Частичное плавление карбонатсодержащей метаграувакки в условиях континентальной коры: сравнение результатов экспериментов и термодинамического моделированиястатья
Аннотация:Образование гранитоидных магм связано с процессами метаморфизма и анатексиса вусловиях верхнеамфиболитовой и гранулитовой фаций в нижней и средней коре, гдеметаморфические ассоциации выступают реститами от частичного плавления разнообразныхкоровых субстратов. Высокотемпературный метаморфизм характеризуется специфическимфлюидным режимом, в котором заметную роль играет CO2[напр. 2], апервичные флюидныевключения, содержащие CO2 и/или дочерние карбонатные фазы[3 и ссылки в этой работе], вминералах гранитоидов однозначно указывают на участие углекислых флюидоввгранитообразовании. Ряд экспериментальных исследований [напр. 4]демонстрируют, что CO2способствует процессу образования недосыщенных водой гранитоидных магм (например, чарнокитов). Однако другие исследователи[5] категорически отвергают этот вывод, основываясь нахорошо известном факте, что СО2, понижая активность H2O, негативно влияет на плавление вгранитных системах [6]. Поэтому вопрос участия богатых CO2флюидов в процессах образованиягранитоидных магм остается дискуссионным. Перспективным направлением в решении вопроса связи углекислых (водноуглекислых)флюидов и гранитоидных магм может быть модель, согласно которой источником длямагм и флюидов в отдельных случаях могли служить породы, изначально содержащие карбонаты [7]. Такие ситуации в пределах континентальной коры, возможны при погружениинизкометаморфизованных пород, обычно богатых карбонатами гидротермального или морскогопроисхождения, под блоки горячих высокометаморфизованных пород в ходе континентальнойколлизии или аккреции, а также при гравитационном перераспределении вещества в коре(сагдукции), характерном для докембрийских гранит-зеленокаменных областей.Если CO2 изначальноприсутствовал в источнике магм, то он будет сопровождать эти магмы в ходе всей их эволюции, влияя на их физические свойства, буферируя активность H2O и способствуя продвижению магм кповерхности [7]. Однако эта модель не подтверждена экспериментально, посколькуэкспериментальные данные по плавлению метаморфических субстратов, содержащих карбонаты, вусловиях средней и нижней континентальной корыотсутствуют. В данной работе приведены результаты экспериментов по дегидратации/декарбонатизации ичастичному плавлению карбонатсодержащей породы, по составу близкой к метаграувакке (иззеленокаменного комплекса Гиани, ЮАР). Порода состоит из плагиоклаза (45 %), биотита (20 %), кварца (20 %), мусковита (2 %), акцессорных апатита, ильменита, циркона, монацита и содержит 7-10 % кальцита и доломит-анкеритового карбоната. Эксперименты проводились при давлениях 6, 10 и 15 кбар на установке цилиндр-поршень в ИЭМ РАН. Продолжительность экспериментов составляла 7 суток. Результаты экспериментовсопоставлены с результатами моделирования фазовых отношений вэтой породе посредством метода минимизации энергии Гиббса в системе с заданным валовымсоставом (метод псевдосечений) с использованием программного комплекса PERPLE_X [8].
