Вестник Кольского научного центра РАН. 2018, №1.

Н. О. Сорохтин, С. Л. Никифоров, Н. Е. Козлов в мантию деградирующая океаническая кора совместно с остатками осадочного чехла оказывается зажатой между однородными комплексами мантийного состава. Данный процесс неизбежно приводит к разобщению и изоляции крупных и мелких объемов вещества, капсулированию коровых расплавов, метаморфизованных коровых пород, рассеянного вещества, флюидных растворов и газово-жидких включений. При этом в подлитосферной мантии газово-жидкие включения становятся сверхкритическим флюидом и характеризуются исчезновением различий между этими двумя фазами. В условиях вязкого течения среды «капсулы» переносятся в конвектирующую мантию и разносятся на большие расстояния, отрываясь от погружающейся к ядру литосферной плиты или совместно перемещаясь в область восходящего конвективного потока в случае ее выполаживания (рис. 1). Попадающие в зону поддвига плит карбонаты трансформируются и разрушаются с выделением СО2. Это приводит к связыванию одних оснований в силикатных фазах, а других — в карбонатах. Так, теплота образования сидерита из составляющих его окислов равна 22,3 ккал/моль, магнезита — 23 ккал/моль, кальцита — 42,6 ккал/моль [9]. Отсюда следует, что прямая диссоциация карбонатов могла происходить только в горячих участках зон поддвига плит: сидерита и магнезита на глубинах около 80-100 км, а кальцита на глубинах, превышающих 150 км, т. е. только в областях плавления, попавших в зоны субдукции водонасыщенных осадков. Все приведенные ниже реакции являются эндотермическими: CaCOs + S 1 O 2 + T °C ^ CaSiOs + CO 2 T, (1) кальцит волластонит MgCOs + SiO 2 + T °C ^ MgSiOs +CO 2 T, (2) магнезит энстатит 2MgCOs + SiO2 + T °C ^ Mg2SiO4 + 2 CO 2 T, (3) магнезит форстерит 2FeCOs + SiO 2 + T °C ^ Fe2SiO4 + 2 CO 2 T, (4) сидерит фаялит CaCOs + MgCOs + 2SiO2 + T°C ^ CaMg[Si 2 O 6 ] + 2 CO 2 T. (5) кальцит магнезит диопсид Освобождающийся по реакциям (1 -5 ) диоксид углерода растворялся в образующихся расплавах и входил в водно-углекислотный флюид. В условиях высоких давлений (40-50 кбар), характерных для нижних частей континентальных плит, распад карбонатов, по-видимому, должен сопровождаться окислением двухвалентного железа с образованием плотных кристаллических структур магнетита и восстановлением СО 2 до окиси углерода, как это видно по реакции (6) sCaCOs + sFeTiOs + T °C ^ sCaTiOs + FesO4 + 2 CO 2 + COT. (6) кальцит ильменит перовскит магнетит На еще больших глубинах происходит образование гранатов, корунда и кальцита с выделением углекислого газа: sCa[Al 2 Si 2 Os] + 6MgCOs + T °C ^ 2Mg,Ab[SiO4] + sCaCOs + AbOs + sCO 2 T, (7) анортит магнезит пироп кальцит корунд sCa[AbSi 2 Os] + 6FeCOs + T °C ^ 2FesAl2[SiO4] + sCaCOs +AbOs+ sCO 2 T. (8) анортит сидерит альмандин кальцит корунд Помимо обменных реакций (6-8), при еще больших температурах и давлениях, возможно, происходит и распад карбонатов в присутствии оливина или пироксена с выделением свободной углекислоты, образованием монтичеллита и периклаза: ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2018(10) 85