В работе экспериментально при давлении 5,5 ГПа и температурах 850, 940, 1030 и 1100 °С исследованы закономерности гидрогенизации кристаллов оливина водным флюидом, равновесным с оливином и ортопироксеном. Показано, что при P-T параметрах, характерных для слэбов, и механически связанной со слэбами части мантийного клина при тепловом режиме промежуточной и горячей субдукции взаимодействие водного флюида с оливином в значительной мере контролируется концентрацией существующих в нем кремниевых вакансий. За счет этого при температуре 850 °С концентрация ОН дефектов на Si вакансиях заметно возрастает относительно исходной величины, однако в пересчете на H2O не превышает 110 ppm. При 1030 °С новые Si вакансии не образуются и содержание воды в оливине остается на том же уровне, что и после экспериментов при более низких температурах. Образование Si вакансий и их протонирование при перекристаллизации оливина в водном флюиде фиксируются только при 1100 °С, вблизи солидуса перидотита. В новообразованном оливине содержание воды достигает 350 ppm. Установлено, что увеличение фугитивности кислорода от значений буфера Ni-NiO (NNO) до значений буфера Fe2O3-Fe3O4 (HM), а также концентрации NaCl во флюиде с 0 до 9 мас.% слабо влияют на растворимость воды в оливине либо не влияют вовсе. Сделан вывод, что из-за низкой растворимости воды в оливине сразу после полной дегидратации серпентинизированных перидотитов на глубинах ~150-200 км эффективность транспорта воды в мантию слэбами при температурных режимах промежуточной и горячей субдукции должна резко падать. В таких условиях в слэбах высвобождается значительный объем водного флюида, который может участвовать в генерации глубинных магм и мантийном метасоматозе.

This study experimentally investigates the patterns of hydrogenation of olivine crystals by an aqueous fluid in equilibrium with olivine and orthopyroxene at a pressure of 5.5 GPa and temperatures of 850, 940, 1030, and 1100 °C. It is shown that at P-T parameters characteristic of slabs and the portion of the mantle wedge mechanically coupled to slabs under the thermal regimes of warm and hot subduction, the interaction of the aqueous fluid with olivine is largely controlled by the concentration of pre-existing silicon vacancies in olivine crystal structure. As a result, at a temperature of 850 °C, the concentration of OH defects related to Si vacancies increases noticeably relative to the initial value; however, calculated as H2O, it does not exceed 110 ppm. At 1030 °C, no new Si vacancies are formed, and the water content in olivine remains at the same level as after experiments at lower temperatures. The formation of Si vacancies and their protonation during olivine recrystallization in an aqueous fluid are recorded only at 1100 °C, near the peridotite solidus. In newly formed olivine, the water content reaches 350 ppm. It has been established that an increase in oxygen fugacity from the values of the Ni-NiO (NNO) buffer to those of the Fe2O3-Fe3O4 (HM) buffer, as well as an increase in NaCl concentration in the fluid from 0 to 9 wt.%, have little or no effect on the solubility of water in olivine. It is concluded that due to the low solubility of water in olivine immediately following the complete dehydration of serpentinized peridotites at depths of ~150-200 km, the efficiency of water transport into the mantle by slabs under the thermal regimes of warm and hot subduction must decrease sharply. Under such conditions, a significant volume of aqueous fluid is released within the slabs, which can participate in the generation of deep magmas and mantle metasomatism.