Стишовит – разнообразие генезиса в земных условиях: физико-геохимические аспекты

Abstract

Разработана модель генезиса стишовита и других фаз SiO2 в земном веществе, объединяющая физико-химические и геодинамические условия их образования. На основе экспериментальных данных построена РТ-диаграмма полиморфных модификаций SiO2 в сочетании с границами геосфер и геотермой. В период аккреции метеоритов (50 млн лет) стишовит и другие фазы SiO2 космического импактного синтеза были захоронены в ранней Земле. Эти фазы SiO2 полностью ассимилированы расплавами пиролитового глобального магматического океана, существовавшим 500 млн лет. К рубежу 2.0 млрд лет магматический океан раскристаллизовался, возникли земная кора, верхняя мантия, переходная зона, нижняя мантия со слоем D” (с сейсмическими границами между ними). В этот период происходило обособление основной массы ядра Земли, завершенное к 2.7 млрд лет. В результате усилилось гравитационное поле, что способствовало фракционной ультрабазит-базитовой эволюции мантийных магм с перитектическими реакциями рингвудита-акимотоита переходной зоны и бриджменита нижней мантии с расплавами и образованием стишовита (установлены экспериментально при 20 и 26 ГПа). В алмазообразующих карбонат-силикат-углеродных расплавах эти реакции обеспечили образование стишовита, который был захвачен как парагенное включение алмазами и перемещен на поверхность Земли восходящими магмами. Генезис стишовита в земных условиях обусловлен также глобальной мантийной конвекцией. Субдукционное погружение литосферных плит до слоя D” у жидкого ядра сопровождалось образованием стишовита, а затем его превращением в пост-стишовитовые фазы. При восхождении суперплюмов от слоя D” до земной коры вероятны перитектические реакции пост-перовскита и бриджменита, а затем рингвудита-акимотоита с расплавами с образованием стишовита и последующим его превращением в фазы SiO2 низкого давления. С возникновением земной коры возобновляется импакт-метеоритный генезис стишовита. На поверхности Земли стишовит, образующийся в земных условиях, появляется как включение в сверхглубинных алмазах. Стишовит космического импактного синтеза сохраняется в метеоритных кратерах. В обоих случаях стишовит – метастабильная фаза.