The differentiation of melts in the conditions of the upper mantle
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i1.2012.116589Abstract
Theoretical concepts developed in the paper are the base for the method to determine the depth of asthenosphere location by the composition of magmatic rocks. Concepts of petrology, geophysics as well as general and physical chemistry have been generalized, geodynamic and physical-chemical processes taking place during deep melts differentiation have been taken into account. Application of analogy of melt behavior under mantle PT conditions and electrolyte water solution under surface PT conditions has been proposed, which allows description in the first approximation of interactions between structural units of the melt. Subdivision of unbalanced process into succession of elementary stages permits to describe melt behavior in the categories of balanced thermodynamics. It has been shown that chemical composition of rock in the first approximation is determined by phase reactions in the melt under specified pressure and temperature. Chemical composition of the melt is determined by free Gibbs energy approaching to zero in the system with constant pressure and temperature, mineral composition of rock specified by the melt structure is determined by approaching to zero of free Helmholtz energy in the system of constant volume under specified temperature.References
Гордиенко В.В. Адвекционно-полиморфная гипотеза процессов в тектоносфере. - Киев: Корвш пресс, 2007. - 172 с.
Гордиенко В.В., Усенко О.В. Глубинные процессы в тектоносфере Украины. - Киев: Изд. ИГФ НАН Украины, 2003. - 147 с.
Гордиенко В.В., Усенко О.В. О геолого-геофизических критериях глубин магматических очагов в верхней мантии // Геофиз. журн. - 2007. - 29, № 4. - С. 41-48.
Глевасский Е. Б., Кривдик С. Г. Докембрийский карбонатитовый комплекс Приазовья. - Киев: Наук. думка, 1981. - 228 с.
Кадик А.А., Луканин О.А., Портнягин А.Л. Магмообразование при восходящем движении мантийного вещества: температурный режим и состав расплавов, образующихся при адиабатической декомпрессии ультрабазитов мантии // Геохимия. - 1990. - № 9. - С. 1263-1276.
Карпов И. К. Разработка теоретических основ физико-химического моделирования природных процессов минералообразования на ЭВМ // Фундаментальные исследования. Науки о Земле. - Новосибирск: Наука, 1977. - С. 91-94.
Коржинский Д. С. Кислотно-основное взаимодействие магмы с трансмагматическими флюидами//Тр. Междунар. геолог. конгресса. XXV сессия. Геохимия. Минералогия. Петрология. - Москва: Наука, 1976. - С. 320-328.
Коржинский Д.С. Теоретические основы анализа парагенезисов минералов. - Москва: Наука, 1973. - 288 с.
Литасов К.Д., Литасов Ю.Д., Мальковец В. Г. Глубинный метасоматоз и преобразование верхней мантии Южного Прибайкалья по данным изучения ксенолитов Бартойского вулканического ареала // Геохимия. - 2005. - № 3. - С. 275-301.
Лукин А.Е. Литолого-динамические факторы нефтегазонакопления в авлакогенных бассейнах. - Киев: Наук. думка, 1997. - 224 с.
Ляшкевич 3. М., Марушкин А. И. Вулканические формации Днепровско-Донецкой впадины. - Киев: Наук. думка, 1982. - 80 с.
Мюллер Р., Саксена С. Химическая петрология. - Москва: Мир, 1980. - 518 с.
Рингвуд А. Е. Состав и петрология мантии Земли. - Москва: Недра, 1981. - 584 с.
Рябчиков И.Д. Флюидный массоперенос и мантийное магмаобразование // Вулканология и сейсмология. - 1982. - № 5. - С. 3-9.
Рябчиков И.Д., Гирнис А. В. Происхождение низкокальциевых кимберлитовых магм // Геология и геофизика. - 2005. - 46, № 12. - С. 1223- 1233.
Украинский щит (геофизика, глубинные процессы) / Под ред. В.В. Гордиенко. - Киев: Кор-вш пресс, 2005. - 210 с.
Усенко О.В. Глубинные процессы образования расплавов в тектоносфере: Автореф. дис. д-ра геол. наук / Ин-т геофизики НАН Украины. - Киев, 2008. - 41 с.
Усенко О.В. Плавление в условиях верхней мантии // Геофиз. журн. - 2011. - 33, № 4. - С. 100-116.
Усенко О.В. Химические реакции при плавлении и дифференциации расплавов // Доп. НАН Укра'ши. - 2006. - № 9. - С. 132-139.
Arndt N. Komatiites, kimberlites and boninites // J. Geophys. Res. - 2003. - 108. - P. 2293-2305.
Baker M. B., Stolper E. M. Determining the compositions of high-pressure mantle melts using diamond aggregates // Geochim. Cosmochim. Acta. - 1994. - 58. - P. 2811-2827.
Edgar A.D., Mitchell R.H. Ultra high pressure - temperature melting experiments on an SiO2 - rich lamproite from Smoky Butte, Montana: derivation of siliceous lamproite magmas from enriched sources deep in the continental mantle // J. Petrol. - 1997. - 38. - P. 457-477.
Gudfinnsson G. H., Presnal D. C. Continuоus gradations among primary carbonatic, melilitic, basaltic, picritic, and komatiitic melts in equilibrium with garnet lherzolite at 3-8 GPa // J. Petrol. - 2005. - 46.- P. 1645-1659.
Ionov D.A., Bodinier J.-L., Mukasa S.B., Zanetti A. Mechanisms and sources of mantle metasomatism: major and trace element compositions of pe-ridotite xenolits from Spitsbergen in the context of numerical modeling // J. Petrol. - 2002. - 43. - P. 2219-2259.
Pavlenkova G. A., Pavlenkova N. I. Upper mantle structure of the Northern Eurasia from peaceful nuclear explosion data // Tectonophysics. - 2006. - 416. - P. 33-52.
Pearson D. G., Canil D., Shirey S. B. Mantle Samples Included in Volcanics Rocks: Xenoliths and Diamonds // The Mantle and Core / Ed. R.W. Carlson. - Oxford: Elsevier Ltd., 2005. - P. 171- 276.
Presnal D.C., Gudfinnsson G.H., Walter M.G. Generation of mid-ocean ridge basalts at pressures from 1 to 7 GPa // Geochim. Cosmochim. Acta. - 2002. - 66. - P. 2073-2090.
Ryabchikov I. D., Solovova I. P., Ntaflos Th., Buchl A., Tikhonenkov P. I. Subalkaline picrobasalts and plateau basalts from Putorana plateau (Siberian CFB province). II. Melt inclusion chemistry, composition of "primary” magmas and P-T regime at the base superplume // Геохимия. - 2001. - № 5. - C. 484-497.
Walter M. J. Melt Extraction and Compositionel Variability in Mantle Lithospere // The Mantle and Core / Ed. R.W. Carlson. - Oxford: Elsevier Ltd., 2005. - P. 363-394.
Walter M.J. Melting of garnet peridotite and the origin of komatiite and depleted lithosphere // J. Petrol. - 1998. - 39. - P. 29-60.
Wyllie P. G. Experimental petrology of upper mantle materials, process and products // J. Geodinamics. - 1995. - 20. - P. 429-468.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2020 Geofizicheskiy Zhurnal
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
