Internal sources of CO2 during anatexis under conditions of high-temperature metamorphism (experimental data)

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Partial melting experiments of garnet-two-mica schist containing 0–20 wt. % graphite were carried out at 900°C and 500 MPa. Experiments have shown that at all graphite contents (within the specified range), metapelite melts are formed by peritectic melting reactions of biotite, muscovite and partly quartz: Bt + Ms + Qz → Kfs + Spl(Hc) + oAm + Sil + Gl. The decreasing Fe3+/(Fe3++Fe2+) ratio in Fe-Mg minerals with increasing graphite content reflects increasing reducing conditions. Oxygen released as a result of the oxidation-reduction reactions of iron reacts with graphite to form CO2. It partially dissolves in the melt to form carbonate complexes of Ca, Mg, K and accompanies it in the form of a free fluid phase. Experiments demonstrate that graphite-bearing metapelites can serve as efficient internal sources of CO2 during high-temperature metamorphism.

About the authors

O. G. Safonov

D.S. Korzhinskii Institute of Experimental Mineralogy of the Russian Academy of Sciences; Lomonosov Moscow State University

Email: khodorevskaya@mail.ru
Chernogolovka, Moscow Region, Russia; Moscow, Russia

L. I. Khodorevskaya

D.S. Korzhinskii Institute of Experimental Mineralogy of the Russian Academy of Sciences

Email: khodorevskaya@mail.ru
Chernogolovka, Moscow Region, Russia

S. A. Kosova

D.S. Korzhinskii Institute of Experimental Mineralogy of the Russian Academy of Sciences

Email: khodorevskaya@mail.ru
Chernogolovka, Moscow Region, Russia

A. V. Spivak

D.S. Korzhinskii Institute of Experimental Mineralogy of the Russian Academy of Sciences

Email: khodorevskaya@mail.ru
Chernogolovka, Moscow Region, Russia

L. Y. Aranovich

D.S. Korzhinskii Institute of Experimental Mineralogy of the Russian Academy of Sciences; Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: khodorevskaya@mail.ru
Chernogolovka, Moscow Region, Russia; Moscow, Russia

References

  1. Nicoli G., Borghini A., Ferrero S. The carbon budget of crustal reworking during continental collision: Clues from nanorocks and fluid inclusions // Chemical Geology. 2022. V. 608. P. 121025. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2022.121025
  2. Cesare B. et al. Immiscibility between carbonic fluids and granitic melts during crustal anatexis: a fluid and melt inclusion study in the enclaves of the Neogene Volcanic Province of SE Spain //Chemical Geology. 2007. V. 237. №. 3–4. P. 433–449. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2006.07.013
  3. Whitney D.L. Origin of CO2-rich fluid inclusions in leucosomes from the Skagit migmatites, North Cascades, Washington, USA // Journal of Metamorphic Geology. 1992. V. 10. P. 715–725.
  4. London D., VI G.B.M., Acosta-Vigil A. Experimental simulations of anatexis and assimilation involving metapelite and granitic melt // Lithos. 2012. V. 153. P. 292‒307. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2012.04.006
  5. Митяев А.С., Сафонов О.Г., Варламов Д.А., ван Ринен Д. Д., Сердюк А.А., Аранович Л.Я. Частичное плавление бесплагиоклазового гранат-двуслюдяного метапелита как модель образования ультракалиевых кислых магм в условиях континентальной коры // ДАН. 2022. Т. 507. № 2. С. 95–103. https://doi.org/10.31857/S2686739722601703
  6. Chappell B.W., Bryant C.J., Wyborn D. Peraluminous I-type granites // Lithos. 2012. V. 153. P. 142‒153. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2012.07.008
  7. Frost B.R., Barnes C.G., Collins W.J. et al. A geochemical classification for granitic rocks // Journal of petrology. 2001. V. 42. №. 11. P. 2033‒2048. https://doi.org/10.1093/petrology/42.11.2033
  8. Koester E., Pawley A.R., Fernandes L.A. et al. Experimental melting of cordierite gneiss and the petrogenesis of syn- transcurrent peraluminous granites Brazil // J. Petrol. 2002. V. 43. P. 1595–1616. https://doi.org/10.1093/petrology/43.8.1595
  9. Pichavant M., Montel J.M., Richard L.R. Apatite solubility in peraluminous liquids: Experimental data and an extension of the Harrison-Watson model // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1992. V. 56. №. 10. С. 3855‒3861. https://doi.org/10.1016/0016-7037(92)90178-L
  10. McMillan P.F. Water solubility // Rev. Mineral. 1994. V. 30. P. 131–156. https://doi.org/10.1515/9781501509674-010
  11. McMillan P. Structural studies of silicate glasses and melts—applications and limitations of Raman spectroscopy //American Mineralogist. 1984. V. 69. №. 7–8. P. 622–644.
  12. Reich S., Thomsen C. Raman spectroscopy of graphite // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2004. V. 362. P. 2271–2288. https://doi.org/10.1098/rsta.2004.1454
  13. Frezzotti M.L., Tecce F., Casagli A. Raman spectroscopy for fluid inclusion analysis // Journal of Geochemical Exploration. 2012. V. 112. P. 1–20. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2011.09.009
  14. Wang X. et al. Raman spectroscopic measurements of CO2 density: Experimental calibration with high-pressure optical cell (HPOC) and fused silica capillary capsule (FSCC) with application to fluid inclusion observations // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2011. V. 75. № 14. P. 4080‒4093. https://doi.org/10.1016/j.gca.2011.04.028
  15. Шмулович К.И., Шмонов В.М. Таблицы термодинамических свойств газов и жидкостей. М.: Изд-во стандартов, 1978. № 3.
  16. Ni H., Keppler H. Carbon in silicate melts // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2013. V. 75. №. 1. P. 251–287. https://doi.org/10.2138/rmg.2013.75.9

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 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».