ИСТИНА

Высокоглиноземистые (ASI > 1.1) лейкократовые граниты типа S, включая высококалиевые разности - аляскиты, являются продуктами кристаллизации расплавов, генерирующихся в коровых условиях, как правило, без значительной контаминации мантийным веществом. Согласно экспериментам эти расплавы являются продуктом частичного плавления субстратов, содержащих как мусковит (Ms), так и биотит (Bt). Их образование управляется реакциями плавления без участия свободного флюида (fluid-absent melting), например Ms + (Bt1) + Pl + Qtz = (Bt2) + Kfs + (Sil) + расплав (Sil – силлиманит, Pl – плагиоклаз, Kfs – калиевый полевой шпат, Qtz – кварц) с относительно пологими dP/dT наклонами в интервале температур 700 - 850° (при «коровых» давлениях 6-15 кбар). Количество расплава в таких ассоциациях является функцией соотношений Ms/Bt и магнезиальности исходной ассоциации минералов. Определяющими факторами являются также отношения Pl/слюда, Pl/Qtz и состав плагиоклаза, которые фиксируют в расплавах отношения (Ab+An)/Kfs/Qtz/H2O. Реакции плавления в ассоциациях, не содержащих плагиоклаз, ранее не изучались. Нами проведены эксперименты по плавлению безплагиоклазовой породы из зеленокаменного пояса Гиани, ЮАР, сложенной Ms (45 %), Qtz (30 %), Bt (12 %) и гранатом Grt (10 %) при давлениях 6, 10 и 15 кбар. Валовый состав породы следующий (мас. %): SiO2 - 56.57, TiO2 – 1.76, Al2O3 – 21.51, Fe2O3 – 10.38, MnO – 0.285, MgO – 0.92, CaO – 1.43, Na2O – 0.36, K2O – 5.44, P2O5 – 1.05. Повышенные концентрации TiO2, CaO, P2O5 обусловлены присутствием в породе ильменита и апатита. Эксперименты проводились в золотых ампулах на установке цилиндр-поршень в ИЭМ РАН с использованием ячеек из NaCl (+ пирекс для опытов выше кривой плавления NaCl) диаметром ¾ дюйма со вставками из керамики MgO и графитовыми нагревателями. Фугитивность кислорода в опытах буфирировалась минеральными ассоциациями. Продукты экспериментов при 6 кбар и 10 и 15 кбар различаются по фазовому составу. При 6 кбар на контактах стекла с зернами альмандинового граната образуется герцинит-магнетитовая шпинель, тогда как при 10 и 15 кбар на реликтовых зернах граната появляются более магнезиальные каймы, а в стекле появляются отдельные зерна новообразованного граната. Эти различия согласуются с условиями стабильности альмандинового граната в условиях кислородного буфера QFM. При 15 кбар вместо ильменита (Ilm) становится стабилен рутил (Ru), благодаря смещению реакции 3Ilm + Sil + 2Qtz = Grt + 3Ru вправо с повышением давления. Солидус породы, по-видимому, определяется реакцией Ms + Qtz + (Grt, Ilm) = Bt + Sil + Kfs + расплаВ, которая имеет положительный dP/dT наклон. В ходе этой реакции вокруг листочков мусковита образуются агрегаты новообразованного биотита и пленок стекла. Плавление начинается между 750 и 800°С при 6 кбар, около 800°С при 10 кбар и около 850°C при 15 кбар, что находится в пределах условий плавления плагиоклаз содержащих двуслюдяных ассоциаций, а также реакции Mu + Qtz = Kfs + Sil + расплав. Уменьшение содержания биотита в образцах c увеличением температуры и образование при 10 и 15 кбар нового более магнезиального граната указывает на, то что после исчезновения мусковита увеличение количества расплава идет благодаря инконгруэнтному плавлению биотита Bt + Qtz + Sil = Grt + Kfs + расплав. В отличие от плагиоклаз содержащих двуслюдяных ассоциаций, плавление ассоциации без плагиоклаза приводит к образованию ультракалиевых (7-8 мас. % K2O и K2O/Na2O > 8-10) щелочных или щелочно-известковых расплавов (MALI > 7) с отношением FeO/(FeO+MgO) > 0.7, ASI > 1.2 и нормативным составом, близким к калиевым гранитам и аляскитам. При 6 кбар образуются расплавы более богатые SiO2 (75 – 77 мас. %), но более бедные Al2O3 (12 – 14 мас. %), чем при 10 и 15 кбар (71 – 73 мас. % SiO2; 14 – 15 мас. % Al2O3) при близком суммарном содержании K2O+Na2O. Вариации состава расплава с давлением объясняются тем, что при 6 кбар в равновесии с расплавами стабильна шпинель, тогда как при 10 и 15 кбар - гранат. С повышением температуры в расплавах возрастают концентрации CaO и TiO2. Увеличение содержания TiO2 с температурой обуславливается возрастающей степенью участия Ti-содержащего биотита и ильменита в реакциях. Однако содержание TiO2 в расплавах при 900°C и 10 кбар выше, чем в расплавах при 15 кбар, что связано с появлением рутила при 15 кбар вместо ильменита. Содержание P2O5 возрастает с увеличением давления от < 0.1 мас. % при 6 кбар (900°С) до 1.1 мас. % при 10 кбар (900°С), но при 15 кбар оно понижается до 0.4-0.6 мас. %. Высокие содержания P2O5 в расплавах обуславливается растворимостью апатита в высокоглиноземистых гранитных расплавах. Наименее «мафические» расплавы, т.е. содержащие менее 1.5 мас. % MgO+FeO, появляются при снижении как давления, так и температуры. По главным компонентам эти расплавы схожи с расплавами, появляющимися при плавлении плагиоклаз содержащих субстратов, отличаясь от них более высоким нормативным содержанием калиевого полевого шпата. Таким образом, полученные данные подтверждают вывод, что лейкократовые граниты типа S (включая аляскиты), характерные для коллизионных обстановок, являются продуктами плавления без участия флюида метаосадочных богатых мусковитом субстратов при температурах менее 800°С в малоглубинных условиях (< 30 км.).