A szubkontinentális litoszféraköpeny nagy mélységeiben lejátszódó fluidmigrációs folyamatok összehasonlító vizsgálata
Title in English
Comparative study of the fluid migration processes in the deep lithospheric mantle
Panel
Earth sciences 1
Department or equivalent
Institute for Geochemical Research HAS
Participants
Embey Isztin, Antal
Starting date
2005-01-01
Closing date
2009-12-31
Funding (in million HUF)
5.696
FTE (full time equivalent)
1.88
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
A kutatás során a köpenyben nagy mélységben migráló C-O-H fluidumok szerepét vizsgáltuk a köpenymetaszomatózis és gyémántkristályosodás folyamataiban. Negyvennél több, dél Afrikából származó diamondit xenolitot elemeztünk; meghatároztuk a gyémánttal összenőtt gránátot és klinopiroxént fő- és nyomelem (LAM-ICPMS) tartalmát, valamint a gyémánt C és N izotóparányait. A diamonditban található gránátok 5 csoportra oszthatók: peridotitos, átmeneti és 3 eklogitos (E1, E2, E3) csoportokra. A P gránátot tartalmazó diamondit karbonatit-kimberlit összetételű fluidumból kristályosodott, míg az E gránátot tartalmazó diamonditot kristályosító fluidum nyomelemei az alkáli bazaltokhoz hasonlítanak. A gyémántot kristályosító fluidumok redukált szenet tartalmazó mély köpeny eredetű fluidumokból oxidáció révén képződtek. Ez a folyamat C izotóp frakcionációval járt. Az így képződött karbonatit fejlődött tovább, és kristályosította a P és E típusú diamonditokat. Természetes és szintetikus karbonát-eklogit rendszeren végeztünk kísérlekete 8.5 GPa nyomáson és 1700-1800 oC hőmérsékleten. A kis viszkozitású karbonát olvadék gyorsan eljutott a gyémántkristályosodás helyére, nagyfokú gyémántkristályosodás volt megfigyelhető, és a gyémántokkal együtt gránát és cpx is kristályosodott. A természetes diamondit xenolitok vizsgálata és a kísérleti eredmények megerősítik, hogy a kontitnentális kratonok mélyén a gyémánt kristályosodás karbonatitos közegben megy végbe a köpenymetaszomatózis eredményeképp.
Results in English
Migration of C-O-H fluids in the subcontinental lithospheric mantle and their role in mantle metasomatism and crystallization diamondites have been studied. Garnet and clinopyroxene intergrowths from over 40 diamondite xenoliths from southern Africa have been analysed form major and trace elements (LAM-ICPMS), and diamonds have been analysed for C and N isotope ratios. Five garnet groups could be distinguished: peridotitic, transitional and 3 eclogitic (E1, E2,E3). Diamondites with P garnets crystallised from fluids in the carbonatite-kimberlite spectrum, while the parental fluids for diamondites with E garnets had trace element composition similar to alkali basalts. Parental fluids for diamondites evolved from reduced carbon species of deep mantle origin through oxidation. The resulted carbonatitic melt would further evolve and crystallize the P and E diamondites. Experiments on natural and synthetic carbonate-eclogite systems have been made at 8.5 GPa and 1700-1800 oC in order to simulate processes for the formation of diamondites. The processes observed are as follows: quick migration of mobile low-viscosity carbonate-silicate melts into zones of diamondite formation, extremely high rate of diamondite crystallization from a carbonate- silicate melt and formation of syngenetic inclusions of garnet and cpx inside the pores and cavities of diamondites. Diamondites crystallised in carbonatitic environment as a result of mantle metasomatism in the roots of the cratons.
Dobosi G., Kurat G.: The origin of silicate-bearing diamondites, Lithos (accepted for publication), 2009
Dobosi G., Kurat G.: Silicate-bearing diamondites, Evolution of continental lithosphere, origin of diamonds and diamond deposits. Internatl. Symp., dedicated to the 70th birthday of N.V. Sobolev, Novosibirsk, p.102-103, 2005
Litvin, Y. A, G. Kurat and G. Dobosi: Experimental study of diamondite formation in carbonate-silicate melts: a model approach to natural processes, Russian Geology and Geophysics, Vol. 46, No. 12. pp. 1285-99, 2005
Litvin, Y. A, Kurat G. and Dobosi G.: Diamondite formation in carbonate-silicate melts of natural carbonatites (experimental modeling), Evolution of continental lithosphere, origin of diamonds and diamond deposits. International Symposium, dedicated to the 70th birthday of N.V. Sobolev, Novosibirsk, p.128, 2005
Dobosi G., Kurat G., Wall F. and Jeffries T.: Trace element fractionation during exsolution of garnet from clinopyroxene in an eclogite xenolith from Obnazhennaya (Siberia), Geochimica et Cosmochimica Acta 71, Supplement 1, A 227, 2007
Embey-Isztin A., Dobosi G.: Composition of olivines in the young alkali basalts and their peridotite xenoliths from the Pannonian Basin, Annales Historico-Naturales Musei Nationalis Hungarici 99, 5-22, 2007
Dobosi G., Kurat G.: Origin of silicate-bearing diamondites, 9th International Kimberlite Conference, CD-ROM, No. 9IKC-A-00088, 2008
Ntaflos T., Dobosi G., Litvin Yu., Kurat G.: Elemental distribution between diamondite-forming carbonatite melts and syngenetic minerals under experimental conditions, 9th International Kimberlite Conference, CD-ROM, No. 9IKC-A-00317, 2008
