Experimental modeling of the interaction of fluorine-containing granite melt and calcite marble

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

At 750°C and a pressure of 1 kbar, an experiment was carried out simulating the contact-reaction interaction of calcite and a deeply differentiated fluorine-containing granite melt. The water content in the system did not exceed 10% of the dry charge mass. The possibility of interaction of magmatic melt with calcite is shown. The experimental products contain a zoned column composed of liquid phases along with crystalline minerals. In the apocarbonate part, the newly formed phases are represented by cuspidine, quartz, wollastonite, grossular and the non-crystalline carbonate-fluoride phase LCF. Phase parageneses in the zones of the apocarbonate part of the column vary depending on the ratio of CO2 and HF activities. In the silicate part, aluminosilicate glass, alkali feldspar, and plagioclase of variable composition were found. Silicon and fluorine are intensively transferred from the silicate to the carbonate part, and calcium in a small amount is transferred in the opposite direction.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Iana O. Alferova

Lomonosov Moscow State University

Email: YanaAlf@bk.ru

Faculty of Geology

Russian Federation, Moscow

Anna S. Novikova

Institute of Experimental Mineralogy, Russian Academy of Sciences

Email: novikova-a-s@yandex.ru
Russian Federation, Chernogolovka, Moscow region

Evgeniy N. Gramenitskiy

Institute of Experimental Mineralogy, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: YanaAlf@bk.ru
Russian Federation, Chernogolovka, Moscow region

References

  1. Durand C., Baumgartner L.P., Marquer D. Low melting temperature for calcite at 1000 bars on the join CaCO3-H2O – some geological implications // Terra Nova. 2015. V. 27. P. 364–369.
  2. Floess D., Baumgartner L.P., Vonlanthen P. An observational and thermodynamic investigation of carbonate partial melting // Earth Planet. Sci. Lett. 2015. V. 409. P. 147–156.
  3. Ganino C., Arndt N.T., Chauvel C. et al. Melting of carbonate wall rocks and formation of the heteregeneous aureole of the Panzhihua intrusion, China // Geosci. Front. 2013. V. 4. P. 535–546.
  4. Gozzi F., Gaeta M., Freda C. et al. Primary magmatic calcite reveals origin from crustal carbonates // Lithos. 2014. V. 190–191. P. 191–208.
  5. Jutras P., Macrae A., Owen J.V. et al. Carbonate melting and peperite formation at the intrusive contact between large mafic dykes and clastic sediments of the upper Palaeozoic Saint-Jules Formation, New-Carlisle, Quebec // Geol. J. 2006. № 41. P. 23–48.
  6. Liu Y., Berner Z., Massonne H.-J., Zhong D. Carbonatite-like dykes from the eastern Hymalayan syntaxis: geochemical, isotopic, and petrogenetic evidences for melting of metasedimentary carbonate rocks within the orogenic crust // J. Asian Earth Sci. 2006. V. 26. P. 105–120.
  7. Luce R.W., Cygan G.L., Нemley J.J., D’angelo W.M. Some mineral stability relations in the system CaO-MgO-SiO2-H2O-HCl // Geochim. Cosmochim. Acta. 1985. V. 49. Iss. 2. P. 525–538.
  8. Manning D.A.C. The effect of fluorine on liquidus phase relationships in the system Qz-Ab-Or with excess water at 1 kb // Contrib. Mineral. Petrol. 1981. V. 76. P. 206–215.
  9. Reyf F.G. Immiscible phases of magmatic fluid and their relation to Be and Mo mineralization at the Yermakovka F-Be deposit, Transbaikalia, Russia // Chemical Geol. 2004. V. 210. № 1–4. P. 49–71.
  10. Reyf F.G., Seltmann R., Zaraisky G.P. The role of magmatic processes in the formation of banded Li, F-enriched granites from the Orlovka tantalum deposit, Transbaikalia, Russia: microthermometric evidence // Canad. Mineral. 2000. V. 38. № 4. P. 915–936.
  11. Skippen G. An experimental model for low pressure metamorphism of siliceous dolomitic marble // Amer. J. Sci. 1974. V. 274. № 5. P. 487–509.
  12. Smith F.G. Transport and deposition of the non-sulphide vein minerals. III. Phase relations at the pegmatitic stage // Econom. Geol. 1948. V. 43. № 7. P. 535–546.
  13. Vidale R. Metasomatism in a chemical gradient and the formation of calc-silicate bands // Amer. J. Sci. 1969. V. 267. № 8. P. 857–874.
  14. Wenzel T., Baumgartner L.P., Brugmann G.E. et al. Partial melting and assimilation of dolomitic xenoliths by mafic magma: the Ioko-Dovyren intrusion (North Baikal region, Russia) // J. Petrol. 2002. V. 43. P. 2049–2074.
  15. Wyllie P.J., Haas J.L. The system CaO-SiO2-CO2-H2O. II. The petrogenetic model // Geochim. Cosmochim. Acta. 1966. V. 30. P. 525–543.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The apocarbonate (left) and silicate (right) parts of the sample. The general view and boundaries of the zones. Cal – calcite, Cls – celsian, Csp – cuspidine, Flu – fluorite, Grt – garnet of grossular composition, Kfs – alkaline feldspar, L – aluminosilicate glass, LCF – carbonate-fluoride phase, Pl – plagioclase, Qz – quartz, Wo – wollastonite.

Download (430KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Boundary of zones 1 and 2: general view (a) and details of the structure of the first zone (b, c, d). The boundary is drawn by the appearance of wollastonite. Due to it, the second zone in the drawing looks lighter.

Download (1MB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Mineral composition and structure: (a) zone 2; (b) zone 3; (c) zone 4; (d) contact area (zones 4, 5, 6, 7); ( e) zone 7; (e) fluorite-cuspidine-wollastonite aggregate in the zone 7. The boundary between zones 4 and 5 is defined by the appearance of wollastonite and the disappearance of the LCF phase. Zone 6 consists of plagioclase. Zone 7 is made of aluminosilicate glass and alkali feldspar.

Download (1MB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Compositions of feldspars from zones 6 and 7.

Download (88KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. The content of components in the sample at different distances from the contact. Plagioclase from zone 6 was taken as zero. Positive values along the abscissa axis correspond to the silicate part of the sample, negative values correspond to the carbonate part.

Download (349KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Diagram lgaCO2–lgaHF, which demonstrates the relative location of the fields of stability of mineral phases and their reaction lines depending on the activity of CO2 and HF in the CaO-SiO2 system. When moving to quantification, the size of the fields may change. The composition of the LCF phase was set on the assumption that the entire excess of negative charges is compensated by carbon.

Download (1MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».