Витрина 48

Минералы верхней мантии

Экспозиция «Минералы верхней мантии» была создана в 2005 году Е.Л.Соколовой при участии консультантов профессора МГУ Э.М.Спиридонова и А.И.Пономаренко. Вещество верхней мантии представляет собой магматогенные породы базитового и, чаще, ультрабазитового составов. На выставке экспонируются образцы ксенолитов из кимберлитов, базальтов, а также образец вебстерита из рифтовой долины Срединно-океанического хребта Атлантики.

Согласно геофизическим данным, под верхней мантией понимают весь вещественный комплекс, залегающий между границей Мохоровичича – подошвой земной коры (максимальные глубины – до 70 км) до глубин, составляющих около 400 км под поверхностью Земли. На участках древних платформ, контролируемых зонами глубинных разломов, возможно образование систем многочисленных кимберлитовых трубок, таких, как, например, в Якутской кимберлитовой провинции. Кимберлиты – магматогенные гибридные породы, слагающие протяженные субвертикальные с малым сечением тела – «трубки», дайки, жилы. Магматические очаги, в которых выплавляются протокимберлитовые расплавы, расположены на глубинах свыше 200 км. На пути к поверхности по системе глубинных разломов, мигрируя на относительно высокой скорости сквозь породы разнообразного состава, кимберлитовые магмы захватывают их обломки в виде ксенолитов пород или мегакрист некоторых минералов. Кимберлиты выносят к поверхности Земли горные породы и минералы, принадлежащие к различным Р-Т уровням (фациям глубинности) верхней мантии. Ксенолиты из кимберлитов и базальтов являются уникальным источником для прямого познания состава и свойств глубинных слоев Земли и, прежде всего, ее верхней мантии. На Земле есть особые структуры, где мантийное вещество выходит на поверхность – это так называемые рифтовые долины Срединно-океанических хребтов. Их отделяет от дневной поверхности около 3 км океанской воды.
Вещество верхней мантии представляет собой магматогенные породы базитового и, чаще, ультрабазитового составов. На выставке экспонируются образцы ксенолитов из кимберлитов, базальтов, а также образец вебстерита из рифтовой долины Срединно-океанического хребта Атлантики.

Породы базитового состава представлены преимущественно эклогитами – высокобарными породами, главными минералами которых являются гранат – пироп и альмандин-пироп с широкими вариациями содержания Cr и Ca и клинопироксен – омфацит. В состав эклогитов могут входить кианит, оливин, корунд, энстатит, плагиоклаз, коэсит, рудные минералы – рутил, джерфишерит, пирротин, пентландит. Более распространенные породы ультрабазитового состава – разнообразные перидотиты и пироксениты – содержат оливин (форстерит и железистый форстерит), гранат – пироп и альмандин-пироп, часто Cr-содержащий, ромбо- (энстатит) и клинопироксены (омфацит, диопсид, часто Cr-содержащие), шпинели (Cr- и Fe-содержащие), а также рудные минералы: рутил, ильменит, пирротин, пентландит, пирит, джерфишерит. Особое место среди редких минералов мантийных пород занимает алмаз.

Гигантозернистые эклогиты

Образец 91994 Фрагмент ксенолита гигантозернистых эклогитов из кимберлитов трубки Обнаженная, Якутия. Эклогиты состоят из омфацита темного бутылочно-зеленого цвета, с выраженной спайностью, отдельные зерна которого достигают 4 см, и ярко-красного полупрозрачного граната альмандин-пиропового состава. В породе присутствуют отдельные ярко-зеленые мелкие зерна предположительно хромдиопсида и редкие зерна сульфидов и рутила. Размеры образца:7х4,5х3,5 см. Авторский № О-1. Образец был подарен музею А.И. Пономаренко в 2006г., занесен в инвентарные книги в 2006г.

Образец 77722 Фрагмент полного нодуля гигантозернистых эклогитов из кимберлитов трубки Обнаженная, Якутия. Эклогиты состоят из красно-розовых, трещиноватых, прозрачных зерен пиропа (до 1,5 см) с массой ориентированных иголочек рутила (ламелли распада) и из крупных (до 3 см) темно-зеленых зерен омфацита с массой ориентированных пластинок пикроильменита (ламелли распада). В породе присутствуют отдельные мелкие зерна пирротина с развивающимся по ним джерфишеритом. Поверхность нодуля со следами оплавления. Полированный образец, склеен из нескольких фрагментов. Размеры образца: 16х12х8,5 см. Образец был подарен музею А.П. Акимовым, занесен в инвентарные книги в 1976г.

Данные микрозондового анализа:
Гранат: (Mg2.21Fe2+0.35Ca0.33Fe3+0.09Mn0.02)(Al1.87Fe3+0.10Cr0.02)[(Si2.90Al0.11)O12].

Омфацит: (Ca0.72Na0.23)(Mg0.76Al0.20Fe3+0.06Ti0.02Cr0.01)[(Si1.89Al0.11)O6].

Энстатитовые эклогиты

Образец 61576 Фрагмент ксенолита энстатитовых эклогитов из кимберлитов трубки Обнаженная, Якутия. Эклогиты состоят из оранжево-красных, прозрачных, трещиноватых зерен альмандин-пиропа (до 0,8 см), темно-зеленого омфацита и оливкового Fe-энстатита. В гранате заметны ориентированные иглы рутила (ламелли распада), в пироксенах — пластинки пикроильменита (ламелли распада), представленные на микрофотографиях. На выставке экспонируются 3 фрагмента ксенолита: 2 полированных среза, 1 — срез со слабыми следами оплавления поверхности ксенолита. Размеры образцов: 13х4,5х2 см; 13х6х2 см; 12х6х2,5 см. Образец был подарен музею Н.В. Макаровой, занесен в инвентарные книги в 1960г.

Данные микрозондового анализа:
Гранат: (Mg1.97Fe2+0.61Ca0.31Fe3+0.08Mn0.02) (Al1.89Fe3+0.08Cr0.02)[(Si2.92Al0.08)O12].
Омфацит: (Ca0.68Na0.26)(Mg0.73Fe3+0.10Al0.21Cr0.01Ti0.01)[(Si1.91Al0.09)O6].
Энстатит: (Mg1,76Fe2+0.16Fe3+0.06Ca0.01Ni0.01)[(Si1.94Al0.05Fe3+0.01)O6].

здесь будет фото + микрофото и описания к ним

Образец 61579
Фрагмент полного нодуля гигантозернистых энстатитовых эклогитов из кимберлитов трубки Слюдянка, Якутия. Эклогиты состоят из ярко-зеленого Cr-омфацита, ярко-розового граната и гигантских (до 4 см), частично измененных, темно бутылочно-зеленых до золотисто-коричневых зерен энстатита. Фрагмент целого нодуля, на поверхности следы оплавления.
Размеры образца: 8х5х4 см.
Образец был подарен музею Ю.М. Сибирцевым, занесен в инвентарные книги в 1960г.

Оливиновые эклогиты в кимберлите

Образец 83970
Фрагмент ксенолита оливиновых эклогитов сложной формы в кимберлитовой матрице, трубка Мир, Якутия. Эклогиты состоят из темно-зеленых, трещиноватых, местами прозрачных зерен омфацита (до 1,5 см), густо-красных, трещиноватых, прозрачных зерен пиропа, окруженных тонкими темными каймами, и желтовато-коричневых, практически полностью замещенных корренситом зерен оливина. Гранат содержит небольшие включения омфацита.
Полированная пластина. Размеры образца: 10,5х9х1,5 см. Авторский № А-1.
Образец был подарен музею А.И. Пономаренко, занесен в инвентарные книги в 1986г.
Данные микрозондового анализа:
Гранат: (Mg2.27Fe2+0.39Ca0.28Fe3+0.05Mn0.02)(Al1.92Fe3+0.03Cr0.03)[(Si2.94Al0.06)O12].
Омфацит: (Ca0.63Na0.26)(Mg0.81Al0.17Fe3+0.08Cr0.02Fe2+0.01)[(Si1.97Al0.03)O6].

Кианитовые эклогиты с коэситом

Образец 84008 3D, большое фото Фрагмент ксенолита кианитовых эклогитов (гроспидитов) из кимберлитов трубки Удачная, Якутия. Породы состоят из сильно трещиноватых оранжево-коричневых зерен граната, окруженных темными каймами, омфацита, практически полностью замещенного беловатым фарфоровидным веществом, голубым кианитом (до 4 мм), с разной степенью интенсивности замещенным белыми волокнистыми агрегатами муллита с корундом. Породы характеризуются аморфизацией и широким развитием вторичных минералов. Полированный срез. Размеры образца: 2,5х1,7х0,5 см. Авторский № У-691. Образец был подарен музею А.И. Пономаренко, занесен в инвентарные книги в 1986г. Данные из статьи: А.И. Пономаренко «Переход кианита — Al2SiO5 в корунд — Al2O3 + SiO2», ДАН, т.303, №6, 1988г.

Образец 83999 микрофото Фрагмент ксенолита кианитовых эклогитов из кимберлитов трубки Удачная, Якутия. Эклогиты состоят из сильно трещиноватых зерен бурого граната, омфацита, практически полностью замещенного беловатым фарфоровидным веществом и бледно-голубого, частично измененного кианита. Зерна граната содержат единичные включения бесцветных овальных зерен коэсита (до 0,3мм), частично замещенных кварцем (коэсит указан стрелкой). Срез ксенолита. Размеры образца: 3,0х1,7х1,7 см. Авторский №У-233. Образец был подарен музею А.И. Пономаренко, занесен в инвентарные книги в 1986г. Данные из статьи: А.И. Пономаренко, З.В. Специус, В.А. Любушкин «Кианитовый эклогит с коэситом», ДАН, т. 236, №1, 1977г.

Плагиоклазовые эклогиты

Образец М32006 Полированный срез полного нодуля мелкозернистых плагиоклазовых эклогитов из кимберлитов трубки Удачная, Якутия. Эклогиты состоят из ярких темно-красных зерен пиропа (до 2 мм), темно-зеленых до золотисто-коричневых, в разной степени измененных зерен омфацита и серовато-белых зерен плагиоклаза. Омфацит заметно изменяется от центра к периферии нодуля, образуя широкую реакционную кайму до 2 см; поверхность нодуля со следами оплавления. Размеры образца: 10х8х7 см. Образец был подарен музею Э.М. Спиридоновым, занесен в инвентарные книги в 2006г.

3D

Пироксениты

Образец 83965 Полированный срез целого нодуля среднезернистых гранатовых пироксенитов из кимберлитов трубки Мир, Якутия. Форма нодуля близка к овальной, сохранился фрагмент вмещающих пород. Пироксениты состоят из коричнево-зеленых, полупрозрачных трещиноватых до частично измененных золотистых непрозрачных зерен энстатита (до 0,5 см), мелких красных зерен пиропа и ярко-зеленых зерен Al-диопсида. По периметру нодуля заметная реакционная зона (~1 см), на поверхности слабые следы оплавления. Образец склеен. Размеры образца: 12х8х4,5 см. Авторский № А-86. Образец был подарен музею А.И. Пономаренко, занесен в инвентарные книги в 1986г. 3D, большое фото?

Гранатовые перидотиты в кимберлите

Образец 76576 Фрагмент ксенолита крупнозернистых гранатовых перидотитов из кимберлитов трубки Обнаженная, Якутия. Перидотиты состоят из крупных (до 1 см) светло-зеленых полупрозрачных трещиноватых зерен Fe-форстерита, окруженных тонкими темными каймами, малиновых зерен пиропа и мелких редких ярко-зеленых зерен (Cr-диопсид?). Примерно половину образца составляет вмещающая порода (кимберлит). Полированный срез ксенолита на контакте с кимберлитом. Размеры образца: 14х14х5 см. Образец был подарен музею Ю.А. Орловым, занесен в инвентарные книги в 1975г.

Гарцбургиты

Образец 92001 Фрагмент ксенолита крупнозернистых гранатовых перидотитов (гарцбургитов) из кимберлитов трубки Обнаженная, Якутия. Гарцбургиты состоят из светло-оливковых, прозрачных, трещиноватых зерен форстерита (до 1 см), темного серо-зеленого ортопироксена и отдельных зерен ярко-зеленого клинопироксена, розового граната и шпинели Полированная пластина. Размеры образца: 8х5х1 см. Авторский № 3153. Образец был подарен музею А.И. Пономаренко в 2006г., занесен в инвентарные книги в 2006г.

Гранатовые лерцолиты

Образец 83967 большое фото Фрагмент ксенолита серпентинизированных среднезернистых гранатовых перидотитов (лерцолитов) из кимберлитов трубки Мир, Якутия. Лерцолиты состоят из розово-малиновых зерен пиропа (до 0,8 см), заметно серпентинизированного оливина, ортопироксена и отдельных зерен ярко-зеленого клинопироксена. Полированный срез. Размеры образца: 8х7х2см. Авторский №А-47. Образец был подарен музею А.И. Пономаренко, занесен в инвентарные книги в 1986г. Данные из статьи: А.И. Пономаренко «Первая находка гранат-ильменитового перидотита с алмазами из кимберлитовой трубки Мир», ДАН, т.235, №4, 1977г.

Образец 83981 Фрагмент ксенолита интенсивно серпентинизированных неравномернозернистых гранатовых перидотитов (лерцолитов) из кимберлитов трубки Обнаженная, Якутия. Лерцолиты состоят из серпентинизированного Fe-форстерита с отдельными хорошо сохранившимися прозрачными светло-зелеными зернами, ярко-малинового Cr-пиропа, ортопироксена, отдельных мелких зерен Cr-диопсида и шпинели. Полированный срез целого нодуля с небольшим фрагментом кимберлита; снаружи образец местами покрыт тонкой светлой корочкой. Размеры образца: 8х5х4 см. Авторский №3154. На выставке представлен также большой шлиф. Образец был подарен музею А.И. Пономаренко, занесен в инвентарные книги в 1986г.

Образец 92004 Фрагмент нодуля овальной формы серпентинизированных среднезернистых гранатовых перидотитов (лерцолитов) из кимберлитов трубки Мир, Якутия. Лерцолиты состоят из ярко-малиновых прозрачных зерен альмандин-пиропа, заметно серпентинизированного Fe-форстерита, темно-зеленого ромбопироксена (энстатита?) и ярко-зеленого Cr-диопсида. По периметру нодуля заметна реакционная зона (2-3 мм), присутствуют небольшие участки вмещающих пород. Определен возраст лерцолитов: 1,7 млрд. лет (Rb-Sr и Sm-Nd методы). Полированный срез полного нодуля, образец наклеен для прочности на мраморную пластинку. Размеры образца: 9х5х0,5см. Авторский №А-339. Образец был подарен музею А.И. Пономаренко в 2006г., занесен в инвентарные книги в 2006г. Данные из статьи: А.З. Журавлев, Е.Е. Лазько, А.И. Пономаренко «Радиогенные изотопы и редкоземельные элементы в минералах ксенолитов гранатовых перидотитов из кимберлитовой трубки Мир (Якутия)», «Геохимия», №7, 1991г.

Лерцолиты в базальтах

Образец 92006 Фрагмент ксенолита практически не измененных перидотитов (шпинелевых лерцолитов) в щелочных базальтах Витимского вулкана, Иркутская область. Лерцолиты состоят из светло-зеленых, прозрачных, практически свежих субизометричных зерен форстерита (до 0,5 см), ярко-зеленого Cr-диопсида, темного бутылочно-зеленого энстатита и отдельных темных зерен шпинели. Размеры образца: 7х6х5 см. Образец был подарен музею Б.М. Владимировым через А.И. Пономаренко, собран в 1972г., передан в 1986г., занесен в инвентарные книги в 2006 г.

Желвак ильменита

Образец 65171 Полированный срез полного ксенолита (желвака) из кимберлитов трубки Дальняя, Якутия. Желвак практически полностью состоит из черного ильменита, содержащего включения (до 1 см) неправильной формы, округлых очертаний зеленого цвета (предположительно, серпентин по оливину). Размеры образца: 6,5х5х2 см. Образец был подарен музею И.П. Илупиным, занесен в инвентарные книги в 1963г.

Ильменит (графика)

Два образца фрагментов ксенолитов из кимберлитов трубки Сытыканская, Якутия. Ксенолиты представляют собой графические срастания черного пикроильменита со светло-серым, интенсивно измененным диопсидом. В первом образце ильменит достигает 0,5 см, во втором — 0,2 см.
Полированные срезы ксенолитов.
Размеры образцов: 2,5х1,3х1 см и 2,х1,5х0,5 см.
Образцы были подарены музею А.И. Пономаренко в 2006г., занесены в инвентарные книги в 2006г.

Образец ОП2343

Образец ОП2344

микрофото

Алькремиты

Образец 83995 Образец 83996 3D?, микрофото

Алмаз

Образец 84707 3D

Хромдиопсид

Образец 61581 3D

Перидотиты из рифта

Образец 92007 3D

Для некоторых минералов экспериментально доказано, как с глубиной осуществляется смена полиморфных модификаций. Так, оливин (Mg0,9Fe0,1)2SiO4 (ромб.) на глубине 410км от поверхности Земли переходит в вадслеит (Mg0,9Fe0,1)2SiO4 (ромб.), затем на глубине 520 км – в рингвудит (Mg0,9Fe0,1)2SiO4 (куб.), а ниже 670 км распадается на акимотоит (Mg,Fe)SiO3 (куб.) и магнезиовюстит (Mg,Fe)O (см. настенную графику).
Часто в породах и минералах верхней мантии можно наблюдать ряд изменений и превращений, связанных с физико-химическими процессами эволюции этих образований. Имеют место процессы распада твердых растворов с образованием характерных графических структур или ламеллей, например, ильменита в пироксене, рутила в гранате, микрофотографии которых представлены на выставке. Характерные структуры глубинных ксенолитов можно видеть на больших шлифах, представленных на выставке. Порфирокластическими структурами обладают, как правило, наиболее глубинные, «неистощенные» мантийные породы. По сравнению с равномернозернистыми, «истощенными» породами, они обогащены теми компонентами, которые преимущественно удаляются с базальтовыми выплавками – Ti, Al, Fe и Ca.
Р-Т условия формирования пород верхних горизонтов верхней мантии (шпинель-пироксеновая или шпинель-пироповая фации глубинности): Т – до1500ºС; Р – 15-20 кбар, что соответствует глубинам 50-80 км. Для глубин 70-150 км, на которых формируются породы гроспидитовой фации, характерны параметры: Т – до 1800ºС и Р – 20-40 кбар. Для наиболее глубинных мантийных пород (коэситовая и алмаз-пироповая фации) характерны Т – до 2000ºС и Р – 40-80 кбар, что соответствует глубинам 150-280 км.