Геологи НГУ и ИГМ СО РАН исследовали эталонные кимберлиты из трубки Удачная и уточнили состав первичного кимберлитового расплава.
Новосибирские геологи выяснили, что первичный кимберлитовый расплав почти на треть состоял из растворенного в нем углекислого газа, что в несколько раз больше, чем считалось ранее.
Работа выполнена сотрудниками НГУ и Института геологии и минералогии СО РАН им. В.С. Соболева совместно с коллегами из Университета Тохоку (Япония): И.С. Шарыгиным, К.Д. Литасовым, А.Ф. Шацким, А.В. Головиным, Е. Отани и Н.П. Похиленко. Статья опубликована в журнале Gondwana Research.
Об исследовании пресс-службе НГУ рассказал сотрудник НГУ, старший научный сотрудник ИГМ СО РАН Игорь Шарыгин.
– Кимберлиты – это уникальные магматические породы, продукт наиболее глубинных магм, генерирующихся в мантии Земли на глубине 150–250 км. Они более известны как важнейший источник алмазов на планете. Одной из фундаментальных проблем в геологии является реконструкция состава первичного кимберлитового расплава. Ее решение затрудняется тем, что состав дошедших до нас кимберлитов существенно отличается от первоначального. Это связано с тем, что кимберлиты «загрязнены» чужеродным материалом из магматического канала, который захватывался расплавом при подъеме к поверхности. Также большинство кимберлитов, образовавшихся десятки и сотни миллионов лет назад, все это время подвергались воздействию внешней среды, что в разной степени изменило их первоначальные характеристики, – рассказывает он.
Приблизиться к решению этой проблемы помогли найденные на глубинах 420–500 м кимберлиты из трубки Удачная (Якутия), которые, как считают ученые, являются неизмененными, т.е. в максимальной степени сохранили свой первоначальный состав и потому эталонны для реконструкции состава первичного кимберлитового расплава. Новосибирские исследователи провели эксперименты по плавлению таких пород при высоких давлениях и температурах, соответствующих условиям генерации кимберлитовых расплавов в мантии. Но здесь возникала еще одна трудность.
– При параметрах образования магмы, в наших экспериментах получилось, что кимберлитовый расплав насыщен только оливином и гранатом, исходя же из минералогии мантии мы знаем, что там должны быть еще и другие минералы – клинопироксен и ортопироксен. Мы сделали вывод, что такое несоответствие связано с потерей летучих компонентов (углекислого газа, воды или хлора) в процессе подъема магмы с мантийных глубин к поверхности. Добавляя в расплав потерянные летучие компоненты, можно в рамках экспериментов обратить этот процесс и получить минералы, отражающие реальные мантийные ассоциации. В предшествующих экспериментах, при добавлении хлора и воды, был получен дополнительно клинопироксен, однако без ортопироксена. Мы предположили, что, увеличив содержание углекислоты, мы получим и ортопироксен. В пользу углекислоты говорили и минералогические наблюдения в самих неизмененных кимберлитах. Позже наша научная группа провела дополнительные эксперименты с добавлением углекислоты, что показало правильность такого предположения. Эти новые данные сейчас готовятся для публикации, – рассказывает ученый.
