СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
ГЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКА
Основан в январе
1960
Периодичность
12 раз в год
Том 56, № 1—2
СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК
КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС И МИНЕРАЛОГИЯ: СВЯЗЬ С ГЛУБИННЫМ ЦИКЛОМ УГЛЕРОДА
Соболев Н.В., Добрецов Н.Л., Отани Э., Тэйлор Л.А., Шертл Г.-П., Пальянов Ю.Н.,
Литасов К.Д. Проблемы, связанные с кристаллогенезисом и глубинным
циклом углерода .............................................................................................................
ГЕОЛОГИЯ И ГЛУБИННЫЙ ЦИКЛ УГЛЕРОДА
Добрецов Н.Л., Кулаков И.Ю., Литасов К.Д., Кукарина Е.В. Значение геологии,
экспериментальной петрологии и сейсмотомографии для комплексной оценки
субдукционных процессов.............................................................................................
Добрецов Н.Л., Лазарева Е.В., Жмодик С.М., Брянская А.В., Морозова В.В.,
Тикунова Н.В., Пельтек С.Е., Карпов Г.А., Таран О.П., Огородникова О.Л.,
Кириченко И.С., Розанов А.С., Бабкин И.В., Шуваева О.В., Чебыкин Е.П.
Геологические, гидрогеохимические и микробиологические особенности Нефтяной
площадки кальдеры Узон (Камчатка) .........................................................................
Буслов М.М., Добрецов Н.Л., Вовна Г.М., Киселев В.И. Структурное положение, состав
и геодинамическая природа алмазоносных метаморфических пород Кокчетавской
субдукционно-коллизионной зоны Центрально-Азиатского складчатого пояса
(Северный Казахстан) ...................................................................................................
Михно А.О., Корсаков А.В. Карбонатитовый, силикатный и сульфидный расплавы:
гетерогенность минералообразующей среды в породах сверхвысоких давлений
Кокчетавского массива ...................................................................................................
Шертл Г.-П., Нойзер Р.Д., Логвинова А.М., Вирт Р., Соболев Н.В. Катодолюминесцентная
микроскопия известково-силикатных пород сверхвысоких давлений Кокчетавского
массива: что мы можем узнать нового о силикатах, углеродсодержащих
минералах и алмазах? ....................................................................................................
КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ
Шацкий А.Ф., Литасов К.Д., Пальянов Ю.Н. Фазовые взаимоотношения
в карбонатных системах при P-T параметрах литосферной мантии: обзор
экспериментальных данных ..........................................................................................
Баталева Ю.В., Пальянов Ю.Н., Сокол А.Г., Борздов Ю.М., Баюков О.А. Роль пород,
содержащих самородное железо, в образовании железистых карбонатно-силикатных
расплавов: экспериментальное моделирование при Р-Т-параметрах
литосферной мантии ......................................................................................................
Кривовичев С.В., Чернятьева А.П., Бритвин С.Н., Яковенчук В.Н. Кристаллическая
структура гирвасита NaCa2Mg3(PO4)3(CO3)(H2O)6 — сложного водного фосфаткарбоната
с электронейтральными гетерополиэдрическими слоями ........................
Литасов К.Д., Попов З.И., Гаврюшкин П.Н., Овчинников С.Г., Федоров А.С.
Первопринципные расчеты уравнений состояния и относительной стабильности
карбидов железа при давлениях ядра Земли ................................................................
Дорогокупец П.И., Дымшиц А.М., Соколова Т.С., Данилов Б.С., Литасов К.Д.
Уравнения состояния форстерита, вадслеита, рингвудита, акимотоита, MgSiO3204
214
149
188
21
Январь—февраль
2015
5
56
89
110
133
Стр.1
перовскита и постперовскита и фазовая диаграмма системы Mg2SiO4 при давлениях
до 130 ГПа .......................................................................................................................
Отани Э., Мибе К., Сакамаки Т., Камада С., Такахаси С.,
Фукуи Х., Цуцуи С., Барон A. К.Р. Скорости звуковых волн,
измеренные методом неупругого рассеяния рентгеновских лучей при высоких
давлениях и температурах в алмазной ячейке с резистивным нагревом ..................
КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС АЛМАЗА
Пальянов Ю.Н., Сокол А.Г., Хохряков А.Ф., Крук А.Н. Условия кристаллизации алмаза
в кимберлитовом расплаве по экспериментальным данным .....................................
Энджел Р.Дж., Альваро М., Нестола Ф., Маццучелли М.Л. Термоупругие свойства
алмаза и их значение для определения давления образования систем
алмаз—включение ..........................................................................................................
Кузюра А.В., Литвин Ю.А., Джеффрис Т. Коэффициенты межфазового распределения
редких элементов в карбонатно-силикатных материнских средах алмазов и парагенных
включений (эксперимент при 7.0—8.5 ГПа) ...............................................................
Хохряков А.Ф., Нечаев Д.В. Типоморфные особенности включений графита в алмазе:
экспериментальные данные...........................................................................................
Реутский В.Н., Пальянов Ю.Н., Борздов Ю.М., Сокол А.Г. Изотопное фракционирование
углерода при кристаллизации алмаза в модельных системах ....................................
АЛМАЗ И КИМБЕРЛИТОВЫЙ МАГМАТИЗМ
Сокол А.Г., Крук А.Н. Условия генерации кимберлитовых магм: обзор
экспериментальных данных ..........................................................................................
Соболев Н.В., Соболев А.В., Томиленко А.А., Ковязин С.В., Батанова В.Г.,
Кузьмин Д.В. Парагенезис и сложная зональность вкрапленников оливина
из неизмененного кимберлита трубки Удачная-Восточная (Якутия): связь с условиями
образования и эволюцией кимберлита .........................................................................
Похиленко Н.П., Агашев А.М., Литасов К.Д., Похиленко Л.Н. Взаимоотношения
карбонатитового метасоматоза деплетированных перидотитов литосферной мантии
с алмазообразованием и карбонатит-кимберлитовым магматизмом .........................
Зедгенизов Д.А., Шацкий В.С., Панин А.В., Евтушенко О.В., Рагозин А.Л., Каги Х.
Свидетельства фазовых переходов минеральных включений в сверхглубинных
алмазах из месторождения Сао-Луис (Бразилия) ........................................................
Логвинова А.М., Тэйлор Л.А., Федорова Е.Н., Елисеев А.П., Вирт Р., Ховарт Дж.,
Реутский В.Н., Соболев Н.В. Уникальный ксенолит алмазоносного перидотита
из кимберлитовой трубки Удачная (Якутия): роль субдукции
в образовании алмазов ...................................................................................................
Нойзер Р.Д., Шертл Г.-П., Логвинова А.М., Соболев Н.В. Исследование включений
оливина в сибирских алмазах методом дифракции обратнорассеянных электронов:
признаки сингенетического роста? ...............................................................................
Скузоватов С.Ю., Зедгенизов Д.А., Ракевич А.Л., Шацкий В.С., Мартынович Е.Ф.
Полистадийный рост алмазов с облакоподобными микровключениями из кимберлитовой
трубки Мир: по данным изучения оптически-активных дефектов ............
Специус З.В., Богуш И.Н., Ковальчук О.Е. ИК-картирование алмазных пластин
из ксенолитов эклогитов и перидотитов трубки Нюрбинская (Якутия):
генетические следствия .................................................................................................
Титков С.В., Ширяев А.А., Зудина Н.Н., Зудин Н.Г., Солодова Ю.П. Дефекты
в кубических алмазах из россыпей северо-востока Сибирской платформы
по данным ИК-микроспектроскопии ...........................................................................
316
337
361
384
397
416
426
442
455
254
273
286
300
308
224
247
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
НОВОСИБИРСК
Стр.2
SIBERIAN BRANCH
RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES
SCIENTIFIC JOURNAL
GEOLOGIYA I GEOFIZIKA
Founded in
January 1960
Monthly
Vol. 56, № 1—2
January—February
2015
SPECIAL ISSUE
CRYSTALLOGENESIS AND MINERALOGY: LINK TO DEEP CARBON CYCLE
Sobolev N.V., Dobretsov N.L., Ohtani E., Taylor L.A., Schertl H.P., and Palyanov Yu.N.,
and Litasov K.D. Problems related to crystallogenesis and the deep carbon cycle ........
GEOLOGY AND DEEP CARBON CYCLE
Dobretsov N.L., Koulakov I.Yu., Litasov K.D., and Kukarina E.V. An integrate model
of subduction: contributions from geology, experimental petrology,
and seismic tomography ...................................................................................................
Dobretsov N.L., Lazareva E.V., Zhmodik S.M., Bryanskaya A.V., Morozova V.V.,
Tikunova N.V., Peltek S.E., Karpov G.A., Taran O.P., Ogorodnikova O.L.,
Kirichenko I.S., Rozanov A.S., Babkin I.V., Shuvaeva O.V., and Chebykin E.P.
Geological, hydrogeochemical, and microbiological characteristics of the “oil site”
of the Uzon caldera (Kamchatka) .....................................................................................
Buslov M.M., Dobretsov N.L., Vovna G.M., and Kiselev V.I. Structural location, composition,
and geodynamic nature of diamond-bearing metamorphic rocks of the Kokchetav
subduction–collision zone of the Central Asian Fold Belt (northern Kazakhstan) ..........
Mikhno A.O. and Korsakov A.V. Carbonate, silicate, and sulfi de melts: heterogeneity of the
UHP mineral-forming media in calc-silicate rocks from the Kokchetav massif ..............
Schertl H.-P., Neuser R.D., Logvinova A.M., Wirth R., and Sobolev N.V. Cathodoluminescence
microscopy of the Kokchetav ultrahigh-pressure calc–silicate rocks: What can
we learn from silicates, carbon-hosting minerals, and diamond? ....................................
CRYSTALLOGENESIS AND EXPERIMENTAL MINERALOGY
Shatskiy A.F., Litasov K.D., and Palyanov Yu.N. Phase relations in carbonate systems at pressures
and temperatures of lithospheric mantle: review of experimental data ............................
Bataleva Yu.V., Palyanov Yu.N., Sokol A.G., Borzdov Yu.M., and Bayukov O.A. The role
of rocks saturated with metallic iron in the formation of ferric carbonate–silicate melts:
experimental modeling under lithospheric mantle PT-conditions ...................................
Krivovichev S.V., Chernyatieva A.P., Britvin S.N., Yakovenchuk V.N. The crystal structure
of girvasite, NaCa2Mg3(PO4)3(CO3)(H2O)6, a complex phosphate–carbonate hydrate based
on electroneutral heteropolyhedral layers ........................................................................
Litasov K.D., Popov Z.I., Gavryushkin P.N., Ovchinnikov S.G., and Fedorov A.S.
First-principles calculations of the state equations and relative stability of iron carbides
at the Earth’s core pressures .............................................................................................
Dorogokupets P.I., Dymshits A.M., Sokolova T.S., Danilov B.S., and Litasov K.D.
The equations of state for forsterite, wadsleyite, ringwoodite, akimotoite,
MgSiO3-perovskite, and postperovskite and phase diagram for the Mg2SiO4 system
at pressures of up to 130 GPa ...........................................................................................
224
Ohtani E., Mibe K., Sakamaki T., Kamada S., Takahashi S., Fukui H., Tsutsui S.,
and Baron A.Q.R. Sound velocity measurement by inelastic X-ray scattering at high pressure
and temperature by resistive heating diamond anvil cell .................................................
247
204
214
149
188
21
5
56
89
110
133
Стр.3
DIAMOND CRYSTALLOGENY
Palyanov Yu.N., Sokol A.G., Khokhryakov A.F., and Kruk A.N. Conditions of diamond
crystallization in kimberlite melt: experimental data ......................................................
Angel R.J., Alvaro M., Nestola F., and Mazzucchelli M.L. Diamond thermoelastic
properties and implications for determining the pressure of formation
of diamond–inclusion systems .........................................................................................
Kuzyura A.V., Litvin Yu.A., and Jeffries T. Interface partition coeffi cients of trace elements
in carbonate–silicate parental media for diamonds and paragenetic inclusions
(experiment at 7.0–8.5 GPa) ............................................................................................
Khokhryakov A.F. and Nechaev D.V. Typomoprhic features of graphite inclusions in diamond:
experimental data .............................................................................................................
Reutsky V.N., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., and Sokol A.G. Isotope fractionation
of carbon during diamond crystallization in model systems ............................................
DIAMOND AND KIMBERLITE MAGMATISM
Sokol A.G. and Kruk A.N. Conditions of kimberlite magma generation:
experimental c onstraints ...................................................................................................
Sobolev N.V., Sobolev A.V., Tomilenko A.A., Kovyazin S.V., Batanova V.G., and Kuz’min D.V.
Paragenesis and complex zoning of olivine macrocrysts from unaltered kimberlite of the
Udachnaya-East pipe (Yakutia): relationship with the kimberlite formation
conditions and evolution ..................................................................................................
Pokhilenko N.P., Agashev A.M., Litasov K.D., and Pokhilenko L.N. Carbonatite metasomatism
of peridotite lithospheric mantle: implications for diamond formation
and carbonatite-kimberlite magmatism ............................................................................
Zedgenizov D.A., Shatsky V.S., Panin A.V., Evtushenko O.V., Ragozin A.L., and Kagi H.
Evidence for phase transitions in mineral inclusions in superdeep diamonds
of the São Luiz deposit (Brazil) .......................................................................................
Logvinova A.M., Taylor L.A., Fedorova E.N., Yelisseyev A.P, Howarth G., Reutskii V.N.,
Wirth R., and Sobolev N.V. A unique diamondiferous peridotite xenolith from
the Udachnaya kimberlite pipe (Yakutia): role of subduction in diamond formation .....
Neuser R.D., Schertl H.-P., Logvinova A.M., and Sobolev N.V. An EBSD study of olivine
inclusions in Siberian diamonds: evidence for syngenetic growth? ................................
Skuzovatov S.Yu., Zedgenizov D.A., Rakevich A.L., Shatsky V.S., and Martynovich E.F.
Multiple growth events in diamonds with cloudy microinclusions from the Mir
kimberlite pipe: evidence from the systematics of optically active defects .....................
Spetsius Z.V., Bogush I.N., and Kovalchuk O.E. FTIR mapping of diamond plates of
eclogitic and peridotitic xenoliths from the Nyurbinskaya pipe (Yakutia):
genetic i mplications ..........................................................................................................
Titkov S.V., Shiryaev A.A., Zudina N.N., Zudin N.G., and Solodova Yu.P. Defects in cubic
diamonds from the placers in the northeastern Siberian Platform: results
of IR microspectrometry ..................................................................................................
316
337
361
384
397
416
426
442
455
254
273
286
300
308
SIBERIAN BRANCH OF THE RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES
NOVOSIBIRSK
© Сибирское отделение РАН, 2015
© ИГМ СО РАН, 2015
© ИНГГ СО РАН, 2015
Стр.4
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
ГЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКА
Геология и геофизика, 2015, т. 56, № 1—2, с. 5—20
УДК 552.11+552.16+552.18
ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИСОМ
И ГЛУБИННЫМ ЦИКЛОМ УГЛЕРОДА
Н.В. Соболев1,3, Н.Л. Добрецов2,3, Э. Отани1,4, Л.А. Тэйлор5, Г.-П. Шертл6,
Ю.Н. Пальянов1,3, К.Д. Литасов1,3
1 Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН,
630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2 Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН,
630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
3 Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
4 Department of Earth Science, Tohoku University, 980-8578, Sendai, Japan
5 Planetary Geosciences Institute, University of Tennessee, Knoxville, USA
6 Institute of Geology, Mineralogy and Geophysics, Ruhr University, 44780, Bohum, Germany
Представлен аналитический обзор основных результатов и тенденций по программе «Глубинный
цикл углерода». В первом разделе рассматриваются проблемы, связанные с зонами субдукции с
упором на геолого-геофизические данные по Камчатке и Кокчетавской палеосубдукционной зоне. Экспериментальным
исследованиям в широком диапазоне давлений посвящен раздел «Кристаллогенезис
и экспериментальная минералогия». С алмазной тематикой связаны статьи, объединенные в разделы
«Кристаллогенезис алмаза» и «Алмаз и кимберлитовый магматизм» на примере Якутской алмазоносной
провинции.
Мантия, ядро, субдукция, магматизм, высокие давления и температуры, эксперимент, перидотит,
эклогит, алмаз, углерод.
PROBLEMS RELATED TO CRYSTALLOGENESIS AND THE DEEP CARBON CYCLE
N.V. Sobolev, N.L. Dobretsov, E. Ohtani, L.A. Taylor, H.P. Schertl, Yu.N. Palyanov, and K.D. Litasov
We present an analytical review of the key results and research trends in the Deep Carbon Cycle program.
The fi rst section addresses the issues related to subduction zones with emphasis on geological and geophysical
data on Kamchatka and the Kokchetav paleosubduction zone. Experimental studies over a wide pressure
range are discussed in the section “Crystallogenesis and experimental mineralogy”. The papers addressing the
diamond issues on the example of the Yakutian diamondiferous province are grouped in the sections “Diamond
crystallogeny” and “Diamond and kimberlite magmatism”.
Mantle, core, subduction, magmatism, high pressures and temperatures, experiment, peridotide, eclogite,
diamond, carbon
ВВЕДЕНИЕ
В предлагаемом специальном тематическом выпуске журнала «Геология и геофизика» представлена
бóльшая часть докладов симпозиума «Глубинный цикл углерода: минералогия и кристаллохимия
углеродсодержащих соединений», проведенного в рамках III Международной конференции «Кристаллогенезис
и минералогия» (Новосибирск, 27 сентября — 1 октября 2013 г.), а также статьи, касающиеся
программы «Глубинный цикл углерода». Этот выпуск поддержан руководством Международной программы
«Глубинный цикл углерода» DCO (Deep Carbon Observatory).
В спецвыпуск вошли 25 статей, объединенных в четыре раздела. Он открывается разделом «Геология
и глубинный цикл углерода», в котором обсуждены проблемы, связанные с зонами субдукции,
поскольку субдукция — главный процесс, обеспечивающий поступление углерода в мантию и замыкающий
глубинный цикл углерода. В этом разделе также обсуждена проблема гидротермальных углеводородов
(на примере Камчатки).
© Н.В. Соболев, Н.Л. Добрецов, Э. Отани, Л.А. Тэйлор, Г.-П. Шертл, Ю.Н. Пальянов, К.Д. Литасов, 2015
DOI: 10.15372/GiG20150101
5
Стр.5