Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Rambler's Top100

Rambler's Top100

Поиск по журналу

Геология и геофизика

2015 год, номер 1-2

1.
ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИСОМ И ГЛУБИННЫМ ЦИКЛОМ УГЛЕРОДА

Н.В. Соболев1,3, Н.Л. Добрецов2,3, Э. Отани1,4, Л. Тэйлор5, Г.П. Шертл6, Ю.Н. Пальянов1,3, К.Д. Литасов1,3
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
3Новосибирский государственный университет 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
4Department of Earth Science, Tohoku University, 980-8578, Sendai, Japan
5Planetary Geosciences Institute, University of Tennessee, Knoxville, USA
6Institute of Geology, Mineralogy and Geophysics, Ruhr University, 44780, Bohum, Germany
Ключевые слова: Мантия, ядро, субдукция, магматизм, высокие давления и температуры, эксперимент, перидотит, эклогит, алмаз, углерод
Страницы: 5-20

Аннотация >>
Представлен аналитический обзор основных результатов и тенденций по программе «Глубинный цикл углерода». В первом разделе рассматриваются проблемы, связанные с зонами субдукции с упором на геолого-геофизические данные по Камчатке и Кокчетавской палеосубдукционной зоне. Экспериментальным исследованиям в широком диапазоне давлений посвящен раздел «Кристаллогенезис и экспериментальная минералогия». С алмазной тематикой связаны статьи, объединенные в разделы «Кристаллогенезис алмаза» и «Алмаз и кимберлитовый магматизм» на примере Якутской алмазоносной провинции.

DOI: 10.15372/GiG20150101
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
ЗНАЧЕНИЕ ГЕОЛОГИИ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПЕТРОЛОГИИ И СЕЙСМОТОМОГРАФИИ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ СУБДУКЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

Н.Л. Добрецов1,2, И.Ю. Кулаков1,2, К.Д. Литасов3,2, Е.В. Кукарина1,2
1Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
3Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
Ключевые слова: Субдукция, вулканы, состав лав, миграция расплавов и флюидов, фазовые переходы, дегидратация, сейсмичность, Камчатка, Кокчетав
Страницы: 21-55
Подраздел: ГЕОЛОГИЯ И ГЛУБИННЫЙ ЦИКЛ УГЛЕРОДА

Аннотация >>
Представлен обзор имеющихся знаний о процессах субдукции, полученных методами геологии, петрологии и сейсмологии. Показана роль каждого из направлений в изучении зон субдукции, их сильные и слабые стороны. На основе анализа результатов многомасштабных томографических исследований делается предположение о многоуровневой системе миграции флюидов и расплавов над погружающимся слэбом. В работе приводятся возможные физико-химические сценарии эволюции глубинных источников вулканизма с учетом широкого круга геологических и геофизических данных. Рассмотрены два ключевых объекта. Первый — Камчатка и Япония, представляющие собой современную зону субдукции, которая активно изучается различными геолого-геофизическими методами. Исследования Камчатки и Японии подтверждают определяющую роль выплавления андезитов при субдукции океанической коры, а также сложность построения модели с независимой миграцией расплавов и флюидов. На примере Камчатки уточнена роль промежуточных камер на глубине 50–80 и около 30 км и показано значение малоглубинных камер как этапов подготовки к извержению. Второй объект — Кокчетавский массив, который представляет собой вынесенный на поверхность фрагмент древней зоны субдукции. Эксгумация пород, претерпевших субдукцию, дает возможность напрямую исследовать состав и возраст расплавов, сопутствовавших субдукции на протяжении всей жизни процесса.

DOI: 10.15372/GiG20150102
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ, ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НЕФТЯНОЙ ПЛОЩАДКИ КАЛЬДЕРЫ УЗОН (Камчатка)

Н.Л. Добрецов1,2, Е.В. Лазарева3, С.М. Жмодик3,2, А.В. Брянская4, В.В. Морозова5, Н.В. Тикунова5, С.Е. Пельтек4, Г.А. Карпов6, О.П. Таран7, О.Л. Огородникова7, И.С. Кириченко3, А.С. Розанов4, И. Бабкин5, О.В. Шуваева8, Е.П. Чебыкин9
1Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
3Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
4Институт цитологии и генетики СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 10, Россия
5Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 8, Россия
6Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, 683006, Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9, Россия
7Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 5, Россия
8Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 3, Россия
9Лимнологический институт СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3, Россия
Ключевые слова: Гидротермальная нефть, кальдера Узон, гидрогеохимия, археи
Страницы: 56-88
Подраздел: ГЕОЛОГИЯ И ГЛУБИННЫЙ ЦИКЛ УГЛЕРОДА

Аннотация >>
Охарактеризованы геологические, геохимические и микробиологические особенности нефти и участка гидротермального нефтепроявления кальдеры Узон. Методом ICP–MS определено содержание широкого спектра элементов в узонской нефти, нефтяных растворах и гидротермах. Основные термальные проявления кальдеры Узон контролируются тремя направлениями разрывных нарушений, главным из которых является субширотная магмопроводящая зона между вулканами Кихпиныч и Тауншиц, насыщенная округлыми каналами просачивания растворов. Нефтяная площадка расположена на периферии горячего участка Восточного термального поля, характеризующегося наиболее высокой парогазовой активностью. На диаграмме Eh–pH точки, отражающие состав растворов кальдеры Узон, образуют области и тренды, хорошо сопоставляющиеся с границами устойчивости форм серы и железа. В пределах Нефтяной площадки установлен значительный разброс температуры и Eh-pH параметров поровых растворов. Геохимические особенности растворов Нефтяной площадки в целом близки к другим растворам кальдеры Узон. Различия заключаются в соотношениях сульфид-иона и сульфат-иона, которые возникают при смешении растворов натриево-хлоридного состава, приходящих из глубины и формирующихся при окислении сульфидсодержащего вещества. Содержания S, As и Hg в нефти Узона превышают средние содержания в земной коре. Геохимические особенности нефти и растворов характеризуются близкими содержаниями B, S, Cl, As, Se, Br, Cd, I, Hg и Pb. Концентрации Ti, V, Cr, Co, Ni, Cu, Cd, Nb, Sn в нефти и растворе различаются наиболее сильно. В пробах вещества из источников и закопушек Восточного термального поля методами 16S рРНК библиотек и пиросеквенирования определен состав архей. Их доля в исследованных микробных сообществах кальдеры Узон различна — от 2 до более 70 % от общего числа выявленных последовательностей. Во всех пробах, кроме одной, присутствует в значительном количестве тип Crenarchaeota . В четырех пробах большим числом последовательностей представлен тип Euryarchaeota, к которому относятся метанобразующие археи, экстремальные галофилы и некоторые экстремальные термофилы. Комплекс проведенных геологических, минералого-геохимических, микробиологических и физико-химических исследований нефтяных проявлений в кальдере Узон свидетельствует о характерных отличительных особенностях нефти и сложности ее формирования.

DOI: 10.15372/GiG20150103
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
СТРУКТУРНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ, СОСТАВ И ГЕОДИНАМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА АЛМАЗОНОСНЫХ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД КОКЧЕТАВСКОЙ СУБДУКЦИОННО–КОЛЛИЗИОННОЙ ЗОНЫ ЦЕНТРАЛЬНО–АЗИАТСКОГО СКЛАДЧАТОГО ПОЯСА (Северный Казахстан)

М.М. Буслов1,2, Н.Л. Добрецов3,2, Г.М. Вовна4, В.И. Киселев4
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
3Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
4Дальневосточный геологический институт ДВО РАН, 690022, Владивосток, просп. 100 лет Владивостоку, 159, Россия
Ключевые слова: Субдукция, коллизия, алмазоносные известково-силикатные породы, эклогиты, протолиты, олистострома, эксгумация, надвиги, тектонические покровы, геохронология, геохимия, Кокчетавский микроконтинент
Страницы: 89-109
Подраздел: ГЕОЛОГИЯ И ГЛУБИННЫЙ ЦИКЛ УГЛЕРОДА

Аннотация >>
Приведены данные по различным аспектам геологии, минералогии, петрологии, геохимии и геохронологии алмазосодержащих метаморфических пород Кумдыкольского террейна, указывающие на сопоставимость их протолита с осадочными породами Кокчетавского микроконтинента. Структурное положение изученных объектов в составе аккреционно-коллизионной зоны свидетельствует, что субдукция Кокчетавского микроконтинента под венд-кембрийскую Ишимско-Селетинскую островную дугу является главным механизмом транспортировки графитосодержащих терригенно-карбонатных пород до условий превращения их в алмазоносные метаморфические породы. Осадочные породы Кокчетавского микроконтинента, обогащенные графитом, сульфидами и карбонатами железа, являются той средой, которая содержит все необходимые компоненты для кристаллизации алмазов в глубинных условиях зоны субдукции, что хорошо согласуется с данными экспериментов и составов флюидно-расплавных включений в минералах алмазоносных пород.

DOI: 10.15372/GiG20150104
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
КАРБОНАТИТОВЫЙ, СИЛИКАТНЫЙ И СУЛЬФИДНЫЙ РАСПЛАВЫ: ГЕТЕРОГЕННОСТЬ МИНЕРАЛООБРАЗУЮЩЕЙ СРЕДЫ В ПОРОДАХ СВЕРХВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ КОКЧЕТАВСКОГО МАССИВА

А.О. Михно1,2, А.В. Корсаков1,2
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
Ключевые слова: Частичное плавление, метаморфизм сверхвысоких давлений, карбонатитовый расплав, силикатный расплав, сульфидный расплав, Кокчетавский массив
Страницы: 110-132
Подраздел: ГЕОЛОГИЯ И ГЛУБИННЫЙ ЦИКЛ УГЛЕРОДА

Аннотация >>
Приводятся данные о существовании карбонатитового, силикатного и сульфидного расплавов и их несмесимости на различных этапах метаморфизма пород сверхвысоких давлений Кокчетавского массива (Северный Казахстан). Диагностированные нами полифазные силикатные, силикатно-карбонатные и сульфидные включения рассматриваются в данной работе как продукты раскристаллизации высокобарических расплавов. Находки реакционных симплектитовых структур гранат-калишпат-алланит-кальцит во включениях в гранате и идентичные структуры вокруг граната позволяют связывать их образование с кристаллизацией карбонатитового расплава. Предполагается, что плавление карбонатов произошло благодаря наличию свободной флюидной фазы (преимущественно Н2О) и/или повышенному содержанию щелочей в системе. Совместное нахождение карбонатных и силикатных включений свидетельствует о разрыве смесимости между карбонатитовым и силикатным расплавами. Находки калиевого кимрита в полифазных включениях позволяют оценить минимальные давления захвата силикатного расплава ~4.5 ГПа. Максимальные давления захвата этих включений отвечают 6–7 ГПа при температуре 1000–1100 °С и соответствуют пику метаморфизма пород Кокчетавского массива. Вероятнее всего, область несмесимости карбонатитового и силикатного расплавов наблюдается при РТ–параметрах 4.5–7 ГПа и 950–1100 °С, при этом в карбонатитовом расплаве может растворяться до 18 мас. % SiO2, а в силикатном расплаве до 4.5 об. % СаСО3.

DOI: 10.15372/GiG20150105
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ МИКРОСКОПИЯ ИЗВЕСТКОВО–СИЛИКАТНЫХ ПОРОД СВЕРХВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ КОКЧЕТАВСКОГО МАССИВА: ЧТО МЫ МОЖЕМ УЗНАТЬ НОВОГО О СИЛИКАТАХ, УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ МИНЕРАЛАХ И АЛМАЗАХ?

Г.П. Шертл1, Р. Нойзер1, А.М. Логвинова2,3, Р. Вирт4, Н.В. Соболев2,3
1Ruhr-University Bohum, Institute of Geology, Mineralogy and Geophysics, 44780, Bochum, Germany
2Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
3Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
4Geoforschung zentrum Potsdam, Germany
Ключевые слова: Алмаз, гранат, пироксен, K-амфибол, сапфирин, корунд, метаморфизм сверхвысоких давлений, катодолюминесценция, Кокчетавский массив
Страницы: 133-148
Подраздел: ГЕОЛОГИЯ И ГЛУБИННЫЙ ЦИКЛ УГЛЕРОДА

Аннотация >>
Выполнено комплексное исследование одного из ключевых образцов известково-силикатной породы сложного состава, относящейся к серии метаморфических пород сверхвысоких давлений Кокчетавского массива. Исследование серии новых шлифов осуществлялось с помощью катодолюминесцентной микроскопии, электронно-зондового микроанализа и просвечивающей/аналитической электронной микроскопии. Полученные результаты подтвердили присутствие микроалмазов и индикаторных признаков сверхвысоких давлений (К в клинопироксене) для семи из восьми выделенных ранее прослоев образца. Только в одном прослое с парагенезисом, в который включены форстерит, Ti-клиногумит, доломит, люминесцирующий гранат (Mg# = 86-95), клинопироксен без примеси калия и перовскита, алмазы не установлены. Симплектитовые каймы, замещающие гранат данного прослоя, представлены шпинелью, прорастающей авгитовый клинопироксен с редкой примесью сапфирина и корунда, в них отсутствуют водосодержащие минералы. В алмазсодержащих прослоях (1, 2а) и (4-8) гранаты (Mg# = 81-83) и (Mg# =38-53) соответственно не проявляют люминесценции. Они вместе с К-cодержащими клинопироксенами находятся в Mg-кальцитовом матриксе. Отличительной чертой симплектитовых кайм является обилие выделений корунда, часто иглоподобных, и сапфирина в матриксе авгитового пироксена с незначительной примесью шпинели. Характерно присутствие в симплектитовых каймах высокомагнезиальных флогопита и К-амфибола, причем последний впервые установлен в метаморфических породах вообще. Различная роль водосодержащих минералов на ранних стадиях регрессивного метаморфизма для разных прослоев отражает подвижность флюидов даже в пределах отдельно взятого образца.

DOI: 10.15372/GiG20150106
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
ФАЗОВЫЕ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ В КАРБОНАТНЫХ СИСТЕМАХ ПРИ PT ПАРАМЕТРАХ ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ: ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

А.Ф. Шацкий1,2, К.Д. Литасов1,2, Ю.Н. Пальянов1,2
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
Ключевые слова: Карбонат, карбонатит, частичное плавление карбонатизированной мантии, эксперименты при высоких давлениях и температурах
Страницы: 149-187
Подраздел: КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ

Аннотация >>
Приводится анализ экспериментальных данных по фазовым взаимоотношениям в карбонатных системах. В первом разделе рассмотрены P-T диаграммы состояния простых карбонатов: MgCO 3, CaCO 3, FeCO 3, BaCO 3, SrCO 3, K 2CO 3 и Na 2CO 3. Во втором разделе рассмотрены T-X диаграммы состояния бинарных и тройных систем: CaCO 3-MgCO 3, CaCO 3-FeCO 3, CaCO 3-FeCO 3-MgCO 3, BaCO 3-СаCO 3, SrCO 3-СаCO 3, BaCO 3-SrCO 3, CaCO 3-MgCO 3-BaCO 3, CaCO 3-MgCO 3-SrCO 3, BaCO 3-CaCO 3-SrCO 3, BaCO 3-MgCO 3-SrCO 3, Na 2CO 3-CaCO 3, K 2CO 3-CaCO 3, K 2CO 3-Na 2CO 3, Na 2CO 3-K 2CO 3-CaCO 3 и K 2CO 3-MgCO 3 при давлениях до 3.5 ГПа. В третьем разделе приведены T-X диаграммы состояния в системах MgCO 3-FeCO 3, MgCO 3-CaCO 3, CaCO 3-FeCO 3, MgCO 3-FeCO 3-CaCO 3, K 2CO 3-MgCO 3, Na 2CO 3-MgCO 3, K 2CO 3-FeCO 3, Na 2CO 3-FeCO 3, K 2CO 3-CaCO 3, Na 2CO 3-CaCO 3, K 2CO 3-FeCO 3-MgCO 3, Na 2CO 3-FeCO 3-MgCO 3, K 2CO 3-CaCO 3-MgCO 3 и Na 2CO 3-CaCO 3-MgCO 3 при 6 ГПа. В заключительной главе обсуждаются температуры образования и особенности состава карбонатных расплавов в верхней мантии и перспективы дальнейших исследований фазовых взаимоотношений в карбонатных системах при высоких давлениях и температурах.

DOI: 10.15372/GiG20150107
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
РОЛЬ ПОРОД, СОДЕРЖАЩИХ САМОРОДНОЕ ЖЕЛЕЗО, В ОБРАЗОВАНИИ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КАРБОНАТНО–СИЛИКАТНЫХ РАСПЛАВОВ: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ РТ–ПАРАМЕТРАХ ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ

Ю.В. Баталева1, Ю.Н. Пальянов1,2, А.Г. Сокол1, Ю.М. Борздов1, О.А. Баюков3
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
3Институт физики им. В.Л. Киренского СО РАН, 660036, Красноярск, Академгородок 50, стр. 38, Россия
Ключевые слова: Карбонатно-силикатный расплав, графит, CO -флюид, карбид железа, гранат, редокс-градиент, высокобарический эксперимент
Страницы: 188-203
Подраздел: КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ

Аннотация >>
Экспериментальное моделирование процессов образования железистых карбонатно-силикатных расплавов при взаимодействии карбонат-оксид-металл проведено в системе (Mg,Ca)CO 3-SiO 2-Al 2O 3-Fe 0 при давлениях 6.3 и 7.5 ГПа, в интервале температур 1150-1650 °С, на беспрессовом многопуансонном аппарате высокого давления типа «разрезная сфера» (БАРС). В субсолидусной области (1150-1450 °С) параллельно реализуются реакции декарбонатизации с образованием пироп-альмандина (Fe# = 0.40-0.75) и CO 2-флюида, а также редокс-взаимодействия карбоната и Fe 0, приводящие к кристаллизации карбида железа в ассоциации с магнезиовюститом (Fe# = 0.75-0.85). Установлено, что образование графита происходит при восстановлении карбоната или CO 2-флюида карбидом железа и в ходе редокс-взаимодействия магнезиовюстит + CO 2, в результате чего в ассоциации с графитом кристаллизуется Fe 3+-содержащий магнезиовюстит. В интервале 1450-1650 °С установлена генерация карбонатно-силикатных расплавов, сосуществующих с пироп-альмандином, магнезиовюститом, магнетитом, феррошпинелью и графитом. Состав полученных расплавов характеризуется концентрацией SiO 2 ≈ 10-15 мас. %, валовым содержанием оксидов железа 36-43 мас. % и значениями Fe 3+/∑Fe ≈ 0.18-0.23. Эти обогащенные Fe 3+ карбонатно-силикатные расплавы/флюиды насыщены углеродом и являются средой кристаллизации графита. Оксидные и силикатные фазы (альмандин, феррошпинель, магнетит), сосуществующие с графитом, также характеризуются очень высокими величинами Fe 3+/∑Fe. Установлено, что обогащенные Fe 3+ карбонатно-силикатные расплавы могут возникать при взаимодействии Fe 0-содержащих пород с карбонатизированными породами. В условиях восстановленной мантии (в присутствии карбидов или оксидов железа) расплавы подобного состава могут являться одновременно источником углерода и средой кристаллизации графита. После отделения и подъема эти железистые карбонатно-силикатные расплавы могут быть потенциальными агентами окислительного метасоматоза в условиях литосферной мантии.

DOI: 10.15372/GiG20150108
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ГИРВАСИТА NaCa2Mg3(PO4)3(CO3)(H2O)6 – СЛОЖНОГО ВОДНОГО ФОСФАТ–КАРБОНАТА С ЭЛЕКТРОНЕЙТРАЛЬНЫМИ ГЕТЕРОПОЛИЭДРИЧЕСКИМИ СЛОЯМИ

С.В. Кривовичев1,2, А.П. Чернятьева1, С.Н. Бритвин1,2, В.Н. Яковенчук2
1Санкт-Петербургский государственный университет, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9, Россия
2КНЦ РАН, 184200, Апатиты, Мурманская область, ул. Ферсмана, 14, Россия
Ключевые слова: Гирвасит, кристаллическая структура, фосфат-карбонат, комплексообразование, структурная сложность, Кольский полуостров
Страницы: 204-213
Подраздел: КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ

Аннотация >>
Кристаллическая структура гирвасита NaCa 2Mg 3(PO 4) 3(CO 3)(H 2O) 6 уточнена на основе рентген-дифракционных данных, собранных при 173 K, что позволило уточнить кристаллохимическую формулу минерала. Минерал моноклинный, P 2 1/ c , a = 6.4784(2), b = 12.2313(3), с = 21.3494(6) Å, β = 89.624(2)°, V = 1691.67(8) Å 3 (при 173 K), Z = 4, R 1 = 0.037 для 6471 независимого рефлекса. Кристаллическая структура гирвасита содержит три позиции Mg, две позиции Ca и одну позицию Na. Атомы Mg октаэдрически координированы атомами O и молекулами H 2O. Позиции Ca координированы восемью анионами, тогда как координационное число Na равно семи. Основу кристаллической структуры составляют гетерополиэдрические слои, образованные полимеризацией октаэдров Mg, тетраэдров PO 4 и групп CO 3. Слои состоят из фундаментальных блоков, образованных двумя Mg-октаэдрами, формирующими димерные комплексы, декорированные тремя тетраэдрами PO 4 и связанные с октаэдрами MgO 6, делящими ребро с карбонатными треугольниками. Фундаментальные блоки полимеризуются с образованием цепочек, вытянутых вдоль оси a . Цепочки, в свою очередь, связаны в гетерополиэдрические слои, заполненные катионами Ca 2+ и Na + и молекулами H 2O с образованием электронейтральных слоев, параллельных плоскости (001). Соседние слои связаны друг с другом посредством сложной системы водородных связей. Интересным аспектом структуры является бидентантная координация атома Mg2 группой CO 3. Валентный угол O14-Mg2-O16 сокращается от 90° (ожидаемая величина для правильного октаэдра) до 60.46°, тогда как угол O14-C-O16 сокращается от 120° до 115.92°. Гирвасит является наиболее структурно-сложным минералом среди известных на сегодняшний день природных фосфат-карбонатов. Его высокая структурная сложность является следствием сложного химического состава и высокой степени гидратации, что связано с образованием минерала при специфических геохимических и термодинамических условиях (низкотемпературные и низкобарические взаимодействия фосфатных растворов с первичными доломитовыми карбонатитами).

DOI: 10.15372/GiG20150109
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
ПЕРВОПРИНЦИПНЫЕ РАСЧЕТЫ УРАВНЕНИЙ СОСТОЯНИЯ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СТАБИЛЬНОСТИ КАРБИДОВ ЖЕЛЕЗА ПРИ ДАВЛЕНИЯХ ЯДРА ЗЕМЛИ

К.Д. Литасов1,2, З.И. Попов3, П.Н. Гаврюшкин1,2, С.Г. Овчинников3,4, А.С. Федоров3,4
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
3Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН, 660036, Красноярск, Академгородок, 50, стр. 38, Россия
4Сибирский федеральный университет, 660041, Красноярск, просп. Свободный, 79, Россия
Ключевые слова: Карбид железа, ядро Земли, первопринципные расчеты (или квантово-химический), плотность, модуль сжатия, магнитный момент
Страницы: 214-223
Подраздел: КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ

Аннотация >>
Недавние экспериментальные исследования показали предпочтительную устойчивость Fe 3C при параметрах ядра Земли по отношению к Fe 7C 3. Теоретический расчет при 0 К, в свою очередь, показывает возможную стабильность карбида Fe 2C при давлениях ядра Земли. В связи с этим было проведено теоретическое моделирование карбидов железа при давлениях до 500 ГПа. Установлены давления магнитных переходов и энергетически устойчивые фазы при 0 К. Для карбидов Fe 7C 3 и Fe 3C параметры магнитных переходов согласуются с предыдущими данными. Фазовый переход в карбиде Fe 2C от пространственной группы Pnnm к Pnma определен при давлении 28 ГПа. Выше давления 100 ГПа у Fe 2C будет наблюдаться исчезновение магнитного момента. При допущении, что углерод является единственным легким элементом в системе, данные первопринципных расчетов показывают содержание углерода 2.7-2.9 и 2.0-2.2 мас. % при 5000 и 7000 К соответственно на границе внутреннего ядра.

DOI: 10.15372/GiG20150110
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ФОРСТЕРИТА, ВАДСЛЕИТА, РИНГВУДИТА, АКИМОТОИТА, MGSIO3–ПЕРОВСКИТА И ПОСТПЕРОВСКИТА И ФАЗОВАЯ ДИАГРАММА СИСТЕМЫ Mg2SiO4 ПРИ ДАВЛЕНИЯХ ДО 130 ГПа

П.И. Дорогокупец1, А.М. Дымшиц2,3, Т.С. Соколова1, Б.С. Данилов1, К.Д. Литасов2,3
1Институт земной коры СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия
2Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
3Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
Ключевые слова: Уравнения состояния, энергия Гиббса, форстерит, вадслеит, рингвудит, MgSiO -перовскит, акимотоит, MgSiO -постперовскит, периклаз
Страницы: 224-246
Подраздел: КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ

Аннотация >>
Путем совместного анализа существующих экспериментальных измерений изобарной теплоемкости, модулей сжатия, термического расширения в зависимости от температуры при атмосферном давлении, а также объема на комнатной изотерме и при повышенных температурах построены уравнения состояния форстерита, вадслеита, рингвудита, MgSiO 3-перовскита, акимотоита и MgSiO 3-постперовскита. В качестве термодинамической модели были использованы модифицированные уравнения состояния на основе свободной энергии Гельмгольца. Полученные уравнения состояния позволяют рассчитать любые термодинамические функции рассматриваемых минералов в зависимости от температуры и объема или от температуры и давления. По реперным экспериментальным точкам определена разница в энергии Гиббса между этими фазами и построена фазовая диаграмма в системе MgSiO 3-MgO. На основании фазовых переходов были интерпретированы сейсмические границы Земли на глубинах 410 и 520 км, а также в области зоны D″ . Под вопросом остается глобальный раздел верхней и нижней мантии на границе 660 км, который плохо согласуется с экспериментальными и расчетными данными по диссоциации рингвудита на перовскит и периклаз.

DOI: 10.15372/GiG20150111
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
СКОРОСТИ ЗВУКОВЫХ ВОЛН, ИЗМЕРЕННЫЕ МЕТОДОМ НЕУПРУГОГО РАССЕЯНИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ И ТЕМПЕРАТУРАХ В АЛМАЗНОЙ ЯЧЕЙКЕ С РЕЗИСТИВНЫМ НАГРЕВОМ

Э. Отани1,2, К. Мибе3, Т. Сакамаки1, С. Камада1, С. Такахаси1, Х. Фукуи4, С. Цуцуи5, А. Барон6
1Department of Earth Science, Graduate school of Science, Tohoku University, Sendai 980-8578, Japan
2Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
3Earthquake Research Institute, University of Tokyo, Tokyo 113-0032, Japan
4Graduate School of Material Science, University of Hyogo, Hyogo 678-1297, Japan
5Research and Utilization Division, SPring-8/JASRI, Sayo, Hyogo, 679-5198, Japan
6Materials Dynamics Laboratory, RIKEN SPring-8 Center, RIKEN, Sayo, Hyogo, 679-5148, Japan
Ключевые слова: Скорость звука, железо, высокие давления и температуры, внутреннее ядро, неупругое рассеяние рентгеновских лучей, алмазная ячейка, резистивный нагрев
Страницы: 247-253
Подраздел: КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ

Аннотация >>
Скорости прохождения звуковых волн в hcp-Fe определены методом неупругого рассеяния рентгеновских лучей с высоким разрешением одновременно с рентгенодифракционным анализом в алмазной ячейке с резистивным нагревом при давлениях до 174 ГПа и 298 K, а также при давлениях до 88 ГПа и 700 K и до 62.5 ГПа и 1000 K. Данные, полученные при 298 K и при высокой температуре, свидетельствуют о линейной зависимости плотности железа от температуры, расширяя диапазон действия закона Бёрча относительно предыдущих работ. Сравнение полученных данных с моделью PREM показывает, что состав ядра может отличаться от традиционной модели с легкими элементами, т.е. включать тяжелые элементы. В качестве альтернативной гипотезы можно предположить изменение линейной зависимости плотности от давления при температурах 1000 K, что требует дальнейшей экспериментальной проверки.

DOI: 10.15372/GiG20150112
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
УСЛОВИЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ АЛМАЗА В КИМБЕРЛИТОВОМ РАСПЛАВЕ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ

Ю.Н. Пальянов1,2, А.Г. Сокол1,2, А.Ф. Хохряков1,2, А.Н. Крук1,2
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
2Новосибирский государственный университет
Ключевые слова: Образование алмаза, кимберлитовый расплав, НР-НТ эксперимент
Страницы: 254-272
Подраздел: КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС АЛМАЗА

Аннотация >>
Экспериментальные исследования по кристаллизации алмаза в кимберлитовом расплаве проведены на многопуансонной аппаратуре высокого давления «разрезная сфера» при давлении 6.3 ГПа в интервале температур 1300-1570 °С и при давлении 7.5 ГПа в интервале температур 1450-1570 °С, длительностью 40 ч. В качестве исходных составов был использован кимберлит I группы из тр. Удачная-Восточная и синтетическая мультикомпонентная смесь, моделирующая усредненный состав кимберлитов II группы. Экспериментально установлено, что рост кристаллов на затравках в кимберлитовом расплаве, равновесном с оливином, пироксеном и гранатом, реализуется, начиная с температуры 1400 °С при 7.5 ГПа и 1520 °С при 6.3 ГПа. Для нуклеации алмаза требуются более высокие Р - Т параметры: 1570 °C и 7.5 ГПа. По данным экспериментов, производные кимберлитовых расплавов, обогащенные щелочами и обедненные силикатными компонентами, обеспечивают рост и нуклеацию алмаза при меньших Р - Т параметрах, составляющих 1400 °С при 7.5 ГПа и 1520 °С при 6.3 ГПа. Полученные результаты позволяют утверждать, что основными факторами, контролирующими алмазообразующие процессы в кимберлитовых расплавах и их производных, являются температура, давление и состав среды кристаллизации.

DOI: 10.15372/GiG20150113
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


14.
ТЕРМОУПРУГИЕ СВОЙСТВА АЛМАЗА И ИХ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СИСТЕМ АЛМАЗ–ВКЛЮЧЕНИЕ

Р.Д. Эднжел1, М. Альваро1, Ф. Нестола1, М.Л. Маццучелли2
1Department of Geosciences, University of Padua, Via G. Gradenigo, 6, Padua, 35131, Italy
2Department of Earth and Environmental Sciences, University of Pavia, Via A. Ferrata, 1, Pavia, 27100, Italy
Ключевые слова: Алмаз, уравнения состояния, сжимаемость, термическое расширение, высокое давление, высокая температура
Страницы: 273-285
Подраздел: КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС АЛМАЗА

Аннотация >>
Условия образования алмаза могут быть определены по остаточному давлению во включениях, захваченных в алмазе, измеренному при обычных условиях, и уравнениям состояния (УС) минерального включения и алмаза-хозяина. Таким образом, параметры УС алмаза и фазы включения, имеют решающее значение для определения точности и достоверности расчета условий формирования алмазов. Вопросы, которые мы затрагиваем в работе, - как точны расчеты и, в частности, знаем ли мы параметры УС алмаза с точностью и аккуратностью, которые не вносят существенного вклада в неопределенности в геологических выводах из этих расчетов? Мы представляем обзор самых последних данных по сжатию, моделированию и прямых измерений упругих свойств алмаза и показываем, что они согласуются с объемным модулем упругости K 0 T = 444 (2) ГПа при комнатной температуре и производной по давлению K′ = 4.0. В сочетании с моделью теплового давления (a V 300,0 = 2.672(3)·10 -6 K -1, температура Эйнштейна θ E = 1500 К) изменение объема алмаза от комнатных условий до давлений и температур, превышающих значения для переходной зоны Земли, описывается в пределах неопределенностей, присущих как экспериментальным, так и расчетным определениям. На примере включений оливина в алмазе эти неопределенности в параметрах УС алмазов приводят к неточностям в давлениях захвата не более 0.001 ГПа при низких температурах и 0.008 ГПа при более высоких температурах.

DOI: 10.15372/GiG20150114
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


15.
КОЭФФИЦИЕНТЫ МЕЖФАЗОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕДКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В КАРБОНАТНО–СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИНСКИХ СРЕДАХ АЛМАЗОВ И ПАРАГЕННЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ (эксперимент при 7.08.5 ГПа)

А.В. Кузюра1, Ю.А. Литвин1, Т. Джеффрис2
1Институт экспериментальной минералогии РАН, 142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 4, Россия
2Science Facilities Department, Natural History Museum, Cromwell Road, London, SW7 5BD, Great Britain
Ключевые слова: Редкие элементы, карбонатно-силикатная система, генезис алмаза, очаг алмазообразования, эксперимент
Страницы: 286-299
Подраздел: КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС АЛМАЗА

Аннотация >>
Экспериментально определены коэффициенты межфазового распределения K р РЭ представительного набора редких элементов (РЭ) в частично расплавленной перидотит-эклогит-карбонатитовой алмазообразующей системе при 7.0-8.5 ГПа. Данные свидетельствуют, что распределение редких элементов практически не зависит от состава расплава, при этом тяжелые редкоземельные элементы концентрируются преимущественно в гранате. Основываясь на концентрации редких элементов в минералах перидотитового и эклогитового перагенезисов во включениях в алмазах, с одной стороны, и экспериментально определенных K р РЭ, с другой, - рассчитаны модельные концентрации РЭ в природных алмазообразующих карбонатитовых расплавах мантийных очагов. В результате обнаруживается, что основной вклад РЭ в материнские среды связан с компонентами мантийных перидотитов, при этом материнские среды обеднены средними (Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd) и тяжелыми (Tb, Dy, Ho, Er, Yb, Lu, Hf) редкими элементами по сравнению с примитивным перидотитом. Повышенное содержание Sr, Nb, Ce в полностью смесимых карбонатно-силикатных расплавах можно связать с участием метасоматического агента в формировании очагов алмазообразующих карбонатитовых магм.

DOI: 10.15372/GiG20150115
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


16.
ТИПОМОРФНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВКЛЮЧЕНИЙ ГРАФИТА В АЛМАЗЕ: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ

А.Ф. Хохряков1,2, Д.В. Нечаев1
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
Ключевые слова: Алмаз, включения графита, типоморфные признаки, эксперимент
Страницы: 300-307
Подраздел: КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС АЛМАЗА

Аннотация >>
Для выяснения особенностей протогенетических включений графита в природном алмазе изучены кристаллы алмаза с включениями графита, полученные в экспериментах по моделированию природного алмазообразования в хлоридных и карбонатных системах при мантийных Р - Т параметрах. Установлено, что включения как исходного графита, так и графита, образующегося при разложении оксалата натрия, формируют в алмазе плотные скопления различных по форме зерен и пластинок графита. При большом количестве включений кристаллы алмаза становятся черными и непрозрачными. Отличительным признаком таких алмазов являются значительное низкочастотное смещение (до 1328 см -1) и уширение (до 6.5 см -1) рамановской линии алмаза, свидетельствующие о высокой величине остаточных деформаций. По материалам предшествующих экспериментальных исследований и результатам, полученным в настоящей работе, обсуждаются отличительные особенности протогенетических, сингенетических и эпигенетических включений графита в алмазе и возможность использования этих особенностей в качестве типоморфных признаков при исследовании природных алмазов и реконструкции их генезиса.

DOI: 10.15372/GiG20150116
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


17.
ИЗОТОПНОЕ ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ УГЛЕРОДА ПРИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ АЛМАЗА В МОДЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

В.Н. Реутский1, Ю.Н. Пальянов1,2, Ю.М. Борздов1, А.Г. Сокол1
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
Ключевые слова: Алмаз, изотопы углерода, фракционирование, эксперимент, высокие давления, фугитивность кислорода
Страницы: 308-315
Подраздел: КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС АЛМАЗА

Аннотация >>
Системные экспериментальные исследования фракционирования изотопов углерода при кристаллизации алмаза в модельных системах в области буферов IW и ССО позволили установить эффективные коэффициенты разделения изотопов углерода между алмазом и средой кристаллизации. В системах Fe(Ni,Co)-C около буфера IW при 5.5 ГПа и 1400-1500 °С алмаз тяжелее раствора углерода в расплаве металла на 4.5 ‰. В системе (Na 2CO 3·CO 2)-С около буфера ССО при 7.5 ГПа и 1400-1700 °С алмаз на 2.6 ‰ легче карбонатного флюида. Величины фракционирования близки, но не равны расчетным равновесным значениям и уменьшаются при увеличении скорости кристаллизации алмаза. Учитывая низкую эффективность диффузии изотопов углерода в алмазе, эффективные коэффициенты разделения изотопов углерода, полученные при реальной кристаллизации алмаза, являются наиболее информативными для интерпретации природных данных. На основе результатов экспериментов предложена схема первичной изотопной специализации алмазов. В областях существования металлических расплавов кристаллизуются изотопно-тяжелые алмазы (δ 13C от 0 до -5 ‰ VPDB), а при проявлении изотопного исчерпывания до -10 ‰ VPDB и ниже. В более окисленных областях мантии кристаллизуются изотопно-легкие (δ 13C от -10 до -7 ‰ VPDB) алмазы. Взаимодействие вещества доменов мантии с контрастными окислительно-восстановительными характеристиками обусловливает возникновение широких вариаций изотопного состава углерода алмаза и широкого спектра составов включений в них.

DOI: 10.15372/GiG20150117
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


18.
УСЛОВИЯ ГЕНЕРАЦИИ КИМБЕРЛИТОВЫХ МАГМ: ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

А.Г. Сокол1,2, А.Н. Крук1
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
Ключевые слова: Эксперимент, мантия, кимберлит, метасоматизм, магма, ультращелочные карбонатиты, номинально безводные минералы
Страницы: 316-336
Подраздел: АЛМАЗЫ И КИМБЕРЛИТОВЫЙ МАГМАТИЗМ

Аннотация >>
Выполнен обзор экспериментальных данных, полученных при давлении 5.5-6.5 ГПа и характеризующих условия плавления и мультифазного насыщения систем, моделирующих реконструированные составы первичных кимберлитовых магм. Температуры ликвидуса таких систем существенно превышают максимальные температуры (~1400 °С), типичные для субкратонной литосферной мантии. При этом наблюдается значительное (на 150-200 °С) снижение температуры ликвидуса исследованных составов при уменьшении CO 2/(СO 2 + H 2O). Тугоплавкость систем свидетельствует в пользу вывода об участии дополнительного источника тепла в процессе образования кимберлитовых магм. Вблизи ликвидуса кимберлитоподобных составов границы стабильности отдельных фаз и мультифазного насыщения в целом зависят как от концентрации основных петрогенных компонентов, так и от X CO 2 в стартовом составе. Оливинсодержащая мультифазная ассоциация в основном стабильна вблизи ликвидуса при X CO 2 < 0.5 (здесь и далее - мольном отношении CO 2/(СO 2 + H 2O)). Для таких составов увеличение весового отношения MgO/CaO от 1.8 до > 4.0 приводит к смене равновесных с расплавом ассоциаций: Ol + Grt + + Cpx ® Ol + Grt + Opx + Cpx ® Ol + Grt + Opx. Сопоставление имеющихся экспериментальных данных и результатов реконструкций первичных магм свидетельствует о том, что их потенциальный протолит был существенно или полностью верлитизирован. Для значительной части составов первичных магм с X CO 2 < 0.5 протолитом может быть карбонатизированный гранатсодержащий лерцолит. Генерация части первичных магм с высоким содержанием кальция (MgO/CaO < 2) и X CO 2 < 0.5 возможна из карбонатизированного гранатсодержащего верлита. Метасоматические расплавы/флюиды за счет многостадийного преобразования и окисления (карбонатизации и флогопитизации) протолита, как минимум, на начальном этапе могли обеспечить условия для буферирования фугитивностей CO 2 и H 2O в образующемся кимберлитовом расплаве. На заключительных этапах основным источником воды для этих процессов могли быть номинально безводные минералы, содержащие в своей структуре ОН-дефекты.

DOI: 10.15372/GiG20150118
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


19.
ПАРАГЕНЕЗИС И СЛОЖНАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ ВКРАПЛЕННИКОВ ОЛИВИНА ИЗ НЕИЗМЕНЕННОГО КИМБЕРЛИТА ТРУБКИ УДАЧНАЯ-ВОСТОЧНАЯ (Якутия): СВЯЗЬ С УСЛОВИЯМИ ОБРАЗОВАНИЯ И ЭВОЛЮЦИЕЙ КИМБЕРЛИТА

Н.В. Соболев1,2, А.В. Соболев3,4, А.А. Томиленко5, С.В. Ковязин5, В.Г. Батанова3,4, Д.В. Кузьмин1,2
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
2Новосибирский государственный университет
3Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, 119991, Москва, ул. Косыгина, 19, Россия
4Univ.Grenoble Alpes, ISTerre, F-3804-1 Grenoble, France
5Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
Ключевые слова: Кимберлит, оливин, клинопироксен, пироп, элементы примеси, парагенезис, алмаз
Страницы: 337-360
Подраздел: АЛМАЗЫ И КИМБЕРЛИТОВЫЙ МАГМАТИЗМ

Аннотация >>
Неизмененный магнезиальный оливин (Fo 85-94) является основным минералом блока кимберлита трубки Удачная-Восточная, практически не содержащим серпентина. Он преобладает в ксенолитах перидотитов, а также в качестве включений в алмазах. В кимберлите указанной трубки, так же как и в серии гипабиссальных кимберлитов других регионов земного шара, выделяются два главных типа вкрапленников оливина в соответствии с размерами и морфологией: ксенокристаллы (макрокристаллы) округлой или неправильной формы - оливин I и идиоморфные вкрапленники - оливин II, размеры которых не превышают, как правило, 0.5 мм и очень редко достигают 1 мм. Объектом настоящего исследования явились несколько тысяч образцов оливина из вкрапленников, относимых как к оливину I, так и к оливину II с постепенными переходами между ними. Особое внимание уделялось поискам минеральных включений в оливине и поискам вкрапленников с четко выраженной зональностью. В центральных однородных по составу зонах серии вкрапленников выявлены включения ортопироксена, а также клинопироксена (хромдиопсида и хромомфацита) с широкими вариациями содержаний примесей Na 2O и Cr 2O 3, существенно превышающих ранее установленные и достигающих 6.00 мас. % Na 2O и 4.23 мас. % Cr 2O 3. Убедительным свидетельством высокобарической природы центральных зон вкрапленников оливина является выявление в шести образцах включений пиропа, содержащего от 1.41 до 9.14 мас. % Cr 2O 3 и от 4.64 до 6.61 мас. % СаО и характеризующегося высокой магнезиальностью с Mg# 75.6-83.7, что, несомненно, доказывает высокобарический лерцолитовый парагенезис вкрапленников. Составы центральных зон изученных вкрапленников оливина полностью совпадают по содержанию примесей Ni, Co, Ca, Cr и Mn с составами оливинов из алмазов и ксенолитов перидотитов. Однако значимые отличия наблюдаются в устойчивом повышенном содержании примеси Ti, составляющем 100-300 г/т для абсолютного большинства вкрапленников, включая и те, которые содержат включения пироксена и пиропа.

DOI: 10.15372/GiG20150119
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


20.
ВЗАИМООТНОШЕНИЯ КАРБОНАТИТОВОГО МЕТАСОМАТОЗА ДЕПЛЕТИРОВАННЫХ ПЕРИДОТИТОВ ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ С АЛМАЗООБРАЗОВАНИЕМ И КАРБОНАТИТ–КИМБЕРЛИТОВЫМ МАГМАТИЗМОМ

Н.П. Похиленко1,2, А.М. Агашев1, К.Д. Литасов1,2, Л.Н. Похиленко1
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
Ключевые слова: Мантия, плавление, алмаз, перидотит, кимберлит, карбонатит, эксперимент
Страницы: 361-383
Подраздел: АЛМАЗЫ И КИМБЕРЛИТОВЫЙ МАГМАТИЗМ

Аннотация >>
Исследование минеральных включений в алмазах показывает, что алмазы образовывались на разных уровнях глубин, вплоть до нижней мантии Земли. Однако большинство алмазов, которые выносятся на поверхность кимберлитовой магмой, формируется в литосферной части мантии. Кристаллизация литосферных алмазов U-типа связана с начальными стадиями карбонатитового метасоматоза восстановленных ( f O 2 на уровне буфера железо-вюстит) деплетированных перидотитов корневой части древних платформ. Свидетельства метасоматических событий запечатлены в химическом составе гранатов из перидотитовых ксенолитов и включений в алмазах. Дальнейшее воздействие карбонатитовых расплавов на перидотиты приводит к изменению модального состава пород и исчезновению алмазов за счет окисления породы ( f O 2 становится близким к буферу ССО). Эпизоды силикатного метасоматоза деплетированных перидотитов (базанитоподобными расплавами) не связаны с алмазообразованием, однако могут иметь отношение к генерации кимберлитов группы I. Частичное плавление подобного метасоматизированного субстрата, претерпевшего несколько стадий метасоматического преобразования со степенями плавления не выше 1 %, приводит к образованию кимберлит-карбонатитовой магматической ассоциации (характерным примером является дайка Снэп Лэйк, Канада). Более редким случаем преобразования мантии являются реакции восстановления с участием карбонатов и Н 2О и образованием разнообразных углеводородных соединений. При этом вопрос о глубинном происхождении углеводородов в качестве компонентов жидкой фазы в мантии остается дискуссионным. Обзор экспериментальных данных по плавлению карбонатсодержащих систем показывает, что наиболее реальным агентом переноса вещества в мантии является карбонатитовый расплав с малым содержанием Н 2О. На основании экспериментов сделан вывод о плавлении карбонатов субдукционных плит на уровне переходной зоны, что приводит к образованию карбонатитовых диапиров, которые могут всплывать сквозь мантию по механизму растворения-осаждения. В свою очередь, эти процессы могут приводить к созданию окисленных каналов в мантии и являться эффективным механизмом образования глубинных алмазов в тылу диапиров за счет восстановления углерода из карбонатитового расплава. На уровне границы литосфера-астеносфера подобные диапиры формируют источник кимберлитовых и родственных магм. Аргументируется, что первичный состав кимберлитовых расплавов может быть во многих случаях близок к карбонатитовому с содержанием SiO 2 не выше 10-15 %.

DOI: 10.15372/GiG20150120
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


21.
СВИДЕТЕЛЬСТВА ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ МИНЕРАЛЬНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ В СВЕРХГЛУБИННЫХ АЛМАЗАХ ИЗ МЕСТОРОЖДЕНИЯ САО-ЛУИС (Бразилия)

Д.А. Зедгенизов1,2, В.С. Шацкий1,3,2, А.В. Панин4, О.В. Евтушенко4, А.Л. Рагозин1, Х. Каги5
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
3Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1А, Россия
4Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, 634021, Томск, просп. Академический, 2/4, Россия
5University of Tokyo, Tokyo 113-0032, Japan
Ключевые слова: Алмаз, включения, деформация, сверхглубинные минералы, верхняя мантия, переходная зона, нижняя мантия
Страницы: 384-396
Подраздел: АЛМАЗЫ И КИМБЕРЛИТОВЫЙ МАГМАТИЗМ

Аннотация >>
Методом дифракции обратнорассеянных электронов получены свидетельства фазовых переходов минеральных включений в сверхглубинных алмазах из аллювиальных россыпей бассейна р. Сао-Луис (Бразилия). Показано, что вблизи включений MgSi-, CaSi- и CaTiSi-перовскитов, SiO2 (стишовита?) и Mg2SiO4 (рингвудита?) кристаллическая структура сверхглубинных алмазов сильно искажена. В то же время значительных пластических деформаций алмаза вокруг включений оливинов, ферропериклазов и майджоритовых гранатов не выявлено. Отсутствие пластических деформаций вокруг включений этих минералов указывает на то, что каких-либо фазовых превращений с увеличением объема не происходит. Предполагается, что сверхглубинные алмазы могут образовываться на разных уровнях сублитосферной верхней мантии, переходной зоны и нижней мантии.

DOI: 10.15372/GiG20150121
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


22.
УНИКАЛЬНЫЙ КСЕНОЛИТ АЛМАЗОНОСНОГО ПЕРИДОТИТА ИЗ КИМБЕРЛИТОВОЙ ТРУБКИ УДАЧНАЯ (Якутия): РОЛЬ СУБДУКЦИИ В ОБРАЗОВАНИИ АЛМАЗОВ

А.М. Логвинова1,2, Л. Тэйлор3, Е.Н. Федорова1, А.П. Елисеев1, Р. Вирт4, Д. Ховарт4, В.Н. Реутский1, Н.В. Соболев1,2
1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
3Department of Earth & Planetary Sciences, University of Tennessee, Knoxville, TN USA
4Helmholtz Centre Potsdam GFZ German Research Centre for Geosciences, Experimental Geochemistry and Mineral Physics, Potsdam, Germany
Ключевые слова: Мантия, ксенолит, перидотит, алмаз, субдукция, спектроскопия, фотолюминесценция, изотопия
Страницы: 397-415
Подраздел: АЛМАЗЫ И КИМБЕРЛИТОВЫЙ МАГМАТИЗМ

Аннотация >>
Исследован уникальный ксенолит алмазоносного пиропового перидотита, состоящий из энстатита (Al 2O 3 - 0.39-0.43 мас. %, Cr 2O 3 - 0.20-0.23 мас. %, FeO - 4.81-5.10 мас. %, магнезиальность составляет в среднем 92.7) и пиропа (Cr 2O 3 от 4.43 до 5.11 мас. %, СaO от 4.15 до 4.80 мас. %, магнезиальность варьирует от 83.6 до 84.1). При небольшом размере (10.5 г) ксенолит содержит более 30 000 микрокристаллов алмаза (10-700 мкм). Методом рентгеновской томографии высокого разрешения получены двух- и трехмерные снимки, показывающие объемные соотношения породообразующих минералов и неравномерное распределение алмазов в объеме ксенолита (энстатит - 38 об. %, пироп - 35 об. %, алмаз - 9.5 об. % и сульфиды - 4 об. %), причем алмазы и сульфиды расположены в одной зоне. Сульфиды представлены пентландитом и джерфишеритом. Изотопными и ИК-Фурье спектроскопическими исследованиями показано, что алмазы характеризуются резко облегченным изотопным составом углерода (δ 13С ср. = -22.9 ‰) и незначительными концентрациями примеси азота (< 15 ррm). Азот находится в основном в агрегированной форме. Фазовый состав наноразмерных включений в алмазах исследован методом просвечивающей электронной микроскопии (ТЕМ), включающим электронную дифракцию и аналитическую электронную микроскопию (АЕМ). Показано, что все наноразмерные включения представляют собой полифазные образования, состоящие из обогащенных Mg-Al-силикатных фаз, Са-карбоната, графита и флюида. Флюидная фаза содержит высокие концентрации K, Cl, O. Из минеральных включений в алмазах идентифицирован высокомагнезиальный оливин. Полученные данные свидетельствуют, что процесс образования алмазов в изученном ксенолите являлся одноактным, а флюид/расплав, метасоматизирующий ультраосновной субстрат, обладал соответствующими коровыми метками. Это подтверждает важную роль глубинных метасоматических процессов в формировании кимберлитовой тр. Удачная.

DOI: 10.15372/GiG20150122
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


23.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВКЛЮЧЕНИЙ ОЛИВИНА В СИБИРСКИХ АЛМАЗАХ МЕТОДОМ ДИФРАКЦИИ ОБРАТНОРАССЕЯННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ: ПРИЗНАКИ СИНГЕНЕТИЧЕСКОГО РОСТА?

Р. Нойзер1, Г.П. Шертл1, А.М. Логвинова2,3, Н.В. Соболев2,3
1Ruhr-University Bochum, Institute of Geology, Mineralogy and Geophysics, 44780 Bochum, Germany
2Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
3Новосибирский государственный университет
Ключевые слова: Алмаз, оливин, кристаллографические соотношения, дифракция обратнорассеянных электронов
Страницы: 416-425
Подраздел: АЛМАЗЫ И КИМБЕРЛИТОВЫЙ МАГМАТИЗМ

Аннотация >>
С целью выявления соотношений между алмазами и включенными в них оливинами впервые исследованы кристаллографические взаимосвязи четырех алмазов из кимберлитовой трубки Юбилейная (Якутия) и включенных в них в общей сложности восьми кристаллов оливина методом дифракции обратнорассеянных электронов (EBSD). Кристаллографические совпадения между оливином и алмазом выявлены в 15 случаях, хотя однозначный вывод о последовательности кристаллизации указанных минералов на данном количестве образцов сделать не удалось. Подтверждена перспективность нового метода подхода к выявлению закономерностей взаимной ориентировки алмаза и включения, однако решение вопроса о том, образовались ли оливины раньше алмазов (протогенетические включения) либо одновременно с алмазами (сингенетические включения), требует привлечения более представительного количества образцов.

DOI: 10.15372/GiG20150123
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


24.
ПОЛИСТАДИЙНЫЙ РОСТ АЛМАЗОВ С ОБЛАКОПОДОБНЫМИ МИКРОВКЛЮЧЕНИЯМИ ИЗ КИМБЕРЛИТОВОЙ ТРУБКИ МИР: ПО ДАННЫМ ИЗУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКИ–АКТИВНЫХ ДЕФЕКТОВ

С.Ю. Скузоватов1, Д.А. Зедгенизов2,3, А.Л. Ракевич4, В.С. Шацкий1,2,3, Е.Ф. Мартынович4
1Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1а, Россия
2Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
3Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
4Институт лазерной физики СО РАН, Иркутский филиал, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 130а, Россия
Ключевые слова: Алмаз, азот, водород, ИК-спектроскопия, фотолюминесценция
Страницы: 426-441
Подраздел: АЛМАЗЫ И КИМБЕРЛИТОВЫЙ МАГМАТИЗМ

Аннотация >>
Приведены новые данные о главных и дополнительных оптически-активных дефектах в алмазах с облакоподобными микровключениями из кимберлитовой трубки Мир. Полученные данные свидетельствуют о том, что переогранение алмазов могло происходить как в закрытой системе при деплетировании азотом и водородом, так и при привносе новых порций алмазогенерирующего флюида/расплава. Особенности внутреннего строения и распределение оптически-активных дефектов указывают на возможность как непрерывного роста подобных алмазов, так и многостадийного процесса роста с рядом посткристаллизационных изменений, включающих растворение, высокотемпературный отжиг и деградацию никель-азотных комплексов.

DOI: 10.15372/GiG20150124
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


25.
ИК–КАРТИРОВАНИЕ АЛМАЗНЫХ ПЛАСТИН ИЗ КСЕНОЛИТОВ ЭКЛОГИТОВ И ПЕРИДОТИТОВ ТРУБКИ НЮРБИНСКАЯ (Якутия): ГЕНЕТИЧЕСКИЕ СЛЕДСТВИЯ

З.В. Специус, И.Н. Богуш, О.Е. Ковальчук
Научно-исследовательское геолого-разведочное предприятие АК АЛРОСА, 678170, Мирный, Чернышевское шоссе, 16, Россия
Ключевые слова: Алмаз, мантийные ксенолиты, эклогиты, перидотиты, примеси азота и водорода
Страницы: 442-454
Подраздел: АЛМАЗЫ И КИМБЕРЛИТОВЫЙ МАГМАТИЗМ

Аннотация >>
Представлены результаты исследований ИК-поглощения, фото- и катодолюминесценции алмазов из перидотитовых и эклогитовых ксенолитов тр. Нюрбинская. Проанализированы особенности внутреннего строения алмазов разного генезиса и изменения их примесного состава по объему кристаллов. Проведено сравнение спектральных характеристик кристаллов из ксенолитов разного генезиса и кимберлитов этой трубки. Исследование внутреннего строения алмазов (класс -4…+2 мм) выполнено для 38 эклогитовых и 4 перидотитовых кристаллов, из которых были изготовлены плоскопараллельные пластинки толщиной 0.4-0.8 мм. В работе приведены результаты детального исследования алмазов с различными характеристиками из четырех эклогитовых и двух перидотитовых ксенолитов тр. Нюрбинская. Площадное картирование алмазных пластин из ксенолитов показало варьирующее содержание общего азота и его агрегации, а также водорода и их зональное распределение в исследованных кристаллах. Перидотитовые алмазы обычно мало- и среднеазотистые, с высокой степенью агрегации азота и малыми концентрациями водорода, у них редки признаки прерывания роста. Кристаллы из эклогитов характеризуются высокими концентрациями азота и водорода, среди них много зональных алмазов с признаками мультистадийного роста, что указывает на наличие нескольких генераций роста. Состав включений и особенности распределения примеси азота и его агрегации в алмазах свидетельствуют о большом вкладе кристаллов эклогитового парагенезиса в совокупность алмазной продукции тр. Нюрбинская. Особенности внутреннего строения кристаллов из эклогитов, расположение алмазов в ксенолитах эклогитов и ряд других фактов свидетельствуют в пользу их более позднего, по сравнению с минералами ксенолитов, образования в процессе метасоматоза из флюида или флюид-расплава, что определило типоморфизм алмазов этого коренного источника и обусловило его высокую продуктивность.

DOI: 10.15372/GiG20150125
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


26.
ДЕФЕКТЫ В КУБИЧЕСКИХ АЛМАЗАХ ИЗ РОССЫПЕЙ СЕВЕРО–ВОСТОКА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ ПО ДАННЫМ ИК–МИКРОСПЕКТРОСКОПИИ

С.В. Титков1,2, А.А. Ширяев1,3, Н.Н. Зудина2, Н.Г. Зудин4, Ю.П. Солодова2
1Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, 119017, Москва, Старомонетный пер., 35, Россия
2Российский государственный геолого-разведочный университет, 117937, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 23, Россия
3Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, 119071, Москва, Ленинский просп., 31, корп. 4, Россия
4ООО «Рони Кэроб», 125315, Москва, Ленинградский просп., 69, стр. 1, Россия
Ключевые слова: Природные алмазы, кубический габитус, азотные примеси, ИК-микроспектроскопия, зональность кристаллов, пластические деформации, россыпи
Страницы: 455-466
Подраздел: АЛМАЗЫ И КИМБЕРЛИТОВЫЙ МАГМАТИЗМ

Аннотация >>
Дефекты в желтовато-зеленых, желтых и оранжевых алмазах кубического габитуса из россыпей северо-востока Сибирской платформы изучены с помощью ИК-спектроскопии. Помимо основных А-, С- и, возможно, В-дефектов в изученных алмазах присутствуют также центры X и Y, полосы 1240, 1270 и 1290-1295 см -1, пики в интервале 1350-1380 см -1, янтарные дефекты разных типов и серия линий в области 3100-3300 см -1. При этом алмазы с различными типами окраски содержат разные ассоциации структурных дефектов, хотя и относятся к одной и той же II разновидности, по классификации Орлова. Согласно интегральным спектрам целых кристаллов, данные алмазы характеризуются невысоким содержанием структурных примесей азота в диапазоне 60-265 ppm. Однако спектроскопическое исследование пластин с пространственным разрешением показало исключительно неоднородное распределение структурных дефектов по объему всех изученных алмазов. Общей закономерностью для них является падение как общего количества азота, так и относительной доли основного А-дефекта от центра к периферии кристалла. В центре кристаллов содержание структурных примесей азота достигает 990 ppm, что превышает среднюю концентрацию азота в широко распространенных октаэдрических кристаллах алмазов. Присутствие С-, Y-, Х-дефектов в большинстве образцов свидетельствует о малой продолжительности постростового отжига этих алмазов. Обсуждается генетическое значение полученных данных о структурных дефектах.

DOI: 10.15372/GiG20150126
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину