Физико-геохимические механизмы генезиса алмазов типа “Матрешка” на основе мантийно-карбонатитовой теории

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Выполнен физико-химический анализ генезиса уникального алмазного образца типа “Матрешка” из кимберлитовой трубки Нюрбинская Накынского кимберлитового поля, Якутия, Россия. Образец состоит из основного алмаза с полостью, в которой находится незакрепленный алмаз-включение; из полости выходят два сквозных отверстия шириной от 0.1 до 0.4 мм. Основой анализа является мантийно-карбонатитовая теория генезиса алмазов и ассоциированных фаз, развитая на основе согласованных результатов физико-химического эксперимента и аналитического изучения парагенных включений в природных алмазах кимберлитовых месторождений. Использованы также литературные данные кристалломорфологических и физических исследований алмазного образца “Матрешка”. В итоге обоснованы физико-геохимические механизмы нуклеации и кристаллизации его основного алмаза с полостью и алмаза-включения в условиях массового генезиса алмазов в полностью смесимых карбонат-эклогит-углеродных расплавах алмазообразующего очага верхней мантии. Первоначально закрытую полость заполнял алмазообразующий карбонат-силикатный расплав с растворенным углеродом. Вместе с тем выполнен анализ условий травления и растворения основного алмаза и алмаза-включения во время кимберлитового транспорта алмазоносного вещества из мантийного очага на глубины земной коры. При этом рассмотрены причины взрывообразного формирования конусообразных сквозных отверстий в основном алмазе, что сопровождалось выбросом алмазообразующей среды и заполнением полости (С–О–Н)-флюидсодержащим кимберлитовым расплавом. Заключительные эпизоды частичного растворения алмазов образца “Матрешка” кимберлитовыми и ассимилированными расплавами продолжались при формировании кумулятивного очага в земной коре и его затвердевании с выделением сильно сжатого С–О–Н-флюида. “Флюидное бурение” кровли кумулятивного очага привело к взрывному образованию трубки Нюрбинская и заполнению ее кимберлитовым и ассимилированным алмазоносным веществом. При продолжительном уплотнении этого вещества алмазный образец “Матрешка” оказался в сфере воздействия атмосферных и гидротермальных факторов, о чем свидетельствует мелкозернистый осадочный барит, минерал сернокислого бария, обнаруженный в сквозных отверстиях основного алмаза.

Об авторах

Ю. А. Литвин

Институт экcпериментальной минералогии им. Д.С. Коржинского РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: litvin@iem.ac.ru
Россия, 142432, Московская обл, Черноголовка, ул. Академ. Осипьяна, 4,

Список литературы

  1. Бескрованов В.В. (2022) О возможном механизме образования алмаза-матрешки. В кн.: Геология и минерально-сырьевые ресурсы северо-востока России. Якутск, Сев.-вост. федеральн. ун-т. им. М.К. Аммосова, с. 283-286.
  2. Бетехтин А.Г. (1956) Курс минералогии. М., Издательство литературы по геологии. 559 с.
  3. Божко Н.А. (2019) Алмазоноснй магматизм в суперконтинентальных циклах. Руды и металлы. (3), 22-27.
  4. Бокий Г.Б. (1971) Кристаллохимия. М.: Изд. Наука. 400 с.
  5. Виноградов А.П., Кропотова О.И., Устинов В.И. (1965) Возможные источники углерода природных алмазов по изотопным данным С12/C13. Геохимия. (6), 543-552.
  6. Галимов Э.М. (1968) Геохимия стабильных изотопов углерода. М.: Изд. Недра, 226 с.
  7. Коногорова Д.В., Ковальчук О.Е., Бардухинов Л.Д. (2020) Уникальный алмаз из трубки Нюрбинская (Ныкынское кимберлитовое поле, Западная Якутия, Россия. Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 25(2), 45-55.
  8. Криулина Г.Ю., Гаранин В.К., Самосоров Г.Г. (2013) Прогнозирование качества алмазного сырья в месторождениях различного петрохимического типа. Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. (6), 25-32.
  9. Литвин Ю.А. (1991) Физико-химические исследования плавления глубинного вещества Земли. М.: Наука, 312 с.
  10. Литвин Ю.А., Спивак А.В. (2004) Рост кристаллов алмаза при 5.5–8.5 ГПа в карбонат-углеродных расплавах-растворах, химических аналогах природных алмазообразующих сред. Материаловедение. 3(84), 27-34.
  11. Литвин Ю.А., Кузюра А.В. (2021) Перитектическая реакция оливина при 6 ГПа в системе оливин–жадеит–диопсид–гранат–С–О–Н) как ключевой механизм эволюции магматизма верхней мантии. Геохимия. 66(9), 771-798.
  12. Litvin Yu.A., Kuzyura A.V. (2021) Peritectic reaction of olivine in the olivine–diopside–jadeite–garnet–(C–O–H) system at 6 GPa as the key mechanism of the magmatism in the upper-mantle. Geochem. Int. 59(9), 813-839.
  13. Литвин Ю.А., Кузюра А.В., Лиманов Е.В. (2019) Гранатизаиия оливина в системе оливин–диопсид–жадеит: роль в ультрабазит-базитовой эволюции верхнемантийного магматизма (эксперимент при 6 ГПа). Геохимия. 64(10), 1026-1046.
  14. Litvin Yu.A., Kuzyura A.V., Limanov E.V. (2019) The role of garnetization of olivine in the olivine-diopside-jadeite system in the ultramafic-mafic evolution of upper-mantle magmatism (experimnent at 6 GPa). Geochem. Int. 57(10), 1045-1065.
  15. Литвин Ю.А., Кузюра А.В., Варламов Д.А., Бовкун А.В., Спивак А.В., Гаранин В.К. (2018) Взаимодействие кимберлитовой магмы с алмазами при подъеме из верхней мантии в земную кору. Геохимия. (9), 848-868.
  16. Litvin Yu.A., Kuzyura A.V., Varlamov D.A., Bovkun A.V., Spivak A.V., Garanin V.K. (2018) Interaction of kimberlite magma with diamonds upon uplift from the upper mantle to the Earth’s crust. Geochem. Int. 56(9), 881-900.
  17. Литвин Ю.А., Кузюра А.В., Бовкун А.В., Варламов Д.А., Лиманов Е.В., Гаранин В.К. (2020) Генезис алмазоносных пород из ксенолитов верхней мантии в кимберлитах. Геохимия. 65(3), 209-236.
  18. Litvin Yu.A., Kuzyura A.V., Bovkun A.V., Varlamov D.A., Limanov E.V., Garanin V.K. (2020) Genesis of diamondiferous rocks from upper-mantle xenoliths in kimberlites. Geochem. Int. 58(3), 245-270.
  19. Литвин Ю.А., Спивак А.В., Кузюра А.В. (2016) Основы мантийно-карбонатитовой концепции генезиса алмаза. Геохимия. (10), 873-892.
  20. Litvin Yu.A., Spivak A.V., Kuzyura A.V. (2016) Fundamentals of the mantle carbonatite concept of diamond genesis. Geochem. Int. 54(10), 839-857.
  21. Серебряков Е.В., Гладков А.С., Кошкаров Д.А. (2019) Трехмерные структурно-вещественные модели формирования кимберлитовых трубок Нюрбинская и Ботуобинская (Якутская алмазоносная провинция, Россия). Геодинамика и тектонофизика. 10(40), 899-920.
  22. Специус З.В., Богуш И.Н., Ковальчук О.Е. (2015) ИК-картирование алмазных пластин из ксенолитов эклогитов и перидотитов трубки Нюрбинская (Якутия): генетические следствия. Геология и геофизика. 56(1–2), 442-454.
  23. Томшин М.Д., Похиленко Н.П., Тарских Е.В. (2017) Морфология кимберлитовой трубки Нюрбинская и ее взаимоотношение с долеритовой дайкой. ДАН. 477(5), 600-603.
  24. Fritsch E. (2021) Revealing the formation secrets of the Matryoshka diamond. The J. Gemmology. 37(5), 528-533.
  25. Frye K., Editor (1981) Encyclopedia of Earth Sciences, Volume IVB “The Encyclopedia of Mineralogy”. Stroutsburg, Pennsylvania, Hutchinson Ross Publishing Company.
  26. Irving A.J., Wyllie P.J. (1975) Subsolidus and melting relations for calcite, magnesite and the join CaCO3–MgCO3 to 36 kb. Geochim. Cosmochim. Acta. 39, 35-53.
  27. Javoy M., Pineau F., Delorme H. 1984) Carbon and nitrogen in the mantle. Chem. Geol. 57, 41-62.
  28. Kammerling R.C., Koivula J.I., Johnson M.I., Fritsch E. (Eds.) (1995) Gem News: Diamonds with mobile diamond inclusions. Gems and Gemology. 31(3), 204-205.
  29. Kriulina G.Yu., Vasiliev E.A., Garanin V.K. (2010) Structural defects in diamonds of the Arkhangelsk and Yakut diamond-bearing provinces. In: Collection of publications on the results of the III and IV annual scientific readings named after G/P/Kudryavtseva. Institute of applied mineralogy, p. 93-103.
  30. Litvin Yu.A. (2007) High-pressure mineralogy of diamond genesis. In: Advances in High-Pressure Mineralogy (E. Ohtani, Ed.). Geol. Soc. Am. Sp. Paper 121, 83-103.
  31. Litvin Yu.A. (2017) Genesis of Diamonds and Associated Phases. Springer. XIV + 137 p.
  32. MacGregor I.D., Carter J.L. (1970) The chemistry of clinopyroxenes and garnets of eclogite and peridotite xenoliths from the Roberts Victor Mine, South Africa. Phys. Earth Planet. Interiors. (3), 391-397.
  33. Perchuk L.L., Ryabchikov I.D. (1983) Experimental modelling of some hydrothermal reactions in kimberlitic magma at 12.5 kbar. In: Proceedings of the First International Symposium on Hydrothermal Reactions, Ed. by S. Somia, p. 259-279.
  34. Quick D. (2019) World-first “Matryoshka diamond” found in Russia. New Atlas, accessed 15 December 2020.
  35. Renfro N., Koivula J.I. (2020) Diamond with mobile green diamond inclusion (p. 141). In: G@ G Micro-World (Renfro N., Ed.). Gems and Gemology. 56(1), 140-147.
  36. Ringwood A.E. (1975) Composition and Petrology of the Earth’s Mantle. N.Y.: McGraw-Hill, 618 p.
  37. Weidner J.R. (1972) Equilibria in the system Fe–C–O; Part I. Siderite-magnetite-carbon-vapor equilibrium from 500 to 10 000 bars. Amer. J. Sci. 272, 735-751.

Дополнительные файлы


© Ю.А. Литвин, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».