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: (Mg_2.21Fe²⁺_0.35Ca_0.33Fe³⁺_0.09Mn_0.02)(Al_1.87Fe³⁺_0.10Cr_0.02)[(Si_2.90Al_0.11)O₁₂].

Омфацит: (Ca_0.72Na_0.23)(Mg_0.76Al_0.20Fe³⁺_0.06Ti_0.02Cr_0.01)[(Si_1.89Al_0.11)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: (Mg_1.97Fe²⁺0.61Ca_0.31Fe³⁺_0.08Mn_0.02) (Al_1.89Fe³⁺_0.08Cr_0.02)[(Si_2.92Al_0.08)O₁₂].
Омфацит: (Ca_0.68Na_0.26)(Mg_0.73Fe³⁺_0.10Al_0.21Cr_0.01Ti_0.01)[(Si_1.91Al_0.09)O₆].
Энстатит: (Mg_1,76Fe²⁺_0.16Fe³⁺_0.06Ca_0.01Ni_0.01)[(Si_1.94Al_0.05Fe³⁺_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: (Mg_2.27Fe²⁺_0.39Ca_0.28Fe³⁺_0.05Mn_0.02)(Al_1.92Fe³⁺_0.03Cr_0.03)[(Si_2.94Al_0.06)O₁₂].
Омфацит: (Ca_0.63Na_0.26)(Mg_0.81Al_0.17Fe³⁺_0.08Cr_0.02Fe²⁺_0.01)[(Si_1.97Al_0.03)O₆].

Кианитовые эклогиты с коэситом

Образец 84008
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.

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

Два образца фрагментов ксенолитов алькремитов из кимберлитов трубки Удачная, Якутия. Алькремиты - биминеральные среднезернистые порфирокластические породы, состоящие из скоплений и цепочек округлых и овальных зерен бледно-розового, интенсивно измененного по периферии граната (до 0,5 см), сцементированных черной шпинелью. Полированные срезы.
Размеры образцов: 3,2х2,2х0,5 см, авторский №У-294; 2,4х1,8х0,4 см, авторский №У-967.
Образцы были подарены музею А.И. Пономаренко, занесены в инвентарные книги в 1986г.
Данные из статей: 1. А.И. Пономаренко «Алькремиты — новая разновидность глиноземистых гипербазитов (ксенолиты из кимберлитовой трубки «Удачная»)» ДАН, т.225, №4, 1975г.
2. А.И. Пономаренко Н.В. Лескова «Особенности химического состава минералов алькремитов из кимберлитовой трубки «Удачная»», ДАН, т.252, №3, 1980г.

Образец 83995

Образец 83996

микрофото

Алмаз

Образец 84707 Бесцветный, прозрачный сложный двойник алмаза (4 мм) со ступенчатыми гранями, в кимберлитах трубки Мир, Якутия. Размеры образца: 1,8х1,2х0,7 см. Образец передан музею ИЭМ АН СССР, занесен в инвентарные книги в 1986г.

Хромдиопсид

Образец 61581 Крупный, ярко-зеленый, трещиноватый ксенокрист хромдиопсида (3,5 см) в кимберлитах трубки Второгодница, Якутия. Размеры образца: 13х6х4,5 см. Образец был подарен музею Н.А. Цейдлером, занесен в инвентарные книги в 1960г.

Перидотиты из рифта

Образец 92007 Образец сравнительно свежих неравномернозернистых перидотитах из рифтовой долины Срединно-океанического хребта (СОХ), Центральная Атлантика. Порода состоит из оливково-зеленых до зеленых, прозрачных, разбитых системой параллельных трещин, залеченных темным веществом, зерен форстерита (до 2 см) и темного серо-зеленого ортопироксена. Размеры образца: 8х6х4 см. Образец был подарен музею Л.В. Дмитриевым, занесен в инвентарные книги в 2006г.

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.