Вестник МГТУ, 2026, Т. 29, № 2.

Введение Метасоматоз верхней мантии - совокупность процессов, ответственных за изменение минерального и химического состава перидотитов в ходе их взаимодействия с флюидами и расплавами разного происхождения и приводящих как к появлению гидратированных и щелочных фаз, например, флогопита и амфибола, характерных минералов индикаторов данного процесса, так и к рефертилизации или смещению минерального состава пород обратно к перидотитам ( O ’Reilly et al., 2013). Данные преобразования известны и описаны для природных ксенолитов и орогенных перидотитов, и рассматриваются как ключевой механизм перераспределения легких и щелочных компонентов в литосферной мантии (например, Dawson, 1984; Le Roux et al., 2007; Wilshire et al., 1980). Различные экспериментальные исследования показывают, что калиевые агенты эффективно стабилизируют флогопит и K-богатые ассоциации, тогда как натриевые агенты способствуют появлению амфибола и росту роли клинопироксена (Сафонов и др., 2016; McNeil et al., 1987; Бутвина и др., 2021). Для мантийных условий отдельно обсуждалась роль солевых (хлоридных) флюидов, способных переносить K и Na на значительные расстояния и в результате инициировать различные метасоматические реакции (Сафонов и др., 2016; O ’Reilly et al., 2010; Brey et al., 2011). Работа посвящена экспериментальному моделированию процессов, связанных с процессами мантийного метасоматоза, а именно взаимодействия гарцбургита с флюидом, содержащим H2O, CO2, NaCl и KCl. Учитывая огромное внимание в современной петрологической и геохимической литературе к вопросу преобразования мантийных пород в ходе их взаимодействия с флюидами и расплавами различного происхождения, задачи экспериментов, представленных в статье, являются актуальными. В статье приводятся результаты экспериментов при давлении 5 ГПа и температуре 1 100 °С по взаимодействию модельного гарцбургита с флюидом H 2 O - CO 2 , содержащим различные концентрации и отношения KCl и NaCl, а также термодинамическое моделирование с использованием программного комплекса Perple_X. С учетом широкого спектра составов исходной системы работа является комплексным исследованием, направленным на решение конкретной задачи - выявление индикаторных фазовых ассоциаций и реакций, сопровождающих преобразования перидотита водно -углекислыми флюидами, содержащими щелочнохлоридные компоненты. Авторами получены данные по реакциям образования индикаторных ассоциаций, включающих флогопит, амфибол, клинопироксен, шпинель в ходе такого взаимодействия. Данное экспериментальное исследование является продолжением экспериментального и природного изучения индикаторных реакций мантийного метасоматоза (в данном случае реакции флогопитизации), приведенных в статье (Сафонов и др., 2016). Ранее авторами была изучена модельная реакция флогопитизации в системе без оливина гранат - энстатит (Бутвина и др., 2021). Цель работы - описание экспериментально установленных закономерностей фазовых превращений модельного перидотита при взаимодействии с флюидами системы H2O - CO2 - (K, Na)Cl при 5 ГПа и 1 100 °C, а также сопоставление полученных в опытах результатов с термодинамическим моделированием, построенным с помощью Perple_X на основе современных моделей активностей минералов. Щелочные хлоридно-водно-углекислые флюиды рассматриваются как эффективные переносчики щелочей в литосферной мантии, а также как важный агент метасоматоза литосферной мантии, однако экспериментальных данных для гранатовой фации (около 5 ГПа) ограниченное количество, особенно для систем с совместным присутствием H2O - CO2 и (K, Na)Cl. Это затрудняет интерпретацию появления/ исчезновения гидратированных фаз (Phl/Amph), образования Cpx + Spl и изменений состава граната в природных гранатовых перидотитах. Новизна полученных данных раскрывается в экспериментально установленной последовательности модальных реакций в гранатовой фации при варьировании K/Na во флюиде: (1) устойчивое образование Cpx + Spl за счет расходования Grt + Opx, (2) смена главного щелочного концентратора от флогопита к амфиболу при переходе от K- к Na-флюидам, и (3) согласованное смещение индексов Ca/(Ca + Mg + Fe) и Cr/(Cr + Al) в гранате, воспроизводимое термодинамическим моделированием. Таким образом, работа дает новые экспериментальные критерии распознавания щелочного (K-Na) флюидного воздействия на перидотиты в области устойчивости граната. Материалы и методы В качестве исходных компонентов использовались монофракции природного оливина и граната, отобранные под бинокуляром из дробленого ксенолита гранатового лерцолита трубки Удачная (Якутия), в качестве ортопироксеновой составляющей - гелевая смесь состава MgSiO3. Отобранные зерна граната и оливина измельчались под слоем спирта (для предотвращения окисления Fe-силикатов) в твердосплавных (WC) ступках до состояния тонкодисперсного порошка и затем смешивались с MgSiO3 в массовом соотношении 60 :25 : 15, что соответствовало составу системы оливин - ортопироксен - гранат (табл. 1).