Rambler's Top100 Service
Поиск   
 
Обратите внимание!   Посетите страницу компании Шлюмберже Обратите внимание!
 
  Наука >> Геология | Популярные статьи
 Написать комментарий  Добавить новое сообщение
 См. также

ФотографииРасплавные включения в минералах

Магматическое окно в глубины Земли

О.А.Богатиков, В.А.Кононова
Опубликовано в журнале "Природа", N 5, 1999 г.
Содержание

Об авторах

Олег Алексеевич Богатиков, академик РАН, заведующий лабораторией Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН. Специалист в области петрологии магматических пород. Лауреат Государственной премии РФ (1997).

Виктория Аббасовна Кононова, доктор геолого-минералогических наук, профессор, ведущий научный сотрудник того же института. Область научных интересов - щелочные горные породы и связанные с ними месторождения полезных ископаемых.

Введение, или в чем же ошибался инженер Гарин.

Если представить себе земной шар расколотым на две половинки, то можно увидеть, что внутри он состоит из нескольких основных концентрических оболочек: земной коры, мантии, ядра. Эти оболочки обособились в процессе длительной (около 4.5 млрд лет) эволюции Земли. Мантия расположена под континентами на глубинах от 25 до 70 км и продолжается вплоть до ядра, т.е. примерно до 2900 км. Она составляет 83% объема Земли и 67% ее массы.

Рис. 1 Строение Земли и глубины формирования магматических очагов.

Именно здесь, в царстве огромных давлений и высоких температур, зарождаются алмазы. Этот факт неоднократно отмечался и в художественной литературе. Так в романе А.Толстого "Гиперболоид инженера Гарина" подробно описывается "оливиновый пояс" Земли - кладовая золота, алмазов и других полезных ископаемых. Инженер Гарин с помощью своего гиперболоида решил пробурить скважину и добывать сокровища. Но это возможно только в фантастическом романе. В реальности же самая глубокая в мире скважина, занесенная даже в Книгу рекордов Гиннесcа, находится на Кольском полуострове и прошла всего лишь 12.5 км. А реальный природный "транспортер" алмазов - магматические горные породы - вместе с алмазами дают нам не менее драгоценную информацию о составе, строении и процессах, происходящих в мантии Земли, на глубинах более 150 км.

До недавнего времени единственными коренными источниками алмазов (транспортером) считались кимберлиты. Трубки кимберлитов были обнаружены в Южной Африке в конце 1869 году, а в России (в Якутии) - лишь в 50-х годах нашего столетия. В 1982 году весь мир облетела сенсация: австралийские геологи открыли крупнейшее месторождение алмазов на северо-западе Австралии. Драгоценные минералы находились в горных породах нового типа - лампроитах1 . Кимберлиты и лампроиты во многом схожи. Их роднят как огромные глубины зарождения родоначальных магм, так и химический состав. Однако есть и существенные отличия - очень высокие содержания в лампроитах калия. Поэтому их еще называют ультракалиевыми ультраосновными породами.

Итак, был обнаружен второй транспортер алмазов из мантийных глубин. Уже за первый год эксплуатации (1986) австралийского лампроитового месторождения Аргайл было добыто 29 млн карат алмазов (около 6 тонн), более 43% всей мировой добычи. Было установлено, что такие породы - самые глубинные из известных, т.е. не надо бурить скважины, чтобы заглянуть на 100-150 км в глубь Земли. Это послужило толчком к началу систематических исследований во всем мире довольно редких ультракалиевых пород.

Однако все оказалось не так просто. Не все кимберлиты и лампроиты алмазоносны. Очень сложны для изучения их тонкие химические отличия. Особенно изотопный состав и распределение редких элементов. К тому же ультракалиевая группа пород не ограничивается только кимберлитами и лампроитами. Один за другим стали возникать вопросы, на которые пока нет однозначных ответов. Например, как возникают в мантии Земли такие высокие концентрации калия? Какие можно уловить закономерности? Вопросы, вопросы...

Калиевый магматизм, или последний день Помпеи.

Человечество давно познакомилось с таким грандиозным явлением природы, как калиевый вулканизм. Мощные взрывы, которые сопровождали извержения калиевых магм вулкана Везувий в 79 году н.э., привели к гибели древнеримских городов Геркуланума, Помпей, Стабии. Известны примеры калиевого вулканизма и в других районах Италии, а также в Индонезии, Австралии, Африке. Но на Везувии нет алмазов. Вместе с тем на упоминавшемся выше месторождении Аргайл в Австралии вулканические породы - туфы оливиновых лампроитов - содержат богатые промышленные концентрации алмазов. Почему? Опять очередной вопрос.

В России один из крупнейших районов концентрации ультракалиевых и калиевых пород - это Центральный Алдан (юго-запад Сибирской платформы, вблизи г.Алдан)2. Там зафиксированы десятки массивов, трубок взрыва, вулканических построек, сложенных калиевыми породами разного состава. Они зародились в мезозойскую эру и сформировались 155-135 млн лет назад. Но алмазов в них тоже нет.

Как показали исследования, калиевые магмы образуются при плавлении верхней мантии. Поступая на поверхность Земли, иногда во время взрыва, они превращаются в огненно-жидкую лаву, пепел, вулканические бомбы, т.е. весьма разнообразные по морфологии и составу вулканические горные породы. На пути к поверхности Земли магматические расплавы претерпевают изменения, прежде всего при процессах дифференциации. Только некоторые из них сохраняют свой первичный состав, большинство же модифицируются. Среди калиевых пород такие неизмененные (их еще называют примитивными) разности обнаруживаются при детальном изучении.

Присутствие высокомагнезиального оливина (помните "оливиновый пояс"?) - силиката магния и железа, одного из основных минералов мантии Земли, - и высокие содержания MgO (более 14%), Ni (более 250 г/т), Cr (более 500 г/т) указывают на то, что эти породы - действительно продукт плавления мантии и, как правило, именно они алмазоносны.


1 Богатиков О.А., Рябчиков И.Д., Кононова В.А. и др. Лампроиты. М., 1991.
2 Кононова В.А., Первов В.А., Богатиков О.А. и др. // Геотектоника. 1995. N 3. С.35-45.

Назад | Вперед


Написать комментарий
 Copyright © 2000-2015, РОО "Мир Науки и Культуры". ISSN 1684-9876 Rambler's Top100 Яндекс цитирования