Мантийные магмы и флюиды по результатам изучения включений в минералах

Актуальность работы. Метод термобарогеохимии органично дополняет традиционные петрологические, геохимические и экспериментальные исследования вещества Земли, значительно расширяя их возможности. Можно сказать, что включения в минералах являются «природными» экспериментальными контейнерамипозволяющими визуально фиксировать происходящие в них процессы в условиях «закрытой системы». Небольшие порции магм или флюидов, законсервированные внутри кристаллов, не подвергаются вторичным процессамили удалению летучих компонентов, что может в значительной степени изменить валовый состав породы. Благодаря применению данного метода для магматическихпород появилась возможность отслеживать как исходное физическое и химическое состояние магм, так и тренды их эволюции. Так, если на ранних этапах заметную роль играет углекислота, то в процессе дифференциации и взаимодействия с коровыми породами может повышаться значение и других флюидных компонентов. В качестве примера можно привести проведенное изучение включений в пантеллеритах гавайит-пантеллеритовой серии о. Пантеллерия. Было установлено, что традиционно считавшиеся относительно сухими, «мокрые» магмы активно теряли НгО в процессе дегазации. При этом во включениях ее концентрация в среднем составила 4 мас.%, локально достигая 12 мас.%.

В основе работы лежат результаты исследований автора, полученные в течение 25 лет. Работа проводилась в ИГЕМ РАН, на высокотемпературных установках (микромуфели, нагревательных микрокамерах различных конструкций (до 600 и 1500°С), с видеонаблюдением и без, в атмосфере воздуха и в инертной атмосфере, на высокобарных установках типа «газовая бомба» и «поршень-цилиндр», в охлаждающих криокамерах, позволяющих достигать.

190 °C. Образцы для исследования были предоставлены Рябчиковым И. Д. (фоскориты комплекса Палабора, Южная Африкавысокомагнезиальные щелочные базальты Мауна Кеа, Гавайилампроиты Арканзаса, США), Когарко Л. Н. и Рябчиковым И. Д. (меймечиты комплекса Гули, Сибирь), Рябчиковым И. Д. и Бабанским А. Д. (пикриты и базальты плато Путорана, Сибирь), Коваленко В. И. и Ионовым Д. А. (мантийные перидотиты Драйзер Вайхер, Германия и Шаварын-Царам, Монголия), Коваленко В. И. (гавайит-пантеллериты о. Пантеллерия, Италии), Когарко Л. Н. (лампроиты Испании), Соболевым Н. В и Богатиковым О. А. (лампроиты Австралии), Кононовой В. А. и Махоткиным И. Л. (лампроиты Алдана, Сибирь), Педерсен А. и Ларсен Л. (высокомагнезиальные базальты Гренландии), Нельсен Т. (мелилитолиты комплекса Гардинер, Гренландия), Келлером Й. и Расс И. Т. (оливиновый мелилитолит Мальберга, Германия), Дмитриевым Э. А. и Волынцом О. Н. (щелочные базальтоиды восточного Памира), Нтафлосом Т. (оливиновые меланефелиниты Чукотки, Сибирь). Оливиный меланефелинит вулк. Вультуре был отобран автором в период полевой работы в рамках международного совещания «ЕигосагЬ». Аналитические работы выполнялись на электронном микрозонде Comeca MS-46 в ИГЕМ РАН (Муравицкая Г. Н. и Цепин А.И.) и ГЕОХИ РАН им. Вернадского (Кононкова Н.Н., Гужова А.В.), GEOL (г. Киль, Германия, в институте Vulkanologie und Petrologie, в г. Вена, Университ, Институт петрологиив г. Копенгаген, Университет, Danish Lithosphere Centre) — на ионном микрозонде Comeca Microbeam (г. Ярославль, Институт микроэлектроники РАН и в университет Аризоны, США). Отдельные определения состава флюидов выполнялись на установке RAMAN-спектроскопии, г. Вена, Университет.

Новизна работы. 1. Впервые в мантийных перидотитах изучены сложные углекислотно-сульфидно-щелочно-силикатные включения. Оценены пределы валового состава подобного флюида-расплава. Получены прямые доказательства присутствия в верхней мантии минерализованного флюида в виде включений в минералах при давлениях выше 20 кбар.

2. Впервые количественно изучены высокотемпературные сложные карбонат-сульфат-фосфат-содержащие силикатные расплавы (включения) и показан тренд эволюции двух расплавов — силикатного и карбонатитового. Доказана возможность образования карбонатитового расплава за счет высокотемпературного отделения (жидкостной ликвации) от силикатной магмы (на примере К-базальтоидов восточного Памира).

3. Впервые проведены исследования включений на высокобарных установках типа «поршень-цилиндр» и «газовая бомба».

4. Во флюидной фазе магнезиальных базальтов о. Диско установлены сильно восстановленные газы вплоть до углеводородов, что согласуется с присутствием в породе металлической фазы.

5. Для определения содержаний Н20, редких и рассеянных элементов в стеклах включений впервые применен ионный микрозонд Comeca IMS3f (лаборатория департамента химии Аризонского университет).

6. Предложен механизм образования натрокарбонатитов типа Олданьи Ленгаи за счет расслоения (кипения) магматического флюида на фоне снижения температуры и давления (на примере комплекса Гардинер, Гренландия).

7. В составе фаз карбонатитов впервые найден минерал портландит (Са (ОН)г), предсказанный экспериментальными работами П. Вайли (P. Wyllie) (для К-базальтоидов вост. Памира и фоскоритов Палаборы, ЮАР).

8. Впервые обнаружены и изучены солевые высокоплотные обособления в силикатных магмах (стеклах породы и включений), образующиеся за счет распада NaCI (с примесми иных солей) — Н20 флюида (гавайит-пантеллеритовая серия о. Пантеллерия). Предложен механизм «осушения» магм с одновременным накоплением CI.

Апробация работы. Результаты исследования изложены в 119 научных статьях и тезисах докладов, а также в отчетах по проектам РФФИ. Основные результаты докладывались на научных конференциях и симпозиумах, в числе которых International Conference on Melt Inclusions, Grenoble, Франция, 2000; International Conference «Komatiites, Norites, Boninites & Basalts», Portsmouth, Англия, 1999; XVI European Current Research on fluid Inclusions (ECROFI) — r. Порту (Португалия, 2001) — XVII European Current Research on fluid Inclusions (ECROFI) — г. Будапешт (Венгрия, 2003) — Международные Геологические Конгрессы, 2-е Всероссийское Петрографическое совещание (Сыктывкар, 2000) — ежегодные семинары «Геохимия магматических пород» в период с 1983 по 2002 год, Всесоюзные совещания по термобарогеохимии и геохимии рудообразующих растворов" в период с 1980 по 2003 годы и др.

Защищаемые положения. Изучение включений в минералах мантийных нодулей, пикритов и высокомагнезиальных базальтов, щелочных ультрабазитов, лампроитов и карбонатитов позволило сформулировать следующие защищаемые положения.

1. Получены прямые свидетельства присутствия в мантии минерализованного углекислотного флюида при давлении свыше 20 кбар. Впервые на природных объектах (в виде включений в минералах) установлено существование в верхней мантии сложных углекислотно-сульфидно-силикатных эмульсий и количественно охарактеризованы их предельные составы. Соотношение СОг, силикатов, включая стекло, и сульфида близки к 1/11/5 при минимальной концентрации! углекислоты- 5.5: мас.%. В силикатныхрасплавах концентрацияМдО достигает 12.5 мас.%, отношение K/Na колеблется от 1 до 2 при сумме щелочей до 10 мас.%.

2. Установлено, что высокомагнезиальные (пикритовые) расплавы при г температурахликвидуса порядка 1250 °C и давлениях более 5 кбар при незначительной роли воды насыщены в отношении. СОг (до 1 мас.%). Исходная? магма, отделяющаяся от мантийного рестита при давлениях- 24−50 кбари: температурах. выше 1500 °C, содержала до 2.5 мас.% С02 и 20 мас.% МдО при-низких концентрациях кремнезема.

Эволюция: С-О-Н флюида, находящегося в равновесиис сульфидом и металлическим: железом, с понижениемтемпературы может приводить к образованию углеводородов.

3. Показано, что кристаллизующиеся притемпературах более 1250 °C и давлениях выше 8 кбар ультраосновные высокощелочные расплавы насыщены СОг (до 2.5 мас.%) при содержаниях НгО до 0.25 мас.%. Геохимические особенности низкокремнистых: исходныхмагм — обогащение несовместимыми и легкимиредкими* элементами (Sr, Ва, Nb, Th, U и др., LREE/HREE до 180), высокие концентрации МдО (до 24 мас.%) обусловлены малыми" степенями плавления (1−5%) гранат-содержащего мантийного перидотита при давлениях 2750 кбар и те м пературах до 1520°С:

4. Установлено, что наименее дифференциированные породы карбонатит-содержащих щелочных комплексов формируются в интервале 1240−1150°С и 3−5 кбарах. В этих условиях материнские расплавы содержат до 5 Т мас.% СОг и 2.5 мас.% НгО, а также обогащены F, CI, S, Р2О5. Ликвационное расслоение таких расплавов на высокотемпературной стадии (выше 1150°С) приводит. к появлению магматических кальциокарбонатитовПри дальнейшем снижении Р-Т параметров происходит перераспределением летучих- (Н2ОCI, F, S) и несовместимых компонентов между силикатным и солевым расплавомНа позднемагматической стадии концентрация НгО в силикатных расплавах достигает 8.5 мас.%, а из карбонатитовых кристаллизуются высоководные минералы (цеолиты, бассанит, портландит). В тоже время формирование К-Ыа-карбонатитов типа Олдоньи Ленгаи может быть связано с распадом (кипением) отделяющихся на позднемагматической стадии (менее 1050 °C и 1 кбар) минерализованных флюидов.

5. Установлено, что лампроитовые магмы на ликвидусе обогащены Н20 (до 6 мас.%) и С02 (2.2 -5 мас.%). Флюидный компонент в кристаллизующейся системе, наряду с углекислотой, содержит до 20 мол.% N2. Обнаруженные вариации составов летучих и выплавляющихся магм (Si02 — от 55 до 41 мас.%, МдО от 9 до 21 мас.%, отношение K20/Na20 от 3.5 до 21) связаны с минеральной ассоциацией флогопитизированной мантии.

Структура работы. Диссертация объемом 336 страниц состоит из введения, 7 главсодержит таблиц, рисунка и список литературы из 198 наименований.

VII. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ВКЛЮЧЕНИЙ В МИНЕРАЛАХ ЩЕЛОЧНЫХ ПОРОД И КАРБОНАТИТОВ.

1. Щелочные породы Мальберга, вулк. Чукотки и Вультуре.

Высокощелочные ультраосновные и основные породы вулканических комплексов Мальберга и Чукотки имеют близкие геохимические характеристики (табл. 1−5-VII), а также условия кристаллизации магм и флюидного режима. Вулканиты характеризуются насыщением углекислотой, сочетающимся с ее катастрофической потерей в результате декомпрессии уже на больших глубинах, при давлениях не менее 5−8 кбар. На рис. 1-VII приведены сравнительные характеристики по основным петрогенным, редким и рассеянным элементам в стеклах включений из оливинов. На эти-же диаграммы нанесены данные по составам расплавов оливиновых меланефелинитов вулк. Вультуре. Вулканиты представляют собой высококальциевые породы, с высоким содержанием №гО иКгО, с существенным обогащением LREE (La/Yb до 90, сумма REE до 450 ррт для Мальберга, La/Yb до 74, сумма REE до 430 ррт для Чукотки, La/Yb до 177, сумма REE до 730 ррт для Вультуре). Исходные расплавы Мальберга более всего обогащены Ва и Nb (в меньшей степени Rb, Sr, Та, Th), расплавы вулк. Вультуре — Ba, U, Th (в меньшей степени Nb, Rb, Sr, Та). Магмы оливинового меланефелинита Чукотки содержат повышенные значения Ba, U, Та, Nb, но характеризуются более низкими: концентрациями рассеянных элементов, в то время как по редким элементам они близки к оливиновым мелилититам Мальберга. В отношении REE можно сказать, что в сравниваемых сериях их концентрации наиболее высокие в расплавах Вультуре.

Ковариации отношений Zr/Nb и Ce/Y (рис. 2−5-VII, Hardarson & Fitton, 1991) свидетельствуют о том, что выплавление первичных магм контролируется присутствием граната в рестите, сочетающееся с нахождением среди изученных мантийных ксенолитов реликтового пиропового граната (Jones et.al., 2000). Найденое в оливине резорбированное кристаллическое включение граната, обогащенного пироповой составляющей, возможно, является реликтом глубинной ассоциации. Гранатовая фациярестита также подтверждается СаО/А1гОз — А^Оз/ТЮг отношением (Walter, 1998). Их парные корреляции (рис. 3−5-VII) позволяют также оценить степень частичного плавления субстрата для магм Мальберга и Вультуре менее 10%, в то время как для магм Чукотки она значительно ниже и составляет первые % (Walter, 1998). Согласно М. Вальтеру, РТ-параметры выплавления магм Мальберга отвечают 158СРС и 4.2 GPa,.

Чукотки — 1480−1520РС и 3.2 GPa, Вультуре — 1420−147СРС и 2.7−3 GPa. Для вулканитов Вультуре, где присутствуют лишь единичные флюидные включения СОг, расчеты РТ параметров по модели (Гирнис, 2003), основанной на равновесии расплавов с Ol-Opx мантийной ассоциацией, хорошо согласуются с экспериментальными данными М. Вальтера (2.0−29.8 GPa).

2. Калиевые щелочные комплексы вост. Памира и вулк.

Вультуре.

Щелочные породы восточного Памира и вулкана Вультуре, в отличие от вулканитов Чукотки и Мальберга, представляют собой высококалиевые вулканиты, в пределах которых известны проявления карбонатитов. Несмотря на присутствие в расплавах углекислоты, ее интенсивного отделения, как в породах Мальберга и Чукотки, не происходит. Для К-базальтоидной магмы Памира уже на ранних стадиях установлена заметная роль воды. В результате жидкостной несмесимости на высокотемпературном: этапе (~1200°С и—5 кбар) образуются два расплава — силикатный и существенно карбонатный. Аналогичные расплавы зафиксированы и в породах вул. Вультуре, но при более низких P-T параметрах. Карбонатные расплавы высококальциевые, с повышенным содержанием Р2О5, ВаО, SrO и других несовместимых элементов. В обоих случаях присутствие СОг, НгО, CI, S, F определяют геохимическую спецификацию наблюдающихся жидкостей.

Важная роль воды подтверждается присутствием среди минералов включений в породах Памира и Вультуре разнообразных цеолитов. Установлено, что более ранние кристаллы цеолитов обогащены Са и Ва, при снижениитемпературы сменяющиеся K-Sr-содержащими ассоциациями. Это-же относится и к другим минералам, например к полевым шпатам. Таким образом, кристаллизация ВаО-обогащенных фаз характерна для высокотемпературных процессов (SrO накапливается в расплаве).

Что касается карбонати цеолитсодержащих включений в минералах породы вулк. Вультуре, то они появляются на промежуточной магматической стадии, отражая поступление более эволюционированной магмы, вплоть до отделения в результате несмесимости карбонатной жидкости.

Длительная эволюция магм, динамичное перераспределение компонентов между силикатным и карбонатным расплавами при снижении температуры и давления, также как выступающая на первый план роль воды на позднеи постмагматической стадии приводят к появлению среди фаз включений портландита и низкотемпературных солевых, существенно сульфатно-фторидных расплавов — рассолов. Общая картина эволюции базальтоидов восточного Памира показана на рис. 4−5-VII.

3. Мелилитолиты щелочного комплекса Гардинер

Мелилитолиты Гардинера характеризуются минимальными температурами и давлениями — 1060 °C и первые сотни бар. Определенный среди дочерних минералов силикатных включений во вкрапленниках пировскита и мелилита шортит (Ыа2Са2(СОз)з) свидетельствует о возможности кристаллизации карбонатов в результате кристаллизационной дифференциации в условиях закрытой системы. Однако в данном случае в природе происходил более сложный процесс. На стадии относительно высоких температур (1060−1030°С) от силикатного расплава отделялась Са-карбонатная жидкость. Отделяющийся при температурах 1030−970°С флюид, в который перераспределяются щелочи, в первую очередь Na, распадается (кипение) при снижении давления и/или температуры с обособлением расплава-рассола, обогащенного Na, и низкоплотного газа. Образовавшийся в результате этого сложного процесса Na-карбонатитовый расплав содержал до 26 мас.% ЫагО и по составу приближался к натрокарбонатитовым лавам Олдоньи Ленгаи, Танзания. Для осуществления подобного механизма (экстракции Na во флюид) необходимо присутствие в качестве летучего компонента воды. Она подтверждается наличием в качестве дочерних фаз во включениях водосодержащих минералов, например, пектолита, флогопита, канкринита. Экспериментальные исследования X. Кеплера (Keppler, 2003) показали, что в карбонатитовых расплавах в интервале давления 0.3 — 0.5 кбар может растворяться от 2 до 6 мас.% НгО. Однако расслоение флюида с образованием в качестве одной из фаз существенно водного низкоплотного газа и его удаление из магматической системы при дегазации могли привести к полной потери НгО. Этот сценарий аналогичен установленному нами обогащению пантеллеритового расплава хлором (в виде глобуль NaCI) в результате распада NaCI-НгО флюидов при относительно низких концентрациях Н20 в валовом составе породы.

Таким образом, на основании изучения включений в минералах предложен механизм образования уникального натрокарбонатитового расплава в результате двухстадийной несмесимости: 1) расслоение типа силикатный расплавкальциокарбонатитовый расплав и 2) отделение флюида и его распад по схеме Na-обогащенный, карбонатитовый расплав (рассол) — газ (низкоплотный существенно водный пар).

4. Фоскориты карбонатитового комплекса Палабора, ЮАР.

Обнаруженный среди дочерних фаз включений портландит (также, как в базальтоидах Памира) подтвердил ранее экспериментально полученные данные по карбонатитовым системам (Wyllie & Tuttle, 1994). Присутствие солевых расплавных включений является связующим звеном между фоскоритами и ранними силикатными породами — пироксенитами, где такжеобнаружены силикатно-солевые водосодержащие первичные включения. Кроме того, в апатитах установлено присутствие другого водосодержащего минералацеолита.

Таким образом, даже и при умеренных концентрациях щелочей в карбонатитовых магмах кальциокарбонатиты могут кристаллизоваться из расплавов при умеренных давлениях и температурах в результате стабилизации карбонатитовых магм в присутствии таких дополнительных компонентов, как Са (ОН)2, Саз (Р04)2, CaS04 (и BaS04) и водных алюмосиликатов.

5. Положение силикатных и карбонатных составов Мальберга и Гардинера на псевдотройной диаграмме (Si02+Al203) — (GaO+MgO).

Na20+K20).

Отделение карбонатитовых расплавов от силикатной магмы было установлено в ряде комплексов на основании петрографических и геохимических данных, а также по результатам изучения включений в минералах, например (Kjarsgaard, Peterson, 1991; Nesbitt, Kelly, 1977). Экспериментальные исследования силикат — карбонатной несмесимости определили положение поля стабильности двух жидкостей на тройной диаграмме БЮг+АЬОз+ТЮгCaO+MgO+FeO — МагО+КгО. Сопоставление полученных составов расплавов с результатами экспериментального изучения карбонатно-силикатной ликвации при 2 и 5 кбар, опубликованными Къярсгаардом и Гамильтоном (Kjarsgaard, Hamilton, 1988, 1989) позволяют оценить возможность образования карбонатитов за счет жидкостной несмесимости.

Известно, что, несмотря на близость составов расплавов и условий их кристаллизации, для некоторых пород установлены карбонатные проявления, для других — нет. Например, при близких петрографических и геохимических характеристиках изученных пород Гардинера (карбонатит-содержащий комплекс) и Мальберга (безкарбонатитовый) между ними обнаруживаются и важные различия. По сравнению с расплавами Гардинера магма Мальберга характеризуется несколько более высокими концентрациями AI2O3 и БЮг.

На тройной диаграмме ЭЮг+АЬОз+ТЮг — CaO+MgO+FeO — Na20+K20 составы расплавов включений из минералов Мальберга и Гардинера попадают в поле силикатной жидкости (рис. 5−5-VII). Однако пути их дифференциации, определяемые фракционированием оливина (Мальберг) и мелилита (Гардинер), различны. Расплавы Гардинера достигают границы жидкостной несмесимости, что согласуется с отделением от них карбонатитов на поздних стадиях эволюции. Изменение составов расплавов Мальберга, которые изначально богаче AI2O3 (и БЮг), определяется кристаллизацией оливина. Кроме того, более высокие концентрации AI2O3 и №гО расширяют поле стабильности нефелина. В результате путь эволюции расплава проходит параллельно границе сосуществования двух жидкостей (рис. 5−5-VII). В этом случае даже наиболее дифференциированные расплавы будут находиться вне поля несмесимости.

Таким образом, незначительные различия в составах расплавов оказывают решающее влияние на поведение летучих компонентов. В случае Гардинера образование сначала кальциокарбонатитов, а затем Na-карбонатитовых расплавов связывает значительные порции СОг и кристаллизация эволюционированных расплавов происходит в субвулканических условиях. Накопление углекислоты в расплавах Мальберга приводит к чрезвычайно быстрой дегазации и эксплозивному извержению.

ГЛАВА 7.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Вопросы условий и состава мантийного магмообразования, роли летучих компонентов в петрогенезисе, а также эволюции магм и флюидов рассмотрены на примере пород, формировавшихся из наименее дифференциированных расплавов.

Гипотеза о существовании мантийных флюидов, способных обогащать отдельные участки мантии в процессе метасоматоза, нашла подтверждение при изучении включений в минералах глубинных перидотитов. Были получены доказательства присутствия в мантии минерализованного углекислотного флюида при давлениях более 20 кбар.

Изучение включений показало, что в условиях верхней мантии локально присутствуют эмульсионные среды (в надкритическом состоянии — флюид), состоящий из трех субстанций — углекислотной, силикатной и сульфидной. Оцененное минимальное соотношение этих компонентов равно 5.5:66:28 в мас.% (количество С02 в макровключениях может достигать 46 мас.%). Силикатная составляющая характеризуется высокими концентрациями MgO (до 12.5%), отношением СаО/А12ОзВ пределах 2.6−1.6 и K/Na от 1 до 2 при сумме щелочей до 10 мас.%. Вопрос о гомогенности мантийных флюидов в надкритическом состоянии в отношении сульфидов не может быть решен в рамках примененного для изучения метода.

Составы выплавляющихся в мантии магм и их насыщенность летучими компонентами во многом зависит от давления, характера мантийного субстрата и степени его плавления. Изученные примитивные пикритовые магмы выплавлялись при температурах не ниже 1500 °C и давлениях 24−35 кбар (западная Гренландия) и до 50 кбар (вулкан Мауна Кеа, Гавайи). Высокие давления их генерации определили ряд индикаторных отношений элементов (LREE/HREE, Ti02/Na20). Для изученных пород роль летучих компонентов, во флюидах которых углекислота играет главную роль, при формировании высокомагнезиальных пород невелика. Замечу, при изучении пикритов плато Путорана (Сибирь) она была оценена значительно выше. Оценки концентраций С02 в примитивных расплавах близки к 1.6 мас.%. В условиях низкой летучести кислорода эволюция флюида с понижением температуры может приводить к образованию углеводородов, сосуществующих с металлической фазой (о-в Диско, Гренландия).

При выплавлении ультраосновных высокощелочных магм роль НгО возрастает, однако углекислота во флюиде продолжает играть ведущую роль. Так, в близликвидусных условиях (Р до 8 кбар и Т ~1250°С) расплавы (меланефелиниты вулканов Чукотки) содержали около 0.25 мас.% Н20 и 2.5 мас.% СОг. Близкие значения получены и для пород оливинового мелилитита Мальберга. В родоначальных магмах концентрация углекислоты оценена (по экспериментальным данным) >5 мас.%.

Обогащенность ультращелочных магм несовместимыми элементами (Sr, Ва, Nb, Th, U и др. при LREE/HREE до 180), концентрации Si02 < 40 мас.% при высоких значениях МдО обусловлены малыми степенями плавления, близкими к 5%, гранат-содержащего мантийного перидотита.

При изучении включений выяснено, что силикатные магмы, связанные с магматическими карбонатитами, обогащены летучими компонентами (Н20, С02, CI, F, и S). Так, в К-базальтоидах Памира при 1150 °C и 5.7 кбарах силикатный и карбонатитовый расплавы содержали близкие количества Н20 1.5−2.4 мас.%. Концентрация С02 оценена в 1 мас.%. На высокотемпературной стадии (>1150°С), в субвулканических условиях, силикатно-карбонатная несмесимость приводила к появлению магматических /сальциокарбонатитов и перераспределению летучих и несовместимых компонентов между силикатным и солевым расплавом.

В процессе кристаллизации, при снижении РТ-параметров, растворимость накопившихся в остаточном расплаве летучих компонентов, в основном углекислоты и, отчасти Н20 уменьшается, и они образуют свободную фазу флюида. Резкое снижение давления вызывает его распад (кипение) на низкоплотную фазу (газ) и высокоплотную (рассол-расплав). При этом последний обогащается щелочными компонентами. Таким образом, на позднемагматической стадии (при температурах и давлении менее 1050 °C и 1 кбар) могут формироваться натрокарбонатиты типа Олдоньи Ленгаи (установлено на примере мелилитолитов щелочного комплекса Гардинер, Гренландия).

Карбонатные минералы могут кристаллизоваться и из силикатных расплавов, обогащенных С02 и Н20 (до 8.5 мас.%), в процессе кристаллизационной дифференциации, на завершающих этапах эволюции силикатных магм (изучение веритов Испании). Концентрация СаО в таких расплавах не превышала 2−3 мас.%.

Для ультращелочных высококалиевых магм, кристаллизация которых приводит к формированию лампроитов, установлена паритетная роль как НгО, так и СОг. Исходные лампроитовые магмы обогащены Н20 (до 6 мас.%), СОг (2.2 -5 мас.%), во флюиде дополнительно присутствует N2 (до 20 мол.%), частично растворяющийся и в расплаве. Роль азота возрастает с ростом давления, при котором происходит плавление мантийной матрицы. Из четырех изученных лампроитовых проявлений (Алдан, США, Испания и Австралия) максимальные концентрации N2 определены для оливиновых лампроитов Эллендейл-26. Вариации состава летучих и химизма магм (Si02 — 55−41 мас.%, МдО — 9−21 мас.% K20/Na20 — 3.5−21) отражают плавление обогащенной флогопитизированной мантии и связаны со сменой реститовой ассоциации минералов.