NA-содержащий мэйджоритовый гранат: экспериментальное и компьютерное моделирование тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.09, кандидат геолого-минералогических наук Дымшиц, Анна Михайловна

• Дымшиц, Анна Михайловна
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Дымшиц, Анна Михайловна

Введение

Глава 1. Обзор сведений о Na-содержащих мэйджоритовых гранатах в природе и эксперименте.

1 1 Природные мэйджоритовые гранаты

111 Состав и фазовые ассоциации природных мэйджоритовых гранатов

1 12 Мэйджоритовые гранаты из метеоритов

113 Мэйджоритовые гранаты из включений в алмазах и мантийных ксенолитов

1 2 Состав и фазовые ассоциации мэйджоритовых гранатов в эксперименте

Глава 2. Методика экспериментов и изучения образцов.

2 1 Эксперименты на аппарате типа «наковальня с лункой» 35 2 2 Эксперименты на многопуансонном аппарате высокого давления 42 2 3 Компьютерное моделирование

2 4 Подготовка стартовых веществ и изучение экспериментальных образцов

Глава 3. Экспериментальное изучение модельных систем с участием Na-содержащего мэйджоритового граната.

3 1 Система пироп Mg3Al2Si30i2- жадеит NaAlSi206 47 3 2 Система пироп М&АЬБізОіг- Na-мэйджорит Na2MgSisOi2 при 7,0-20,0 ГПа 61 3 3 Система пироп - гроссуляр - Na2MgSi50i2 при 7-8,5 ГПа 82 3 4 Система nHpon-Na2C03 при 7,0-8,5 ГПа

3 5 Экспериментальное изучение разложения натрийсодержащего мэйджоритового граната

Глава 4. Первые результаты изучения Na-мэйджорита.

4 1 Экспериментальное изучение фазового перехода NaPjc-NaMa/ 106 4 2 Структурные особенности Na-мэйджорита

4 3 Компьютерное моделирование фазового перехода NaPx-NaMq/

Глава 5. Обсуждение результатов. Механизм и условия кристаллизации Na-содержащих мэйджоритовых гранатов.

5 1 Особенности изоморфизма, механизм формирования и факторы, контролирующие кристаллизацию Na-содержащего мэйджоритового граната 118 5 2 Сопоставление результатов экспериментального и компьютерного моделирования 126 5 3 Некоторые дополнительные приложения полученных результатов к проблемам глубинной минералогии 128 Заключение 130 Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «NA-содержащий мэйджоритовый гранат: экспериментальное и компьютерное моделирование»

Важнейшим направлением в современной геологической науке является минералогия высоких давлений (High-Pressure Mineralogy), задачи которой связаны с получением данных о химическом составе и фазовом состоянии, физических свойствах и физико-химических условиях образования глубинных пород и минералов. Значительный прогресс в изучении высокобарных минеральных ассоциаций обусловлен развитием экспериментальных методов на основе специальной аппаратуры высоких давлений и температур, включая технику алмазных наковален с лазерным нагревом. Существенными достижениями отмечены минералогические и геохимические исследования природных минеральных веществ как земного, так и космического происхождения, которые позволили диагностировать ультравысокобарные минералы и минеральные ассоциации. В итоге раскрыты важные детали строения и вещественного состава глубинных зон Земли и планет земного типа, а также процессов происходящих на протопланетных стадиях развития вещества Солнечной системы, включая эффекты соударения космических тел. Значимыми являются сведения о минеральных ассоциациях с мэйджоритовыми гранатами, которые несут признаки кристаллизации при сверхвысоких давлениях в нижних горизонтах верхней мантии и переходной зоне мантии (Sobolev, Lavrent'ev, 1971; Akaogi, Akimoto, 1977; Moore, Gurney, 1985; Harte et al., 1999; Stachel et al., 2000, 2001; Gasparik, 2002; Pokhilenko et al., 2004; Шацкий и др., 2010; Kaminsky, 2012). Особый смысл изучению физико-химических условий образования и физических свойств мэйджоритовых гранатов придает тот факт, что среди минералов высокого давления он является единственно надежным показателем глубины образования минеральных ассоциаций верхней мантии и переходной зоны, так как уверенно диагностируется по химическому составу.

Цель и задачи работы. Целью данной работы является исследование физико-химических механизмов формирования Na-содержащих мэйджоритовых гранатов в алюмосиликатных и карбонатно-силикатных системах в широком диапазоне давлений и температур и изучение их структурно-кристаллохимических свойств. В связи с этим, в рамках диссертационной работы были поставлены следующие задачи:

1) Исследовать парагенетические фазовые отношения Иа-содержащего граната в простых и многокомпонентных системах, составы которых близки к природным, в физико-химическом эксперименте при 7-20 ГПа и 1500-2100°С, изучить физические и химические особенности его кристаллизации и структурно-кристаллохимические свойства.

2) Определив оптимальные физико-химические условия, выполнить синтез Ыа-мэйджорита (Ыа21У^815012), изучить структурно-кристаллохимические характеристики новой высокобарной фазы, а также выяснить /^'-параметры фазового превращения Ка-мэйджорит/ТЧа-пироксен (КаМ§о,5812,506) в экспериментах при давлениях 11 -20 ГПа.

3) С использованием численных методов компьютерного моделирования исследовать структурные и термодинамические характеристики Ш-мэйджорита; сопоставить полученные при этом результаты с данными экспериментальных исследований.

Фактический материал.

Работа включает в себя два крупных информационных блока, отражающих разные направления исследований глубинного вещества Земли. Первый блок основан на экспериментальных физико-химических исследованиях в Институте экспериментальной минералогии РАН, которые выполнялись автором в течение

2007-2010 годов на тороидном аппарате высокого давления типа «наковальня с лункой». Осуществлено более 200 индивидуальных экспериментов при Р=4,0-8,5

ГПа и Т=\ 100-1950°С в упрощенных и многокомпонентных алюмосиликатных и карбонатно-силикатных системах. Эта часть работы включает также в себя описание результатов более 20 экспериментов на установках типа «разрезной цилиндр» и «разрезная сфера» при Р= 10-20 ГПа и Т=\600-2300°С, которые были проведены автором в 2009 году в Университете Тохоку (Сендай, Япония) в рамках тематики, развитой в ИЭМ РАН. Второй блок содержит результаты численного компьютерного моделирования структурных и термодинамических свойств Ыасодержащих мэйджоритовых гранатов на основе расчетов с применением метода

Монте-Карло на суперкомпьютерном комплексе Университета им. Гете

Франкфурт-на-Майне, Германия). С этим направлением хорошо сочетаются 4 данные рентгеноструктурных исследований синтезированных монокристаллических фаз Ыа-мэйджорита и твердых растворов с его участием, которые выполнены по программам совместных исследований ИЭМ РАН с Университетом Флоренции (Италия).

Основные защищаемые положения.

1. Фазовая диаграмма системы пироп Ргр - ЫаМа) (где №-мэйджорит = №21^815012), впервые полученная в физико-химическом эксперименте при давлении 7 ГПа, свидетельствует об образовании самостоятельного поля ограниченных твердых растворов №-мэйджоритового граната (Ргрхх) и смене с ростом содержания Иа-граната субсолидусных ассоциаций в последовательности: Ргр^ Ргр^+Орх, Ргр^+Орх+ЫаРх, Opx+NaPx (где Ыа-пироксен ЫаРх = NaMgo.5Si2.5O12), Как в системах с упрощенными составами, так и в многокомпонентных, близких к природным, образование твердых растворов Иа-мэйджоритовых гранатов и содержание ^-компонента в них определяются сочетанием температуры, давления и щелочности расплавов. Минеральные ассоциации Ыа-содержащих мэйджоритовых гранатов соответствуют биминеральным (гранат + омфацит) и высокоглиноземистым (гранат + омфацит + кианит/корунд) эклогитам и гранатитам. В диапазоне сверхвысоких давлений (11-20 ГПа) в системе Ргр-ЫаМа] установлен эффект высокой взаимной растворимости компонентов с четкой тенденцией к увеличению концентрации Ыа и с ростом давления.

2. Впервые как самостоятельная фаза высокого давления синтезирован натриевый мэйджорит, который является граничным компонентом с составом Ка21У^815012 природных натрийсодержащих мэйджоритовых гранатов. Рентгеноструктурным монокристальным исследованием установлено, что натриевый мэйджорит принадлежит к тетрагональной сингонии (пространственная группа а=11,3966(6), с=11,3369(5) А). По своим свойствам он может рассматриваться в качестве одной из главных фаз-концентраторов натрия в условиях нижних частей верхней мантии и переходной зоны мантии. Фазовый переход ^-мэйджорит/Ыа-пироксен экспериментально изучен в широком диапазоне давлений (13,0-19,5 ГПа) и температур (1500-2100°С), при этом впервые определены поля стабильности обеих фаз на Р— Т диаграмме.

3. Расчетными методами установлено структурное упорядочение мэйджорита с переходом из тетрагональной в кубическую структуру при понижении температуры. Определены параметры (13 ГПа для О К и 14 ГПа для 1923 К) возможного перехода Ыа-мэйджоритЛЧа-пироксен и рассчитаны основные термодинамические характеристики Ка-мэйджорита: сжимаемость, энтальпия и энтропия. Установлена хорошая сходимость экспериментальных данных и результатов компьютерного моделирования, что открывает новые возможности расчетных методов в изучении фазового состава глубинных оболочек и дает основания для использования данных компьютерного моделирования в геобарометрии.

Научная новизна работы.

В работе реализован новый подход к изучению фазовых равновесий, основанный на сочетании методов физико-химического эксперимента и расчетных методов компьютерного моделирования, в решении проблем мантийной минералогии и геохимии. Впервые в физико-химическом эксперименте при 7,0-8,5 ГПа проведено комплексное изучение фазовых равновесий натрийсодержащего мэйджоритового граната в системе пироп-гроссуляр-Ма-мэйджорит, определены фазовые отношения и построены фазовые диаграммы как для граничных бинарных сечений, так и для ликвидуса тройной системы. Впервые выполнен синтез Ыа-мэйджорита и определены его структурные характеристики. Построена Р-Т диаграмма Ыа-пироксенЛЧа-мэйджорит и установлены поля стабильности фаз в диапазоне давлений 13-19 ГПа. Построена Р-Т диаграмма системы пироп-Ма-мэйджорит в диапазоне давлений 7-20 ГПа. Детально изучено влияние температуры, давления и состава систем на кристаллизацию Ыа-содержащего мэйжоритового граната в широком диапазоне исходных параметров, что позволило уточнить схему изоморфизма в гранатах с Ыа на позиции М1. Экспериментальные методы дополнены компьютерным моделированием методом Монте-Карло термодинамических и кристаллохимических характеристик Ыа-мэйджорита и его фазового перехода в Ка-пироксен.

Практическая значимость работы.

Физико-химические экспериментальные исследования упрощенных и многокомпонентных систем минералов мантии с участием Ыа-мэйджоритового компонента, успешный синтез натриевого мэйджорита как новой самостоятельной б фазы высокого давления, определение его кристаллохимических особенностей и термодинамических характеристик имеют непосредственное приложение к решению проблем минералогии верхней мантии и переходной зоны мантии. Показанная в работе близкая сходимость результатов экспериментального и компьютерного моделирования натриевого мэйджорита свидетельствует о возможности использования расчетных методов в термобарометрии глубинных минеральных ассоциаций.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликованы 19 работ, среди которых 1 монография, 8 статей в российских и зарубежных реферируемых журналах и 16 тезисов в сборниках международных и российских конференций. Основные результаты были представлены на международных и российских конференциях: III, IV и V Международных Школах по Наукам о Земле (Одесса, 2007; 2008; 2009); Конференции молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2008; 2009; 2010); Международной конференция «Геохимия магматических пород. Щелочной магматизм Земли» (Санкт-Петербург, 2008; Москва, 2009; Коктебель, 2010); IX и X Кимберлитовых конференциях (Франкфурт-на-Майне, 2008; Бангалор, 2012); Ежегодном семинаре по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии в ГЕОХИ РАН (Москва, 2008; 2009; 2011); Первом молодежном геологическом конгрессе (Пекин, 2009); Международном симпозиуме по динамике Земли (Сендай, 2010); Сибирской конференции молодых ученых (Новосибирск, 2010); Генеральной ассамблее Европейского геологического союза (Вена, 2009), 21 Международной Гольдшмидтовской конференция (Прага, 2011).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из Введения, 5 глав и Заключения общим объемом 145 страниц, содержит 23 таблицы и 43 рисунка. Список литературы включает 112 наименований.

Заключение диссертации по теме «Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых», Дымшиц, Анна Михайловна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ экспериментальных данных и природного материала позволяет установить широкий диапазон составов и фазовых ассоциаций мэйджоритовых гранатов, для образования которых в экспериментах и природных условиях (метеоритах и земных породах) требуются высокие давления, отвечающие условиям соударения космических тел, а для земных мэйджоритовых гранатов - низам верхней мантии и переходной зоне.

В синтезированных гранатах устанавливается устойчивая примесь Ыа (более 0,32 мае. % №20) и избыток Бі (3,05-3,15 ф.е). Максимальные содержания №20 в гранате составляют 1,5 мае. % и достигаются на солидусе системы Ргр-ЫаМау при давлении 8,5 ГПа. Установлена четкая корреляция между содержаниями № и Бі в полученных гранатах, что позволяет рассматривать в качестве механизма их образования схему гетеровалентного изоморфизма типа М^ + А1 —» № + Бі, при которой формирование Иа-содержащих мэйджоритовых гранатов связано с появлением в их составе минала №2]У^8І50і2. При этом, согласно природным и экспериментальным данным, разложение Ш-содержащих мэйджоритовых гранатов осуществляется по иному механизму, с выделением ламелей пироксена энстатит-жадеитового (±диопсид-геденбергит) состава.

Возможность магматической кристаллизации Иа-содержащего мэйджоритового граната и его состав определяются рядом факторов, к числу которых относятся состав расплава, давление и температура. Эксперименты доказали, что Т^аМу совместим с богатыми натрием щелочными силикатными и карбонатно-силикатными расплавами. С ростом давления во всех системах наблюдается повышение содержания натрия в гранате. Кроме того, для всех изученных систем показано, что при снижении температуры относительно ликвидусных значений гранат последовательно обогащается натрием, так что самые высокие концентрации натрия в гранате наблюдаются вблизи солидуса систем.

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

В дискуссии о высокобарических фазах, которые могут служить потенциальными концентраторами натрия в нижних частях верхней мантии и переходной зоне, ключевую роль следует отводить именно Na-содержащему мэйджоритовому гранату. Согласно существующим представлениям (например, пиролитовой модели) (Ringwood, 1991), доля граната в диапазоне глубин от 410 до 660 км может превышать 50 об. %. Расчеты показывают, что при валовом содержании около 0.4 мае. % Na20 концентрация натрия в гранате, связанная с вхождением в его состав компонента Na2MgSi50i2, не будет превышать 0,8-0,9 мас.% Na20. Если же принять модель расслоенного строения мантии, согласно которой в основании верхней мантии и переходной зоне широко распространены эклогиты (Anderson, 1979), переходящие в гранатиты при давлении свыше 18 ГПа, то гранат этих пород будет содержать от ~1 до ~5 мае. % Na20 в зависимости от валового состава эклогита (гранатита). Экспериментально установлено, что растворимость Na2MgSi5Oi2 оказывается весьма значительной и превышает 30 мол. % в пироп-гроссуляровом гранате (Bobrov, Litvin, Dymshits, Bindi, 2008a). Согласно предварительным данным, полученным нами в ходе изучения системы nHpon-Na2MgSi5Oi2 при 11-20 ГПа, содержания Na-компонента в таких гранатах превышают 40 мол. %. Несмотря на то, что вопрос о пределах растворимости натрия в гранатах и характере твердых растворов в ряду nHpon-Na2MgSi5Oi2 требует дополнительного изучения, способность гранатовой фазы концентрировать в себе значительные количества натрия в условиях нижних частей верхней мантии и переходной зоны не вызывает сомнения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Дымшиц, Анна Михайловна, 2012 год

1. Бобров A.B., Дымшиц A.M., Литвин Ю.А. Экспериментальное изучение системы пироп Mg3Al2Si30i2 жадеит NaAlSi206 при 7.0 и 8.5 ГПа и 1300— 1900°С // Докл. РАН. 2009а. Т. 426. № 4. С. 1-4

2. Бобров A.B., Дымшиц A.M., Литвин Ю.А. Условия магматической кристаллизации Na-содержащих мэйджоритовых гранатов в мантии Земли по экспериментальным и природным данным // Геохимия. 2009b. № 10. С. 1011-1026.

3. Бобров A.B., Литвин Ю.А., Дымшиц A.M. Экспериментальные исследования карбонатно-силикатных систем мантии в связи с проблемой алмазообразования. М.: ГЕОС, 2011. 208 с.

4. Бобров A.B., Литвин Ю.А. Перидотит-эклогит-карбонатитовые системы при 7.0-8.5 ГПа: концентрационный барьер нуклеации алмаза и сингенезис его силикатных и карбонатных включений // Геология и геофизика. 2009. Т. 50. С. 1571-1587.

5. Бобров А. В., Сироткина Е. А., Гаранин В. К., Бовкун А. В., Корост Д. В., Шкурский Б.Б. Мэйджоритовые гранаты со структурами распада из кимберлитовой трубки Мир (Якутия) // Докл. РАН. 2012. Т. 444. № 1. С. 5660

6. Боткунов А.И., Гаранин В.К, Кудрявцева Г.П. Минеральные включения в гранатах из кимберлитов Якутии. // Зап. ВМО. 1983. Вып. 3. С. 311-324.

7. Виноград B.JI., Дымшиц A.M., Винклер Б., Бобров A.B. Компьютерное моделирование Na-содержащего мэйджоритового граната // Докл. РАН. 2011. Т. 441. С. 77-80

8. Дымшиц A.M., Бобров A.B. Литасов К.Д., Шацкий А.Ф., Отани Е., Литвин Ю.А. // Докл. РАН. 2010. Т. 434. № 3. С. 378-381.

9. Литвин Ю.А. Экспериментальные исследования физико-химических условий образования алмаза в мантийном веществе // Геология и геофизика. 2009. Т. 50. №12. С. 1530-1546.

10. Малиновский И.Ю., Дорошев A.M., Калинин A.A. Исследование устойчивости гранатов ряда пироп-гроссуляр при Р = 30 кбар // Доклады АН СССР. 1982. 268. № 1. С. 189-194

11. Маракушев A.A., Митрейкина О.Б., Зиновьева Н.Г. и др. Алмазоносные метеориты и их генезис // Петрология. 1995. № 5. С. 3-21.

12. Маракушев A.A., Грановский Л.Б., Зиновьева Н.Г. и др. Космическая петрология. М.: Наука. 2003. 389 с.

13. Пущаровский Д.Ю. Минеальные перестройки в глубинных геосферах // Вест. МГУ Сер. 4, Геология. 2004. № 2. С. 3-10

14. Пущаровский Д.Ю., Оганов А.Р. Структурные перестрйки минералов в глубинных оболочках Земли // Кристаллография. 2006. Т. 51. № 5. С. 819-829

15. Соболев Н.В., Ефимова Э.С., Реймерс Л.Ф., Захарченко ОД., Махин А.И., Усова Л.В. Минеральные включения в алмазах Архангельскойкимберлитовой провинции // Геология и геофизика. 1997. Т. 38. № 2. С. 358370.

16. Сурков Н.В., Гартвич Ю.А. Экспериментальное изучение фазовых равновесий в сечении пироп-гроссуляр при давлении 3 ГПа // Петрология. 2000. Т. 8. №1. С. 95-107.

17. Фельдман В.И., Сазонова JJ.B., Козлов Е.А. Высокобарические полиморфные модификации некоторых минералов в импактитах: геологические наблюдения и экспериментальные данные // Петрология. 2007. Т. 15. №3. С. 241-256.

18. Шацкий B.C., Зедгенизов Д.А., Рагозин A.JI. Природа образования алмазов из россыпей северо-восточной части Якутской алмазоносной провинции / В сб. «Фундаментальные проблемы геологии месторождений полезных и металлогении». Москва. 2010. С. 108-109.

19. Akaogi M., Akimoto A. Pyroxene-garnet solid-solution equilibria in the systems Mg4Si4012-Mg3Al2Si30i2 and Fe4Si40i2-Fe3Al2Si3012 at high pressures and temperatures // Phys. Earth. Planet. Inter. 1977. V. 15. P. 90-106.

20. Akaogi M., Akimoto A. High pressure phase equilibria in a garnet lherzolite, with special reference" to Mg -Fe partitioning among constituent minerals // Phys. Earth. Planet. Inter. 1979. V. 19. P. 31-51.

21. Akaogi M., Yano M., Tejima X, Iijima M., Kojitani H. High-pressure transitions of diopside and wollastonite: phase equilibria and thermochemistry of

22. CaMgSi206, CaSi03 and CaSi205-CaTiSi05 system // Phys. Earth Planet. Inter. 2004. V. 143-144. P. 145-156.

23. Anderson D.L. Chemical stratification of the mantle. // J. Geophys. Res. 1979. V. 84. P. 6297-6298.

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

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

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

27. Bindi L., Dymshits A. M., Bobrov A. V, Litasov K.D., Shatsky A.F., Ohtani E., Litvin Yu.A. Crystal chemistry of sodium in the Earth's interior: The structure of Na2MgSi50i2 synthesized at 17.5 GPa and 1700 °C // Amer.Mineral. 2011. V. 96. P. 447^50

28. Bishop F.C., Smith J. V, Dawson J.B. Na, K, P and Ti in garnet, pyroxene and olivine from peridotite and eclogite xenoliths from African kimberlites // Lithos. 1978. V. 11. P. 155-173.

29. Bobrov A. V., Litvin Yu.A., Bindi L., Dymshits A.M. Phase relations and formation of sodium-rich majoritic garnet in the system Mg3Al2Si30i2-Na2MgSi5Oi2 at 7.0 and 8.5 GPa // Contrib. Mineral. Petrol. 2008a. V. 156. P. 243257.

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

31. Chen M, Sharp T.G., El Goresy A., Wopenka B., Xie X.D. The majorite-pyrope plus magnesiowustite assemblage: Constraints on the history of shock veins in chondrites. // Science. 1996. V. 271 (5255). P. 1570-1573

32. Clark S., Segal M., Pickard C., Hasnip P., Probert M., Refson K., Payne M. First principles methods using CASTEP // Krystallographie. 2005. V. 220. N. 5-6. P. 567-570.

33. Coleman L.C. Ringwoodite and majorite in the Catherwood meteorite // Can. Mineral. 1977. V. 15. P. 97-101.

34. Davies R.M., Griffin W.L., O'Reilly S.Y., McCandless T.E. Inclusions in diamonds from the K14 and K10 kimberlites, Buffalo Hills, Alberta, Canada: diamond growth in a plume? // Lithos. 2004. V.77. P. 99-111.

35. Draper D., Xirouchakis D., Agee C.A. Trace element partitioning between garnet and chondritic melt from 5 to 9 GPa: implications for the onset of the majorite transition in the martian mantle // Phys. Earth Plan. Inter. 2003. V. 139. P. 149-169.

36. Dymshits A., Vinograd V, Paulsen N., Winkler B., Perchuk L., Bobrov A. Simulation study of Na-majorite / Geophysical Research Abstracts, 2009. V. 11, EGU2009-0

37. Gale J.D. Gulp: A computer program for the symmetry-adapted simulation of solids. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1997. V. 1. P. 629-637

38. Gale J.D. Rohl A.L. Gulp: A computer program for the symmetry-adapted simulation of solids. // Molec. Simulations. 2003. V. 29. P. 291-341

39. Gasparik T. Transformation of enstatite-diopside-jadeite pyroxenes to garnet // Contrib. Mineral. Petrol. 1989. V. 102. P. 389^105.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

52. Irifune T., Miyashita M, Inoue T., Ando J., Funakoshi K., Utsumi W. High-pressure phase transformation in CaMgSi206 and implications for origin of ultra-deep diamond inclusions // Geophys. Res. Lett. 2000. V. 27. P. 3541-3544.

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

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

55. Hemley R.J., Mao H.-K. (Ed). Ultrahigh-Pressure Mineralogy // Rev. Miner. 1988. V. 37.671 p.

56. Hohenberg P., Kohn W. Inhomogenios electron gas // Phys. Rev. 1964. V. 136. P. B864-B871

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

58. Kellogg E.H., Hager B.H., van der Hilst R.D. Compositional stratification in the deep mantle // Science. 1999. V. 283. № 5409. P. 1881-1884

59. Kesson S., Fitz Gerald J.D., Shelley J.M.G. Mineral chemistry and density of subducted basaltic crust at lower-mantle pressures // Nature. 1994. V. 372. P. 767769.

60. Kresse G., Hafner J. Norm-conserving and ultrasoft pseudopotentials for first-row and transition elements // J. Phys. Condensed Matter. 1994. V. 6. P. 8245-8257

61. Kubo A., Akaogi M. Post-garnet transitions in the system Mg4Si40i2-Mg3Al2Si30i2 up to 28 GPa. phase relations of garnet, ilmenite and perovskite. // Phys. Earth Planet. Inter. 2000. V. 121. P. 85-102.

62. Langenhorst F., Joreau P., Doukhan J.C. Thermal and shock metamorphism of the Tenham chondrite: A TEM examination // Geochim. Cosmochim. Acta. 1995. V 59. P. 1835-1845

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

64. Litvin Yu.A. (2007). High-pressure mineralogy of diamond genesis. In: Advances in High-Pressure Mineralogy (edited by EijiOhtani), Geological Society of America Special paper 421, 83-103.

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

66. Liu L.G. The high-pressure phases of MgSi03 // Earth Planet. Sci. Lett. 1976. V. 31. P. 200-208.

67. Liu L. The system enstatite-pyrope at high pressures and temperatures and the mineralogy of the earth's mantle // Earth Planet. Sci. Lett. 1977. V. 36. P. 237245.

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

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

70. Metropolis, N.I., Rosenbluth, A.W., Rosenbluth, M.N., Teller, A.N. Teller, E. Equation of state calculations by fast computing machines // Journal of Chem. Physics. 1953. V. 21, P. 1087-1092.

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

72. Oganov A.R., Brodholt J.P., Price G.D. Ab initio theory of thermoelasticity and phase transitions in minerals // EMU Notes in Mineralogy. V. 4: Energy modeling in minerals / Ed. C.M. Gramaccioli. Budapest, 2002. P. 83-170

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

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

75. Ono S., Yasuda A. Compositional change of majoritic garnet in a MORB composition from 7 to 17 GPa and 1400 to 1600 degrees C // Phys. Earth. Planet. Inter. 1996. V. 96. P. 171-179.

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

77. Ohtani E., Kimura Y., KimuraM., Takata T, Kondo T. and Kubo T. Formation of high-pressure minerals in shocked L6 chondrite Yamato 791384: constraints onshock conditions and parent body size. // Earth Planet. Sci. Lett. 2004. V. 227(3-4). P. 505-515.

78. Pacolo R.E.G., Gasparik T. Reversals of the orthoebstatite-clinoenstitite transition at high pressures and high temperatures // J. Geophys. Res. 1990. V. 95. P. 15853-15858

79. Poli S., Schmidt M.W. H20 transport and release in subduction zones: experimental constraints on basaltic and andesitic systems. // J. Geophys. Res. 1995. V. 100. P. 22999-23014.

80. Price G.D., Putnis A., Agrell S.O. Electron petrography of shock-produced veins in the Tenham chondrite // Contrib. Mineral. Petrol. 1979. V. 71. P. 211-218.

81. Ringwood A.E. The olivine-spinel transition in the Earth's mantle // Nature. 1956. V. 178. P. 1303-1304.

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

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

84. Ringwood A.E. Phase transformations and their bearing on the constitution and dynamics of the mantle // Geochim. Cosmochim. Acta. 1991. V. 55. P. 2083-2110.

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

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

87. Semenenko V, Golovko N. Shock-induced black veins and organic componds in ordinary chondrites. // Geochim Cosmochim Acta. 1994. V. 58. P. 1525-1535.

88. Smith J., Mason B. Pyroxene garnet transformation in Coorara meteorite // Science. 1970. V. 168. P. 832-833.

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

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

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

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

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

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

95. Tomio'ka N. and Kimura M. The breakdown of diopside to Ca-rich majorité and glass in a shocked H chondrite. // Earth Planet. Sei. Lett. 2003. V. 208. P. 271-278.

96. Vinograd V.L., Sluiter M.H.F. Thermodynamics of mixing in pyrope-grossular, Mg-^LSijO^-CasALSisO^, solid solution from lattice dynamicscalculations and Monte Carlo simulations //American. Mineral. 2006. V. 91. P. 713-725

97. Vinograd V.L., Gale J. D., Winkler B., Thermodynamics of mixing in diopside-jadeite, CaMgSi206-NaAlSi206, solid solution from static lattice energy calculations, Physics and Chemistry of Minerals. 2007. V. 34. 713-725

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

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

100. Woodland A.B. The orthorhombic to high-P monoclinic phase transition in Mg-Fe pyroxenes: can it produce seismic discontinuity? // Geophys. Res. Lett. 1998. V. 25. P. 1241-1244.

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