Геохимия, 2021, T. 66, № 8, стр. 709-730

ВВЕДЕНИЕ

Согласно определению, введенному в петрологическую литературу в начале 1980-х годов (напр. Harte, 1983; Bailey, 1982, 1987; Menzies, Hawkesworth, 1987), под модальным мантийным метасоматозом (modal mantle metasomatism) понимают процесс преобразования мантийных пород под воздействием внешних флюидов и расплавов вне зависимости от их происхождения и состава, ведущий к образованию в перидотитах и эклогитах мантии новых нехарактерных для них минералов, таких как амфиболы, флогопит, апатит, разнообразные карбонаты и сульфиды, титанит, ильменит, рутил и другие более редкие минералы. Многочисленные исследования ксенолитов в кимберлитах и базальтоидах демонстрируют, что модальный метасоматоз пород мантии не является одноактным процессом, а осуществляется в несколько стадий, как правило, с возрастающим эффектом. Проявление этих стадий выражается в последовательном появлении тех или иных минеральных фаз, так что стадийность метасоматических преобразований отражена не только в сериях ксенолитов от гранатовых или шпинелевых гарцбургитов и лерцолитов до флогопит- и амфибол-содержащих верлитов, но также часто в отдельных ксенолитах, где различные метасоматические минералы замещают друг друга (Jones et al., 1982; Erlank et al., 1987; Waters, Erlank, 1988; O’Reilly, Griffin, 1988; Lloyd et al., 1991; Konzett et al., 2000; van Achterbergh et al., 2001; Creighton et al., 2009).

Термодинамический анализ минеральных парагенезисов метасоматизированных мантийных пород (Сафонов, Бутвина, 2016; Сафонов и др., 2019; Safonov et al., 2019) показывает, что наряду с такими параметрами как летучесть кислорода, активность воды и углекислоты, важнейшими интенсивными параметрами эволюции минеральных систем в ходе мантийного метасоматоза являются активности щелочных компонентов во флюидах и расплавах, производящих этот процесс. Особенно этот вывод важен в отношении калия, что выражается в широком разнообразии в метасоматизированных породах мантии калиевых и калийсодержащих минералов, которые характеризуют различные этапы метасоматических преобразований.

Среди этих минералов флогопит является ведущим минеральным индикатором метасоматоза пород верхней мантии и активности калия в этом процессе. Он активно образуется вплоть до полного преобразования изначальных гранатовых и шпинелевых перидотитов через флогопит-содержащие перидотиты без граната и первичной шпинели во флогопитовые верлиты (Jones et al., 1982; Erlank et al., 1987; Waters and Erlank, 1988; Lloyd et al., 1991; Konzett et al., 2000; van Achterbergh et al., 2001; O’Reilly, Griffin, 2013). Моделью появления флогопита в гранатовых перидотитах в ходе их взаимодействия с калиевыми водными флюидами является реакция (Kushiro, Aoki, 1968; Safonov et al., 2019)²²:

В гранатовых перидотитах реакция (1) выражена в виде флогопит содержащих реакционных структур вокруг граната, которые сопровождаются активным разложением ортопироксена и новообразованием клинопироксена, причем даже в гарцбургитах, изначально не содержавших этот минерал (Schulze, 1995; van Achterbergh et al., 2001). Для этих структур характерно появление новой хромсодержащей шпинели за счет разложения хромсодержащего граната, что связано с ограниченным вхождением Cr и Ti в продукты реакции (1). Термодинамическое моделирование (Сафонов, Бутвина, 2016; Сафонов и др., 2019; Safonov et al., 2019) демонстрирует, что реакция происходит в очень широком интервале активности H₂O, от <0.1 до 1.0, отвечающей составам флюида от водных флюидов до концентрированных водно-солевых флюидов и карбонатных расплавов с различным содержанием воды. Результаты термодинамических оценок подтверждаются экспериментами по изучению реакций образования флогопита в перидотитах с участием как флюидов H₂O–KCl (Сафонов, Бутвина, 2013; Лиманов и др., 2020), так и флюидов и водосодержащих карбонатных расплавов H₂O–K₂CO₃ (Edgar, Arima, 1984; Сокол и др., 2015). Очевидным является тот факт, что проявление реакции (1) обуславливается высоким сродством K к Al, которое активно проявляется уже на начальных стадиях метасоматоза, когда модальные отношения гранат/пироксен в перидотитах еще высоки.

Дальнейшее усиление метасоматоза, обычно сопровождающееся ростом активности щелочных компонентов, приводит к реакциям пироксенов без участия богатых Al фаз. Примером может служить реакция образования калиевого рихтерита: 8En + Di + [1/2K₂O + 1/2Na₂O + H₂O] = = KRich + 2Fo, которая, по-видимому, будет осуществляться в интервале давлений стабильности этого амфибола в перидотитовых ассоциациях (до ~15 ГПа; напр. Konzett, Fei, 2000). Образование других K–Na фаз, где щелочи связаны с такими компонентами как Cr, Ti, Fe³⁺, в верхнемантийных перидотитах обычно соответствуют еще более продвинутым метасоматическим изменениям (Сафонов, Бутвина, 2016). Таковыми являются разнообразные K–Na–Ba содержащие титанаты с высоким содержанием хрома: минералы матиасит-линдслеитовой и хоторнеит-имэнгитовой групп и прайдерит. Они встречены в основном в метасоматизированных обогащенных хромом перидотитах в ассоциациях с флогопитом, калиевым рихтеритом, низкоглиноземистым клинопироксеном, где отсутствует гранат (см. табл. 1), а шпинель отличается высокой магнезиальностью и хромистостью. Экспериментальные данные по стабильности K–Ba-титанатов (рис. 1) представлены немногочисленными работами по их синтезу из смесей простых оксидов и лишь ограничивают область Р-Т условий их возможного образования (Foley et al., 1994; Konzett et al., 2005). Они не воспроизводят реальные реакции образования этих минералов в мантийных ассоциациях, обусловленные воздействием богатых щелочами флюидов/расплавов на Cr и Ti-содержащие минералы перидотитов. Эксперименты (Бутвина и др., 2019; Butvina et al., 2020) показали возможность образования указанных титанатов по хромиту в присутствии водно-карбонатных калиевых флюидов и дополнительных титансодержащих фаз (ильменита, рутила) при 5 ГПа, а также подтвердили широкую область существования различных титанатов в отношении состава флюида.

Рис. 1.

Р-Т условия синтеза K–Ba титанатов.

Таким образом, флогопит и титанаты представляют собой минералы, индикаторные для проявлений мантийного метасоматоза на его начальных и наиболее продвинутых стадиях. Цель данной статьи – обобщить ранее полученные нами и новые экспериментальные данные по изучению метасоматических реакций образования флогопита в системе гранат–энстатит–H₂O–KCl при давлениях 3 и 5 ГПа и температурах 900 и 1000°С и хромсодержащих калиевых титанатов групп кричтонита, магнетоплюмбита и голландита в системе рутил/ильменит–K₂CO₃–H₂O–CO₂ при давлениях 3.5 и 5 ГПа и температуре 1200°С.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ

ВЗАИМООТНОШЕНИЯ И СОСТАВЫ ФАЗ В ПРОДУКТАХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Система пироп/гроссуляр/кноррингит–энстатит–H₂O–KCl

Фазовые отношения. Последовательности фазовых ассоциаций, возникающих с ростом X_KCl в стартовом флюиде в продуктах опытов в системе пироп-энстатит–H₂O–KCl (PEH) при 5 ГПа и температурах 900 и 1000°С, похожи (табл. 2). Содержания граната и ортопироксена постепенно снижаются за счет образования флогопита. Наиболее активно флогопит в виде относительно крупных кристаллов образуется при X_KCl > 0.1 (рис. 2, табл. 2). При 900°С гранат и ортопироксен присутствуют в продуктах опытов вплоть до X_KCl = 0.2, исчезая при более высоком X_KCl (табл. 2). При более низких концентрациях соли в системе в продуктах опытов присутствует небольшое количество флогопитоподобной фазы, вероятно, представляющей собой продукты закалки флюидонасыщенного богатого K₂O силикатного расплава. Объем таких закалочных агрегатов в продуктах опытов при 1000°С заметно больше. При этой температуре гранат полностью пропадает при X_KCl = 0.2, а далее исчезает и ортопироксен (табл. 2). При температурах более 1000°С в системе PEH появляется заметно больший объем продуктов закалки силикатного расплава, сильно затрудняющие интерпретацию реакций образования флогопита, который присутствует как равновесная фаза и как один из главных продуктов закалки расплава.

Рис. 2.

Фотографии в отраженных электронах продуктов опытов в системе гроссуляр-пироп-энстатит H₂O–KCl при 5 ГПа и 1000°С, иллюстрирующие постепенное исчезновение граната (изометричные светлые зерна) с увеличением концентрации KCl во флюиде. Зональное распределение фаз связано с температурным градиентом в ячейке в аппарате НЛ-13Т.

Фазовые отношения в системе гроссуляр–пироп–энстатит–H₂O–KCl (GPEH) близки к таковым в системе PEH, но осложнены присутствием клинопироксена (табл. 2). Тем не менее, эта фаза присутствует в продуктах не всех опытов, а ее появление зависит от концентрации KCl в системе. Так, при 1000°С клинопироксен сосуществует с ортопироксеном в продуктах опыта при X_KCl = 0 (табл. 2). Он пропадает в продуктах опыта с флюидом X_KCl = 0.05, но дальнейшее увеличение X_KCl снова ведет к образованию клинопироксена совместно с флогопитом, так что при X_KCl = 0.4 в продуктах экспериментов присутствуют только флогопит и клинопироксен. При давлении 3 ГПа и температуре 900°С оба пироксена присутствуют в продуктах всех экспериментов (табл. 2), но содержание клинопироксена по отношению к ортопироксену имеет тенденцию к росту с увеличением X_KCl в стартовом флюиде.

Подобно системам без хрома, в системе кноррингит–пироп–энстатит–H₂O–KCl (KPEH) при температуре 1000°С Cr-содержащий (до 2 мас. % Cr₂O₃) флогопит активно начинает кристаллизоваться при X_KCl = 0.1, а увеличение солевой составляющей во флюиде приводит к снижению количества граната и ортопироксена. При X_KCl = = 0.2 в продуктах опыта появляется Cr-содержащий (до 7 мас. % Cr₂O₃) кианит, а при X_KCl = 0.4 в продуктах эксперимента другие фазы, кроме флогопита, не обнаружены (табл. 2).

Таким образом, эксперименты при давлениях 3 и 5 ГПа и температурах 900–1000°С в системах пироп–энстатит, гроссуляр–пироп–энстатит и кноррингит–пироп–энстатит в присутствии флюида H₂O–KCl (табл. 2) указывают на следующие реакции образования флогопита:

(2)

$Prp + 3En + \left[ {{{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}{\text{O}} + 2{\text{KCl}}} \right] = {\text{Cl - }}Phl + Phl,$

(3)

$\begin{gathered} {\text{1/9}}Grs + En + \left[ {{\text{1/9}}{{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}{\text{O}} + {\text{2/9KCl}}} \right] = \\ = {\text{1/3}}Di + {\text{1/9Cl - }}Phl + {\text{1/}}9Phl, \\ \end{gathered} $

(4)

$\begin{gathered} Prp + {\text{3/11}}Knr + \left[ {{\text{16/11KCl}} + {\text{8/11}}{{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}{\text{O}}} \right] = \\ = {\text{8/11Cl - }}Phl{\text{ }} + {\text{ 6/11}}Cr{\text{ - }}Phl + {\text{2/11}}Phl, \\ \end{gathered} $

где Cl-Phl – компонент KMg₃AlSi₃O₁₀(Cl)₂, а Cr‑Phl – компонент твердого раствора хромсодержащего флогопита KMg₂CrAl₂Si₂O₁₀(OH)₂ с Cr в октаэдрической позиции структуры. Учет этих компонентов твердого раствора флогопита оправдан для продуктов экспериментов, поскольку образующиеся слюды содержат значительные концентрации как Cl (более 1 мас. %), так и Cr₂O₃ (в системе KPEH; см. ниже).

Реакции (2)–(4) отображают образование флогопита в системе гранатовых пироксенитов, которая является частью перидотитовой системы. Очевидно, что реакции, характерные для части системы, будут справедливы и для всей системы. Добавление форстерита повлияет на фазовые соотношения. Можно ожидать, что в присутствии форстерита вместо кианита, выявленного в продуктах ряда экспериментов (табл. 2), будет образовываться шпинель (хромсодержащая шпинель), характерная для природных ассоциаций.

Вариации состава фаз. Реакция (3) предполагает закономерное изменение содержания Ca в гранате, сосуществующего с флогопитом, в зависимости от активности калиевого компонента во флюиде. Действительно, появление и исчезновение клинопироксена в продуктах опытов в системе PEH при 1000°С закономерно влияет на содержание гроссуляровой составляющей в гранате. Исчезновение клинопироксена в продуктах опыта с флюидом X_KCl = 0.05 (табл. 2) сопровождается резким увеличением кальциевости граната (рис. 3). Это указывает на доминирование реакции (2) над реакцией (3). Дальнейшее увеличение X_KCl и образование нового клинопироксена совместно с флогопитом приводит к снижению содержания гроссуляровой составляющей в гранате (рис. 3), в соответствии с реакцией (3). При температуре 900°С и давлении 3 ГПа, когда оба пироксена присутствуют в продуктах экспериментов (табл. 2), состав сосуществующего граната определяется их количественными взаимоотношениями, так что снижение содержания гроссуляровой составляющей в гранате при X_KCl = 0.2 обусловлено преобладанием клинопироксена над ортопироксеном.

Рис. 3.

Зависимости содержания кноррингитовой и гроссуляровой составляющих в гранате (мол. %) от стартового X_KCl во флюиде (мол. %) в продуктах опытов в системах GPEH и KPEH.

В системах PEH и GPEH содержание Al в ортопироксене, сосуществующем с гранатом и флогопитом, снижается во всем интервале концентраций KCl во флюиде (рис. 4), согласно следующей модельной реакции:

(5)

$5En + {\text{Mg - }}Ts + {{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}{\text{O}} + 2{\text{KCl}} = {\text{Cl - }}Phl + Phl,$

где Mg-Ts – Mg-молекула Чермака (MgAl₂SiO₆) в твердом растворе ортопироксена.

Рис. 4.

Зависимости содержания Al в ортопироксене (ф.е.) от стартового X_KCl во флюиде (мол. %) в продуктах опытов.

Составы клинопироксена в продуктах опытов в системе GPEH при 5 и 3 ГПа различаются по содержанию Al. Клинопироксен при 5 ГПа содержит 0.04–0.1 ф.е. Al, тогда как в клинопироксене при 3 ГПа содержание Al варьирует 0.1 до 0.25 ф.е. Значительные вариации содержания Al в клинопироксене объясняются тем, что часть мелких кристаллов этой фазы, вероятно, является продуктом закалки небольших порций силикатного расплава, неотличимым по форме и размеру от кристаллов клинопироксена, равновесного с продуктами реакции (3). В связи с этим, четких вариаций состава клинопироксена от содержания KCl в стартовом флюиде не выявлено.

В системе KPEH при XKCl до 0.1 содержание кноррингитовой составляющей в гранате варьирует в пределах 8–14 мол. %, проявляя слабую тенденцию к росту с увеличением X_KCl во флюиде (рис. 3). Увеличение солевой составляющей во флюиде приводит к снижению количества как граната, так и ортопироксена. Появление Cr-содержащего кианита приводит к заметному снижению содержания кноррингитовой составляющей в гранате до ~4 мол. % (рис. 3). Это сопровождается слабым ростом концентраций Al в сосуществующем ортопироксене (рис. 4). Содержание Cr₂O₃ в флогопите (рис. 5) снижается с увеличением концентрации солевой составляющей во флюиде, что, по-видимому, связано как с ростом объемного количества этой фазы, так и появлением Cr-содержащего кианита (табл. 2). Содержание Cl во флогопите растет с увеличением концентрации солевой составляющей во флюиде во всех изученных системах (рис. 6).

Рис. 5.

Зависимость содержания Cr₂O₃ (мас. %) во флогопите от содержания KCl во флюиде в системе KPEH.

Рис. 6.

Зависимость содержания Cl (мас. %) во флогопите от содержания KCl во флюиде.

Система хромит–рутил/ильменит– K₂CO₃–H₂O–CO₂

Фазовые отношения. В природных ассоциациях метасоматизированных перидотитов богатые хромом K–Ba титанаты тесно связаны с хромитом. Поэтому для выяснения возможности образования любой из этих фаз при непосредственном взаимодействии хромита с калиевым флюидом был проведен эксперимент со смесью хромита с K₂CO₃ (эксперимент Sp1; табл. 3). Никаких калийсодержащих фаз в продуктах этого эксперимента выявлено не было. Из результатов этого опыта следует, что для образования титанатов необходимы дополнительные Ti-содержащие фазы, ассоциирующиеся с хромитом.

Действительно, взаимодействие хромита с флюидом K₂CO₃–H₂O–CO₂ в присутствии рутила при 5 ГПа и 1200°С (эксперименты Sp2, A1, A2; табл. 3) привело к образованию прайдерита. Он образует отдельные ксеноморфные или субидиоморфные зерна размером до 40 мкм, местами с элементами дитетрагональной призмы и восьмигранной бипирамиды (рис. 7). Образование прайдерита приводит к изменению состава хромита, который становится беднее FeO + Fe₂O₃ и Cr₂O₃, но богаче TiO₂ по сравнению с исходным хромитом (табл. 4).

Рис. 7.

Кристаллы прайдерита тетрагональной формы, полученные в системе хромит–рутил–H₂O–CO₂–K₂CO₃ при 5 ГПа и 1200°C (см. опыт А1, табл. 3).

В экспериментах A1 и А2 (табл. 3, рис. 8а) отмечена совместная кристаллизация матиасита и прайдерита. Матиасит образует субидиоморфные вытянутые призматические зерна размером до 200 мкм. Кристаллизация матиасита требует присутствия дополнительной Ti-содержащей фазы, но этой фазой необязательно должен быть ильменит, как предполагают некоторые авторы на основе изучения метасоматизированных ксенолитов (напр. Almeida et al., 2014).

Рис. 8.

Фотографии в отраженных электронах продуктов экспериментов: (а) в системе хромит–рутил–H₂O–CO₂–K₂CO₃ при 5 ГПа (№ А1 – см. табл. 3): хромит, прайдерит, матиасит, флогопит; (б), (в) в системе хромит–ильменит–H₂O–CO₂–K₂CO₃ при 5 ГПа (№ В1, B2 – см. табл. 3): хромит, имэнгит, прайдерит; (г) в системе хромит–ильменит–H₂O–CO₂–K₂CO₃ при 5 ГПа (№ B1-2 – см. табл. 3): хромит, имэнгит; (д), (е) в системе хромит–ильменит–H₂O–CO₂–K₂CO₃ при 3.5 ГПа (№ М1-2 – см. табл. 3): хромит, имэнгит, матиасит, флогопит.

Более того, в продуктах опытов при 5 ГПа с участием ильменита (опыты B1, B1-1, B1-2, B1-3, B1-4, B2 в табл. 3) матиасит не является преобладающей фазой, а наряду с прайдеритом был идентифицирован имэнгит. Помимо стартовых хромита и магнезиального ильменита, в продуктах этих экспериментов были обнаружены новообразованный, более железистый хромит и рутил (см. табл. 4). В опытах B1 и В2 (табл. 3, рис. 8б и 8в) с разными стартовыми соотношениями хромита и ильменита, прайдерит и имэнгит сосуществуют. Прайдерит образует ксеноморфные зерна размером до 100 мкм (рис. 8б), содержащие включения стартовых хромита и ильменита, а также имэнгита (Бутвина и др., 2019). Помимо включений в прайдерите, имэнгит образует также сростки с хромитом, схожими со срастаниями, известными в природных ассоциациях (Nixon, Condliffe, 1989) (рис. 9; врезка 1). Сравнение экспериментов B1 и B2 показывает, что разные стартовые соотношения хромита и ильменита не влияют на фазовый состав продуктов экспериментов.

Рис. 9.

Фотографии в отраженных электронах продуктов экспериментов в системе хромит–ильменит–H₂O–CO₂–K₂CO₃ (см. табл. 3): (а) имэнгит, флогопит (опыт М-1, 3.5 ГПа); (б): гексагональная форма имэнгита (опыт B1, 5.0 ГПа); (в) хромит, имэнгит (опыт B1-2, 5.0 ГПа); (г) имэнгит, хромит (опыт B1-1, 5.0 ГПа); (1) срастание имэнгита и хромита из кимберлитового силла Проспект 039, р-н Гуаньямо, провинция Боливар, Венесуэла (Nixon, Condliffe, 1989).

С целью изучения зависимости кристаллизации отдельных титанатов и их ассоциаций от содержания калиевого компонента в системе, была проведена серия опытов при разных весовых отношениях K₂CO₃/(H₂O + CO₂) (эксперименты B1, B1-1, B1-2, B1-3, B1-4). При наиболее высоком отношении K₂CO₃/(H₂O + CO₂) = 9/1 (эксперимент B1) при 5 ГПа образуются самые обогащенные калием титанаты – прайдерит и имэнгит. Как отмечалось выше, аналогичный результат был получен в эксперименте B2, где соотношение хромита и ильменита составляло 2 : 1 при том же отношении K₂CO₃/(H₂O + CO₂) (табл. 3; рис. 8б, 8в). При отношениях K₂CO₃/(H₂O + CO₂) = 7/3 и 5/5 прайдерит не образуется, но активно образуется имэнгит в виде субидиоморфных и идиоморфных кристаллов гексагональной формы размером до 100 мкм (рис. 9а–9г). Совместно с имэнгитом появляется небольшое количество матиасита. При более низких отношениях K₂CO₃/(H₂O + CO₂) титанаты не образуются.

В продуктах опытов при 5 ГПа присутствует флогопит (2–3 об. %), образовавшийся, вероятно, при реакциях флюида с примесными силикатами – включениями в стартовом ильмените или сростками со шпинелью. Обычно флогопит образует агрегаты между зернами исходных и вновь образованных фаз, ассоциирующихся с калиевыми титанатами (см. рис. 8а, 9а). Флогопит присутствует даже в продуктах экспериментов, не содержащих титанаты (опыты Sp1, B1-3 и B1-4; табл. 3).

Фазовые отношения в системе хромит–ильменит–K₂CO₃–H₂O–CO₂ при 3.5 ГПа и 1200°С отличаются от таковых при 5 ГПа тем, что K-Cr-прайдерит при этом давлении не образуется. В опытах при весовых отношениях K₂CO₃/(H₂O + CO₂) от 9/1 до 5/5 (эксперименты M-0, M-1, M-2, M-3, M-4; табл. 3) активно кристаллизуется имэнгит и менее интенсивно – матиасит (рис. 8д). Также как при 5 ГПа, при 3.5 ГПа кристаллизационная способность имэнгита максимальна при весовых отношениях K₂CO₃/(H₂O + CO₂) = 9/1 и 7/3 (рис. 8г, 8е). Количество этой фазы и размер ее кристаллов возрастает почти в два раза при давлении 3.5 ГПа (рис. 8е), указывая на то, что снижение давления способствует образованию имэнгита. Как и при 5 ГПа, при отношениях K₂CO₃/(H₂O + CO₂) < < 5/5 титанаты не образуются при 3.5 ГПа.

Продукты экспериментов М-1, М-2 и М-3 при 3.5 ГПа (табл. 3) также содержат флогопит. Но эта фаза отсутствует в продуктах опыта М-4 (табл. 3) с минимальным отношением K₂CO₃/(H₂O + CO₂). Флогопит также не был обнаружен среди продуктов опыта М-0 с максимальным отношением K-₂CO₃/(H₂O + CO₂) = 9/1, где его место занял калиевый полевой шпат. Калиевый полевой шпат был выявлен также в продуктах экспериментов М-1 и М-2, где он сосуществует с флогопитом и калиевыми титанатами. Данная последовательность появления калиевых фаз, т.е. флогопит–флогопит + калиевый полевой шпат–калиевый полевой шпат, соответствует условиям возрастающей активности калия и снижения активности воды с увеличением солевой нагрузки флюида и хорошо воспроизводит последовательность ассоциаций калиевых фаз в метасоматизированном перидотите в зависимости как от давления, так и вариаций активности калия и воды, предсказанную на основе термодинамических расчетов (Сафонов, Бутвина, 2016; Сафонов и др., 2019; Safonov et al., 2019). Появление калиевого полевого шпата при давлении 3.5 ГПа и отсутствие этой фазы при более высоком давлении соответствует области стабильности этой фазы в калийсодержащих перидотитах (напр. Wendlandt, Eggler, 1980).

Вариации состава фаз. Представительные микрозондовые анализы полученных в экспериментах титанатов представлены на диаграмме в координатах Ti–Cr–Fe* (рис. 10). Среди трех видов титанатов прайдерит наименее богат железом. Соотношения Fe* = Fe²⁺ + Fe³⁺, Ti и Cr в формулах этой фазы, синтезированной в системах как с рутилом, так и с ильменитом, при 5 ГПа практически не различаются (рис. 10).

Рис. 10.

Диаграмма Ti–Fe*–Cr (ф.е.), иллюстрирующая вариации состава синтетических прайдерита, матиасита и имэнгита в сравнении с составами природных минералов.

Соотношения указанных катионов в формулах матиасита, полученного при 5 и 3.5 ГПа, близки. Соотношение Ti/Cr в матиасите близко к таковому в прайдерите. Однако он более богат Fe²⁺ + Fe³⁺. Заметных вариаций состава матиасита от опыта к опыту также не выявлено (рис. 10).

В отличие от прайдерита и матиасита, составы имэнгита, образующегося в реакциях хромита и ильменита с флюидом при 5 и 3.5 ГПа, формируют тренды, которые отражают изоморфизм (Fe²⁺ + Fe³⁺) + Ti ↔ Cr при почти постоянном соотношении (Fe²⁺ + Fe³⁺)/Тi (рис. 10). Тренд имэнгита, синтезированного при 3.5 ГПа, сдвинут в сторону несколько больших содержаний Ti и Cr по отношению к тренду для имэнгита в продуктах опытов при 5 ГПа. Имэнгит, полученный при 5 ГПа, характеризуется относительно низким содержанием Al₂O₃ и MgO, но содержит до 3.5 мас. % Nb₂O₅.

Флогопит в продуктах опытов содержит 0.6–1.9 мас. % TiO₂ и 1.8–2.7 мас. % Cr₂O₃, что отражает его образование в реакциях с участием как хромита, так и ильменита или рутила. В серии экспериментов с переменным соотношением K₂CO₃/(H₂O + CO₂) (серия В; табл. 3) наибольшие концентрации этих компонентов обнаружены во флогопитах, образующихся в реакциях с жидкостями с высоким соотношением K₂CO₃/(H₂O + CO₂), что свидетельствует о более активном участии хромита и ильменита в реакциях образования флогопита.

КР спектры титанатов. Присутствие прайдерита, имэнгита и матиасита в продуктах экспериментов было подтверждено с помощью КР-спектроскопии. Спектры КР K и Cr-содержащего прайдерита охарактеризованы в работах (Бутвина и др., 2019; Butvina et al., 2020), и они близки к спектрам природного K- и Cr-содержащего прайдерита (Konzett et al., 2013; Nakamura et al., 2015).

КР-спектры имэнгита и матиасита представлены на рис. 11. В спектрах синтетического имэнгита выделяются интенсивные пики на 378, 508, 682 и 757 см^–1, согласующиеся со спектрами синтетического твердого раствора хоторнеит-имэнгит (Konzett et al., 2005) (I-2, рис. 11). Заметное смещение пиков в область более высоких волновых чисел, также, как и в случае с прайдеритом, по-видимому, связано с отсутствием Ba в составе имэнгита. Спектр синтетического имэнгита сопоставлен также со спектром богатого Al имэнгита из ксенолита гранатового лерцолита из кимберлитовой трубки Обнаженная, Якутия (I-1, рис. 11). Спектр природного имэнгита характеризуется интенсивными пиками на 202, 374, 532, 715, 786 см^–1. Различия положения пиков в спектрах природного и синтетического имэнгита связано, по-видимому, с высоким содержанием Al в природном имэнгите.

Рис. 11.

КР-спектры: (I-1) имэнгит из ксенолита гранатового лерцолита кимберлитовой трубки Обнаженная, Якутия (обр. ТО-125, см. рис. 13 ); (I-2) синтетический твердый раствор хоторнеит-имэнгит, синтезированный из окислов при 12 ГПа и 1400°С (Konzett et al., 2005); I-3) экспериментально полученный имэнгит (№ B1, см. табл. 3); (II-1) матиасит из ксенолита гранатового лерцолита кимберлитовой трубки Обнаженная, Якутия (обр. ТО-125, см. рис. 13 ); (II-2) экспериментально полученный матиасит (№ А1, см. табл. 3); (II-3) матиасит, синтезированный из окислов при 7 ГПа и 1300°С (Konzett et al., 2005); (II-4) линдслеит, синтезированный из окислов при 7 ГПа и 1300°С (Konzett et al., 2005).

КР-спектры синтетического матиасита сопоставлены со спектром природного чуть более богатого Ti аналога из того же ксенолита (II-2 и II-1 соответственно, рис. 11). Оба спектра характеризуются интенсивными пиками на 132, 335, 436, 576 и 716 см^–1 (синтетический матиасит II-2 на рис. 11) и на 126, 188, 329, 435, 534, 719, 794 см^–1 (природный матиасит II-1 на рис. 11). Для сравнения показаны также КР спектры матиасита (II-3 на рис. 11) и линдслеита (II-4 на рис. 11), синтезированных из оксидов (Konzett et al., 2005), которые отличаются меньшим содержанием Fe. Вариации положения всех линий показанных спектров в пределах 5–10 см^–1 можно объяснить вариациями содержаний Ca, Fe и Ti в составе минералов кричтонитовой группы.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Результаты экспериментов в системах гранат–ортопироксен–H₂O–KCl продемонстрировали закономерные изменения составов минералов, сосуществующих с флогопитом, в зависимости от концентрации калиевого компонента в водном флюиде. Прежде всего эти результаты интересны в отношении состава граната. Полученные вариации содержаний гроссулярового и кноррингитового компонентов в гранате от концентрации KCl во флюиде могут быть сопоставлены с данными по вариациям состава и зональности граната в метасоматизированных перидотитах. В таких породах отмечены различные тенденции в изменении состава (зональности) граната, затронутого реакциями образования флогопита. Д. Дж. Шульце (Schulze, 1995) и У. Гриффин с соавторами (Griffin et al., 1999) отмечают, что образование флогопитовых реакционных кайм вокруг граната в перидотитах приводит к возникновению зональности зерен граната как по основным, так и по редким элементам. В гранатах из гарцбургитовых ксенолитов из кимберлитового силла Весселтон, Южная Африка (Griffin et al., 1999), содержание CaO увеличивается, а магнезиальность и содержание Cr₂O₃ уменьшаются от ядер к краям, контактирующим с флогопит-Cr-шпинелевыми коронами. Снижение магнезиальности очевидно связано с образованием флогопита. Края зерен граната обогащены Y, Zr, Ti, HREE, что свидетельствует об активном метасоматическом влиянии. В целом состав гранатов изменяется от “гарцбургитовых” ядер до “лерцолитовых” краев. Д. Дж. Шульце (Schulze, 1995) объясняет такую зональность привносом Ca в породы в составе флюида, в результате реакции с которым образуется флогопит. Однако эксперименты в системе GPEH демонстрируют, что увеличение содержания гроссуляровой составляющей в гранате может быть связано с экстракцией Mg и Fe во флогопит, благодаря разложению пироповой составляющей по реакции (2). Этот процесс регулируется низкими активностями калиевого компонента и доминированием реакции (2) над реакцией (3), что характерно для начальных стадий метасоматических преобразований. При этом не образуется новый клинопироксен. Действительно, вторичный клинопироксен не был описан в флогопитовых реакционных каймах вокруг граната из ксенолитов, изученных У. Гриффином с соавторами (Griffin et al., 1999). Тем не менее, авторы цитируемой работы прогнозируют, что дальнейшее развитие процессов метасоматоза приведет к образованию клинопироксена или иных кальциевых фаз (например, кальцита в присутствии CO₂), в соответствии с выводами из проведенных экспериментов.

Наряду со ростом CaO У. Гриффин с соавторами (Griffin et al., 1999) отмечают небольшое, всего около 1 мас. %, снижение Cr₂O₃ в гранате при образовании флогопита в ксенолитах гарцбургитов из кимберлитов силла Весселтон. Согласно экспериментам в системе KPEH, снижение содержания Cr₂O₃ в гранате отмечается лишь при относительно высоких концентрациях KCl во флюиде, приводящих к обильному образованию Cr-содержащего флогопита (рис. 5). При таких концентрациях KCl во флюиде в системе GPEH наблюдается снижение содержания CaO в гранате (рис. 3). Несоответствие между наблюдениями в природных ассоциациях и результатами эксперимента можно объяснить тем, что в экспериментах исследовалось поведение Ca и Cr в гранате отдельно друг от друга, тогда как в природных гранатах перидотитовых ассоциаций эти элементы связаны между собой в уваровитовом компоненте Ca₃Cr₂Si₃O₁₂ (Uv). При наличии этого компонента реакции, подобные (2)–(4) могут быть скомбинированы в реакцию

Однако во многих работах, описывающих процессы образования флогопита в верхнемантийных перидотитах, отмечается, что гранаты, ассоциирующиеся с флогопитом, однородны по составу. Примером могут служить гранаты из флогопитсодержащих гарцбургитов трубки Летлакан, Ботсвана (van Achterbergh et al., 2001). Авторы исследования отмечают, что усиление мантийного метасоматоза в этих породах выражается в росте модального содержания флогопита, клинопироксена и хромита за счет граната и ортопироксена вплоть до образования флогопитовых верлитов. При этом зональность в реликтах гранатов в наиболее метасоматизированных образцах отсутствует. Во флогопитовых реакционных каймах в этих ксенолитах присутствуют как Cr-шпинель, так и клинопироксен. Принимая во внимание эти наблюдения и результаты проведенных экспериментов, следует вывод, что метасоматические преобразования этих пород протекали, вероятно, за пределами поля устойчивости граната (он сохранялся лишь как реликтовая фаза) при более высокой активности калия.

Образующиеся в экспериментах с участием хлоридных компонентов флогопиты содержат Cl, концентрация которого зависит от концентрации хлорида во флюиде и достигает значений более 1 мас. % (рис. 6). Реакции (3) и (5) показывают, что соотношения X_Ca в гранате и X_Al в ортопироксене c содержанием Cl во флогопите являются показателями активности KCl во флюиде, ответственном за образование флогопита. Максимальные концентрации Cl во флогопитах в продуктах экспериментов заметно выше тех значений, которые известны во флогопитах верхнемантийных перидотитов. Концентрации Cl в природных флогопитах не превосходят 0.1 мас. %, а примеры флогопитов с содержанием более 0.2 мас. % Cl в образцах метасоматизированных перидотитовых ксенолитов, орогенных перидотитов и включений в алмазах уникальны (см. ссылки в Сафонов, Бутвина, 2013; Frezzotti, Ferrando, 2018). Это показывает, что активность (концентрации) KCl во флюидах, метасоматизиирующих верхнюю мантию не велика, а активность калия в процессах мантийного метасоматоза обуславливается наличием других калиевых компонентов. Однако это мало влияет на характер реакций образования флогопита. Этот вывод согласуется с результатами экспериментов по взаимодействию перидотитов как с K₂CO₃-содержащими флюидами и расплавами (Edgar, Arima, 1984; Thibault, Edgar, 1990; Сокол и др., 2015), так и KCl-содержащими флюидами (Сафонов, Бутвина, 2013). Они показывают, что флогопит образуется в широком диапазоне соотношений H₂O/соль, от водно-солевых флюидов до водных солевых расплавов. Термодинамические расчеты (Сафонов, Бутвина, 2016; Safonov et al., 2019) демонстрируют, что флогопит в перидотитовых ассоциациях образуется в очень широком интервале активности воды, характеризующей флюиды и водосодержащие солевые расплавы с разными концентрациями и анионным составом солевых компонентов, а суммарная активность калия является ведущим фактором, определяющим образование этого минерала.

Расчеты также подтверждают (Сафонов, Бутвина, 2016; Safonov et al., 2019), что вне сильного влияния активности воды ассоциации флогопита с иными калиевыми фазами (например, амфиболом, калиевым полевым шпатом) характеризуют более высокую суммарную активность калия. Таковыми фазами, очевидно, могут быть и калиевые титанаты, полученные в экспериментах в системе хромит–рутил/ильменит–K₂CO₃–H₂O–CO₂. Флогопит, а также калиевый рихтерит – типичные продукты модального метасоматоза мантии, в ходе которого кристаллизуются K-Ba-титанаты. Их образование определяется как содержанием калия в системе, так и отношением его активности к активности воды во флюиде. Водные силикаты являются не только концентраторами калия и других LILE, но и способны вмещать Cr и Ti, выступая в качестве конкурентов за элементы, необходимые для образования K–Ba-титанатов. Флогопит, обогащенный Cr и Ti, был идентифицирован в продуктах всех представленных в данной работе экспериментов по образованию калиевых титанатов (табл. 3). Он появляется даже в продуктах опытов, где калиевые титанаты не обнаружены. Эти эксперименты характеризуются наименьшими значениями отношения K₂CO₃/(H₂O + CO₂) в исходном флюиде. При более высоких отношениях K₂CO₃/(H₂O + CO₂) в исходных флюидах флогопит сосуществует с хромсодержащими калиевыми титанатами. Так что кристаллизация титанатов совместно с флогопитом определяется не столько активностью воды, сколько активностью калиевого компонента флюида. Тесные природные ассоциации титанатов с флогопитом и/или K-амфиболом указывают на то, что образование этих минералов возможно при избытке калия и других LILE, когда минеральная емкость системы по отношению к этим компонентам превышает возможности слюды и амфибола (Konzett et al., 2005; Сафонов, Бутвина, 2016).

Экспериментальные данные по синтезу K–Ba-титанатов свидетельствуют, что практически нет ограничений на их стабильность в Р–Т условиях верхней мантии и, возможно, переходной зоны (Podpora, Lindsley, 1984; Foley et al., 1994; Konzett et al., 2005). Петрологические и минералогические исследования мантийных ксенолитов показывают, что преобладающим типом мантийных протолитов для образования этих минералов являются обогащенные Cr₂О₃, но обедненные Al₂O₃, субкратонные гарцбургиты. Однако K–Ba-титанаты также известны в лерцолитах и даже пироксенитах (напр., Rezvukhin et al., 2018, 2019). Образование богатых хромом K–Ba-титанатов в перидотитах обычно относят к реакциям хромита с флюидами или расплавами, обогащенными калием (например, Haggerty et al., 1983; Haggerty, 1983; Nixon and Condliffe, 1989; Sobolev et al., 1997; Sobolev, Yefimova, 2000; Bulanova et al., 2004; Rezvukhin et al., 2018, 2019). Возможность таких реакций доказана описанными в нашей статье экспериментами (рис. 7–9). Действительно, в продуктах опытов титанаты в основном развиваются по хромиту, подтверждая описанные в природных ассоциациях взаимоотношения (напр. Nixon, Condliffe, 1989). Однако эксперименты также продемонстрировали, что для образования калиевых титанатов требуются дополнительные источники Ti. Эти источники не могут находиться в самих деплетированных перидотитах, содержащих менее 0.1 мас. % TiO₂. Многие авторы обращают внимание на повышенное содержание TiO₂ (до 7 мас. %) в хромите, ассоциирующемся с титанатами K–Ba (Nixon, Condliffe, 1989; Bulanova et al., 2004; Rezvukhin et al., 2019), что нетипично для хромита субкратонных деплетированных перидотитов. Очевидно, что эта особенность состава обусловлена взаимодействием хромита с флюидами или расплавами, которые привносят Ti, а также несовместимые элементы в породы. Такое взаимодействие приводит не только к обогащению хромита титаном, но и к образованию ильменита и/или рутила, которые впоследствии служат реагентами для образования титанатов (Konzett et al., 2000; Almeida et al., 2014). Например, структуры образования линдслеит-матиасита по хромсодержащему ильмениту, который сам является продуктом метасоматоза, была обнаружены в ксенолитах из кимберлитов Южной Африки (Konzett et al., 2000). Д.И. Резвухин с соавторами (Rezvukhin et al., 2019) описали полиминеральные включения, состоящие из магнетоплюмбитовых и кричтонитовых фаз в ассоциации со шпинелью, рутилом и Mg-ильменитом в ортопироксене в ксенолитах из трубки Удачная, Якутия. Титанаты в этих включениях часто образуют реакционные зоны между хромитом и рутилом/ильменитом, указывая на реакции между этими минералами с участием обогащенного калием флюида/расплава.

Многие авторы считают, что продвинутые стадии метасоматоза связаны с взаимодействием горных пород с ультращелочными флюидами или расплавами с низкой активностью SiO₂ (напр. Konzett et al., 2013), характерной для щелочно-карбонатитовых расплавов. Реликты таких расплавов неоднократно описывались как полиминеральные включения в минералах кимберлитов, включая алмазы, минералов ксенолитов в кимберлитах, в минералах альпинотипных перидотитов. Ассоциации этих включений состоят из смесей карбонатных и силикатных минералов с фосфатами, сульфидами, хлоридами, сульфатами и другими фазами, что отражает сложный состав захваченных расплавов. Среди фаз, слагающих полиминеральные включения, описаны титанаты. Прайдерит был обнаружен в карбонатно-силикатных включениях в хромите гранатового перидотита в Богемском массиве (Naemura et al., 2015) и в ильменитах кимберлитовой трубки Бултфонтейн, Южная Африка (Giuliani et al., 2012). Минералы группы кричтонита обнаружены в карбонатсодержащих полифазных включениях в хромовых пиропах из кимберлитовой трубки Интернациональная, Якутия (Rezvukhin et al., 2018). На рис. 12 показаны крупные полифазные включения в хромите из ксенолита гранатового лерцолита из кимберлитовой трубки Обнаженная, Якутия, содержащие имэнгит и матиасит. Имэнгит ассоциирован с доломитом и флогопитом (а также серпентином и кальцитом – вероятно, продуктами реакции внутри включений при охлаждении 6Dol + 4H₂O + 4SiO₂ = 2Srp + 6 Cal + + 6CO₂), тогда как матиасит образует каймы по имэнгиту. Присутствие флогопита, имэнгита и матиасита свидетельствует о высоком изначальном содержании калия во включениях. В отдельных включениях присутствуют зерна рутила, которые служили источником титана для образования титанатов. Очевидно, что включения представляют собой реликты закристаллизованных довольно магнезиальных щелочно-водно-карбонатно-силикатных расплавов, взаимодействие которых с хромитом-хозяином привело к образованию калиевых титанатов.

Рис. 12.

Полифазное включение в хромите из гранатового лерцолита кимберлитовой трубки Обнаженная, Якутия (обр. ТО-125, составы см. рис. 10).

Эксперименты подтвердили также возможность совместного образования различных титанатов в результате взаимодействия хромита и ильменита с водно-карбонатным калиевым флюидом с различным соотношением K₂CO₃/(H₂O + CO₂). В метасоматизированных перидотитовых ксенолитах известны ассоциации, содержащие два разных титаната. В этих случаях обычно наблюдаются реакционные отношения между ними. Например, в упомянутых выше ксенолитах шпинелевых гарцбургитов из южноафриканских кимберлитов (Konzett et al., 2013) прайдерит, образовавшийся во время повторной стадии метасоматоза, замещает кричтонитовую фазу. Авторы делают вывод, что вторая стадия метасоматоза была связана с взаимодействием горных пород с флюидами, характеризующимися более высокой активностью калия (Konzett et al., 2013). В. Алмейда и др. (Almeida et al., 2014) заключают, что ксенолиты, содержащие прайдерит, отражают воздействие большего объема калиевых расплавов, чем ксенолиты, содержащие матиасит. Эти наблюдения хорошо согласуются с наблюдаемой в экспериментах последовательностью появления различных титанатов и их ассоциаций в зависимости от соотношения K₂CO₃/(H₂O + CO₂). Прайдерит появляется при наиболее высоком значении этого параметра, что соответствует более высокой активности калия. В упомянутых выше полифазных включениях в хромите из ксенолита гранатового лерцолита края кристаллов имэнгита замещены тонкими каймами матиасита (рис. 12). Следуя результатам экспериментов, ассоциация имэнгит + + матиасит возникает при реакции хромита и ильменита с флюидом с более высоким соотношением K₂CO₃/(H₂O + CO₂), чем один только имэнгит. Так что замещение имэнгита матиаситом в полифазных включениях можно интерпретировать как результат накопления калиевого компонента в ходе кристаллизации внутри включения и взаимодействия с хромитом-хозяином.

Проведенные эксперименты показывают, что ассоциации калиевых титанатов могут быть индикаторами не только активности калия в процессах мантийного метасоматоза, но и индикаторами давления при этом процессе. Cr-содержащий прайдерит не был обнаружен в системе хромит–ильменит–K₂CO₃–H₂O–CO₂ при 3.5 ГПа, но он активно кристаллизуется при 5 ГПа. Известно, что прайдерит (в отличие от минералов групп кричтонита и магнетоплюмбита) является как типичным минералом основной массы лейцитовых лампроитов (Prider, 1939; Norrish, 1951; Jaques et al., 1989; Jaques, 2016), так и встречен в виде включений в алмазах (Jaques et al., 1989). Это указывает на широкий барический интервал кристаллизации прайдерита. На это же указывают эксперименты С. Фоли с соавторами (Foley et al., 1994), в которых прайдерит кристаллизовался как при 5 ГПа, так и 3.5 ГПа. Однако в этих опытах исследовалась кристаллизация Fe³⁺ и Fe²⁺-прайдерита без хрома, характерного для лампроитов. Хромдоминантная разновидность прайдерита образуется исключительно в метасоматизированных перидотитовых ксенолитах (Haggerty, 1987, 1991; Konzett et al., 2014; Giuliani et al., 2012; Naemura et al., 2015). А.Л. Джейкс с соавторами (Jaques et al., 1989) специально отмечают, что богатый хромом (до 8 мас. % Cr₂O₃) прайдерит выявлен лишь в тяжелой фракции лампроитов, отражающей минеральный состав дезинтегрированных ксенолитов. Полученные нами результаты указывают на то, что метасоматические реакции, приводящие к образованию богатого хромом прайдерита, характеризуют, вероятно, более глубинные условия метасоматоза в литосферной мантии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленные в данной статье результаты экспериментов моделируют реакции, отражающие различные стадии калиевого метасоматоза перидотитов в условиях субконтинентальной литосферной мантии. Начальные стадии этого процесса выражаются в модификации составов минералов изначальных перидотитов в ходе реакций образования флогопита. Такие реакции, исследованные в системе гранат-ортопироксен в присутствии флюида H₂O–KCl при 3 и 5 ГПа, моделирующие процессы флогопитизации в гранатовых перидотитах и пироксенитах, продемонстрировали закономерные изменения содержаний Ca и Cr в гранате и Al и Cr в пироксенах, а также состава новообразованного флогопита, в зависимости от концентрации калиевого компонента во флюиде. Различные тренды в вариациях содержания гроссуляровой и кноррингитовой составляющих в гранате могут отражать разные степени метасоматических преобразований вплоть до полного исчезновения граната и образования ассоциаций флогопита с клинопироксеном и дополнительными хромсодержащими фазами. Дальнейшие преобразования ведут к возникновению иных калиевых минералов. Таковыми, в частности, могут быть калиевые титанаты.

Эксперименты по образованию имэнгита, матиасита и прайдерита в системе хромит–рутил/ильменит–K₂CO₃–H₂O–CO₂ при 3.5 и 5 ГПа доказали, что эти минералы могут образовываться в ходе реакций хромита с калиевым водно-карбонатным флюидом, но для реализации этих реакций необходимы дополнительные источники титана. В качестве них выступают рутил и ильменит, которые сами по себе обычно являются продуктами модального метасоматоза перидотитов. Эксперименты продемонстрировали, что образование калиевых титанатов следует за образованием флогопита, а ассоциации титанатов с флогопитом характеризуются более высокой активностью калиевого компонента во флюиде/расплаве, чем образование одного только флогопита. Такие условия могут сформироваться на наиболее продвинутых стадиях мантийного метасоматоза. Тем самым, эксперименты подтверждают вывод, что образование титанатов связано с повторяющимися стадиями метасоматоза в мантийных перидотитах с усиливающимся эффектом. Отношение между титанатами также является функцией активности калиевого компонента в метасоматизирующих флюидах/расплавах и, возможно, давления. Ассоциации, включающие богатый хромом прайдерит, являются показателем наибольшей активности калия в минералообразующей среде и, вероятно, более глубинных условий при мантийном метасоматозе.

Приведенные в статье примеры из природных ассоциаций метасоматизированных перидотитов хорошо иллюстрируют выводы из экспериментов. Они также ставят перед экспериментальными исследованиями новую задачу, заключающуюся в подборе физико-химических условий для воспроизведения описанных реакций в единой серии экспериментов, моделирующих преобразование природных гранатовых перидотитов от начальных реакций образования флогопита до появления дополнительных калиевых фаз, в том числе, калиевых титанатов.

Работа выполнена в рамках тем АААА-А18-118020590140-7 и АААА-А18-118020590148-3 государственного задания ИЭМ РАН.