САМОРОДНІ ЕЛЕМЕНТИ І МЕТАЛЕВІ СПЛАВИ ІЗ ТРУБКИ «МРІЯ», ПРИАЗОВСЬКИЙ БЛОК УКРАЇНСЬКОГО ЩИТА: ЗАГЛИБЛЕННЯ В МІНЕРАЛОГІЮ МАНТІЇ ЗЕМЛІ
DOI:
https://doi.org/10.30970/min.76.05Ключові слова:
самородні метали, металеві сплави, високовідновлені фази, сферули, мантія, корунд, діамант, кімберліти, Український щитАнотація
Схарактеризовано поширення, склад і походження самородних металів та високовідновлених мінеральних фаз у кімберліт-лампроїтових магматичних системах з акцентом на трубці «Мрія» (Приазовський блок Українського щита). Самородні метали надзвичайно рідкісні в земній корі через відносно високу фугітивність кисню, натомість вони більше характерні для умов глибокої мантії. Тому їхня наявність у магматичних породах є свідченням відновних умов і певних геодинамічних процесів у мантії Землі. За допомогою методів сканувальної електронної мікроскопії й енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії (SEM/EDS) виявлено різноманітний набір природних металів, у тім числі фази Pb, Sb–Pb, Sn–Pb, Cu–Zn, Fe та Si–Ti–Fe. Вони представлені як окремими зернами зі сферичною, сферулоподібною та флюїдальною морфологією, так і у вигляді сферичних включень у титан-манґан-залізо-силікатних (ТМЗС) сферулах і корунді, що містить домішку Ti3+ і високовідновлені мінерали. Текстурні особливості й фазові взаємовідношення у високовідновлених частинках є доказом кристалізації з розплавів за високовідновлювальних умов, найімовірніше, під час швидкого адіабатичного охолодження в газонаповнених потоках, пов’язаних із вибуховою вулканічною активністю. Інтеграція нових даних з раніше опублікованими результатами засвідчує, що певні компоненти високовідновленої мантійної мінеральної асоціації (ВВMMA) ‒ ТМЗС сферули та Pb, Sb–Pb і Cu–Zn сферулоподібні частинки ‒ характерні винятково для кімберлітоподібних порід. Виявлення таких мінеральних асоціацій в осадових відкладах без ознак звітрювання в деяких регіонах України свідчить про те, що це частинки пірокластичного походження, які мають здатність розсіюватися на значній площі. Проаналізовано вірогідні моделі походження ВВММА, які охоплюють перенесення мантійними плюмами, формування під впливом відновлювальних CH4–H2 мантійних флюїдів; деякі гіпотези пов’язані з можливістю формування в нижній мантії або на межі ядро‒мантія. Мінерали ВВMMA, без сумніву, є потенційними індикаторами під час пошуків діамантів. Вони сприяють кращому розумінню геодинаміки формування і збереження високовідновлених мінеральних систем у надрах Землі.
Посилання
Bai W., Robinson P. T., Fang Q., Yang J., Yan B., Zhang Z., Hu X.-F., Zhou M.-F., Malpas J. The PGE and base-metal alloys in the podiform chromitites of the Luobusa ophiolite, southern Tibet. Canadian Mineralogist. 2000. Vol. 38. P. 585–598. https://doi.org/10.2113/gscanmin.38.3.585
Bird J. M., Weathers M. S. Native iron occurrences of Disko Island, Greenland. The Journal of Geology. 1977. Vol. 85. No. 3. P. 359–371. https://doi.org/10.1086/628305
Dawson J. B. Kimberlites and their xenoliths. Berlin ; Heidelberg ; New York : Springer-Verlag, 1980. 252 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-67742-7
Frondel J. W. Lunar mineralogy. New York and London : John Wiley & Sons, 1975. 323 p. https://doi.org/10.1180/minmag.1976.040.315.24
Griffin W. L., Bindi L., Cámara F., Ma C., Gain S. E. M., Saunders M., Alard O., Huang J.-X., Shaw J., Meredith C., Toledo V., O'Reilly S. Y. Interactions of magmas and highly reduced fluids during intraplate volcanism, Mt Carmel, Israel: implications for mantle redox states and global carbon cycles. Gondwana Research. 2024. Vol. 128. P. 14–54. https://doi.org/10.1016/j.gr.2023.10.013
Haggerty S. E. Superkimberlites: a geodynamic diamond window to the Earth’s core. Earth and Planetary Science Letters. 1994. Vol. 122. No. 1–2. P. 57–69. https://doi.org/10.1016/0012-821X(94)90051-5
Kaminsky F. V. The Earth’s lower mantle composition and structure. Cham : Springer, 2017. 331 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-55684-0_1
Lorenzon S., Wenz M., Nimis P., Jacobsen S. D., Pasqualetto L., Pamato M. G., Novella D., Zhang D., Anzolini C., Regier M., Stachel T., Pearson D. G., Harris J. W., Nestola F. Dual origin of ferropericlase inclusions within super-deep diamonds. Earth and Planetary Science Letters. 2023. Vol. 608. Art. 118081. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2023.118081
Makeyev V. A., Kriulina G. Yu. Metal films on the surfaces and within diamond crystals from Arkhangelskaya and Yakutian diamond provinces. Geology of Ore Deposits. 2012. Vol. 54. P. 663–673. https://doi.org/10.1134/S1075701512080107
Rubin A. E. Mineralogy of meteorite groups. Meteoritics & Planetary Science. 1997. Vol. 32. P. 231–247. https://doi.org/10.1111/j.1945-5100.1997.tb01262.x
Smith E. M., Shirey S. B., Nestola F., Bullock E. S., Wang J., Richardson S. H., Wang W. Large gem diamonds from metallic liquid in Earth's deep mantle. Science. 2016. Vol. 354. No. 6318. P. 1403–1405. https://doi.org/10.1126/science.aal1303
Sparks R. S. J., Baker L., Brown R. J., Field M., Schumacher J., Stripp J., Walters A. Dynamical constraints on kimberlite volcanism. Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2006. Vol. 155. P. 18–48. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2006.02.010
Xiong F., Xu X., Mugnaioli E., Gemmi M., Wirth R., Grew E. S., Robinson P. T., Yang J. Badengzhuite, TiP, and zhiqinite, TiSi2, two new minerals from the Luobusa ophiolite, Tibet, China: evidence for super-reduced mantle-derived fluids? European Journal of Mineralogy. 2020. Vol. 32. P. 557–574. https://doi.org/10.5194/ejm-32-557-2020
Xu X. Z., Yang J. S., Robinson P. T., Xiong F. H., Ba D. Z., Guo G. L. Origin of ultrahigh pressure and highly reduced minerals in podiform chromitites and associated mantle peridotites of the Luobusa ophiolite, Tibet. Gondwana Research. 2015. Vol. 27. No. 2. P. 686–700. https://doi.org/10.1016/j.gr.2014.05.010
Yatsenko I., Poberezhskyy A., Stupka O., Bekesha S. Geochemical characteristics of spherules from the Pivdenna kimberlite pipe, East Azov region (Ukraine): implications for their sources and origin. Geological Quarterly. 2023. Vol. 67. Art. 6. https://doi.org/10.7306/gq.1676
Zappettini E. O., Santos J. O. S. Micro-inclusions in corundum from Puesto La Peña Complex Ouachitites, Mendoza, Argentina: a window to the mantle. Canadian Journal of Mineralogy and Petrology. 2024. Vol. 62. No. 1. P. 43–60. https://doi.org/10.3749/2300010
Zhang R. Y., Yang J. S., Ernst W. G., Jahn B. M., Iizuka Y., Guo G. L. Discovery of in situ super-reducing, ultrahigh-pressure phases in the Luobusa ophiolitic chromitites, Tibet: new insights into the deep upper mantle and mantle transition zone. American Mineralogist. 2016. Vol. 101. No. 6. P. 1285–1294. https://doi.org/10.2138/am-2016-5436
Zhang Z., Mao J., Wang F., Pirajno F. Native gold and native copper grains enclosed by olivine phenocrysts in a picrite lava of the Emeishan large igneous province, SW China. American Mineralogist. 2006. Vol. 91. No. 7. P. 1178–1183. https://doi.org/10.2138/am.2006.1888
Лазаренко Є. К., Матковський О. І., Винар О. М., Шашкіна В. П., Гнатів Г. М. Мінералогія вивержених комплексів Західної Волині. Львів : Вид-во Львів. ун-ту, 1960. 510 с.
Тіщенко О. І. Нова знахідка самородного алюмінію в Україні. Мінералогічний журнал. 2005. Т. 27. № 1. С. 38–43. URL: http://mineraljournal.org.ua/sites/default/files/sites/default/files/1_2005%20108%20s.pdf
Яценко І., Яценко Г., Бекеша С., Білик Н., Варичев О., Дручок Л. Ендогенні Ti-Mn-Fe-силікатні сферули із експлозивних структур та вулканогенно-осадових формацій України. Мінералогічний збірник. 2012. № 62. Вип. 1. С. 83–101. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Minzb_2012_62_1_10
Яценко І. Г. Силікатно-металеві сферули експлозивно-осадових формацій України (генетичний та прогнозно-розшуковий аспекти) : дисертація на здобуття наук. ступеня канд. геол. наук. Львів, 2016. 181 с. URL: http://geology.lnu.edu.ua/wp-content/uploads/2016/06/ Yatsenko_ dis.pdf
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
