Формы воды и углерода в структуре номинально безводных минералов пород литосферной мантии: комплексное Фурье-ИК-спектроскопическое и СТА + КМС исследование

Бабушкина М. С., Никитинa Л. П., Гончаров А. Г., Уголков В. Л.

Записки РМО. 2020. Т. 149. № 1. С. 23‑46

https://doi.org/10.31857/S0869605520010050

Полный текст доступен на eLIBRARY.RU

Язык: Английский

Аннотация

Присутствие водорода в форме ионов ОН^–, молекул кристаллогидратной воды H₂O_cryst и углерода в виде СН, CH₂, CH₃ и СO₂ в кристаллической структуре минералов из мантийных перидотитов и пироксенитов установлено методом Фурье-ИК-спектроскопии и подтверждено комплексным термическим анализом в сочетании с квадрупольной масс-спектроскопией продуктов разложения (СТА + КМС). Температура выделения m17 (OH^–) (данные СТА + КМС) выше по сравнению с m18 (H₂O_cryst), что свидетельствует о более слабых связях H₂O_cryst с кристаллической структурой и подтверждается более высокими волновыми числами ν_OH− (данные Фурье-ИК-спектроскопии) по сравнению с ν_H₂_O_cryst. Суммарное содержание воды Н₂О^miner = (OH^– + H₂O_cryst), являющейся преобладающим компонентом среди летучих, составляет (ppm): 10–230 в форстерите, 40–400 в диопсиде, 20–220 в энстатите, 30–340 в пиропе. Содержание воды в ксенолитах варьирует от 20 до 200 ppm. Летучие в структуре минералов сохраняются при температуре 750–1450 °C, давлении 1.5–5.5 ГПа и фугитивности кислорода Δlgf_O₂^FMQ –4.5…+0.3, а основным механизмом их выделения является, вероятно, процесс частичного плавления породы: общее содержание водной составляющей уменьшается с увеличением его степени.

Ключевые слова: водород, углерод, Фурье-ИК-спектроскопия, синхронный термический анализ (СТА) и квадрупольная масс-спектрометрия (КМС), ксенолиты литосферной мантии, перидотиты, пироксениты, номинально безводные минералы