КР-спектроскопия включений в алмазах трубки Заполярная (Якутия)
Ключевые слова:
КР-спектроскопия, алмазы, включения, трубка Заполярная, гранаты, клинопироксены, карбонаты, перидотиты, эклогиты
Аннотация
Введение: изучены включения в алмазе из трубки Заполярная Якутской алмазоносной кимберлитовой провинции. Целью работы является получение новых данных по минеральным включениям, что позволит дополнить информацию о физико-химических условиях кристаллизации алмазов, как с данного месторождения, так и глубинных оболочках Земли в целом.
Образцы и методы исследования: для изучения выбран кристалл алмаза с ассоциацией из более чем двадцати различных включений из кимберлитовой трубки Заполярная (Якутская алмазоносная кимберлитовая провинция). Восемь невскрытых включений идентифицированы с использованием КР-спектроскопии.
Результаты и обсуждение: определены следующие минеральные фазы: гранаты, клинопироксены, рутил, волластонит и карбонаты. Гранаты представлены минеральными разновидностями пироп-альмандин-гроссулярового ряда; по расчетным данным, в изученных гранатах преобладает пироповый минал (до 0.47). Клинопироксены определены в рамках диопсид-омфацитового ряда с расчетной магнезиальностью ~0.45 и ~0.37. Полученные значения магнезиальности относят пироксены к перидотитовому и эклогитовому парагенезисам. Карбонаты обнаружены как мономинеральное включение (магнезит), так и в срастаниях: кальцит и волластонит, кальцит и клинопироксен.
Заключение: обнаружение карбонатных фаз в первичных включениях свидетельствует об их участии в составе материнской алмазообразующей среды при формировании алмазов и сингенетических фаз. Отнесение идентифицированных включений к перидотитовому и эклогитовому парагенезисам указывает на сложную многостадийную историю роста кристалла алмаза и подтверждает обоснованность гипербазит-базитовой эволюции материнского мантийного вещества.
Скачивания
Данные скачивания пока не доступны.
Литература
1. Sobolev N. V. Glubinnye vkljuchenija v kimberlitah i problema sostava verhnej mantii [Deep inclusions in kimberlites and the problem of the composition of the upper mantle]. Trudy IGiG SO AN SSSR [The work of the USSR Academy of Sciences]. Novosibirsk, Nauka publ., 1974, 264 p.
2. Taylor L. A., Anand M. Diamonds: time capsules from the Siberian mantle. Geochiemistry, 2004, vol. 64, no. 1, pp. 1‒74.
3. Shrauder M., Navon O. Hydrous and carbonatitic mantle fluids in fibrous diamonds from Jwaneng, Botswana. Geochim. Cosmochim. Acta, 1994, vol. 58, no. 2, pp. 761‒771.
4. Garanin V. K., Kudryavceva G. P., Marfunin A. S., Mikhailichenko O. A. Vklucheniya v almaze i almazonosnye porody [Inclusions in diamonds and diamondiferous rocks]. Moscow, MSU publ., 1991, 240 p. (In Russ.)
5. Garanin V. K. Polygennost i diskretnost – fundamentalnye osnovy genesisa prirodnogo almaza [Polygenesis and discreteness are the fundamental principles of the genesis of natural diamonds]. Sbornik Problemy mineragenii, ekonomicheskoi geologii I mineralnyh resursov [The problems of minerageny, economical geology and mineral resources] Ed. Starostin V. I. Moscow, "MAKS PRESS" publ., 2017, pp. 88-129 (In Russ.)
6. Spitsius Z. V., Taylor L. A. Diamonds of Siberia: Photographic evidence for their Origin. Lenoir City TN, USA: Tranquility Base Press, 2008, 278 p.
7. Stachel T. Diamonds from the asthenosphere and the transition zone. European Journal of Mineralogy, 2001, vol. 13, pp. 883‒892.
8. Kaminsky F.V., Zakharchenko O.D., Davies R., Griffin W.L., Khachatryan-Blinova G. K., Shiryaev A. A. Superdeep diamonds from the Juina area, Mato Grosso State, Brazil. Contrib. Mineral. Petrol., 2001, vol. 140, pp. 734‒753.
9. Kaminskij F. V., Voropaev S. A. Sovremennye predstavlenija o genezise almaza [Modern Concepts on Diamond Genesis]. Geohimija ‒ Geochemistry International, 2021, vol. 59, no. 11, pp. 1038‒1051 (In Russ.)
10. Zedgenizov D. A., Rege S., Griffin W. L., Kagi H., Shatsky V. S. Composition of trapped fluids in cuboid fibrous diamonds from the Udachnaya kimberlite: LAM-ICPMS analysis. Chemical Geology, 2007, vol. 240, pp. 151‒162.
11. Zedgenizov D. A., Pohilenko N. P., Griffin V. L. Karbonatno-silikatnyj sostav almazoobrazujushhih sred voloknistyh almazov iz mestorozhdenija Snjep-Lejk (Kanada) [Carbonate-silicate composition of diamond-forming media of fibrous diamonds from the Snap Lake area (Canada)]. Doklady Akademii nauk ‒ Dokl. Earth Sc., 2015, vol. 461, pp. 297‒300 (In Russ.)
12. Logvinova A. M., Shatskiy A., Wirth R., Tomilenko A. A., Ugap'eva S. S., Sobolev N. V. Carbonatite melt in type Ia gem diamond. Lithos, 2019, vol. 342-343, pp. 463‒467.
13. Huang E., Chen C. H., Huang T., Lin E. H. and Xu Ji-An. Raman spectroscopic characteristics of Mg-Fe-Ca pyroxenes. American Mineralogist, 2000, vol. 85, no. 3-4, pp. 473‒479.
14. Ljalina L. M. Ramanovskaja spektroskopija mineralov gruppy granata iz metamorficheskih porod Laplandskogo granulitovogo pojasa [Raman spectroscopy of the garnet group minerals from metamorphic rocks of the Lapland granulite belt]. II Vestnik MGTU ‒ Vestnik Murmansk. Gos Tekhn.Univ., 2000, vol. 3, no. 2, pp. 293‒298 (In Russ.)
15. Wang A., Jolliff B. L., Haskin L. A., Kuebler K. E. and Viskupic K. M. Characterization and comparison of structural and compositional features of planetary quadrilateral pyroxenes by Raman spectroscopy. American Mineralogist, 2001, vol. 86, no. 7‒8, pp. 790.
16. Bersani D., Andò S., Vignola P., Moltifiori G., Marino I. G., Lottici P. P., Diella V. Micro-Raman spectroscopy as a routine tool for garnet analysis. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2009, vol. 73, no. 3, pp. 484‒491.
17. Ishibashi H., Arakawa M., Yamamoto J., Kagi H. Precise determination of Mg/Fe ratios applicable to terrestrial olivine samples using Raman spectroscopy. Journal of Raman Spectroscopy, 2012, vol. 43, no. 2, pp. 331‒337.
18. Smith D. C. The RAMANITA 1 method for nondestructive and in situ semi-quantitative chemical analysis of mineral solid-solutions by multidimensional calibration of Raman wavenumber shifts. Spectrochim. Acta, 2015, vol. 61, no. 10, pp. 2299‒2314.
19. Kalugina A. D., Zedgenizov D. A., Logvinova A. M. Ispol'zovanie Ramanovskoj spektroskopii dlja harakteristiki sostava mineral'nyh vkljuchenij peridotitovogo paragenezisa v almazah [Raman Spectroscopy for Characterization of Peridotite Paragenesis Mineral Inclusions in Diamonds]. Litosfera ‒ Lithosphere, 2023, vol. 23, no. 4, pp. 531‒548 (In Russ.)
20. Orlov Yu. L. Mineralogiya almaza [Mineralogy of diamond]. Moscow, Nauka publ., 1973, 223 p. (In Russ.)
21. Lafuente B., Downs R. T., Yang H., Stone N. The power of databases: The RRUFF project. In: Armbruster T, Danisi RM (eds). Highlights in Mineralogical Crystallography, 2015, W. De Gruyter, Berlin, pp. 1‒30.
22. Kolesov B. A., Geiger C. A. Raman scattering in silicate garnets: an investigation of their resonance intensities. J. Raman Spectroscopy, 1997. vol. 28, pp. 659‒662.
23. Kolesov B., Geiger C. Raman spectra of silicate garnets. Physics and Chemistry of Minerals, 1998, vol. 25, pp. 142‒151.
24. Chaplin T., Price G. D., Ross N. L. Computer simulation of the infrared and Raman activity of pyrope garnet, and assignment of calculated modes to specific atomic motions. American Mineralogist, 1998, vol. 83, no. 7‒8, pp. 841‒847.
25. Barduhinov L. D., Specius 3. V., Kislov E. V., Ivanov A. S., Monhorov R. V. Paragenezisy vkljuchenij granatov v almazah iz kimberlitov Jakutii po dannym Ramanovskoj i IK-spektroskopii [Parageneses of garnet inclusions in diamonds from yakutia kimberlites based on Raman and IR spectroscopy data]. Zapiski RMO ‒ Geology of Ore Deposits, 2019, vol. 61, no. 7, pp. 606‒612 (In Russ.)
26. Wang A., Jolliff B. L., Haskin L. A., Kuebler K. E., Viscupic K. M. Characterization and comparison of structural and compositional features of planetary quadrilateral pyroxenes by Raman spectroscopy. American Mineralogist, 2001, vol. 86, pp. 790‒806
27. Kalugina A. D., Zedgenizov D. A. Micro-Raman spectroscopy assessment of chemical compounds of mantle clinopyroxenes. Minerals, 2021, vol. 10, no. 12, 1084 p.
28. Vjatkin S. V., Kriulina G. Ju., Garanin V. K., Konogorova D. V., Vasil'ev E. A., Samosorov G. G. Morfologija i defektno-primesnyj sostav almazov trubki "Zapoljarnaja" [The morphologies, Defects, and impurities of diamonds in the Zapolyarnaya pipe]. Vestnik Moskovskogo universiteta. Serija 4: Geologija ‒ Moscow University. Series 4: Geology, 2021, vol. 76, pp. 204‒214 (In Russ.)
29. Litvin Ju. A., Kuzjura A. V., Limanov E. V. Granatizacija olivina v sisteme olivin-diopsid-zhadeit: rol' v ul'trabazit-bazitovoj jevoljucii verhnemantijnogo magmatizma (jeksperiment pri 6 GPa) [The role of garnetization of olivine in the olivine–diopside–jadeite system in the ultramafic–mafic evolution of upper-mantle magmatism (Experiment at 6 GPa)]. Geohimija. ‒ Geochemistry, 2019, vol. 57, no. 10. pp. 1045‒1065 (In Russ.)
30. Litvin Ju. A., Spivak A. V., Kuzjura A. V. Osnovy mantijno-karbonatitovoj koncepcii genezisa almaza [Fundamentals of the mantle carbonatite concept of diamond genesis]. Geohimija ‒ Geochemistry, 2016, vol. 54, no. 10. pp. 839‒857 (In Russ.)
2. Taylor L. A., Anand M. Diamonds: time capsules from the Siberian mantle. Geochiemistry, 2004, vol. 64, no. 1, pp. 1‒74.
3. Shrauder M., Navon O. Hydrous and carbonatitic mantle fluids in fibrous diamonds from Jwaneng, Botswana. Geochim. Cosmochim. Acta, 1994, vol. 58, no. 2, pp. 761‒771.
4. Garanin V. K., Kudryavceva G. P., Marfunin A. S., Mikhailichenko O. A. Vklucheniya v almaze i almazonosnye porody [Inclusions in diamonds and diamondiferous rocks]. Moscow, MSU publ., 1991, 240 p. (In Russ.)
5. Garanin V. K. Polygennost i diskretnost – fundamentalnye osnovy genesisa prirodnogo almaza [Polygenesis and discreteness are the fundamental principles of the genesis of natural diamonds]. Sbornik Problemy mineragenii, ekonomicheskoi geologii I mineralnyh resursov [The problems of minerageny, economical geology and mineral resources] Ed. Starostin V. I. Moscow, "MAKS PRESS" publ., 2017, pp. 88-129 (In Russ.)
6. Spitsius Z. V., Taylor L. A. Diamonds of Siberia: Photographic evidence for their Origin. Lenoir City TN, USA: Tranquility Base Press, 2008, 278 p.
7. Stachel T. Diamonds from the asthenosphere and the transition zone. European Journal of Mineralogy, 2001, vol. 13, pp. 883‒892.
8. Kaminsky F.V., Zakharchenko O.D., Davies R., Griffin W.L., Khachatryan-Blinova G. K., Shiryaev A. A. Superdeep diamonds from the Juina area, Mato Grosso State, Brazil. Contrib. Mineral. Petrol., 2001, vol. 140, pp. 734‒753.
9. Kaminskij F. V., Voropaev S. A. Sovremennye predstavlenija o genezise almaza [Modern Concepts on Diamond Genesis]. Geohimija ‒ Geochemistry International, 2021, vol. 59, no. 11, pp. 1038‒1051 (In Russ.)
10. Zedgenizov D. A., Rege S., Griffin W. L., Kagi H., Shatsky V. S. Composition of trapped fluids in cuboid fibrous diamonds from the Udachnaya kimberlite: LAM-ICPMS analysis. Chemical Geology, 2007, vol. 240, pp. 151‒162.
11. Zedgenizov D. A., Pohilenko N. P., Griffin V. L. Karbonatno-silikatnyj sostav almazoobrazujushhih sred voloknistyh almazov iz mestorozhdenija Snjep-Lejk (Kanada) [Carbonate-silicate composition of diamond-forming media of fibrous diamonds from the Snap Lake area (Canada)]. Doklady Akademii nauk ‒ Dokl. Earth Sc., 2015, vol. 461, pp. 297‒300 (In Russ.)
12. Logvinova A. M., Shatskiy A., Wirth R., Tomilenko A. A., Ugap'eva S. S., Sobolev N. V. Carbonatite melt in type Ia gem diamond. Lithos, 2019, vol. 342-343, pp. 463‒467.
13. Huang E., Chen C. H., Huang T., Lin E. H. and Xu Ji-An. Raman spectroscopic characteristics of Mg-Fe-Ca pyroxenes. American Mineralogist, 2000, vol. 85, no. 3-4, pp. 473‒479.
14. Ljalina L. M. Ramanovskaja spektroskopija mineralov gruppy granata iz metamorficheskih porod Laplandskogo granulitovogo pojasa [Raman spectroscopy of the garnet group minerals from metamorphic rocks of the Lapland granulite belt]. II Vestnik MGTU ‒ Vestnik Murmansk. Gos Tekhn.Univ., 2000, vol. 3, no. 2, pp. 293‒298 (In Russ.)
15. Wang A., Jolliff B. L., Haskin L. A., Kuebler K. E. and Viskupic K. M. Characterization and comparison of structural and compositional features of planetary quadrilateral pyroxenes by Raman spectroscopy. American Mineralogist, 2001, vol. 86, no. 7‒8, pp. 790.
16. Bersani D., Andò S., Vignola P., Moltifiori G., Marino I. G., Lottici P. P., Diella V. Micro-Raman spectroscopy as a routine tool for garnet analysis. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2009, vol. 73, no. 3, pp. 484‒491.
17. Ishibashi H., Arakawa M., Yamamoto J., Kagi H. Precise determination of Mg/Fe ratios applicable to terrestrial olivine samples using Raman spectroscopy. Journal of Raman Spectroscopy, 2012, vol. 43, no. 2, pp. 331‒337.
18. Smith D. C. The RAMANITA 1 method for nondestructive and in situ semi-quantitative chemical analysis of mineral solid-solutions by multidimensional calibration of Raman wavenumber shifts. Spectrochim. Acta, 2015, vol. 61, no. 10, pp. 2299‒2314.
19. Kalugina A. D., Zedgenizov D. A., Logvinova A. M. Ispol'zovanie Ramanovskoj spektroskopii dlja harakteristiki sostava mineral'nyh vkljuchenij peridotitovogo paragenezisa v almazah [Raman Spectroscopy for Characterization of Peridotite Paragenesis Mineral Inclusions in Diamonds]. Litosfera ‒ Lithosphere, 2023, vol. 23, no. 4, pp. 531‒548 (In Russ.)
20. Orlov Yu. L. Mineralogiya almaza [Mineralogy of diamond]. Moscow, Nauka publ., 1973, 223 p. (In Russ.)
21. Lafuente B., Downs R. T., Yang H., Stone N. The power of databases: The RRUFF project. In: Armbruster T, Danisi RM (eds). Highlights in Mineralogical Crystallography, 2015, W. De Gruyter, Berlin, pp. 1‒30.
22. Kolesov B. A., Geiger C. A. Raman scattering in silicate garnets: an investigation of their resonance intensities. J. Raman Spectroscopy, 1997. vol. 28, pp. 659‒662.
23. Kolesov B., Geiger C. Raman spectra of silicate garnets. Physics and Chemistry of Minerals, 1998, vol. 25, pp. 142‒151.
24. Chaplin T., Price G. D., Ross N. L. Computer simulation of the infrared and Raman activity of pyrope garnet, and assignment of calculated modes to specific atomic motions. American Mineralogist, 1998, vol. 83, no. 7‒8, pp. 841‒847.
25. Barduhinov L. D., Specius 3. V., Kislov E. V., Ivanov A. S., Monhorov R. V. Paragenezisy vkljuchenij granatov v almazah iz kimberlitov Jakutii po dannym Ramanovskoj i IK-spektroskopii [Parageneses of garnet inclusions in diamonds from yakutia kimberlites based on Raman and IR spectroscopy data]. Zapiski RMO ‒ Geology of Ore Deposits, 2019, vol. 61, no. 7, pp. 606‒612 (In Russ.)
26. Wang A., Jolliff B. L., Haskin L. A., Kuebler K. E., Viscupic K. M. Characterization and comparison of structural and compositional features of planetary quadrilateral pyroxenes by Raman spectroscopy. American Mineralogist, 2001, vol. 86, pp. 790‒806
27. Kalugina A. D., Zedgenizov D. A. Micro-Raman spectroscopy assessment of chemical compounds of mantle clinopyroxenes. Minerals, 2021, vol. 10, no. 12, 1084 p.
28. Vjatkin S. V., Kriulina G. Ju., Garanin V. K., Konogorova D. V., Vasil'ev E. A., Samosorov G. G. Morfologija i defektno-primesnyj sostav almazov trubki "Zapoljarnaja" [The morphologies, Defects, and impurities of diamonds in the Zapolyarnaya pipe]. Vestnik Moskovskogo universiteta. Serija 4: Geologija ‒ Moscow University. Series 4: Geology, 2021, vol. 76, pp. 204‒214 (In Russ.)
29. Litvin Ju. A., Kuzjura A. V., Limanov E. V. Granatizacija olivina v sisteme olivin-diopsid-zhadeit: rol' v ul'trabazit-bazitovoj jevoljucii verhnemantijnogo magmatizma (jeksperiment pri 6 GPa) [The role of garnetization of olivine in the olivine–diopside–jadeite system in the ultramafic–mafic evolution of upper-mantle magmatism (Experiment at 6 GPa)]. Geohimija. ‒ Geochemistry, 2019, vol. 57, no. 10. pp. 1045‒1065 (In Russ.)
30. Litvin Ju. A., Spivak A. V., Kuzjura A. V. Osnovy mantijno-karbonatitovoj koncepcii genezisa almaza [Fundamentals of the mantle carbonatite concept of diamond genesis]. Geohimija ‒ Geochemistry, 2016, vol. 54, no. 10. pp. 839‒857 (In Russ.)
Опубликован
2024-09-30
Как цитировать
Спивак, А. В., Криулина, Г. Ю., Кузюра, А. В., Захарченко, Е. С., Голунова, М. А., Скрябина, А. В., Шарапова, Н. Ю., & Шилобреева, С. Н. (2024). КР-спектроскопия включений в алмазах трубки Заполярная (Якутия). Вестник ВГУ. Серия: Геология, (3), 60–67. https://doi.org/10.17308/geology/1609-0691/2024/3/60–67
Выпуск
Раздел
Петрология, вулканология, геохимия
