turner G., Harris J.W. Constraints on the age and halogen composition of mantle fluids in Siberian coated diamonds // Earth and Planetary Science Letters. 2002. - V.6127. - P. 1-11.

67. Canil D. Experimental study bearing on the absence of carbonate in mantle-derived xenoliths // Geology. 1990. - V. 18. - P. 1011-1013.

68. Canil D., Scarfe C.M. Phase relations in peridotite +- C02 systems to 12 GPa: implications for the origin of kimberlite and carbonate stability in the Earth's upper mantle // Journal of Geophysical Research. 1990. - V.95. - №B10. -P. 15,303-15,318.

69. Chalot-Prat F., Arnold M., Immiscibility between calciocarbonatitic and silicate melts and related well rock reactions in the upper mantle: a natural case study from Romanian mantle xenoliths // Lithos. 1999. - V.46. - P.627-659.

70. Chudinovskikh L., Boehler R. High-pressure polymorphs of olivine and the 660-km seismic discontinuity //Nature. 2001. - V.411. - P.574-577.

71. Dalton J.A., Presnall D.C. Carbonatitic melts along the solidus of model lherzolite in the system Ca0-Mg0-Al203-Si02-C02 from 3 to 7 GPa // Contribution to Mineralogy and Petrology. 1998a. - V.131. - P. 123-135.

72. Dalton J.A., Presnall D.C. The continuum of primary carbonatitic-kimberlitic melt compositions in equilibrium with lherzolite: data from the system CaO-Mg0-Al203-Si02-C02 at 6 GPa // Journal of Petrology. 19986. - V.39. -№11-12.-P. 1953-1964.

73. Dalton J.A., Wood B.J. The compositions of primary carbonate melts and their evolution through wallrock reaction in the mantle // Earth and Planetary Science Letters. 1993. - V. 119 - P.511-525.

74. Dalton J.A., Wood B.J. The stability of carbonate under upper-mantle conditions as a function of temperature and oxygen fugacity // Europe Journal of Mineralogy. 1995. - V.7. - P.883-891.

75. Dawson J.B. Sodium carbonate lavas from Oldoinyo Lengai, Tanganyika // Nature. 1962. - V. 195. - P. 1075-1076.

76. De Corte K., Cartigny P., Shatsky V.S. Sobolev N.V., Javoy M. Evidence of fluid inclusions in metamorphic microdiamonds from the Kokchetav massif, Northern Kazakhstan // Geochim. Cosmochim. Acta,. 1998. - V.62. - №2324. - P.3765-3773.

77. Dobosi G., Kurat G. Trace element abundances in garnets and clinopyroxenes from diamondites a signature of carbonatitic fluids // Mineralogy and Petrology. - 2002.-V.76. - P.21-38.

78. Dobrzhinetskaya L.F., Green II H.W., Mitchell Т.Е., Dickerson R.M. Metamorphic diamonds: Mechanism of growth and inclusion of oxides // Geology. 2001. - V.29. -№3. - P.263-266.

79. Eggler D.H., Baker D.R. Reduced volatiles in the System C-O-H: Implications to mantle melting, fluid formation, and diamond genesis // High-Pressure Research in Geophysics / Edited by S. Akimoto, M.H. Manghnani. Tokyo: Academic, 1982. - P. 237-250.

80. Eggler D.H., Kushiro I. Free energies of decarbonation reactions at mantle pressures: I. Stability of the assemblage forsterite-enstatite-magnesite in the system Mg0-Si02-C02-H20 to 60 kbar // American Mineralogist. 1979. -V.64. - P.288-293.

81. Frezzotti M.-L. Silicate-melt inclusions in magmatic rocks: applications to petrology//Lithos. 2001. - V.55. - P.273-299.

82. Fukunaga О., Ко Y.S., Koiioue M., Ohashi N., Tsurumi T. Pressure and temperature control in flat-belt type high pressure apparatus for reproducible diamond synthesis // Diamond and Related Materials. 1999. - V.8. - P.2036-2042.

83. Giardini A.A., Tydings J.E. Diamond synthesis: observations on the mechanism of formation // American Mineralogist. ■ 1962. V.47. - №11-12. -P.1393-1421.

84. Green D. H., Wallace M. E. Mantle metasomatism by ephemeral carbonatite melts // Nature. 1988. - V.336. - P.459-462.

85. Haggerty S.E. A diamond trilogy: superplumes, supercontinents, and supernovae//Science. 1999.-V.285.-P.851-860.

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

87. Haggerty S.E. Upper mantle mineralogy // Journal of Geodynamics. 1995. -V.20. - №4. - P.331-364.

88. Harlow G.E. К in clinopyroxene at high pressure and temperature: An experimental study // American Mineralogist. 1997. - V.82. - P.259-269.

89. Harlow G.E., Veblen D.R. Potassium in clinopyroxene inclusions from diamond // Science. 1991. - У.251. - P.652-655.

90. Harris J.W., Hutchison M.T., Hursthouse M., Light M., Harte B. A new tetragonal silicate mineral occurring as inclusions in lower-mantle diamonds // Nature. 1997. - V.387. - P.486-488.

91. Harte В., Harris J.W., Hutchison M.T., Watt G.R., Wilding M.C. Lower mantle mineral associations in diamonds from Sao Luiz, Brazil // Mantle Petrology. 1999. - №6. - P. 125-153.

92. Hunter R.H., McKenzie D. The equilibrium geometry melts in rocks of mantle composition // Earth and Planetary Science Letters. 1989. - V.92 - P.347-356.

93. Hutchison M.T., Harte В., Harris J.W., Fitzsimmons I. Inferences on the exhumation history of lower mantle inclusions in diamonds // VI Int. Kimberlite Conf.: Extended Abstr. Novosibirsk, 1995. P.242-244.

94. Ionov D. Trace element composition of mantle-derived carbonates and coexisting phases in peridotite xenoliths from alkali basalts // Journal of Petrology. 1998. - V.39. - P. 1931-1941.

95. Izraeli E., Schrauder M., Navon O. On the Connection between fluid- and mineral-inclusions in diamonds // VII Int. Kimberlite Conf.: Extended Abstr. -Cape Town, 1998. P.352-354.

96. Izraeli E.S., Harris J.W., Navon O. Brine inclusions in diamonds: a new upper mantle fluid // Earth and Planetary Science Letters. 2001. - V.5807. - P. 1-10.

97. Johnson L.H., Burgess R., Turner G., Milledge H.J., Harris J.W. Noble gas and halogen geochemistry of mantle fluids: Comparison of African and Canadian diamonds // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2000. - V.64. -№4.-P.717-732.

98. Jones A.P., Dobson D., Milledge H.J., Taniguchi Т., Litivin Y., Genge M.J., Rabe R. Experiments with low-T potassic carbonatitic melts, fluids and diamonds // VII Int. Kimberlite Conf.: Extended Abstr. Cape Town, 1998. P.386-388.

99. Kanda H., Akaishi M., Yamaoka S., Morphology of synthetic diamonds grown from Na2C03 solvent-catalyst // Journal of Crystal Growth. 1990. - V. 106. -P.471-475.

100. Katsura Т., Ito E. Melting and subsolidus phase relations in the MgSi03-MgC03 system at high pressures: implications to evolution of the Earth's atmosphere // Earth and Planetary Science Letters. 1990. - V.99. - P. 110-117.

101. Kennedy C.S., Kennedy G.C. The equilibrium boundary between graphite and diamond // Journal of Geophysical Research. 1976. - V.81. - №14. - P.2467-2470.

102. KinomuraN., Kume S., Koizumi M. Synthesis of K2SiSi309 with silicon in 4-and 6-coordination // Mineralogical Magazine. 1975. - V.40. - P.401-404.

103. Kogarko L.N., Henderson C.M.B., Pacheco H. Primary Ca-rich carbonatite magma and carbonate-silikate-sulphide liquid immiscibility in the upper mantle // Contribution to Mineralogy and Petrology. 1995. - V. 121. - P.267-274.

104. Kogarko L.N., Kurat G., Ntaflos T. Carbonate metasomatism of the oceanic mantle beneath Fernando de Noronha Island, Brazil // Contribution to Mineralogy and Petrology. 2001. - V. 140. - P.557-587.

105. Koziol A.M., Newton R.C. Experimental determination of the reaction: magnesite + quartz = enstatite + C02 and magnesite = periclase + C02 and enthalpies of formation of enstatite and magnesite // American Mineralogist. -1995.-V.80.-P. 1252-1260.

106. Koziol A.M., Newton R.C. Experimental determination of the reaction: magnesite + enstatite = forsterite + C02 in the ranges 6-25 kbar and 700-1100°C // American Mineralogist. 1998. - V.83. - P.213-219.

107. Liu L.-g., Lin C.-C. High-pressure phase transformations of carbonates in the system Ca0-Mg0-Si02-C02 // Earth and Planetary Science Letters. 1995. -V.134. - P.297-305.

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

109. Meyer H.O.A. Genesis of diamond: a mantle saga // American Mineralogist. -1985. V.70. - №3-4. - P.344-355.

110. Moor K.R., Wood B.J. The transition from carbonate to silicate melts in the Ca0-Mg0-Si02-C02 system//Journal of Petrology. 1998. - V.39. -№11-12. -P. 1943-1951.

111. Moor R.O., Gurney J.J. Pyroxene solid solution in garnets included in diamond//Nature. 1985. - V.318. - P.553-555.

112. Navon O. Diamond formation in the Earth's mantle // VII Int. Kimberlite Conf. Cape Town, 1998. P.584-604.

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

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

115. Pal'yanov Yu.N., Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Khokhriakov A.F., Sobolev N.V. Diamond formation from mantle carbonate fluids // Nature. 19996. -V.400. - P.417-418.

116. Pal'yanov Yu.N., Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Khokhryakov A.F. Fluid-bearing alkaline carbonate melts as the medium for the formation of diamonds in the Earth's mantle: an experimental study // Lithos. 2002a. - V.60. -P.145-159.

117. Pal'yanov Yu.N., Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Khokhryakov A.F., Sobolev N.V. Diamond formation through carbonate-silicate interaction // American Mineralogist. 20026. - V.87.-P.1009-1013.

118. Perchuk L.L., Lindsley D.H. Fluid-magma interaction at high pressure-temperature conditions // High-Pressure Reseach in Geophysics / Edited by S. Akimoto, M.H. Manghnani. Tokyo: Academic, 1982. - P:251-259.

119. Perchuk L.L., Safonov O.G., Yapaskurt V.O., Barton Jr. J.M. Crystal-melt equilibria involving potassium-bearing clinopyroxene as indicator of mantlederived ultrahigh-potassic liquids: an analytical review It Lithos. 2002. -V.60.-P.89-111.

120. Phillips D., Harris J.W. Geothermobarometry of diamond inclusions from the De Beers pool mines, Kimberley, South Africa // VI Int. Kimberlite Conf.: Extended Abstr. Novosibirsk, 1995. P.441-442.

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

122. Pyle J.M., Haggerty S.E. Silicate-carbonate liquid immiscibility in upper mantle eclogites: implications for natrosilicic and carbonatitic conjugate melts // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1994. - V.58. - P.2997-3011.

123. Ringwood A.E. Phase transformations and their bearing on the constitution and dynamics of the mantle // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1991. -V.55. - P.2083-2110.

124. Saal A.E., Hauri E.H., Langmuir С. H., Michael R.P. Vapour undersaturation in primitive mid-ocean-ridge basalt and the volatile content of Earth's upper mantle // Nature. 2002. - V.419. - P.451-455.

125. Schrauder M., Koeberi С., Navon O. Trace element analyses of fluid-bearing diamonds from Jwaneng, Botswana // Geochimica et Cosmochimica Acta. -1996. V.60. - №23. - P.4711-4724.

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

127. Shatsky V.S., Sobolev N.V., Vavilov M.A. Diamond-bearing metamorphic rocks from Kokchetav massif (Northern Kazakhstan) // Ultra High Pressure Metamorphism. Cambridge. Univ. Press, 1995. C.427-455.

128. Shimizu N., Sobolev N.V. Young peridotitic diamonds from the Mir kimberlite pipe // Nature. 1995. - V.375. - P.394-397.

129. Sobolev N.V. The influence of mineral inclusions on the quality of diamonds // Gemmologie. 2000. - V.49. - №3. - P. 168-169.

130. Sobolev N.V., Kaminsky F.V., Griffin W.L., Yefimova 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.

131. Sobolev N.V., Shatsky V.S. Diamond inclusions in garnets from metamorphic rocks: a new environment for diamond formation // Nature. 1990. - V.343. -№6260. - P.742-746.

132. Sobolev N.V., Yefimova E.S., Channer D.M.DeR, Anderson P.F.N., Barron K.M. Unusual upper mantle beneath Guaniamo, Guyana shield, Venezuela: Evidence from diamond inclusions // Geology. 1998a. - V.26. - №11. -P.971-974.

133. Sobolev N.V., Yefimova E.S., Koptil V.I. Mineral inclusions in diamonds in Northeast of the Yakutian diamondifferous province // VII Int. Kimberlite Conf. Cape Town, 19986, P.816-822.

134. Sokol A.G., Pal'yanov Yu.N., Pal'yanova G.A., Khokhryakov A.F., Borzdov Y.M. Diamond and graphite crystallization from C-O-H fluids under high pressure and high temperature conditions // Diamond and Related Materials. -2001. V.10. - P.2131-2136.

135. Sokol A.G., Palyanov Y.N., Borzdov Y.M., Shatskii A.F. Diamond crystallization in melts of alkaline carbonates at 7 GPa and 1700°C // Experiment in Geosciences. 1998. - V.7. - №2. - P.51-52.

136. Stachel Т., Harris J.W., Brey G.P. Rare and unusual mineral inclusions in diamonds from Mwadui, Tanzania // Contribution to Mineralogy and Petrology. 1998. - V.132. - P.34-47.

137. Strong H.M. Variation with pressure of the nickel-carbon eutectic // Acta Metallurgies 1964. - V. 12. - P. 1411-1419.

138. Strong H.M., Bundy F.P. Fusion curves of four group VIII-metals to 100000 atmospheres // Physical Review. 1959. - V. 115. - №2. - P.278-284.

139. Sunagawa I. Gem materials, natural and artificial // Current Topics in Materials Science / Edited by E. Kaldis. North-Holland. Amsterdam, 1982. -V.10.-P.356-497.

140. Sunagawa I. Morfology of natural and synthetic diamond crystals // Materials Science of the Earth's Interior / Edited by I. Sunagava. Tokyo: Terra Sci. Pub., 1984. P.303-330.

141. Sweeney R.J. Carbonatite melt compositions in the Earth's mantle // Earth and Planetary Science Letters. 1994. - V. 128. - P. 159-270.

142. Sweeney R.J., Prozesky V., Przybylowicz W. Selected trace and minor element partitioning between peridotite minerals and carbonatite melts at 1846 kb pressure //// Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. - V.59. - №18. - P.3671-3683.

143. Taylor L.A., Green D.H. The role of reduced C-O-H fluids in mantle partial melting // Kimberlites and Related Rocks. 1989. - V. 1. - P.592-602.

144. Taylor L.A., Keller R.A., Snyder G.A., Wang W. Diamonds and their mineral inclusions, and wath they tell as: a detailed "pull-apart" af a diamondiferous eclogite // International Geology Review. 2000. - V.42. - P.959-983.

145. Thibault Y., Edgar A.D., Lloyd F.E. Experimental investigation of melts from a carbonated phlogopite lherzolite: Implications for metasomatism in the continental lithospheric mantle U American Mineralogist. 1992. - V.77. -№7-8. - P.784-794.

146. Tissen J.T.W.M., Janssen G.J.M. Molecular-dynamics simulation of molten alkali carbonates // Molecular Physics. 1990. - V.71. - №2. - P.413-426.

147. Treiman A.H., Schedl A. Properties of carbonatite magma and processes in carbonatite magma chambers // Journal of Geology. 1983. - V.91. - P.437-447.

148. Ulmer P., Sweeney R.J. Generation and differentiation of group II kimberlites: constraints from a high pressure experimental study to 10 GPa // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2002. - V.66. - №12. - P.2139-2153.

149. Vasilenko V.B., Zinchuk N.N., Krasavchikov V.O., Kuznetsova L.G., Khlestov V.V., Volkova N.I. Diamond potential estimation based on kimberlite major element chemistry // Journal of Geochemical Exploration. -2002.-V.3959.-P.

150. Wakatsuki M., Ichinose K., A wedge-type cubic anvil high-pressure apparatus and its application to material synthesis research // High-Pressure Research in Geophysics / Edited by S. Akimoto, M.H. Manghnani. Tokyo: Academic, 1982.-P. 13-26.

151. Wallace M.E., Green D.H. An experimental determination of primary carbonate magma composition //Nature. 1988. - Y.335. - P.343-346.

152. Wang A., Pasteris J.D., Meyer H.O. A., Dele-Duboi M.L. Magnesite-bearing inclusion assemblage in natural diamond // Earth and Planetary Science Letters. 1996. - V.141. - P.293-306.

153. Wang W. Formation of diamond with mineral inclusions of "mixed" eclogite and peridotite paragenesis // Earth and Planetary Science Letters. 1998. -V. 160.-P.831-843.

154. Wang W., Gasparik T. Metasomatic clinopyroxene inclusions in diamonds from the Liaoning province, China // Geochimica et Cosmochimica Acta. -2001. V.65. - №4. - P.611-620.

155. Wentorf R.H. Diamond formation at high pressures // Advances in High-Pressure Research. 1974. - V.4. - P.249-281.

156. Wyllie P.J. Magmas and volatile components // American Mineralogist. -1979. V.64. - P.469-500.

157. Wyllie P.J., Baker M.B., White B.S. Experimental boundaries for the origin arid evolution of carbonatites // Lithos. 1990. - V.26. - P.3-19.

158. Wyllie P.J., Lee W.-J. Model system controls on conditions for formation of magnesiocarbonatite and calciocarbonatite magmas from the mantle // Journal of Petrology. 1998. - V.39. -№11-12. - P. 1885-1893.

159. Wyllie P.J., Ryabchikov I.D. Volatile components, magmas, and critical fluids in upwelling mantle // Journal of Petrology. 2000. - V.41. - №7. - P. 11951206.

160. Yamashita H., Arima M., Ohtani E. Melting experiments of kimberlite compositions up to 9 GPa: determination of melt compositions using aggregates of diamond grains // VII Int. Kimberlite Conf.: Extended Abstr. -Cape Town, 1998, P.977-979.

161. Yaxley G.M., Green D.H., Experimental demonstration of refractory carbonate-bearing eclogite and siliceous melt in the subduction4regime // Earth and Planetary Science Letters. 1994. - V. 128. - P.313-325.

162. Yaxley G.M., Green D.H. Phase relations of carbonated eclogite under upper mantle PT conditions implications for carbonatite pedogenesis// VII Int. Kimberlite Conf.: Extended Abstr. - Cape Town, 1998. P.983-985.

163. Yaxley G.M., Green D.H., Kamenetsky V. Carbonatite metasomatism in the Southeastern Australian lithosphere // Journal of Petrology. 1998. - V.39. -№11-12.-P. 1917-1930.

164. Yusa H., Takemura K., Matsui Y., Morishima H., Watanabe K. Direct transformation of graphite to cubic diamond observed in a laser-heated diamond anvil cell // Applied Physics Letters. 1998. - V.72. - №15. -P.1843-1845.