Метеориты из мантии?

Если принять полноту геологических знаний о земной коре за 100 %, то, учитывая объемы геооболочек по Б. Мэйсону, максимальную степень нашей информированности о строении и составе земной мантии можно оценить не более, чем в 2 %. Стоит ли удивляться, что при таком состоянии дел исследование практически каждого нового объекта мантийного происхождения чревато удивительными открытиями.

В 2009 году при проведении разведочного бурения на россыпи Поповского лога в пределах Косьвинского кон-центрически-зонального пироксенит-дунитового массива Платиноносного пояса Урала в дунитах была обнаружена дайка плагиоклазит-пегматита, в которой наблюдались обособления кальцитового карбонатита. Простирание дайки северо-западное, падение к востоку под углами 70, 50 и 10°, мощность до 30 м, протяженность не менее 100 м. На основании этого был сделан вывод о первой находке карбонатитов неизвестной ранее формации, непосредственно связанной с формированием дунит-габбро-норит-плагиогранитной островодужной ассоциацией.

Проведенные в Институте геологии Коми НЦ УрО РАН исследования показали, что выявленные в Платиноносном поясе кальцитовые карбонатиты содержат широкую ассоциацию характерных минералов — стронцианита, целестина, ангидрита, апатита, хромсодержащих клиноцоизита, алланита и пренита, титанита, гроссуляр-уваровита. По уровню содержания и характеру тренда нормированных на хондрит концентраций лантаноидов эти породы вполне соответствуют интрузивно-магматическим карбонатитам. Однако самым любопытным в них оказалось насыщение полиминеральными микровключениями необычного строения и состава, в которых выявлены эсколаит и хромовые сульфиды, ранее известные главным образом как минералы метеоритов. Для определения химического состава эти включения были выделены путем растворения карбонатитов в 5 % HCl, чисто отобраны и проанализированы рентгенофлюоресцентным методом (мас. %): SiO218.41; TiO2 0.72; Al2O3 10.07; Cr2O3 13.66; Fe2O3 29.88; MnO 0.77; CaO 17.06; Sобщ 9.43. Их минеральный состав исследовался методами высокоточной рентгеновской дифрактометрии (XRD-6000 фирмы Shimadzu, излучение CuK5, внутренний эталон) и аналитической растровой электронной микроскопии (JSM-6400, ЭД-спектро-метр фирмы «Link», программное обеспечение ISIS 300) На основании полученных данных все многообразие полиминеральных микровключений

Микроксенолиты с «метеоритным» минеральным парагенезисом в карбонатитах дунит-габбро-норит-плагиогранитной формации:

а — образец карбонатита, насыщенного микро-ксенолитами (наиболее крупные показаны стрелками); б — силикатно-эсколаит-пирит-хромсульфидная разновидность микроксенолитов (1 — ксенолиты, 2 — троилит-пирротиновые оторочки, 3 — хромсодержащий титанит, 4 — кальцит); в — агломерация микроксенолитов с решетчатой структурой выделений хромсульфидов и хромсодержащего пирита (1 — ксенолиты, 2 — троилит-пирротиновые оторочки; 3 — кальцит); г — микроксенолит зонального строения (1 — ядро хромсульфидного состава, 2 — внутренняя алюмофер-рохромсиликатная зона с выделениями хромсодержащего пирита; 3 — внешняя алюмоферрохром-силикатная зона с хромсульфидами и хромсодержащим пиритом, 4 — троилит-пирротиновая оторочка, 5 — пирит, 6 — хромсодержащий клиноцоизит, 7 — анальцим, 8 — кальцит)

(микроксенолитов?) можно подразделить на три разновидности.

Силикатно-эсколаит-пирит-хромсульфидные микровключения представляют собой частицы сглаже-но-угловатой формы со средним размером около 125 х 180 мкм, всегда обрастающие микрокорочкой хромсодержащего троилит-пирротина, толщина которой колеблется от 2 до 12 мкм. В строении таких микро -включений различаются довольно однородный матрикс, сложенный эс-колаитом и ближе неопределенным алюмоферрохромсиликатным веществом, и выделения хромовых сульфидов и хромсодержащего пирита. Хромсульфиды представлены суби-зометричными чаще округлыми, чем угловатыми формами размером от

Новые хромсульфиды группы добреелита из микровключений в уральском карбонатите. А — схема современного таксономирова-ния; Б — схема подразделения группы на минеральные виды на основе правила 50 %: 1) добреелит, 2) калинит, 3) гипотетический марганцевый аналог. Заливкой показаны области состава исследованных минералов

2 х 4 до 15 х 20 мкм. Пирит, напротив, большей частью образует иглы размером от 1 х 10 до 2 х 20 мкм или более мелкие червячковидные тельца размером по длине от 1 до 3 мкм. Последние обрастают выделения хромсульфидов.

Силикатно-пирит-хромсулъфид-ные микровключения с субграфическим решетчатым строением . Встречаются обособлено или в виде небольших агломераций. По форме они более округлые, по размеру варьируются от 166 х 185 до 310 х 550 мкм. Толщина троилит-пирротиновой микрокорки колеблется в пределах 12— 30 мкм. Очень показательно, что даже в тесных агломерациях каждое из микровключений обладает собственной микрокоркой. Это говорит о том, что пассивное обрастание рассматриваемых частиц пирротином произошло до их агломерации, т. е. частицы по отношению к карбонатитовому расплаву действительно могут оказаться микроксенолитами, захваченными первичным расплавом в области своей генерации. Особенностью строения рассматриваемых микровключений является решетчатая субграфическая структура выделений хромовых сульфидов и хромсодержащего пирита, погруженных в более или менее однородный матрикс алюмофер-рохромсиликатного состава. Ламелли, образующие решетчатую структуру, достигают в длину 25 мкм. Кроме них наблюдаются и субизометричные выделения хромсульфидов размером до 35—40 мкм.

Зоналъные силикатно-пирит-хром-сулъфидные микровключения. Чаще имеют немного сглаженную угловатую форму, средний размер находится около 135 х 180 мкм. Главной их особенностью является довольно четкая субконцентрическая зональность, в рамках которой выделяются: 1) плотное ядро размером до 60 х 90 мкм, практически нацело сложенное хромсульфи-дами; 2) внутренняя неустойчивая по ширине (3—15 мкм) и относительно обедненная хромом сульфидно-сили-катная зона; 3) внешняя сульфидно-силикатная зона шириной от 6 до 40 мкм, более богатая хромом. Обе концентрические зоны в основном сложены алюмоферрохромсиликат-ным материалом, на фоне которого выделяются субизометричные, ламел-левидные и червячкообразные индивиды хромсульфидов и хромсодержащего пирита размером от 1 до 15 мкм. На такие частицы также всегда нарастает микрокорочка хромсодержащего троилит-пирротина толщиной от 2 до 15 мкм. Кроме того, особенностью рассматриваемой разновидности являются отходящие от корочки отростки пирротина длиной от 6 до 25 мкм, ориентированные нормально или под углом к поверхности и напоминающие солнечные протуберанцы.

Из микроминерального парагенезиса в описанных включениях наибольший интерес вызывают эсколаит и хромсульфиды, первоначально открытые, как было уже упомянуто выше, именно в метеоритах. Выявленный нами эсколаит характеризуется сложным составом, который выражается эмпирической формулой (Cr1 65—188 Al0.10—0.29Fe0.02—0.19)2O3. В качестве незначительных примесей в нем установлены Ca, Si, Ti, V. На рентгеновских дифрактограммах сульфидных микровключений присутствуют рефлексы кальцита, пирита и добреелита. К последним мы отнесли отражения (нм): 0.351; 0.250; 0.1932; 0.174; 0.1521. По своей стехиометрии хром-сульфиды уверенно сопоставляются с минералами группы добреелита, рассчитываясь на формулу (Mn0 53—0 68 Fe0.20—0.41Zn0—0.16Cr1.90—2.06)3S4. Из последней, однако, следует, что в нашем случае хромсульфиды являются существенно марганцевыми. Судя по всему, мы имеем дело с еще неизвестным минеральным видом, а возможно и двумя. Значительный интерес представляет также примесь хрома в пирите и троилите-пирротине, составляющая соответственно 0.8—5.6 и до 1.5 мас. %. Согласно расчетам это может свидетельствовать о растворении в этих минералах примеси добреелита от 1 до 16 мол. %.