КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 18-17-00126

НазваниеТермоустойчивые фазы в экспериментальных и природных силикатных расплавах

Руководитель Аранович Леонид Яковлевич, Доктор геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук , г Москва

Конкурс №28 - Конкурс 2018 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-108 - Петрология магматических пород

Ключевые слова циркон, бадделеит, рутил, оливин, силикатные расплавы, изотопы кислорода, геотермометрия, фракционная кристаллизация, термодинамика расплавов

Код ГРНТИ38.39.15

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Проект направлен на разработку новых петролого-геохимических индикаторов физико-химических условий образования и эволюции магматических пород широкого спектра составов с применением комплекса экспериментальных, теоретических и аналитических исследований. В качестве минералов - индикаторов выбраны распространенные термоустойчивые породообразующие и акцессорные минералы магматических пород - оливин, циркон, бадделеит и рутил, характеризующиеся низкими коэффициентами внутрикристаллической диффузии компонентов, и, соответственно, наиболее полно сохраняющие информацию об условиях магматической эволюции расплавов. Эти новые индикаторы будут использованы для реконструкции условий формирования кумулятивных пород крупных расслоенных интрузивов, дифференцированных гранитоидных интрузивов района Кавказских минеральных вод (КМВ), и щелочных эффузивов вулкана Чанбайшань Тяньчи (КНР). Актуальность планируемых исследований определяется, с одной стороны, широким использованием термоустойчивых минералов в качестве петрогенетических индикаторов, а с другой - либо полным отсутствием, либо ограниченностью экспериментальных данных и основанных на них теоретических моделей, необходимых для петрологических построений. В ходе выполнения проекта будут получены новые экспериментальные данные: 1. По фракционированию изотопов кислорода между силикатными расплавами различного состава и структуры (с разными отношениями NBO/T) в интервале температуры 1300-1500оС при атмосферном давлении (надликвидусные условия). 2. По фракционированию изотопов кислорода между силикатными расплавами различного состава и фенокристами термоустойчивых минералов в интервале температуры 1250-1500оС при атмосферном давлении (субликвидусные условия). 3. По растворимости циркона и гафнона в модельных силикатных расплавах, не содержащих оксидов щелочных металлов, в диапазоне температуры 1250-1400оС при атмосферном давлении. 4. По влиянию температуры и состава расплава в отношении главных оксидов и примеси TiO2 на порядок кристаллизации бадделеита и циркона. Планируемые теоретические исследования включают: 1. Создание модели, учитывающей влияние изменения структуры расплава в процессе фракционной кристаллизации на изотопный состав кислорода минералов и изотопное фракционирование кислорода в системах «фенокрист-расплав» и «кумулятивные фазы – расплав». 2. Вывод нового геотермометра для магматических пород, основанного на распределении Zr и Hf между цирконом и силикатными расплавами. Создание количественной модели фракционирования Zr и Hf в ходе кристаллизации циркона. Вывод закономерностей, влияющих на изотопное фракционирование кислорода в системе циркон - силикатный расплав. 3. Получение количественных данных о термодинамических свойствах (стандартных и смешения) частиц ZrО2, HfО2 и TiO2 в силикатных расплавах, согласованных с наиболее распространенными базами термодинамических свойств расплавов (Ghiorso et al., Amer. Mineral., 2002, 86, 1396–1403; Green et al., J. Meta. Geol., 2016, 34, 845–869). Вывод термодинамически обоснованных уравнений начала кристаллизации бадделеита, циркона и рутила в магматических породах широкого спектра составов. Планируемые исследования на природных объектах включают: 1. Изучение геохимических характеристик гранитоидов района КМВ (породообразующих оксидов и концентраций Zr и Hf) и определение вариаций содержания Hf в популяциях циркона из гранитоидов разного состава. Применение полученных данных для расчета температур начала кристаллизации циркона с помощью Zr-Hf термометра, расчета трендов фракционирования Zr и Hf, оценки температуры и степени кристаллизации, при которых происходило отделение более дифференцированных порций расплавов. 2. Определение изотопного состава кислорода фенокристов термоустойчивых минералов и вмещающей матрицы разновидностей эффузивных пород вулкана Чанбайшань Тяньчи (КНР). Реконструкция на основе этих данных условий кристаллизации фенокристов с применением экспериментальных и теоретических данных, полученных при выполнении соответствующих разделов проекта. 3. Проверка модели изотопного фракционирования кислорода в системе фенокрист-расплав при фракционной кристаллизации на примере расслоенных интрузивов основного-ультраосновного состава. Впервые будут получены экспериментальные данные по фракционированию изотопов кислорода между силикатными расплавами различного состава и структуры (с разными отношениями NBO/T). Также впервые будет предложена аналитическая зависимость коэффициента фракционирования изотопов кислорода от отношения NBO/T. Новые экспериментальные данные по растворимости циркона и гафнона в силикатных расплавах значительно дополнят уже существующие результаты. Геотермометр, основанный на распределении Zr и Hf между расплавами и цирконом будет получен впервые. Также впервые будут рассчитаны термодинамические свойства частиц ZrО2, HfО2 и TiO2 в силикатных расплавах. Количественные реконструкции условий кристаллизации термостойких минералов в природных объектах на основе систематики отношений Zr/Hf и изотопов 16О/18О также будут выполнены впервые.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---