Génesis de diamantes superprofundos a través de la reducción de carbonatos mediada por Fe
Autores: Gao, Jing; Chen, Bin; Wu, Xiang; Lai, Xiaojing; Fan, Changzeng; Liu, Yun; Zhang, Junfeng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Génesis de diamantes superprofundos a través de la reducción de carbonatos mediada por Fe
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Diamantes superprofundos
Inclusiones sin génesis
Carburos de hierro
Ferropericlasa
Ciclo del carbono
Dinámica de losas y manto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Los diamantes superprofundos y sus inclusiones sin génesis son cruciales para entender el ciclo de carbono profundo de la Tierra y la dinámica redox del manto y la losa. Los orígenes de estos diamantes, especialmente sus vínculos con carburos de hierro (Fe) y ferropericlasa con diferentes Mg# [=Mg/(Mg+Fe)], sin embargo, siguen siendo elusivos. En este estudio, realizamos experimentos de alta presión y temperatura (10-16 GPa y 1200-1700 K) en zonas de subducción frías a cálidas utilizando una prensa de múltiples yunque. Los resultados revelan un proceso de reducción de carbonato mediado por Fe para la formación de diamantes superprofundos: MgCO carburos de Fe (FeC/FeC) grafito/diamante. Este mecanismo explica dos fenómenos respecto a los diamantes superprofundos: (1) la anomalía en el agotamiento de C resulta de la fraccionamiento isotópico cinético durante el enriquecimiento de C en los carburos de Fe intermedios; (2) la escasez de nitrógeno se debe a que los carburos de Fe actúan como sumideros de nitrógeno. La ferropericlasa [(Mg,Fe)O] formada durante las reacciones en nuestros experimentos muestra variaciones en Mg# (0.2-0.9), similares a las encontradas en muestras naturales. Las variantes de alto Mg# (>0.7) de experimentos a temperaturas más bajas indican la cristalización de diamantes a partir de melts carbonatíticos en el manto inferior poco profundo, mientras que el amplio rango de Mg# (0.2-0.9) de experimentos a temperaturas más altas sugiere procesos de formación a múltiples profundidades como se encuentra en los diamantes brasileños. Estos hallazgos sugieren que las interacciones entre la losa y el manto producen diamantes superprofundos con carburos de Fe distintivos y ensamblajes de ferropericlasa como inclusiones, junto con sus firmas empobrecidas en C y nitrógeno, lo que subraya el ciclo termodinámico del carbono como un factor clave en el almacenamiento profundo de carbono y la mineralogía del manto.
Descripción
Los diamantes superprofundos y sus inclusiones sin génesis son cruciales para entender el ciclo de carbono profundo de la Tierra y la dinámica redox del manto y la losa. Los orígenes de estos diamantes, especialmente sus vínculos con carburos de hierro (Fe) y ferropericlasa con diferentes Mg# [=Mg/(Mg+Fe)], sin embargo, siguen siendo elusivos. En este estudio, realizamos experimentos de alta presión y temperatura (10-16 GPa y 1200-1700 K) en zonas de subducción frías a cálidas utilizando una prensa de múltiples yunque. Los resultados revelan un proceso de reducción de carbonato mediado por Fe para la formación de diamantes superprofundos: MgCO carburos de Fe (FeC/FeC) grafito/diamante. Este mecanismo explica dos fenómenos respecto a los diamantes superprofundos: (1) la anomalía en el agotamiento de C resulta de la fraccionamiento isotópico cinético durante el enriquecimiento de C en los carburos de Fe intermedios; (2) la escasez de nitrógeno se debe a que los carburos de Fe actúan como sumideros de nitrógeno. La ferropericlasa [(Mg,Fe)O] formada durante las reacciones en nuestros experimentos muestra variaciones en Mg# (0.2-0.9), similares a las encontradas en muestras naturales. Las variantes de alto Mg# (>0.7) de experimentos a temperaturas más bajas indican la cristalización de diamantes a partir de melts carbonatíticos en el manto inferior poco profundo, mientras que el amplio rango de Mg# (0.2-0.9) de experimentos a temperaturas más altas sugiere procesos de formación a múltiples profundidades como se encuentra en los diamantes brasileños. Estos hallazgos sugieren que las interacciones entre la losa y el manto producen diamantes superprofundos con carburos de Fe distintivos y ensamblajes de ferropericlasa como inclusiones, junto con sus firmas empobrecidas en C y nitrógeno, lo que subraya el ciclo termodinámico del carbono como un factor clave en el almacenamiento profundo de carbono y la mineralogía del manto.