37.Космохимическая оценка состава мантии.

Космохимическая оценка состава мантии Земли осуществляется путем сравнения химического состава мантийных пород, представленных ксенолитами эклогитов в породах кимберлитовых трубок и состава хондритов (считается первичным веществом газопылевого облака).

Эклогит — метаморфическая горная порода, состоящая из пироксена с высоким содержанием жадеитового минала (омфацита) и граната гроссуляр-пироп-альмандинового состава, кварца и рутила. По химическому составу эклогиты идентичны магматическим породам основного состава — габбро и базальтам.

Мантийные эклогиты также образуются в результате метаморфизма океанической коры, погружающейся в мантию.

38.Номенклатура ультраосновных пород

Ультраосновные горные породы — силикатные горные породы с содержанием SiO2 менее 45 %. В большинстве случаев содержат много MgO. Среди ультраосновных пород по минеральному составу выделяются дуниты и оливиниты (в которых вместо хромита присутствует магнетит), перидотиты и пироксениты. Эффузивные разновидности ультраосновных пород весьма редки. К ним относятся пикриты, меймечиты, кимберлиты и лампроиты.

Интрузивные горные породы:

Нормальный ряд: оливинит, дунит, и семейство перидотитов, где выделяются гарцбургиты, лерцолиты, верлиты и роговообманковые перидотиты

Щелочной ряд: мелилитолит, кугдит, ункомпагрит, турьяит, окаит,якупирангит, мельтейгит, ийолит, уртит, миссурит

Эффузивные горные породы:

Нормальный ряд: коматииты, пикриты, меймечиты

Субщелочной ряд: кимберлит, лампроит

Щелочной ряд: биотит-пироксеновый пикрит, мелилит-пироксеновый пикрит, фельдшпатоидный пикрит, беспироксеновый щелочной пикрит, оливиновый мелилитит, мелилитит, беспироксеновый мелилитит, оливиновый меланефелинит, меланефелинит, нефелинит, мелаанальцимит, оливиновый мелаанальцимит, оливиновый мелалейцитит, мелалейцитит, оливиновый мелакальсилит (мафурит)

39.Причины существования скачков в скоростях распространения сейсмических волн в мантии.

Основными причинами существования скачков в скоростях распространения сейсмических волн в мантии является изменение ее состава и фазового состояния при погружении. Так верхняя мантия подразделяется на литосферную мантию, которая обладает свойствами, схожими с корой, и астеносферу, которая отличается от литосферы более пластичным состоянием за счет наличия в ней жидкого расплава (около 5%).

Сейсмическую границу на глубине 410 км объясняют фазовым переходом преобладающего минерала верхней мантии – оливина в более плотную модификацию, за счет того, что по мере увеличения давления увеличивается КЧ кремния (появл. КЧ=6).

На границе 660 км также предполагается фазовый переход, но с замещением оливина (шпинели) и пироксена (граната) метасиликатом перовскитом (Ca,Mg) SiO₃ и окислом магнезиовюститом Mg,FeO. На границе ядро-мантия перовскит переходит в новую фазу постперовскит.

40.Факторы, контролирующие распределение элементов между корой и мантией.

Основными факторам распределения элементов между корой и мантией являются процессы спрединга (рождения новой океанической коры, базальтового состава, в зонах срединно-океанических хребтов с дальнейшим их раздвижением по обе стороны от СОХ) и субдукции (процесса погружения океанической плиты под континентальную и дальнейшого плавления в верхней части нижней мантии). Субдуцирующие плиты являются поставщиком воды в мантию (общее количество воды транспортируемой в мантию 8,7 × 10¹¹ kg/year). Мантийные плюмы, дошедшие до верхних слоев земли, привносят в их состав элементы мантийного происхождения.

Рост континетальной коры сопровождался удалением из мантии большей части сильно несовместимых элементов и следствием этого являются особенности изотопного и редкоэлементного состава базальтов СОХ. Из рассмотрения ионных радиусов очевидно, что такие элементы как никель, кобальт, марганец, скандий, хром не обогащают континентальную кору, а остаются в мантии. Это является следствием близости их ионных радиусов к ионным радиусам главных элементов образующих минералы мантии. В то же время элементы с большим отклонением ионного радиуса или заряда в той или иной степени обогащают земную кору.

Хоффман показал, что образование коры при экстракции частичных расплавов из мантии может хорошо объяснять поведение большинства редких элементов в порцессе дифференциации кора-мантия. Однако несколько элементов, таких как ниобий, тантал, и свинец, не согласуются с простым частичным плавлением. Фундаментальное различие поведения этих элементов в обстановках СОХ – базальты океанических островов, а также в субдукционной обстановке требует второго, более сложного механизма, транспортировки через флюиды.

Простой случай дифференциации кора-мантия при частичном плавлении показан на рис. 2