ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИЙ ЖЕЛЕЗА С КАРБОНАТОМ КАЛЬЦИЯ ПРИ 6 ГПа И 1273-1873 K И ИХ РОЛЬ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ КАРБОНАТОВ В МАНТИИ ЗЕМЛИ

Abstract

Представлены результаты экспериментального исследования реакций в системе Fe—CaCO3 при давлении 6 ГПа и различных температурах от 1273 до 1873 К. Данная система отражает возможный механизм окислительно-восстановительного взаимодействия, происходящего в погружающейся субдукционной плите на контакте с восстановленной мантией, и вариант взаимодействия на границе ядро—мантия. Анализ образцов показал, что изучаемая реакция сопровождается образованием карбонатитового расплава, а также карбида (Fe3C) и кальциевого вюстита ((Ca,Fe)O), которые в зависимости от условий опытов образуют твердые или жидкие фазы. При 6 ГПа плавление карбоната кальция в системе, содержащей железо, происходит в интервале температур 1473—1573 K, что согласуется с исчезновением арагонита в сложных карбонатсодержащих системах. Состав расплава не меняется под влиянием металлического железа и фактически соответствует чистому CaCO3. Вдоль мантийной адиабаты или при немного больших температурах описываемый карбонатный расплав сосуществует в равновесии с металлическим железом или кальциевым вюститом и объясняет совместное нахождение включений карбонатов и железа в литосферных и сверхглубинных алмазах.