Abstract

We studied the melting relations in the ternary system CaCO3 (aragonite) – Mg3Al2Si3O12 (pyrope) – FeS (pyrrhotite) at a pressure of 7.0 GPa and over the temperature interval 1130–1925°C along the boundary joins Mg3Al2Si3O12 – CaCO3, Mg3Al2Si3O12 – FeS, and CaCO3 – FeS, as well as the binary polythermal section (CaCO3)50(Mg3Al2Si3O12)50 – FeS. Some additional runs were performed with a mixture of aragonite and magnesite of dolomite stoichiometry. The melting curve in these phase diagrams was constructed. Melting in the silicate – carbonate – sulfide systems is characterized by the effects of complete miscibility of silicate and carbonate melts and immiscibility of the homogeneous carbonate–silicate melt with a sulfide melt. The solubility of silicate and carbonate components in sulfide melts is negligible. Both carbonate–silicate and sulfide melts with dissolved oversaturated carbon are highly effective for diamond nucleation. Based on the experimental evidence, carbonatite (carbonate–silicate) melts are most capable to form mantle-derived diamond, with silicate and carbonatite primary inclusions. But the immiscible sulfide melts may be also involved in diamond formation without silicate and carbonate inclusions and with specific physical features. Such functions of carbonatite and sulfide parental media in the formation of the mantle-derived diamond satisfy the “syngenesis” experimental criterion and the mineralogical data.

Abstract

Nous avons étudié les relations de fusion dans le système ternaire aragonite – pyrope – pyrrhotite (CaCO3 – Mg3Al2Si3O12 – FeS) à une pression de 7.0 GPa et sur l’intervalle de température 1130–1925°C le long des sous-systèmes Mg3Al2Si3O12 – CaCO3, Mg3Al2Si3O12 – FeS et CaCO3 – FeS, de même que dans la section binaire polythermale (CaCO3)50(Mg3Al2Si3O12)50 – FeS. De plus, nous avons effectué des expériences supplémentaires avec un mélange d’aragonite et de magnésite ayant la stoechiométrie de la dolomite. Nous avons établi la courbe de fusion de ces systèmes. La fusion dans le système silicate – carbonate – sulfure mène à une miscibilité complète des liquides silicaté et carbonaté, et à une immiscibilité des liquides homogènes carbonaté–silicaté d’une part et sulfuré de l’autre. La solubilité des composantes silicatée et carbonatée au sein du liquide sulfuré est négligeable. Les deux liquides, carbonaté–silicaté et sulfuré, peuvent être très propices à la nucléation du diamant s’ils deviennent suraturés en carbone. A la lumière des nos expériences, c’est le liquide carbonatitique (contenant carbonate–silicate) qui est davantage favorisé pour produire le diamant, avec ses inclusions de silicate et de carbonatite. Le liquide immiscible sulfuré pourrait lui aussi être impliqué dans la formation du diamant, mais sans inclusions de silicates et de carbonates et avec des attributs physiques spécifiques. De telles propriétés des liquides parentaux carbonaté et sulfuré dans la formation du diamant dans le manteau satisfont le critère de syngenèse des inclusions dans les produits expérimentaux, ainsi que les données minéralogiques.

(Traduit par la Rédaction)

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