Записки горного института, 2024, № 4
научный журнал
Бесплатно
Новинка
Основная коллекция
Тематика:
Геология
Издательство:
Санкт-Петербургский горный университет
Наименование: Записки горного института
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 682
Дополнительно
Тематика:
ББК:
- 26: Науки о Земле
- 33: Горное дело
- 659: Экономика отдельных стран и регионов. Экономика Мирового океана
УДК:
- 332: Региональная экономика. Земельный вопрос. Жилищное хозяйство. Недвижимость
- 54: Химия. Кристаллография. Минералогия. Минераловедение
- 55: Геология. Геологические и геофизические науки
- 56: Палеонтология
- 622: Горное дело. Добыча нерудных ископаемых
- 665: Технология масел, жиров, восков, нефтепродуктов
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Научный журнал «Записки Горного института» с 1907 года издается Санкт-Петербургским горным университетом императрицы Екатерины II – первым высшим техническим учебным заведением России, основанным в 1773 году Указом Екатерины II как воплощение идей Петра I и М.В.Ломоносова о подготовке инженеров для развития горнозаводского дела. На базе Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II работает Международный центр компетенций в горнотехническом образовании под эгидой ЮНЕСКО, способствующий активному взаимодействию журнала с международным научным сообществом. Цель журнала – создание информационного пространства, в котором отечественные и зарубежные ученые смогут представить результаты теоретических и эмпирических исследований, посвященных проблемам минерально-сырьевого комплекса. Журнал привлекает ведущих специалистов к публикации научных статей и содействует их продвижению в международное научное пространство. Публикуемые статьи освещают вопросы геологии, геотехнологии и инженерной геологии, горного и нефтегазового дела, обогащения, энергетики, геоэкологии и безопасности жизнедеятельности, экономики сырьевых отраслей. Санкт-Петербургский Санкт-Петербургский горный университетет горный университетет императрицы Екатерины II Журнал индексируется Scopus (Q1), Web of Science Core Collection (ESCI), DOAJ Seal, RSCI, GeoRef, Google Scholar, РИНЦ, входит в белый список Министерства образования и науки РФ, приравнен к журналам из перечня ВАК категории К1. Журнал выходит 6 раз в год. Средний срок до первого решения – 1 месяц. Статьи публикуются на безвозмездной основе. Перевод предоставляется автором. Международный Международный центр компетенций центр компетенций в горнотехническом в горнотехническом образовании образовании под эгидой ЮНЕСКО Записки Горного института под эгидой ЮНЕСКО Записки Горного института На обложке экспонат Горного музея – азурит на малахите. Как и малахит, азурит образуется за счет окисления сульфидной медной руды, поэтому часто они встречаются вместе. В штате Аризона с богатыми месторождениями меди «медная синь» (азурит) и «медная зелень» (малахит) создают поразительный контраст зеленого и синего цвета. Горный музей – третья в мире по величине естественно-научная экспозиция, имеет более 230 тысяч экспонатов, среди которых драгоценные металлы и камни, уникальные коллекции минералов, руд, горных пород, палеонтологических остатков, метеоритов, собрание моделей и макетов горной и горнозаводской техники, изделия камнерезного и ювелирного искусства.
– ISSN 2411-3336 е-ISSN 2541-9404 Издается с 1907 года САНКТ-ПЕТЕРБУРГ • 2024 У ч р е д и т е л ь С а н к т - П е т е р б у р г с к и й г о р н ы й у н и в е р с и т е т и м п е р а т р и ц ы Е к а т е р и н ы I I ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР В.С.Литвиненко, д-р техн. наук, профессор, академик Международной академии наук высшей школы, РАЕН, РАГН, МАНЭБ, ректор (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) ЗАМЕСТИТЕЛЬ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА С.Г.Скублов, д-р геол.-минерал. наук, профессор, член Российского минералогического общества, эксперт Российского научного фонда и РАН (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) ОТВЕТСТВЕННЫЙ СЕКРЕТАРЬ С.В.Синявина, канд. техн. наук, директор издательского дома (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ О.Е.Аксютин, д-р техн. наук, чл.-кор. РАН, член правления, начальник департамента (ПАО «Газпром», Москва, Россия) А.А.Барях, д-р техн. наук, профессор, академик РАН, директор (Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН, Пермь, Россия) В.Н.Бричкин, д-р техн. наук, профессор, проректор по подготовке научных кадров (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) С.Г.Гендлер, д-р техн. наук, профессор, академик РАЕН, зав. кафедрой безопасности производств (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) О.М.Ермилов, д-р техн. наук, профессор, академик РАН, РАГН, зам. главного инженера по науке (ООО «Газпром добыча Надым» ПАО «Газпром», Надым, Россия) В.П.Зубов, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой разработки месторождений полезных ископаемых (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) Г.Б.Клейнер, д-р экон. наук, профессор, чл.-кор. РАН, заместитель директора (Центральный экономико-математический институт РАН, Москва, Россия) А.В.Козлов, д-р геол.-минерал. наук, член Российского минералогического общества, зав. кафедрой геологии и разведки месторождений полезных ископаемых (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) Ю.Б.Марин, д-р геол.-минерал. наук, профессор, чл.-кор. РАН, почетный президент (Российское минералогическое общество, Санкт-Петербург, Россия) В.А.Моренов, канд. техн. наук, доцент (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) М.А.Пашкевич, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой геоэкологии (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) Т.В.Пономаренко, д-р экон. наук, профессор (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) О.М.Прищепа, д-р геол.-минерал. наук, академик РАЕН, зав. кафедрой геологии нефти и газа (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) А.Г.Протосеня, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой строительства горных предприятий и подземных сооружений (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) В.Е.Сомов, д-р экон. наук, канд. техн. наук, академик РАЕН, директор (ООО «Кинеф», Кириши, Россия) А.А.Тронин, д-р геол.-минерал. наук, директор (Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург, Россия) В.Л.Трушко, д-р техн. наук, профессор, академик Международной академии наук высшей школы, РАЕН, РАГН, МАНЭБ, зав. кафедрой механики (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) П.С.Цветков, канд. экон. наук, начальник управления по публикационной деятельности (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) А.Е.Череповицын, д-р экон. наук, профессор, зав. кафедрой экономики, организации и управления (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) Я.Э.Шклярский, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой общей электротехники (Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия) Олег Анцуткин, профессор (Технологический университет, Лулео, Швеция) Габриэль Вейсс, д-р наук, профессор, проректор по научной и исследовательской деятельности (Технический университет, Кошице, Словакия) Хал Гургенчи, профессор (Школа горного машиностроения Квинслендского университета, Брисбен, Австралия) Эдвин Кроке, д-р наук, профессор (Институт неорганической химии Фрайбергской горной академии, Фрайберг, Германия) Чжоу Фубао, д-р наук, профессор, вице-президент (Китайский горно-технологический университет, Пекин, Китай) Чжао Юэмин, д-р наук, профессор, директор научного комитета (Китайский горно-технологический университет, Пекин, Китай) Разделы •Геология •Геотехнология и инженерная геология •Экономика сырьевых отраслей •Энергетика Лицензия ИД № 06517 от 09.01.02 Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-70453 от 20.07.2017 Редакция: начальник РИЦ В.Л.Лебедев, редакторы Е.С.Дрибинская, М.Г.Хачирова, Л.В.Набиева Компьютерная верстка Н.Н.Седых, В.И.Каширина, Е.А.Головинская Адрес учредителя и редакции: 21-я линия, 2, Санкт-Петербург, Россия, 199106 Тел. +7 (812) 328-8416; факс +7 (812) 327-7359; Е-mail: pmi@spmi.ru Сайт журнала: pmi.spmi.ru Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, 2024 Подписано к печати 26.08.2024. Формат 60 84/8. Уч.-изд.л. 40. Тираж 300 экз. Заказ 414. Отпечатано в РИЦ СПГУ. Цена свободная. ЗАПИСКИГОРНОГОИНСТИТУТАРЕЦЕНЗИРУЕМЫЙНАУЧНЫЙ ЖУРНАЛТом268
Записки Горного института. 2024. Т. 268 Содержание СОДЕРЖАНИЕ Геология Агашева Е.В., Михайленко Д.С., Корсаков А.В. Ассоциация кварца, Cr-пиропа и Cr-диопсида в мантийном ксенолите из кимберлитовой трубки им. В.Гриба (север Восточно-Европейской платформы): генетические модели ............................................................................................ 503 Белозеров В.Б., Коровин М.О. Структурно-тектонические особенности строения и нефтегазоносность пласта М1 отложений палеозойского фундамента Арчинской площади (Западная Сибирь) ............................................................................................................................................................ 520 Прищепа О.М., Синица Н.В., Ибатуллин А.Х. Оценка влияния литолого-фациальных условий на распределение органического углерода в «доманиковых» верхнедевонских отложениях Тимано-Печорской провинции ........................................................................................................... 535 Скублов С.Г., Левашова Е.В., Мамыкина М.Е., Гусев Н.И., Гусев А.И. Полифазный Белокурихинский массив гранитов, Горный Алтай: изотопно-геохимическое исследование циркона .. 552 Геотехнология и инженерная геология Бельгелиль Ф., Фредж М., Саадун А., Букарм Р. Анализ обрушения бортов на железорудном карьере Уэнса в Северо-Восточном Алжире методом конечных элементов: причины и выводы для контроля устойчивости ................................................................................................................ 576 Блинов П.А., Садыков М.И., Гореликов В.Г., Никишин В.В. Разработка и исследование тампонажных составов с улучшенными упруго-прочностными свойствами для крепления нефтяных и газовых скважин ................................................................................................................................. 588 Бурханов Р.Н., Лутфуллин А.А., Раупов И.Р., Максютин А.В., Валиуллин И.В., Фаррахов И.М., Швыденко М.В. Локализация и вовлечение в разработку остаточных извлекаемых запасов многопластового нефтяного месторождения ................................................................................................... 599 Зыонг Ван Бинь, Фоменко И.К., Нгуен Чунг Киен, Зеркаль О.В., Сироткина О.Н., Ву Хонг Данг. Оценка оползневой опасности с использованием метода соотношения частот и комбинированного фрактально-частотного метода на примере города Тиньтук провинции Каобанг (Вьетнам) .................................................................................................................................. 613 Литвинова Т.Е., Царева А.А., Полторацкая М.Е., Рудко В.А. Механизм и термодинамика процесса сорбции этилового спирта на активированном нефтяном коксе .......................................... 625 Митрофанова Г.В., Черноусенко Е.В., Компанченко А.А., Калугин А.И. Особенности действия реагента-собирателя из класса алкиловых эфиров фосфорной кислоты при флотации апатит-нефелиновых руд .................................................................................................................................... 637 Попов С.Н., Чернышов С.Е., Абукова Л.А. Лабораторные исследования трансформации фильтрационно-емкостных свойств и химического состава пород терригенного коллектора под воздействием водорода (на примере бобриковских отложений нефтяного месторождения северовостока Волго-Уральской нефтегазоносной провинции) ........................................................................ 646 Семин М.А., Левин Л.Ю. Разработка новой формулы для расчета требуемой толщины ледопородного ограждения по условию прочности ............................................................................... 656 Суфи Амин, Уоадиф Латифа, Сусси Мохаммед, Зерради Юсуф, Бахи Анас. Анализ несущей способности фрикционных анкеров в различных горных породах: экспериментальные исследования в регионе добычи серебра Антиатлас Имитер, Марокко .......................................... 669 502
Записки Горного института. 2024. Т. 268. С. 503-519 EDN HLLHDR ISSN 2411-3336; е-ISSN 2541-9404 © Е.В.Агашева, Д.С.Михайленко, А.В.Корсаков, 2024 ЗАПИСКИ ГОРНОГО ИНСТИТУТА Journal of Mining Institute Сайт журнала: pmi.spmi.ru Научная статья Ассоциация кварца, Cr-пиропа и Cr-диопсида в мантийном ксенолите из кимберлитовой трубки им. В.Гриба (север Восточно-Европейской платформы): генетические модели Е.В.Агашева, Д.С.Михайленко, А.В.Корсаков Институт геологии и минералогии им. В.С.Соболева, Новосибирск, Россия Как цитировать эту статью: Агашева Е.В., Михайленко Д.С., Корсаков А.В. Ассоциация кварца, Cr-пиропа и Cr-диопсида в мантийном ксенолите из кимберлитовой трубки им. В.Гриба (север Восточно-Европейской плат-формы): генетические модели // Записки Горного института. 2024. Т. 268. С. 503-519. EDN HLLHDR Аннотация. Приведены первые результаты минералого-геохимического изучения уникального ксенолита литосферной мантии, в котором представлена ранее не описанная минеральная ассоциация кварца, Cr-пиропа и Cr-диопсида. Структурно-текстурные особенности образца позволяют предполагать совместное образование этих минералов. Расчетные Р-Т-параметры образования Cr-диопсида свидетельствуют о захвате ксенолита с интервала глубин ~ 95-105 км (31-35 кбар), соответствующих полю стабильности коэсита. Это позволяет предполагать, что кварц в изученном ксенолите может представлять собой параморфозы по коэситу. Показано, что в данной породе кварц не является продуктом постмагматических процессов. Реконструирован этап преобразования исходного лерцолита в обогащенную гранатом и клинопироксеном породу/гранатовый пироксенит в результате воздействия высокотемпературного силикатного расплава. Последующие этапы влияния метасоматических агентов идентифицированы по наличию отрицательной Eu-аномалии в некоторых зернах граната, что могло быть результатом воздействия субдукционно связанного флюида, и обогащению породообразующих минералов легкими редкоземельными элементами, Sr, Th, U, Nb и Ta как последствие флюида, насыщенного этими несовместимыми элементами. Рассмотрены несколько моделей образования SiO2-фазы (кварц/коэсит) в ассоциации с высокохромистыми мантийными минералами, включающими карбонатизацию мантийных перидотитов/эклогитов и плавление карбонатсодержащих эклогитов на этапе субдукции и воздействие обогащенного SiO2 расплава/флюида субдукционного генезиса с перидотитами литосферной мантии. Ключевые слова: кварц; Cr-диопсид; Cr-пироп; литосферная мантия; мантийный ксенолит; мантийный метасоматоз; субдукция; кимберлит; гранатовый пироксенит; кратон Финансирование. Концентрации главных и редких элементов в гранате и клинопироксене определены при поддержке Российского научного фонда, грант № 20-77-10018. Электронная сканирующая микроскопия и КР-спектроскопия проведены при поддержке Российского научного фонда, грант № 21-77-10006. Отбор образца ксенолита осуществлен в рамках полевых работ по государственному заданию ИГМ СО РАН (№ 122041400157-9). Поступила: 04.04.2023 Принята: 20.09.2023 Онлайн: 19.12.2023 Опубликована: 26.08.2024 Введение. Кварц является одним из наиболее распространенных минералов в земной коре и как породообразующий минерал встречается в большом разнообразии магматических, метаморфических, гидротермальных, гипергенных и осадочных пород. Образуется и существует в широком диапазоне Р-Т-условий [1], но его распространенность в породах континентальной литосферной мантии, представленной преимущественно высокомагнезиальными перидотитами (оливин составляет 40-100 об.%), весьма ограничена в первую очередь из-за невозможного химического равновесия минеральной пары оливин-SiO2, в результате реакции которых образуется энстатит [2]. Кварц был идентифицирован в виде включений в орто- и клинопироксенах в ксенолите вебстерита из щелочно-базальтового туфа вулканического поля Бакони-Балатон-Хайленд в западной части Венгрии [3] и в виде включений в ортопироксене в ксенолите перидотита из щелочных базальтов провинции Таллант на юге Испании [4]. Образование кварца в этих породах произошло в результате взаимодействия обогащенного SiO2 расплава субдукционного генезиса c перидотитами литосферной мантии [3, 4]. 503 Статья опубликована в открытом доступе по лицензии CC BY 4.0
EDN HLLHDR Записки Горного института. 2024. Т. 268. С. 503-519 © Е.В.Агашева, Д.С.Михайленко, А.В.Корсаков, 2024 Среди пород кратонной литосферной мантии богатыми SiO2 разновидностями являются коэситсодержащие эклогиты, обнаруженные в виде ксенолитов в кимберлитах [5]. В мантийных эклогитах кварц идентифицирован в структурах распада в гранате, в виде включений в гранате и омфаците и в межзерновом пространстве, а также в гранат-кварцевых симплектитах и интерпретирован как параморфозы по коэситу [6-8]. Ассоциация оливина (Fo80-83) и кварца (как параморфоза по коэситу) была обнаружена в алмазсодержащем коэситовом эклогите [8], а образование оливина в этом образце является результатом воздействия обогащенного щелочами родственного кимберлиту расплава. Включение α-кварца с оливином (Fo93.5) и альбитом обнаружено в алмазе из кимберлита Шенгли № 1 (Китай), а сосуществование в алмазе минералов корового и мантийного происхождений объясняется участием корового субдуцированного компонента во время роста алмаза [9]. Ассоциация кварца (как параморфозы по коэситу) и Cr-пиропа гарцбургитовой ассоциации обнаружена в одном кристалле алмаза из кимберлитовой трубки Мвадуи, Танзания [10]. Образование минеральных включений смешанного перидотит-эклогитового парагенезиса связывается со стадийностью роста алмаза в результате резкого изменения состава среды кристаллизации, в том числе карбонатизации перидотитов [10]. В экспериментальных работах [11] показано, что выделение значительного количества свободного SiO2 и последующее образование коэсита может происходить при 6,5 ГПа при реакции CO2 с гранатом, Na2CO3 и ортопироксеном при Т < 1450 °C или c ортопироксеном при Т > 1450 °C. Эти примеры демонстрируют, что существование SiO2 в форме коэсита или кварца в породах литосферной мантии связано с различными факторами, которые могут указывать как на взаимодействие корового и мантийного вещества [3, 4, 9], так и преобразование исходных перидотитов метасоматическими агентами с образованием минеральной ассоциации смешанного перидотит-эклогитового типа [8, 10]. В настоящей работе приведены первые результаты минералого-геохимического изучения уникального образца мантийного ксенолита из кимберлитовой трубки им. В.Гриба, в котором представлена ранее не описанная минеральная ассоциация кварц – Cr-пироп – Cr-диопсид. Интерпретация концентраций главных и редких элементов в породообразующих минералах ксенолита используется для реконструкции этапов образования и преобразования породы [12-14] и позволяет предполагать несколько моделей для формирования кварца в ассоциации с высокохромистыми мантийными минералами. Методы. Минералого-петрографическое изучение ксенолита проводилось в плоскополированной пластинке с использованием оптического микроскопа Zeiss Аxiolab-5, снабженного цифровой фотокамерой высокого разрешения Axiocam 208 Color, и сканирующего электронного микроскопа Tescan MIRA 3 LMU (SEM) (Tescan), оснащенного системой микроанализа INCA Energy 450 ХМах-80 (Oxford Instruments Ltd.) в Центре коллективного пользования многоэлементных и изотопных исследований СО РАН (Новосибирск). КР-спектры для пятнадцати зерен кварца были получены в диапазоне от 50 до 4000 см–1 на спектрометре LabRam Horiba Jobin Yvon (Институт геологии и минералогии им. В.С.Соболева, Новосибирск), оснащенном лазером с длиной волны 532 нм (~10 мВ) и диаметром пучка ~2 мкм. Концентрации главных элементов в гранатах и клинопироксенах определены на электроннозондовом микроанализаторе JEOL JXA-8100 в Центре коллективного пользования многоэлементных и изотопных исследований СО РАН (Новосибирск) при ускоряющем напряжении 20 кВ и токе 50 нА при размере пучка 1 мкм. Для калибровки использовали собственные природные минеральные стандарты Института геологии и минералогии им. В.С.Соболева. Относительные стандартные отклонения были в пределах 1,5 %. Данные получены в течение 10 с на пике, а также по 10 с по обе стороны от фона; применена коррекция ZAF. Пределы обнаружения <0,05 мас.% для всех анализируемых элементов, в том числе 0,01 мас.% для Cr и Mn, 0,02 мас.% для Ti и Na и 0,05 мас.% для К. Определение концентраций редких элементов в гранатах и клинопироксенах проводилось в плоскополированной пластинке с использованием квадрупольного масс-спектрометра с индуктивно связанной плазмой XSERIES2 (Thermo Scientific), объединенного с устройством лазерного пробоотбора с длиной волны 213 нм (New Wave Research, Nd:YAG твердотельный лазер) в Аналитическом центре Новосибирского государственного университета. Перед каждым определением анализируемая область минерала была проверена в проходящем и отраженном свете на отсутствие 504 Статья опубликована в открытом доступе по лицензии CC BY 4.0
Записки Горного института. 2024. Т. 268. С. 503-519 EDN HLLHDR © Е.В.Агашева, Д.С.Михайленко, А.В.Корсаков, 2024 трещин, микровключений и вторичных изменений. Анализ проводился на частоте 20 Гц с энергией в импульсе 12 мДж/см–2 и размером пучка 50 мкм. В качестве газа-носителя использовался гелий. Время сбора данных составляло 90 с на точку, включая 30 с для фона и 60 с – сигнала. Эталонные образцы NIST 612 и NIST 614 использовались как внешние стандарты. Дрейф чувствительности прибора контролировался съемкой NIST 610 в качестве неизвестного образца. Два анализа стандарта NIST 612 выполнены до и после каждых десяти измерений. Пределы обнаружения были выше для элементов с более легкой массой (Sc-Sr), в пределах 0,1-0,2 ppm, и составляли 0,01 ppm для элементов с массой тяжелее Sr. Концентрации Ca, определенные электронно-зондовым анализом, использовали в качестве внутренних стандартов. Высокоалмазоносная кимберлитовая трубка им. В.Гриба (376 ± 3 млн лет [15]) расположена на севере Восточно-Европейской платформы, в центральной части Архангельской алмазоносной провинции (ААП), на территории которой открыто ~ 100 магматических объектов основного и ультраосновного составов. Результаты разносторонних исследований магматических пород ААП приведены в статьях [16, 17]. Результаты. Образец G2-35 представляет собой ксенолит неправильной формы 432 см, который был обнаружен в образце кимберлита диатремовой части трубки им. В.Гриба с глубины 400 м от поверхности. Ксенолит G2-35 представлен преобладающим клинопироксеном изумруднозеленого цвета (42 об.%) и в меньшем количестве гранатом насыщенного фиолетового цвета (17 об.%). Зерна клинопироксена и граната имеют неправильную форму, варьируют в размере от 0,5 до 7 мм и неравномерно распределены по породе (рис.1, а). Все зерна граната и клинопироксена пронизаны многочисленными трещинами, заполненными хлорит-серпентиновым агрегатом (рис.1, б-д). На краях некоторых зерен гранатов наблюдается флогопит, который также развивается по трещинам граната и может частично его замещать (рис.1, ж). Внутри трещин некоторых зерен граната диагностируются зерна хромитов, имеющие овально-вытянутую форму размером не более 0,1 мм (рис.1, е). Помимо граната и клинопироксена, в породе визуально диагностируются многочисленные участки светло-серого цвета (41 об.%), представленные зернами кварца, сопровождаемыми развитием хлорит-серпентинового агрегата (рис.1, а-д; рис.2). Для зерен кварца характерна овальная и удлиненная форма при их размере от 0,5 до 2,5 мм (рис.1, б-д). Зерна кварца также обнаружены внутри крупных зерен гранатов и клинопироксенов (рис.1, б-г, ж). Гранат (табл.1) представлен пиропом (Alm13-14Pyr71-76Gross12-15) с средними-высокими концентрациями Cr2O3 (3,5-6,5 мас.%) и значениями магнезиальности Mg# = Mg/(Mg + Fe) 0,84-0,86, что позволяет классифицировать его как хромсодержащий пироп мантийного генезиса [18]. По содержанию CaO и Cr2O3 гранаты соответствуют лерцолитовой ассоциации (рис.3, а [19]). Гранаты имеют неоднородный состав с варьирующими концентрациями Cr2O3 (3,5-6,5 мас.%), CaO (4,4-5,9 мас.%) и Al2O3 (18,4-21,1 мас.%). Большинство зерен зональные: центральные части характеризуются более высокими концентрациями Cr2O3 и CaO и более низкими содержаниями Al2O3 по сравнению с краевыми частями (рис.3, б). Содержание TiO2 не превышает 0,05-0,15 мас.%, а Ni находится в диапазоне 16-29 ppm (однократный анализ в 64 ppm), и только в одном зональном зерне краевая часть имеет более высокие концентрации Ni (18 и 34 ppm в центре и крае соответственно). По содержанию редких (Р) и редкоземельных (РЗ) элементов (Э) гранаты (табл.2) показывают неоднородность, не коррелирующую с концентрациями главных элементов. Не во всех зональных по главным элементам гранатах наблюдаются различия в концентрациях РЭ в центральных и краевых зонах зерен (рис.4, а, б). В этих зернах идентифицировано три типа спектров распределения РЭ и РЗЭ, нормированных на хондрит Cl [20]: с фракционированным спектром от легких (Л) к тяжелым (Т) РЗЭ (Lan/Ybn = 0,05) c концентрациями ЛРЗЭ на уровне 1-2 хондритовых единиц (х.е.); с фракционированным спектром от ЛРЗЭ к ТРЗЭ (Lan/Ybn = 0,2-0,3), обогащением в области ЛРЗЭ на уровне 4-6 х.е. и отрицательной (0,7-0,9) Eu-аномалией (Eun/(Smn + Gdn)/2); с фракционированным спектром от средних (С) к ТРЗЭ (Smn/Ybn = 0,4-0,5) и обогащением в области ЛРЗЭ на уровне 7-11 х.е. (Lan/Ybn = 0,3-0,5). Несмотря на различия в характере распределения РЭ и РЗЭ, все эти зерна содержат идентичные концентрации ТРЗЭ на уровне 9-25 х.е. при значениях Gdn/Ybn ~ 0,5 и обеднены Sr и Ti (рис.4, а, б). Зерна зональных по главным и редким элементам гранатов представлены двумя типами. Центральные части зональных гранатов первого типа характеризуются более низкими концентрациями ЛРЗЭ (0,5-2 х.е; 505 Статья опубликована в открытом доступе по лицензии CC BY 4.0
EDN HLLHDR Записки Горного института. 2024. Т. 268. С. 503-519 © Е.В.Агашева, Д.С.Михайленко, А.В.Корсаков, 2024 Lan/Ybn = 0,02-0,08) и Sr (0,1-0,5 х.е.) и отрицательной Eu-аномалией (0,7) по сравнению с краевыми частями, для которых характерны более высокие содержания ЛРЗЭ (4-8 х.е; Lan/Ybn = 0,2-0,4) и Sr (2-3 х.е) и уменьшение значений Eu-аномалии (0,9; рис.4, в, г). Центральные части зональных гранатов второго типа имеют фракционированный спектр от ЛРЗЭ к ТРЗЭ (Lan/Ybn = 0,02) с содержанием ЛРЗЭ на уровне 0,5-2 х.е. и обеднением по Sr (0,05-0,1 х.е.); краевые части обогащены ЛРЗЭ (3-4 х.е.; Lan/Ybn = 0,1-0,2) и Sr (1 х.е.; рис.4, д, е). По концентрациям ТРЗЭ все зональные гранаты идентичны гранатам, в которых зональность по РЭ не была обнаружена. Абсолютно все зерна гранатов из обр. G2-35 имеют идентичные концентрации Y (22-28 ppm) и Zr (15-26 ppm) и близкие значения отношений Zr/Hf (40-93) и Ti/Eu (780-1400). В распределении Y/Zr (рис.5, а) точки составов гранатов расположены вблизи тренда высокотемпературного силикатного мантийного метасоматоза [21]. а б Grt Qz Cpx Cpx Qz Cpx 0,5 мм в Qz Grt Qz Grt Cpx Qz 0,5 мм 0,5 мм г д Qz Qz Cpx Grt Qz Qz Qz Grt Cpx Qz Qz Qz 0,5 мм 0,5 мм е ж Qz Grt Grt Qz Chl Phl Phl Qz Cpx Grt Chl Grt Grt Chr Phl Qz Chr Chl Chl Phl Grt Kimb Chl Qz 2 мм 1 мм Рис.1. Минералого-петрографические особенности ксенолита G2-35: а – общий вид плоскополированной пластинки; б-д – изображения в проходящем свете; е, ж – изображения в обратнорассеянных электронах Grt – гранат; Cpx – клинопироксен; Qz – кварц; Phl – флогопит; Chr – хромит; Chl – хлорит; Kimb – кимберлит 506 Статья опубликована в открытом доступе по лицензии CC BY 4.0
Записки Горного института. 2024. Т. 268. С. 503-519 EDN HLLHDR © Е.В.Агашева, Д.С.Михайленко, А.В.Корсаков, 2024 464 205 128 285 1 G2-35 Интенсивность R060604 2 0,5 мм 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Относительное волновое число, см–1 Рис.2. Представительный КР-спектр кварца из обр. G2-35 (1) и эталонный спектр кварца (2) из международной базы данных КР-спектров минералов RRUFF Таблица 1 Концентрации главных элементов в гранатах из ксенолита G2-35, мас.% Элемент 1 с 1 r 2 c 2 r 3 c 3 r 4 c 4 r SiO2 42,00 42,14 42,26 42,09 42,32 42,41 42,43 42,48 TiO2 0,13 0,11 0,14 0,11 0,08 0,09 0,05 0,09 Al2O3 19,41 20,80 18,69 19,77 19,80 20,29 20,21 20,75 Cr2O3 5,52 4,09 6,29 5,16 4,86 4,27 4,18 3,56 FeO 6,61 6,61 6,79 6,67 6,36 6,38 6,40 6,36 MnO 0,44 0,44 0,41 0,41 0,40 0,42 0,39 0,42 MgO 20,07 20,77 19,37 20,26 20,28 20,37 20,90 20,87 CaO 5,39 4,78 5,85 5,23 5,28 4,98 4,94 4,69 Na2O 0,05 0,08 0,07 0,09 0,10 0,00 0,03 0,00 K2O 0,01 0,01 0,00 0,01 0,00 0,00 0,01 0,00 Сумма 99,63 99,83 99,87 99,79 99,47 99,21 99,55 99,23 Mg# 0,84 0,85 0,84 0,84 0,85 0,85 0,85 0,85 Элемент 5 c 5 r 6 c 7 c 8 c 9 c 10 c 11 c SiO2 41,71 42,10 42,52 42,32 42,78 42,64 42,80 42,58 TiO2 0,14 0,10 0,06 0,09 0,05 0,05 0,05 0,09 Al2O3 18,39 19,57 20,30 20,49 21,04 20,91 20,49 20,63 Cr2O3 6,56 5,10 4,11 3,84 3,44 3,52 4,11 3,88 FeO 6,76 6,65 6,42 6,39 6,34 6,40 6,25 6,37 MnO 0,44 0,45 0,43 0,43 0,45 0,44 0,45 0,41 MgO 19,37 20,27 20,79 20,94 21,22 20,97 20,82 20,73 CaO 5,90 5,17 4,93 4,93 4,44 4,66 4,99 4,90 Na2O 0,07 0,05 0,02 0,03 0,06 0,06 0,06 0,02 K2O 0,01 0,00 0,01 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 Сумма 99,34 99,48 99,59 99,47 99,82 99,64 100,00 99,62 Mg# 0,84 0,84 0,85 0,85 0,86 0,85 0,86 0,85 Примечание: с – центр, r – край зерна, 1-11 – номер зерна. *RRUFF Project website. URL: https://rruff.info (дата обращения 21.09.2023). 507 Статья опубликована в открытом доступе по лицензии CC BY 4.0
EDN HLLHDR Записки Горного института. 2024. Т. 268. С. 503-519 © Е.В.Агашева, Д.С.Михайленко, А.В.Корсаков, 2024 а б CaO, мас.% CaO, мас.% 6,0 12 Е Wh 10 5,6 Lz 8 Ксенокристы гранатов лерцолитовой ассоциации из трубки им. В.Гриба 5,2 6 Hz DA 4,8 Р 4 4,4 2 Ксенокристы гранатов гарцбургитовой ассоциации из трубки им. В.Гриба Hz 4,0 0 Cr2O3, мас.% Cr2O3, мас.% 2 4 6 8 12 10 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 1 2 3 Рис.3. Концентрации CaO и Cr2O3 (мас.%) в гранатах из ксенолита G2-35: а – положение точек состава на диаграмме [19] в сравнении с гранатами из ксенолитов перидотитов и кимберлита [22] трубки им. В.Гриба и включений в алмазах ААП; б – содержание CaO и Cr2O3 в центральной (квадрат) и краевой (кружок) частях девяти отдельных зональных по составу зерен гранатов (одинаковый цвет элемента соответствует единому зерну) 1 – гранаты из ксенолита G2-35; 2 – гранаты из включений в алмазах кимберлитов ААП; 3 – гранаты из перидотитов трубки им. В.Гриба; парагенезисы: Lz – лерцолитовый; Hz – гарцбургитовый; Hz DA – гарцбургитовый алмазоносный; Wh – верлитовый; E – эклогитовый; Р – пироксенитовый Таблица 2 Концентрации редких элементов в гранатах и клинопироксенах из ксенолита G2-35, ppm Элемент Гранат 1 с 1 r 2 c 2 r 3 c 3 r 4 c 4 r 5 c 5 r 6 c 7 c 8 c 9 с Ti 667 701 552 590 677 662 616 521 608 614 587 572 604 603 Ni 19,6 22,4 22,1 16,1 18,3 34,0 18,0 17,3 22,5 28,0 20,9 22,6 64,0 28,5 Sr 0,61 16,5 3,27 20,3 0,49 7,40 0,37 7,23 4,17 12,6 6,72 24,3 23,2 35,2 Y 27,4 27,9 22,4 24,9 26,0 25,1 24,6 23,5 22,8 26,9 23,1 26,1 23,3 24,8 Zr 25,4 15,5 14,8 14,6 19,9 16,4 20,9 17,8 23,2 17,7 13,0 21,4 26,2 19,1 Nb 0,13 1,25 0,28 0,66 0,16 0,63 0,08 0,68 0,28 0,77 0,77 1,78 0,68 1,96 La 0,11 1,89 0,39 1,24 0,10 0,69 0,11 0,83 0,27 1,06 1,17 1,76 0,94 2,69 Ce 1,10 3,52 1,05 2,47 1,22 2,10 0,91 1,88 1,29 2,43 2,29 4,53 2,42 5,17 Pr 0,41 0,58 0,27 0,43 0,38 0,41 0,30 0,41 0,35 0,52 0,39 0,88 0,45 0,66 Nd 3,71 3,20 2,14 2,32 3,43 3,06 2,55 2,76 2,67 3,27 2,71 4,97 3,25 4,05 Sm 1,98 1,40 1,03 1,15 1,49 1,33 1,56 1,38 1,45 1,64 1,48 1,84 1,71 1,41 Eu 0,52 0,54 0,37 0,49 0,65 0,56 0,54 0,53 0,66 0,53 0,42 0,73 0,54 0,68 Gd 2,72 2,45 2,20 2,27 2,71 2,36 2,01 1,96 2,27 2,22 2,07 2,34 2,01 2,23 Tb 0,52 0,55 0,43 0,44 0,50 0,56 0,46 0,42 0,46 0,51 0,41 0,54 0,43 0,48 Dy 3,85 4,41 3,60 4,09 4,45 4,22 3,88 3,28 3,35 3,81 3,71 4,33 3,79 3,97 Ho 1,11 1,00 0,96 0,94 1,05 1,02 0,98 0,98 0,95 1,03 0,84 1,11 0,84 0,97 Er 3,62 3,41 2,83 3,44 3,48 3,25 3,32 3,06 3,16 3,36 2,80 3,38 3,26 3,02 Tm 0,52 0,52 0,46 0,50 0,49 0,51 0,50 0,45 0,45 0,50 0,49 0,52 0,50 0,53 Yb 3,64 3,71 3,35 3,67 3,79 3,78 3,82 3,47 3,47 3,51 3,23 3,99 3,56 3,82 Lu 0,56 0,56 0,54 0,59 0,55 0,51 0,56 0,53 0,56 0,64 0,50 0,54 0,60 0,57 Hf 0,39 0,37 0,24 0,25 0,30 0,28 0,30 0,29 0,25 0,27 0,18 0,33 0,35 0,31 Ta 0,01 0,03 0,01 0,03 0,01 0,01 0,01 0,02 0,01 0,03 0,03 0,10 0,02 0,07 Th 0,02 0,17 0,04 0,13 0,04 0,09 0,03 0,07 0,02 0,09 0,11 0,27 0,11 0,27 U 0,07 0,10 0,05 0,09 0,08 0,08 0,06 0,09 0,06 0,10 0,07 0,15 0,07 0,10 508 Статья опубликована в открытом доступе по лицензии CC BY 4.0
Записки Горного института. 2024. Т. 268. С. 503-519 EDN HLLHDR © Е.В.Агашева, Д.С.Михайленко, А.В.Корсаков, 2024 Окончание табл.2 Клинопироксен Элемент 1 c 2 c 3 c 4 c 5 c 6 c 7 c 8 c 9 c Ti 694 631 682 798 690 1053 664 638 869 Ni 204 195 181 189 165 264 219 168 255 Sr 366 393 501 358 466 632 365 405 628 Y 4,62 5,19 4,52 5,14 3,73 2,34 5,21 5,58 2,76 Zr 39,0 39,2 33,2 42,4 30,6 29,0 44,4 40,1 31,7 Nb 0,91 0,92 4,08 0,64 0,82 1,49 0,56 0,91 4,27 La 7,85 8,67 24,3 8,11 14,9 35,0 8,11 8,57 53,1 Ce 31,5 33,1 68,1 33,3 53,0 86,5 31,0 32,9 105,3 Pr 5,29 5,52 9,43 5,36 8,14 10,80 5,00 5,59 11,40 Nd 23,8 24,1 38,0 24,0 33,4 37,5 24,1 27,2 39,3 Sm 3,72 3,87 4,53 4,21 4,63 4,07 3,87 4,12 4,44 Eu 0,93 1,13 1,00 0,93 0,96 0,88 0,98 1,01 0,80 Gd 2,26 2,21 2,46 2,16 2,36 1,87 2,61 2,80 1,94 Tb 0,26 0,24 0,23 0,26 0,20 0,17 0,32 0,27 0,14 Dy 1,36 1,35 1,18 1,50 1,01 0,69 1,49 1,36 0,98 Ho 0,22 0,22 0,14 0,20 0,15 0,09 0,20 0,21 0,10 Er 0,51 0,52 0,42 0,48 0,36 0,21 0,49 0,51 0,28 Tm 0,05 0,05 0,06 0,06 0,03 0,01 0,05 0,07 0,02 Yb 0,30 0,32 0,21 0,35 0,23 0,10 0,27 0,27 0,21 Lu 0,05 0,03 0,03 0,04 0,03 0,01 0,03 0,04 0,02 Hf 1,26 1,40 1,29 1,24 1,20 1,32 1,59 1,37 1,54 Ta 0,11 0,11 0,21 0,10 0,09 0,07 0,10 0,12 0,21 Th 0,06 0,09 0,48 0,07 0,10 1,07 0,06 0,09 1,73 U 0,08 0,05 0,11 0,05 0,02 0,21 0,02 0,04 0,85 В распределении Zr/Hf и Ti/Eu (рис.5, б) все гранаты соответствуют полю карбонатитового мантийного метасоматоза [18]. Гранаты с фракционированным спектром от ЛРЗЭ к ТРЗЭ с минимальными концентрациями ЛРЗЭ (0,5-2 х.е.) и без обеднения по Eu по составу близки к гранатам типа Lz-2 из ксенолитов лерцолитов трубки им. В.Гриба [22], отличаясь от них более высокими содержаниями ЛРЗЭ и СРЗЭ (рис.4, д, е) и значениями Zr/Hf (рис.5, б). Клинопироксен (табл.3) в обр. G2-35 представлен диопсидом с высоким содержанием Cr2O3 (2,0-3,6 мас.%), т.е. Cr-диопсидом [23]. Зерна Cr-диопсида в образце имеют неоднородный состав с варьирующими концентрациями Al2O3 (1,9-4,6 мас.%), Cr2O3 (2,0-3,6 мас.%), MgO (13,5-15,8 мас.%), CaO (17,3-20,1 мас.%) и Na2O (2,5-4,6 мас.%); значения Mg# 0,93-0,95. Все зерна Cr-диопсида характеризуются гомогенным составом в пределах зерна. По концентрациям Al2O3 и Cr2O3 все зерна Cr-диопсида соответствуют полю «кратонных» перидотитов [23] и идентичны по составу Cr-диопсидам из ксенолитов лерцолитов трубки им. В.Гриба (рис.6, а [22, 24, 25]). По концентрациям РЭ и РЗЭ Cr-диопсиды (см. табл.2) представлены двумя типами (рис.6, в, г). Первый тип объединяет зерна, содержащие ЛРЗЭ на уровне 30-60 х.е., со значениями Lan/Ybn 17-85 и Ti/Eu от 650 до 850; составы этих зерен соответствуют полю силикатного метасоматоза (см. рис.5, в). Второй тип объединяет зерна с более высокими концентрациями ЛРЗЭ, на уровне 150-225 х.е., со значениями Lan/Ybn от 170 до 240 и Ti/Eu от 1100 до 1200; точки составов этих зерен не показывают четкого соответствия полям ни карбонатитового, ни силикатного метасоматоза (см. рис.5, в). По концентрациям как главных и редких элементов, так и по характеру спектров распределения РЭ и РЗЭ Cr-диопсиды из обр. G2-35 идентичны таковым из ксенолитов лерцолитов трубки им. В.Гриба (рис.6, в, г [22, 24]). 509 Статья опубликована в открытом доступе по лицензии CC BY 4.0