День научного творчества студентов МГУ, 2006.
Геологический факультет. Тезисы докладов.

содержание

Шпинелиды мантийного происхождения из кимберлитовых трубок Мира: новая классификация.

Самсонов Павел Алексеевич ( магистрант 2-го года обучения), кафедра геологии и геохимии полезных ископаемых.
научные руководители Гаранин В.К., Авдонин В.В.

Можно сказать, что изучение кимберлитов началось в 1866 г., когда на берегах р. Оранжевой в ЮАР были найдены первые алмазы [3]. Вскоре были обнаружены и первые коренные источники, как оказалось, имеющие конусообразную форму, - кимберлитовые трубки. Большая часть наших представлений о строении Земли основана на геофизических данных. И только изучая кимберлитовые породы можно заглянуть очень глубоко, на глубины более 150 км., в мантию. Даже сегодня кимберлиты остаются по сути самым глубоким <окном> в мантийные породы.

В Мире насчитываются сотни крупных и как минимум на порядок больше небольших кимберлитовых и лампроитовых тел, в каждом из которых присутствуют те или иные разновидности минералов и пород. Не все из них имеют мантийное происхождение, а часть была захвачена при подъеме магмы к поверхности.

Задачей работы автора был сбор банка данных по микрозондовым анализам шпинелидов мантийного происхождения. Размер банка составляет более 720 анализов. Среди них имеются включения шпинелидов в алмазе, гранате, цирконе, оливине, пироксене, в мантийных породах, таких как дуниты, гарцбургиты, лерцолиты, вебстериты, пироксениты и алькремиты, а также шпинелиды из гранат-клинопироксен-шпинелевых сростков. Банк данных был обработан при помощи кластерного анализа, в результате чего были получены и описаны 14 генетических групп шпинелидов, каждой из которых соответствуют определенные интервалы процентного содержания проанализированных оксидов ( MgO, Al₂O₃, TiO₂, Cr₂O₃, MnO, FeO, Fe₂O₃). Названия групп следующие: (1) преимущественно включения и сростки с алмазом, высокоалмазоносные дуниты, лерцолиты и гарцбургиты; (2) преимущественно включения в алмазе, выскоалмазоносные лерцолиты и гарцбургиты; (3) алмазоносные гарцбургиты и лерцолиты с высокохромистым шпинелидом; (4) дуниты, гарцбургиты и лерцолиты со средне-высокохромистым шпинелидом и гранатом, единичные включения и сростки с алмазом; (5) лерцолиты, дуниты и гарцбургиты со средне-высокохромистым шпинелидом, единичные включения и сростки с алмазом; (6) лерцолиты, гарцбургиты, верлиты и пироксениты со средне-высокохромистым шпинелидом, катаклазированные дуниты, гранат-клинопироксен-шпинелевые сростки, единичные включения и сростки с алмазом; (7) глинозёмистые гарцбургиты и лерцолиты со среднехромистым шпинелидом; (8) высокоглинозёмистые лерцолиты, гарцбургиты, вебстериты и верлиты с низкохромистым шпинелидом; (9) высокоглинозёмистые лерцолиты и гарцбургиты с низкохромистым шпинелидом; (10) высокоглинозёмистые лерцолиты и пироксениты с низкохромистым шпинелидом; (11) алькремиты манезиально-кальциевые; (12) алькремиты магнезиально-железистые; (13) катаклазированные дуниты и лерцолиты; (14) гранат-клинопироксен-шпинелевые сростки, зональные гранаты, пироксениты, включения в циркон и катаклазированные дуниты. Возможно выделение двух трендов: перидотитового (группы 1-12) с явным Cr - Al изоморфизмом, и через промежуточную группу 6 - тренда катаклаза (группы 13-14). Заметным является присутствие зёрен алмаза в группах 1-5. Диапазоны составов представлены в таблице 1, и показаны графически на рис. 1-3.

Необходимо отметить, что подобные работы предпринимались и ранее [1,2,4], но с использованием приблизительно в два раза меньшего количества данных.

Использованная литература:

Таблица 1. Диапазоны содержаний различных оксидов в группах шпинелидов, полученных в результате кластерного анализа. Названия групп приведены выше в тексте. Формат данных следующий: минимальное содержание - максимальное содержание, на строке ниже - среднее содержание.

Группа#	MgO	Al2O3	TiO2	Cr2O3	MnO	FeO	Fe2O3
1	8,58-13,00 11,51	1,58-17,30 6,03	0,00-1,72 0,29	50,70-68,70 63,08	0,15-0,52 0,29	13,40-19,20 15,35	0,00-4,51 2,68
2	12,00-15,60 13,35	1,58-20,50 8,65	0,00-1,34 0,27	47,20-66,20 60,06	0,08-0,51 0,25	10,20-15,50 12,94	1,23-6,36 3,65
3	13,00-18,30 15,48	5,03-15,00 8,34	0,00-2,73 0,60	51,70-67,10 60,80	0,00-0,76 0,20	1,44-13,50 9,73	2,33-7,04 4,58
4	9,63-15,90 11,71	4,66-25,90 12,05	0,00-3,56 0,54	41,00-65,60 54,81	0,51-0,96 0,69	11,60-20,40 16,12	0,00-8,23 3,49
5	7,26-13,80 11,82	2,30-25,30 14,05	0,00-1,60 0,33	42,20-67,80 54,25	0,00-0,18 0,03	13,40-20,80 16,23	0,00-5,71 2,02
6	8,08-13,90 11,49	1,20-21,70 9,18	0,02-2,26 0,80	39,50-64,40 54,83	0,11-0,45 0,30	14,00-20,30 17,10	3,33-10,30 5,95
7	14,90-18,60 16,73	14,80-32,80 24,46	0,00-1,85 0,34	30,90-50,90 43,49	0,02-0,42 0,24	8,15-16,10 11,11	1,05-13,40 3,74
8	12,20-17,90 14,45	20,20-40,80 30,23	0,00-0,56 0,14	27,60-50,80 37,99	0,00-0,46 0,18	9,61-19,00 14,69	0,00-6,18 1,91
9	12,80-22,60 16,28	18,00-62,40 35,80	0,00-0,52 0,10	5,49-49,00 32,46	0,34-0,95 0,60	6,79-14,00 12,04	0,00-8,06 1,82
10	12,20-21,40 18,57	31,70-51,70 43,92	0,00-0,83 0,14	11,80-38,10 24,24	0,00-0,33 0,15	6,15-13,60 10,13	0,26-5,68 1,91
11	20,80-26,80 22,88	51,60-67,90 64,49	0,00-0,33 0,06	0,46-10,00 2,51	0,00-0,14 0,06	2,71-10,60 7,40	0,00-3,18 1,80
12	16,00-21,10 19,17	57,30-67,50 64,27	0,00-0,25 0,09	0,10-5,40 1,90	0,00-0,38 0,10	10,40-17,50 13,13	0,00-4,39 1,66
13	11,10-14,80 13,19	4,78-14,90 7,60	3,32-6,44 4,74	42,40-50,10 46,91	0,02-0,68 0,34	11,60-17,70 14,70	6,61-15,80 12,23
14	6,88-10,90 8,87	1,83-27,40 7,45	0,87-4,53 2,66	28,20-56,80 46,02	0,00-0,69 0,33	18,40-26,30 22,09	7,68-19,20 12,46

Рис. 1. Области составов групп шпинелидов, полученных в результате кластерного анализа в координатах Cr2O3 - Al2O3 - Fe2O3 + TiO2 . Названия групп приведены в тексте выше.

Рис. 2. Области составов групп шпинелидов, полученных в результате кластерного анализа в координатах Al2O3 - Cr2O3. Названия групп приведены в тексте выше.

Рис. 3. Области составов групп шпинелидов, полученных в результате кластерного анализа в координатах TiO2 - Cr2O3. Названия групп приведены в тексте выше.