содержание MgO около 14 мас.% имеют ильмениты, выкристаллизовавшиеся в области давлений около 35 кбар. Совершенно иначе ведет себя система <щелочной базальт-ильменит>: увеличение давления от 20 до 50 кбар привело к монотонному снижению концентрации MgO в ильмените (рис. 1).

Эксперименты показали, что увеличение парциального давления кислорода в пределах 1-2 порядков приводит к уменьшению магнезиальности ильменита и росту содержания в твердом растворе гематита. При этом начинается замещение ильменита рутилом. Количество рутила и интенсивность этого процесса нарастают с увеличением давления. При давлении 50 кбар рутил начинает образовываться при более высоких температурах, чем ильменит. Такая кристаллизация помогает понять появление рутила в породах, минеральная ассоциация которых указывает на их образование глубоко в верхней мантии, или при очень высоких давлениях и температурах (Р > 30 кбар и Т > 1250 °С). Это породы, содержащие магнезиальные гранаты - пироповые перидотиты, эклогиты.

И еще одно интересное явление наблюдалось в экспериментах, которое может иметь прямое отношение к решению проблемы ранней эволюции Земли и формирования ядра. По мнению многих ученых, земное ядро содержит в основном железо. При высоких степенях перегрева расплавов в экспериментах ( примерно на

250-300 °С относительно ликвидуса) с системами <базальт-ильменит> происходило образование по всему объему образца железных шариков, то есть шло восстановление железа из его оксидных форм (рис.2).

1 МКМ, _

Рис. 5. Железные шарики в базальтовом расплаве при перегрсио на 300 град. С и давлении 25 кбар. Верхний профиль- распределение Fc. нижний профиль - распределение Si.

Это явление находит объяснение в рамках рассмотрения открытой по кислороду системы, когда при рО2 порядка (10)-11 указанный перегрев расплава переводит систему в условие равновесия Fe-Fe0. Такие эксперименты в принципе моделируют гипотетическое состояние планет земной группы (и прежде всего Земли и Луны), когда их разогрев в ходе аккреции создавал на небольших глубинах <магматический океан>, в котором шло выделение железа, его осаждение и образование железного ядра. Но это пока относится к области гипотетических механизмов и требует дальнейших исследований.

Выполненные исследования позволили обосновать следующие фундаментальные положения.

1. На протяжении длительного геологического времени порядка последних 2 млрд. лет магматические процессы в недрах Земли приводили к образованию немагнитных кристаллических кумулятов - продуктов глубинной кристаллизации магм и намагниченных раскристаллизованных остаточных магматических расплавов.

2.Намагниченность метаморфизованных пород земной коры в значительной мере обусловлена образованием вторичного магнетита при распаде и перекристаллизации первичных магматических ТМ и ГИ.

3.Кристаллизация ТМ твердых растворов ограничена давлением порядка 25 кбар, может происходить как в базальтовых, так и в ультраосновных породах. В условиях парциального давления кислорода, близкого к буферу NNO, ильмениты содержат минимальные концентрации гематита в твердом растворе (менее 4 мас.%).

4.Магнезиальность пикроильменитов является сложной функцией температуры, рС2 и состава кристаллизующихся пород, причем не установлено явного влияния давления на магнезиальность и хромистость пикроильменитов. Наиболее высокомагнезиальные пикроильмениты образуются при максимально возможных температурах (или вблизи ликвидуса) в высокомагнезиальных породах ультраосновного состава.

5.С ростом давления и рС2 расширяется поле кристаллизации рутила, замещающего ильменит.

6.В условиях взаимодействия карбонатного и силикатного расплавов при высоких давлениях увеличивается рС2, что приводит к расширению поля кристаллизации феррошпинели, рутила, перовскита и к снижению содержаний MgO в ильмените.

ЛИТЕРАТУРА:

1.Геншафт Ю.С. Экспериментальные исследования в области глубинной минералогии и петрологии. М.:Наука, 1977.208с.

2.Глубинные ксенолиты и верхняя мантия.Новосибирск:Наука,1975.271 с.

3.Геншафт Ю.С. Процессы формирования континентальной тектоносферы Земли //Результаты комплексного изучения тектоносферы. М.:ИФЗ РАН, 1993. С.22-48.

4.Геншафт Ю.С., Цельмович В.А., Гапеев А.К., Солодовников Г.М. Кристаллизация Fe-Ti оксидных минералов в системах «базальт-ильменит» при высоких давлениях и температурах // Палеомагнетизм и магнетизм горных пород.

Борок,1997. С. 31-33.

5.Геншафт Ю.С., Цельмович В.А., Гапеев А.К. Кристаллизация Fe-Ti оксидных минералов в системе «базальт-ильменит» при высоких давлениях и температурах» // Физика Земли. 1999. 4 2.

6.Геншафт Ю.С., Цельмович В.А., Гапеев А.К. Кристаллизация пикроильменита в базальтовых расплавах при высоких давлениях и температурах //Геология, закономерности размещения, методы прогнозирования и поисков месторождений алмазов. Мирный: АК «АЛРССА»,ЯНИГП ЦНИГРИ, 1998. С. 43-46.

7.Haggerty S.E. The chemistry and genesis of opaque minerals in kimberlites //Phys.and Chem. Earth. Oxford etc. 1975. V.9. P. 285-307.

8.Геншафт Ю.С., Цельмович В.А., Гапеев А.К. Сб оценке рС2 в системе «базальт-ильменит» по появлению восстановленного железа // Палеомагнетизм и магнетизм горных пород. Борок,1997. С. 29-30.