Российские ученые установили, что высокое содержание хрома в рутиле (минерале-спутнике алмаза) позволяет рассматривать рутил как новый высокоэффективный минерал при поиске алмазных месторождений. Исследования поддержаны Российским научным фондом.

Исследования направлены на решение фундаментальной проблемы определения индикаторов глубинных процессов в мантии Земли, с которыми может быть связано образование алмазов. Характеристики состава и строения литосферной мантии интересны ученым и сами по себе, и в связи с проблемами происхождения алмаза и образования его коренных месторождений. Алмаз - глубинный минерал, а кимберлитовые расплавы (формирующие магматические тела в форме трубок) являются лишь транспортом для доставки особо ценного сырья на поверхность земли. Каждая кимберлитовая трубка имеет свое название и является потенциальным месторождением алмазов. Алмаз попадает в кимберлит при дроблении обломков глубинных пород мантии Земли (ксенолитов) под воздействием высоких давлений во время их выноса с мантийных глубин кимберлитовым расплавом на поверхность.

Алмазоносность кимберлитовой трубки напрямую зависит от глубины ее формирования: чем глубже находится литосферная мантия, в которой формируются кимберлитовые расплавы, тем выше вероятность встретить алмаз в мантийных ксенолитах. Состав ксенолитов отражает особенности мантии, такие как физико-химические условия, минеральный и химический состав, гетерогенность, присутствие летучих компонентов, метасоматические преобразования и многое другое.

Рутил, минерал с формулой ТiO2 (хром является примесью и в химической формуле рутила не отражается), изучался в образцах из разных кимберлитовых трубок. Среди них были высокоалмазоносная (девять карат на тонну) трубка "Интернациональная", высокоалмазоносная трубка "Мир" (три с половиной карата на тонну) и неалмазоносная трубка "Майская". Мелкие зерна рутила находились во включениях в более крупных зернах алмаза и граната (другого минерала-спутника алмаза).

В результате проведенных исследований было установлено, что в рутиле из глубинной литосферной мантии содержится больше Cr (хрома), чем в рутиле менее глубинного происхождения (из земной коры). Высокие содержания хрома (Cr2O3 > 1,7 %) характерны только для рутила из глубинных участков мантии, в условиях которых как раз образуется алмаз. Рассчитанная температура образования рутила (по содержанию Ni в гранате, в котором находится рутил) составляет 725-1030 С. Этот диапазон температур соответствует глубинам литосферной мантии (100-164 км).

В рамках работы группа академика Н.В. Соболева провела исследование алмаза из трубки Мир с уникальным набором включений, состоящим из пяти различных минералов: оливина, ортопироксена, рутила, клинопироксена и граната, в том числе с уникальным полиминеральным срастанием: оливина, ортопироксена и рутила. Эта находка подтверждает выводы о совместном образовании рутила и алмаза на глубинах литосферной мантии и свидетельствует о существовании таких глубинных пород, из которых все пять минералов попали в виде включений в один алмаз. Это подтверждает возможность использования хромистого рутила в качестве индикаторного минерала при поиске глубинных алмазоносных трубок.

Зерна рутила для исследований обычно отбираются либо из самих кимберлитов, либо при опробовании осадочных отложений, в которые рутил попадает при разрушении коренных месторождений алмазов. По данным многолетних геохронологических исследований Сибирских кимберлитов установлено четыре этапа их формирования. Интересно, что большинство алмазоносных трубок имеет возраст около 360 млн лет (девонский период). По включениям рутила в гранате из высокоалмазоносной трубки "Интернациональная" с помощью U-Pb метода изотопного датирования был определен возраст 369±10 млн лет, и он согласуется с этой цифрой. Таким образом оказалось, что с помощью хромистого рутила возможно установление возраста кимберлита.

"Характерная примесь Cr в глубинном мантийном рутиле, возможность его использования для установления возраста внедрения кимберлитов, и устойчивость рутила в приповерхностных условиях, являются исключительно важными характеристиками при поиске алмазных месторождений, особенно в регионах с интенсивным выветриванием, где остальные индикаторные минералы кимберлитов могут быть полностью разрушенными. Полученные результаты, при поддержке РНФ, в настоящее время применяются при исследовании рутила из кимберлитов Якутии, Архангельска, Африки и Южной Америки", - говорит один из авторов статьи, старший научный сотрудник лаборатории минералов высоких давлений и алмазных месторождений Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, кандидат геолого-минералогических наук Владимир Мальковец.

Результаты исследования в настоящее время предложены для внедрения в практику геологоразведочных работ, направленных на поиски алмазов.

Похожие новости

  • 15/09/2016

    Алмазы, легированные германием: сибирские ученые выходят на новый уровень

    ​Результаты детальных исследований по росту кристаллов алмаза, легированных германием, в системе Mg-Ge-C опубликовали учёные Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН в высокорейтинговом журнале Американского химического общества Crystal Growth&Design.
    1724
  • 12/07/2017

    Сибирские ученые начали поиск новых месторождений алмазов в Архангельской области

    ​Ученые Института геологии и минералогии (ИГМ) Сибирского отделения (СО РАН) при поддержке Российского научного фонда (РНФ) начали масштабное исследование минералов для поиска новых алмазных месторождений в Архангельской области.
    1198
  • 31/12/2017

    Топ-10 исследований российских ученых 2017 года по версии РНФ

    Около 35 тысяч российских ученых проводили и проводят фундаментальные исследования при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Ежемесячно в российских и зарубежных СМИ выходят десятки новостей об их достижениях.
    1834
  • 17/03/2017

    Сибирские физики создадут точнейшие атомные часы

    Ученые из Института лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и из Новосибирского государственного технического университета разработали сверхстабильный лазер для атомных часов, который позволит российским физикам создать устройства для измерения времени, не уступающие в точности западным аналогам, говорится в статье, опубликованной в Journal of Physics: Conf.
    1581
  • 28/03/2018

    Результаты XLIV Сибирской геологической олимпиады

    ​Опубликованы результаты XLIV Сибирской геологической олимпиады для 5-11 классов. Соревнование проходило в два тура с 23 по 25 марта 2018 года. XLIV Сибирскую геологическую олимпиаду проводит геолого-геофизический факультет Новосибирского государственного университета совместно с Институтом геологии и минералогии и Институтом нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН.
    529
  • 01/02/2018

    Студент НГУ получил медаль РАН за исследование редкого метеорита

    ​Студент ГГФ НГУ Денис Пономарев стал лауреатом премии РАН для молодых исследователей. Студент в составе группы ученых исследует редкий метеорит, найденный 26 лет назад в Новосибирской области.
    769
  • 05/05/2016

    Сибирские ученые - победители конкурса 2016 года по государственной поддержке ведущих научных школ

    ​Совет по грантам Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых и по государственной поддержке ведущих научных школ Российской Федерации отметил сибирских ученых. Математика и механика.
    2442
  • 16/09/2016

    Российские ученые создали прибор для измерения длины сгустка частиц в ускорите

    ​Ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (ИОФ РАН) при поддержке гранта РНФ разработали новое поколение высокоскоростных электронно-оптических приборов для диагностики пучков в ускорителях заряженных частиц - диссектор на основе стрик-камеры.
    1569
  • 21/07/2017

    Новосибирские ученые нашли способ улучшить работу очистителей воздуха

    Ученые НГУ выиграли грант Российского научного фонда (РНФ). Разработка ученых поможет решить фундаментальные научные задачи, а также улучшить работу бытовых и профессиональных очистителей воздуха. Тема работы новосибирских ученых — «Фото- и терморазложение металлокомплексов как способ формирования наночастиц металлов и биметаллических структур на поверхности фотокаталитически активных материалов».
    883
  • 19/07/2017

    Новосибирские геологи узнают о прошлом Азии с помощью Тихого океана

    ​Геологи НГУ и ИГМ СО РАН изучают прошлое Центральной и Восточной Азии с помощью тихоокеанского региона. Исследования ведутся на средства 90-миллионного мегагранта правительства РФ. Руководителями проекта являются японский профессор Шигенори Маруяма и российский геолог Инна Сафонова.
    839