На главную К списку выставокАрхив выставок

Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии

Журнальные статьи

1. U01624
Bai Z.-J. et al. Association of cumulus apatite with compositionally unusual olivine and plagioclase in the Taihe Fe-Ti oxide ore-bearing layered mafic-ultramafic intrusion: Petrogenetic significance and implications for ore genesis // Am. Miner. 2016. Vol. 101, № 9–10. P. 2168–2175.

In many large, layered, mafic-ultramafic intrusions worldwide cumulus apatite commonly occurs in the highly fractionated Fe-Ti oxide-rich lithological units at the top of the intrusions and the associated plagioclase and olivine, if present, have An content <50 mol% and Fo content <40 mol%. These are not true for several Fe-Ti oxide ore-bearing mafic-mafic intrusions in the Emeishan large igneous province, SW China. A good example is the Taihe intrusion, which is described in this paper. In this intrusion the associated olivine and plagioclase are significantly more primitive, containing 69 mol% Fo and 59 mol% An, respectively. MELTS simulation reveals that such unusual association is the result of previous cotectic crystallization of Fe-Ti oxides with silicate minerals during magma evolution under oxidizing condition close to that of nickel nickel oxide buffer. Supports for this new model include the observed upward decrease in plagioclase An contents coupled by lack of significant change in original olivine Fo contents in the Fe-Ti oxide ore-bearing sequence below the apatite-rich horizon, which is in turn supported by the facts that Fe-Ti oxide crystallization has a counter effect on MgO/FeO, but no effect on CaO/Na2O in the residual magma and that the addition of Fe-Ti oxides in the cumulus assemblage expedites the arrival of apatite on the liquidus. Our new findings support the interpretation that the oxide ores in the Taihe intrusion formed by gravitational accumulation of Fe-Ti oxides crystallizing from a basaltic magma, not a Fe-Ti-P-rich immiscible liquid segregated from such magma.

http://dx.doi.org/10.2138%2Fam-2016-5577

2. U01624
Barnes C.G., Memeti V., Coint N. Deciphering magmatic processes in calc-alkaline plutons using trace element zoning in hornblende // Am. Miner. 2016. Vol. 101, № 1–2. P. 328–342.

Hornblende in the Kuna Crest lobe (KCL) of the Tuolumne Intrusive Complex (TIC) and the upper zone of the Wooley Creek batholith (WCB) precipitated over a temperature range of 835 to 700 C, and thus has the potential to record magmatic processes. We measured trace element concentrations in hornblende from the WCB, from the KCL of the TIC, and from one sample from an adjacent interior unit of the TIC to compare and contrast magmatic processes in these two mid -crustal intrusions. In both systems the magmatic amphibole is magnesiohornblende in which Ti, Zr, Hf, Nb, Sr, Ba, and rare earth elements (REE) typically decrease from crystal interiors to rims, an indication of compatible behavior of these elements, and the size of the negative Eu anomaly decreases. In the Kuna Crest lobe, hornblende from individual mapped units differs in trace element abundances and zoning trends. Some samples contain at least two distinct hornblende populations, which is particularly evident in the shapes of REE patterns. In contrast, compositions of hornblende from all structural levels of the upper WCB and related dacitic roof -zone dikes form a single broad array and the REE patterns are essentially indistinguishable, regardless of rock type, from quartz diorite to granite. In the WCB, Zr/Hf ratios in hornblende are consistent with crystallization from a melt with chondritic Zr/Hf values. In contrast, most hornblende in the KCL has Zr/Hf values lower than expected from crystallization from a melt with chondritic values, suggesting that zircon fractionation occurred before and during crystallization of the hornblende. Simple fractional crystallization models indicate that REE, high field strength elements, Sr, and Ba were compatible in KCL and WCB magmas as hornblende grew; these trends require removal of hornblende + plagioclase + zircon ilmenite biotite. The uniform variations of trace element concentrations and patterns in the upper WCB and roof zone dikes indicates crystallization from a large magma body that was compositionally uniform; probably stirred by convection caused by influx of mafic magmas at the base of the zone (Coint et al. 2013a, 2013b; cf. Burgisser and Bergantz 2011). In contrast, in the KCL, each analyzed sample displays distinct hornblende compositions and zoning patterns, some of which are bimodal. These features indicate that each analyzed sample represents a distinct magma and that individual magmas were variably modified by fractionation and mixing. Hornblende trace element contents and zoning patterns prove to be powerful tools for identification of magma batches and for assessing magmatic processes, and thereby relating plutonic rocks to hypabyssal and volcanic equivalents.

http://dx.doi.org/10.2138%2Fam-2016-5383

3. Chen C. et al. Calcium isotope fractionation during magmatic processes in the upper mantle // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2019. Vol. 249. P. 121–137.

The Earth’s mantle has a complex history of partial melting and melt-peridotite reaction that have redistributed Ca and other elements between residues and melting products. Given the considerable Ca isotopic variation reported in mantle rocks, evaluation of the fractionation of stable Ca isotopes in magmatic processes in the mantle is critical to decode mantle evolution and the effect of recycled materials. We have performed precise and accurate Ca isotopic analyses on a series of well-characterized spinel-facies mantle peridotites (lherzolite, harzburgite and dunite, n?=?29), pyroxenites (websterite, clinopyroxenite and orthopyroxenite, n?=?15) and their mineral constituents (n?=?8) from the Balmuccia and Baldissero peridotite massifs of the Ivrea Zone in the Italian Alps. These peridotites underwent variable degrees of melting and melt-peridotite reaction, whereas the pyroxenites are mainly the products of melt-peridotite reaction and crystallization of migrating basic melts from the asthenosphere. The lherzolites from Balmuccia and Baldissero show ?44/40Ca values of 0.94?±?0.11‰ (2sd, n?=?22), which are uniform within long-term external reproducibility (±0.14‰, 2sd). The ?44/40Ca values of the harzburgites (0.83‰ to 0.92‰) do not differ from those of lherzolites, including those with a history of intensive melt-peridotite reaction to form replacive dunites. The websterites and spinel clinopyroxenites display ?44/40Ca of 0.86?±?0.10‰ (n?=?14), within the range of the lherzolites and harzburgites. The indistinguishable ?44/40Ca among these very diverse mantle rocks is the consequence of the overwhelming control of stable Ca isotopes by clinopyroxene in the magmatic processes involved, because clinopyroxene dominates the budget of Ca (>90% for harzburgites; 93% to 99% for lherzolites, websterites and clinopyroxenites). Only the clinopyroxene-poor (<3 wt.%) dunites and orthopyroxenite show higher ?44/40Ca (e.g., 1.11‰ to 1.81‰ and 1.13‰, respectively). This reflects the signatures of olivine and orthopyroxene which display higher ?44/40Ca than clinopyroxene. These results and modeling suggest that negligible Ca isotope fractionation (<0.12‰) occurs during <25% of partial melting, silicate melt-peridotite reaction, or magmatic differentiation in the upper mantle. Only highly depleted harzburgite residues that formed by >25% melting and replacive dunites tend to display slightly heavier Ca isotopic compositions. Consequently, irrespective of their magmatic history, most fertile mantle rocks from different geological settings display a homogenous Ca isotope composition, summarized as, ?44/40Ca of 0.94?±?0.10‰ (2sd, n?=?47) for the Earth’s mantle. The deviations in Ca isotopic variations observed in other mantle rocks may be attributed to kinetic isotope fractionation and metasomatism by melts with isotopic compositions influenced by recycled crustal materials.

http://dx.doi.org/10.1016%2Fj.gca.2019.01.031

4. Giebel R.J. et al. A model for the formation of carbonatite-phoscorite assemblages based on the compositional variations of mica and apatite from the Palabora Carbonatite Complex, South Africa // Lithos. 2019. Vol. 324–325. P. 89–104.

A detailed electron microprobe study has been carried out on the compositional variations of mica and apatite from carbonatites, phoscorites and associated pyroxenites (and fenites) of the Loolekop deposit, Palabora Carbonatite Complex (South Africa). Mica in pyroxenites and fenites is Mg-rich biotite, whilst micas in carbonatites and phoscorites are compositionally diverse including phlogopite, Ba-rich phlogopite (up to 30% kinoshitalite component), IVAl-rich phlogopite (up to 30% eastonite component) and tetraferriphlogopite. The various types of phlogopites are interpreted as orthomagmatic phases, whereas tetraferriphlogopite precipitation was a late-magmatic to hydrothermal process that additionally introduced REE into the system. Orthomagmatic apatite is generally REE- and Sr-poor fluorapatite and does not show large compositional differences between rock types. Apatite associated with the late-stage tetraferriphlogopite mineralization reaches higher levels of REE (up to 4.9?wt%), Si (up to 1.5?wt% SiO2), Sr (up to 2.6?wt% SrO) and Na (up to 1.0?wt% Na2O). The compositional variation of micas and apatites, which is affiliated with distinct rock types, reflects the multi-stage evolution of the Loolekop deposit and provides detailed insight into the relationships of the carbonatite-phoscorite assemblage. The obtained data support the separation of phoscorite and carbonatite by immiscibility from a common parental magma, which may happen due to a decrease of temperature and/or pressure during the ascent of the magma. This results in a density contrast between the carbonatitic and phoscoritic components that will lead to descending phoscorite accumulations at the outer zones of the magma channel and a jet-like ascent (further promoted by its extremely low viscosity) of the carbonatite magma. The genetic model deduced here explains the peculiar association of carbonatites, phoscorites and silicate rocks in many alkaline complexes worldwide.

http://dx.doi.org/10.1016%2Fj.lithos.2018.10.030

5. U12629
Horrocks T. et al. A nonparametric boundary detection technique applied to 3D inverted surveys of the Kevitsa Ni-Cu-PGE deposit // GEOPHYSICS. 2018. Vol. 83, № 1. P. IM1-IM13.

Geophysical inversion can produce 3D models of the subsurface’s physical properties. The smoothness of property variations in these models makes it challenging to automatically find boundaries of homogeneous regions, where these boundaries may have implications for petrophysical transition and are significant for geologic interpretation. We have developed a new boundary detection technique that nonparametrically identifies and subtracts homogeneous regions from the 3D model, leaving exposed edges. The method is based on kernel density estimation of local property variations, in which the number of modes in the kernel density estimates (i.e., the local mode cardinality [MC]) is used to identify edge voxels within the model. Two edge detection operators were developed: one using local values exclusively and the other incorporating the spatial distribution of local values into the local MC, which is more sensitive to local variations. To assist in the geologic interpretation, continuous boundary surfaces are generated from the identified edge voxels using a gradient-based 3D image morphological operation. The technique was evaluated on synthetic rock property models and effectively identified the lithologic boundaries, even with non-Gaussian noise. The proposed operators were also applied to visualize edges in density, conductivity, magnetic susceptibility, and seismic tomography models of the Kevitsa Ni-Cu-PGE deposit (Lapland, Finland) generated by geophysical inversion. The boundaries detected via the proposed technique can be used for visualization and may be useful in further geostatistical computation due to their statistical foundation.

http://dx.doi.org/10.1190%2Fgeo2017-0085.1

6. U01624
Kirkpatrick R.J. et al. NMR and computational molecular modeling studies of mineral surfaces and interlayer galleries: A review // Am. Miner. 2015. Vol. 100, № 7. P. 1341–1354.

This paper reviews experimental nuclear magnetic resonance (NMR) and computational molecular dynamics (MD) investigations of the structural and dynamical behavior of cations, anions, H2O, and CO2 on the surfaces and in the interlayer galleries of layer-structure minerals and their composites with polymers and natural organic matter (NOM). The interaction among mineral surfaces, charge-balancing cations or anions, H2O, CO2, and NOM are dominated by Coulombic, H-bond, and van der Waals interactions leading to statically and dynamically disordered systems and molecular-scale processes with characteristic room-temperature frequencies varying from at least as small as 10(2) to >10(12) Hz. NMR spectroscopy provides local structural information about such systems through the chemical shift and quadrupolar interactions and dynamical information at frequencies from the sub-kilohertz to gigahertz ranges through the T-1 and T-2 relaxation rates and line shape analysis. It is often difficult to associate a specific structure or dynamical process to a given NMR observation, however, and computational molecular modeling is often effective in providing a much more detailed picture in this regard. The examples discussed here illustrate these capabilities of combining experimental NMR and computational modeling in mineralogically and geochemically important systems, including clay minerals and layered double hydroxides.

http://dx.doi.org/10.2138%2Fam-2015-5141

7. U1045X
Large R.R. et al. Ocean and Atmosphere Geochemical Proxies Derived from Trace Elements in Marine Pyrite: Implications for Ore Genesis in Sedimentary Basins // Econ. Geol. 2017. Vol. 112, № 2. P. 423–450.

Trace element concentrations in marine pyrite, measured by laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS), have the potential to open a new window into deep-time ocean chemistry, atmosphere oxygenation, and genesis of basin-hosted ore deposits. Only early-formed syngenetic and early diagenetic marine pyrite preserves the trace element chemistry of the past oceans, as late diagenetic and metamorphic recrystallization of pyrite changes the trace element budget. A database of over 5,000 marine pyrite trace element analyses by LA-ICP-MS has enabled the development of deep-time proxies for nutrient supply, productivity, ocean pH, and atmosphere oxygenation. These proxies suggest that the Archean ocean was enriched in Fe, Ni, Co, As, Au, and Hg compared with modern oceans, probably related to composition of erosive flux from the continents and active seafloor hydrothermal activity. This was also a time for major iron, gold, and nickel ore formation in sedimentary and greenstone settings. In the Paleoproterozoic, there was a decrease in Ni, Co, As, and Au, replaced by increasing Cu, Zn, and SO42- in the oceans and O-2 in the atmosphere. The first appearance of red beds and evaporites is a response to the rise in O-2 and SO42-, and provided the conditions necessary for sediment-hosted Cu and stratiform Pb-Zn-Ag sedimentary exhalative (SEDEX) deposits. Through 1700 to 1500 Ma, phosphorous, gold, and most other nutrient trace elements dropped to a minimum in the ocean, possibly related to tectonic stasis and changes in atmosphere O-2 and/or ocean pH. Sediment-hosted Au, orogenic Au, and volcanic-hosted massive sulfide (VHMS) deposits are virtually absent from this period, whereas mineral systems that required relatively oxidized ore fluids, such as SEDEX Zn-Pb, iron oxide copper-gold (IOCG), and unconformity uranium became more abundant, due to these changed conditions. All redox-sensitive and nutrient trace elements rose dramatically in concentration at the Proterozoic-Phanerozoic boundary and peaked in the mid- to Late Cambrian oceans, accompanied by black shale deposition enriched in Mo, Se, Ni, Ag +/- Au, and platinum group elements. Cyclic variation in nutrient trace elements increased in frequency through the Phanerozoic on a wavelength of 50 to 100 m.y., compared with 500 to 1,000 m.y. in the Proterozoic. The more frequent Phanerozoic cycles relate to repeated episodes of continent collision, mountain building, and increased erosive flux of trace elements into the oceans. Ore deposit cycles in the Phanerozoic of SEDEX Zn-Pb, orogenic sediment-hosted Au, and VHMS have a time frame similar to the tectonic and seawater chemistry cycles.

https://doi.org/10.2113/econgeo.112.2.423

8. Liu H. et al. Polymetallic droplets within trapped globules in a quartz diorite porphyry from Gangcha–Kemo gold deposit, West Qinling orogen, China: Implications for petrogenesis and prospecting // Lithos. 2019. Vol. 326–327. P. 446–459.

As immiscibility in magmas appears most significant in magmatic–hydrothermal processes, studies of magmatic fluid immiscibility should focus on the precipitation of metals. A metallogenic belt along the northern margin of the Western Qinling Belt (China) hosts several porphyry-type Cu—Au deposits. Detailed field investigations reveal that abundant ellipsoidal and sub-spheroidal polymetallic globules exist in a quartz diorite porphyry associated with the Gangcha–Kemo gold deposit, which occurs at the eastern contact of the Dewulu intrusion. To reveal the characteristics and composition of these globules, we present mineralogical and whole-rock major- and trace-element data. The globule formation temperature, which was determined using by chlorite and two-feldspar geothermometers, is estimated at 297–429?°C. This temperature is much lower than the host quartz diorite porphyry, which is estimated to be 860–979?°C using an amphibole geothermometer. Based on the geochemistry of the globules, their polymetallic droplets, and the host quartz diorite porphyry, we infer immiscible separation from the volatile-rich quartz diorite porphyry and precipitation of the polymetallic droplets within the globules. Rapid migration and condensation of the fluids with limited escape of a fluid phase are inferred, with the globules representing trapped ore-forming elements. We propose that the fluid globules were exsolved from a rising magma carrying abundant ore-forming metals and that the globules with sulfide droplets can be used as an exploration tool for interpreting the genesis of mineralized rocks and related ore deposits.

http://dx.doi.org/10.1016%2Fj.lithos.2018.12.038

9. U12629
Mao D., Revil A., Hinton J. Induced polarization response of porous media with metallic particles — Part 4: Detection of metallic and nonmetallic targets in time-domain induced polarization tomography // GEOPHYSICS. 2016. Vol. 81, № 4. P. D359–D375.

Time-domain induced polarization (TDIP) is a nonintrusive imaging technique of the subsurface that can be used to localize polarizable bodies including metallic objects and clay-rich materials. We first reviewed recent advances in the interpretation of induced polarization data. Then, we performed laboratory and sandbox experiments to determine the frequency-domain and TDIP signature of (1) a metal bar in sand, (2) dispersed semiconductors (e.g., pyrite) in sand, and (3) bentonite. In the case of the sandbox experiments, the three types of bodies were localized in the center of the sandbox, which was filled with water-saturated sand. We determined that chargeability was the best parameter to characterize metallic bodies (the metallic bar and the dispersed pyrite), whereas normalized chargeability was the best parameter to characterize the cation exchange capacity and therefore the clay content of the subsurface at a given clay mineralogy. For interpretation purposes, it was therefore important to display the right parameters in TDIP depending on the type of target we wanted to image for engineering applications.

http://dx.doi.org/10.1190%2Fgeo2015-0480.1

10. U10290
Ozawa H. et al. High-pressure melting experiments on Fe-Si alloys and implications for silicon as a light element in the core // Earth Planet. Sci. Lett. 2016. Vol. 456. P. 47–54.

We carried out melting experiments on Fe-Si alloys to 127 GPa in a laser-heated diamond-anvil cell (DAC). On the basis of textural and chemical characterizations of samples recovered from a DAC, a change in eutectic liquid composition in the Fe-FeSi binary system was examined with increasing pressure. The chemical compositions of coexisting liquid and solid phases were quantitatively determined with field emission-type electron microprobes. The results demonstrate that silicon content in the eutectic liquid decreases with increasing pressure to less than 1.5 +/- 0.1 wt.% Si at 127 GPa. If silicon is a single light element in the core, 4.5 to 12 wt.% Si is required in the outer core in order to account for its density deficit from pure iron. However, such a liquid core, whose composition is on the Si-rich side of the eutectic point, crystallizes less dense solid, CsCl (B2)-type phase at the inner core boundary (ICB). Our data also show that the difference in silicon concentration between coexisting solid and liquid is too small to account for the observed density contrast across the ICB. These indicate that silicon cannot be the sole light element in the core. Previous geochemical and cosmochemical arguments, however, strongly require similar to 6 wt.% Si in the core. It is possible that the Earth's core originally included similar to 6 wt.% Si but then became depleted in silicon by crystallizing SiO2 or MgSiO3.

http://dx.doi.org/10.1016%2Fj.epsl.2016.08.042

11. U12629
Sarout J. et al. A robust experimental determination of Thomsen’s ? parameter // GEOPHYSICS. 2015. Vol. 80, № 1. P. A19–A24.

A novel inversion method for the laboratory determination of Thomsen’s ? anisotropy parameter on cylindrical rock specimens from ultrasonic data has been recently reported in the literature. We further assessed this method through a direct comparison of the results of the traditional method (involving a single off-axis P-wave velocity measurement at 45°) and the new method (involving 65 P-wave velocity measurements at several angles to the symmetry axis). We prepared and characterized two vertical shale specimens from the same preserved vertical core to assess their similarity in terms of structure, mineralogy, porosity, and density. The shale was assumed to be transversely isotropic in view of the observed (horizontal) bedding. We subjected both specimens to the same brine saturation and effective stress state. Using the two methods, we obtained similar results for Thomsen’s ? (vertical P-wave) and ? (P-wave anisotropy) parameters. However, a significant discrepancy was observed for Thomsen’s ? parameter: We obtained results of 0.13 using the new method and 0.39 using the traditional method. As a result of the overdetermined nature of the P-wave velocity measurements used in the new method, we believe that the corresponding ? value is more reliable. Also, the value derived with the new testing method seems to match more closely the reported field data.

http://dx.doi.org/10.1190%2Fgeo2014-0391.1

12. Szynkiewicz A. et al. Sulfur cycle in the Valles Caldera volcanic complex, New Mexico – Letter 1: Sulfate sources in aqueous system, and implications for S isotope record in Gale Crater on Mars // Earth and Planetary Science Letters. 2019. Vol. 506. P. 540–551.

Initial in situ sulfur (S) isotope measurements of the Martian bedrock in Gale Crater have revealed an unexpectedly wide range of ?34S values (?47 to +28‰). Generally, it is unclear what processes could have contributed to these large isotope fractionations. Therefore, we studied S sources and aqueous SO42? cycling in the Valles Caldera volcanic complex, New Mexico to better understand S isotope fractionations related to S degassing, hydrothermal activity, and low-temperature processes in aqueous environment. Overall, our study demonstrates that volcanic systems show large spatial heterogeneity in ?34S. Magmatic S sources are obvious in steam-dominated H2S degassing and precipitation of secondary minerals from hydrothermal fluids with low ?34S values of +0.9 ± 3‰. Locally, however, hydrothermal processes have resulted in more negative ?34S values in sulfide minerals (?18 to ?4‰) and more positive ?34S values in sulfate minerals (?1 to +3‰). Major aqueous SO42? sources are oxidation of H2S from modern hydrothermal gas emission, and oxidation and dissolution of sulfide and sulfate minerals present in the hydrothermally altered bedrock and crater-lake sediments. The ?34S of aqueous SO42? in surface water and groundwater varies widely (?8 to +5‰) and is similar to major S endmembers that undergo oxidation and/or dissolution by active hydrological system. Minor SO42? contributions with more positive ?34S values (+9 to +14‰) come from deeply circulating geothermal fluids and negligible amounts from atmospheric deposition (+5 to +7‰ in snow). Elevated SO42? contents are mainly associated with modern and past H2S emissions and oxidations near the surface. On regional scale, however, most of the intracaldera bedrock is S-depleted, thus the SO42? contents are usually low in the surface aquatic system and younger sedimentary lake deposits formed at times of negligible near surface hydrothermal activity. In general, magmatic-hydrothermal processes apparently cause the largest ?34S variation in S-bearing minerals on volcanic terrains. Therefore, we infer that the measured wide range of ?34S values in the Gale sediments by the Curiosity rover on Mars can be explained by S isotope composition of magmatic-hydrothermal sulfide and sulfate minerals that were present in the initial igneous/volcanic rocks prior to crater formation. Later aqueous processes involved oxidation and dissolution of S minerals initially present in these rocks and led to subsequent formation of diagenetic fluids and alteration products enriched in SO42? with relatively large ?34S variation. Additionally, physical erosion, transport and deposition of detrital hydrothermal S minerals from igneous/volcanic rocks might be in part responsible for the measured wide range of ?34S in Gale Crater. These unique S isotope results, measured in situ on another planet for the first time, imply the importance of magmatic-hydrothermal fluids in S transport on early Mars and their subsequent alteration in low-temperature aqueous environments.

http://dx.doi.org/10.1016%2Fj.epsl.2018.10.036

13. Yierpan A. et al. Selenium isotope and S-Se-Te elemental systematics along the Pacific-Antarctic ridge: Role of mantle processes // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2019. Vol. 249. P. 199–224.

The selenium stable isotope system emerges as a new potential tracer of volatile origin and evolution of the terrestrial planets. Accurate determination of the mantle Se isotope composition requires an assessment of Se isotopic behavior in magmatic processes and potential variations across all mantle reservoirs. Here we report the first high-precision Se isotope and Se–Te abundance data for a suite of basaltic glasses from the Pacific–Antarctic ridge. These MORBs display a narrow range in ?82/76Se values (deviation of 82Se/76Se relative to NIST SRM 3149) between ?0.30?±?0.09‰ and ?0.05?±?0.09‰, with an average of ?0.16?±?0.13‰ (2?s.d., n?=?27). We quantify the main processes relevant to MORB petrogenesis in order to better understand the Se–Te elemental behavior in the mantle and investigate if these are systematically related to Se isotope variations. We show that both Se isotopes and S–Se–Te abundances of MORB melts remain unaffected by assimilation of high-temperature hydrothermal fluids and sulfides, whereas the latter has been shown to overprint the 34S/32S ratios. MORB differentiation involving sulfide segregation (sulfide liquid and monosulfide solid solution) significantly fractionates Se and Te (Se/Te ratio???45–190), with no systematic Se isotope variation. The Se–Te contents of the primary MORB melt corrected for magmatic differentiation can be successfully reproduced by near-fractional decompression melting of a mantle with 170–200??g?g?1 S (as sulfide liquid), which has either (1) “fertile lherzolite-like” Se and Te contents (80?±?17 and 11?±?1.7?ng?g?1, respectively; 1?s.d.) or (2) distinctly lower Se (49?±?11?ng?g?1) and Te (3.5?±?1.3?ng?g?1) contents depending on the choice of experimental partition coefficients published by different studies. Regardless, our model shows that Se-Te systematics of “fertile” lithospheric peridotites preserve little primary melt depletion signatures and reflect significant, if not complete, metasomatic overprinting. Finally, based on the observed negligible Se isotopic fractionation between sulfide phase and silicate melt, we suggest that MORBs preserve their mantle source isotopic signature (?82/76Se?=??0.16?±?0.13‰). Our MORB average is similar within uncertainty to chondritic values but significantly lighter than previously published ?82/76Se data for basalts from a variety of geodynamic settings. The subtle but significant Se isotope variation observed within the investigated MORB suite (up to ?0.25‰) and between other mantle samples analyzed so far may reflect intrinsic source heterogeneity and potential isotopic differences across various mantle reservoirs.

http://dx.doi.org/10.1016%2Fj.gca.2019.01.028

14. U01624
Yuan X. et al. Determination of pressure in aqueo-carbonic fluid inclusions at high temperatures from measured Raman frequency shifts of CO2 // Am. Miner. 2017. Vol. 102, № 1–2. P. 404–411.

Due to the presence of additional volatiles and/or electrolytes in CO2-H2O fluids, the total pressure of many natural aqueo-carbonic fluid inclusions at high temperatures as determined using microther-mometry is usually made with considerable uncertainty. In this paper, we present the results of our high P-T in situ Raman scattering study of high-density aqueo-carbonic fluids, with and without a small amount of CH4 and NaCl, whose objective is to derive a new method for pressure determination in aqueo-carbonic fluid inclusions at high temperatures. The measurement of the Fermi dyad bands at temperatures up to 400 degrees C and pressures up to 1200 MPa is described. The manner in which the frequency shifts and intensity of Raman bands are governed by pressure, temperature, presence of CH4 in carbonic and NaCl in aqueous fluids is discussed. From the monotonic dependence of the frequency shifts of the lower Fermi dyad band nu_ and the Fermi resonant splitting D (D = nu(+) - nu_) with pressure and temperature, the pressure (in MPa) in aqueo-carbonic fluid inclusions at elevated temperatures can be determined directly by using the following two polynomial equations: P (MPa) = -16 + 1.232x T -53.72x(Delta v_) 1.83 x 10(-3)x T-2 + 24.46x(Delta v_)(2) -0.292x Tx(Delta v_), P (MPa) = 26 + 1.501xT+ 193.24x(Delta D) 1.61 x 10(-3)xT(2)+ 5.436x(Delta D)(2) + 0.158xTx(Delta D), where T is in degrees C, Delta v_ and Delta D represent frequency shifts (in cm(-1)) of the lower band and the resonant splitting relative to the reference values measured at 23 degrees C and 6 MPa, respectively. Based on the attainable accuracy of the fitted peak positions and the results from fitting of Raman frequency shifts' dependence with pressure and temperature, the uncertainty in pressure determination is about 50 MPa for pressures determined from nu_ and 40 MPa from that determined from D.

http://dx.doi.org/10.2138%2Fam-2017-5405

15. 044066
Бочкарев В.С. Причина появления рудоносных химических элементов на планете Земля. Металлогения и планетология // Горные Ведомости. 2015. № 12 (139). С. 6–21.

В статье рассматривается авторская модель геодинамики Земли от двойной звезды к взрывному формированию планет, которая позволила вскрыть и объяснить особенности структуры Солнечной системы. Гипотетическая вторая звезда двойной системы (Елена Прекрасная) после первого взрыва и формирования планет-гигантов в последовательности Нептун, Юпитер, Сатурн и Уран испытала коллапс, обязанный появлению тяжелых элементов от железа до урана. Второй взрыв привел к созданию плотных планет от Марса до Меркурия.

https://elibrary.ru/item.asp?id=24863907

16. Бунин И.Ж., Чантурия В.А. Изменение функционально-химического состава поверхности и микротвердости минералов кимберлитов при воздействии наносекундных импульсов высокого напряжения // Известия Российской Академии Наук. Серия Физическая. 2016. Т. 80. № 6. С. 712.

С использованием комплекса физико-химических методов исследований (РФЭС, аналитической электронной микроскопии, метода адсорбции кислотно-основных индикаторов, микротвердометрии) показана эффективность применения нетеплового воздействия наносекундных импульсов высокого напряжения для направленного изменения фазового (функционально-химического) состава и технологических свойств породообразующих минералов кимберлитов и алмазов. По данным РФЭС и РЭМ-РСМА, импульсные энергетические воздействия вызывают нарушение микроструктуры поверхности минералов-диэлектриков с образованием следов поверхностных пробоев и микротрещин, приводящее к разупрочнению породообразующих минералов и снижению их микротвердости в целом на 40?66%. Методом адсорбции кислотно-основных индикаторов установлены следующие изменения функционально-химического состава поверхности геоматериалов: взаимные превращения бренстедовских основных, льюисовских основных и бренстедовских кислотных центров на поверхности кальцита в процессе электромагнитной импульсной обработки и гидроксилирование и/или формирование карбонильных групп на поверхности алмазов, вызывающее двукратное увеличение электрокинетического потенциала алмазов в области отрицательных значений.

https://elibrary.ru/item.asp?id=26160064

17. 001408
Жаркова Е.В. Хроника Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии 2017 года // Геохимия. 2018. № 1. С. 86–94.

https://elibrary.ru/item.asp?id=32248668

18. Журавков М.А., Романова Н.С. Определение физико-механических свойств геоматериалов на основе данных наноиндентирования и моделей дробного порядка // Физико-Технические Проблемы Разработки Полезных Ископаемых. 2016. № 2. С. 3–15.

Рассмотрена проблема разработки эффективных аналитико-экспериментальных методов для оценки физико-механических свойств пород и кристаллов на нано- и микроуровнях. Предложена модификация классических упругих решений задач контактной механики с помощью математического аппарата интегродифференцирования дробного порядка. Построены новые модели и алгоритмы для дальнейшего развития технологии изучения свойств и состояния геоматериалов на основе метода атомно-силовой микроскопии, описаны результаты выполненных экспериментов с использованием разработанных новых подходов применительно к расчетам модуля упругости углеводородов с нанодобавками.

https://elibrary.ru/item.asp?id=25970194

19. Иванов О.К. Невозможность использования результатов экспериментальных бинарных диаграмм плавления-кристаллизации в геологической петрологии // Уральская минералогическая школа. 2018. № 24. С. 58–64.

https://elibrary.ru/item.asp?id=36474276

20. 046767
Иванов О.К. Неравновесная магматическая петрология - новая парадигма петрологии // Уральский геологический журнал. 2017. № 4 (118). С. 27–42.

Представления о равновесной кристаллизации магматических пород, подкрепленные экспериментальными диаграммами плавления-кристаллизации, не подтверждаются геологическими материалами. Анализ влияния условий кристаллизации по 27 параметрам (структурным, минералогическим, химическим и геологическим) вулканических и плутонических пород показал их резкие различия, что позволяет говорить о существенно неравновесной кристаллизации. При этом, практически все диаграммы плавкости-кристаллизации силикатных и алюмосиликатных систем также получены в резконеравновесных условиях, что ограничивает их применение в петрологии только некоторыми вулканитами. Приводится ранжирование магматических пород по степени их неравновесной кристаллизации и закон кристаллизации природных расплавов. Делается вывод о необходимости смены равновесной, точнее псевдоравновесной, парадигмы Боуэна на новую неравновесную парадигму кристаллизации.

https://elibrary.ru/item.asp?id=30463660

21. 045834
Кабанова Л.Я., Рыжков В.М., Анфилогов В.Н. Опыты по плавлению и кристаллизации андезита вулкана Безымянный, Камчатка // Минералогия. 2017. Т. 3. № 1. С. 82–89.

Приведены результаты опытов по плавлению и кристаллизации андезита вулкана Безымянный при температурах 1200–1300 °С и нормальном давлении. Установлено, что структура продуктов кристаллизации андезитового расплава отличается от природного андезита. Полученный расплав отличается от природного андезита составом вкрапленников (отсутствием амфибола и зонального плагиоклаза).

https://elibrary.ru/item.asp?id=28945943

22. Керимов Р.Б., Самедова Р.А., Джафарова Р., Ахмедова Т.Г. О природе колчеданоносных гидротермальных систем южного склона Большого Кавказа // Академическая публицистика. 2018. № 11. С. 18–27.

В статье обсуждаются аргументы, обосновывающие исследования природы колчеданоносных гидротермальных систем и предполагается, что наличие в терригенном разрезе Южного склона Большого Кавказа дифференцированных серий магматитов сформировавшихся при дифференциации исходной мантийной базальтовой магмы играет, преимущественно, транспортную роль перемещения металлосодержащих флюидов и их производных различной консистенции, приносящих из мантийных и внутрикоровых очагов металлы на уровне среднего звена длительного процесса рудообразования.

https://elibrary.ru/item.asp?id=36541917

23. 006825
Косых В.П., Косых П.В., Ревуженко А.Ф. Испытательный стенд для исследования эволюции сложного напряженно-деформированного состояния геоматериалов при слабых динамических воздействиях // Физико-Технические Проблемы Разработки Полезных Ископаемых. 2017. № 6. С. 198–203.

Разработан стенд для испытаний образцов геоматериалов при нагружении кручением и продольным сжатием с одновременным воздействием многократными слабыми ударами. Скомплектована измерительная система и подобраны датчики для статических и динамических измерений деформаций. Проведены тестовые эксперименты на циклическое кручение образца из смеси гипса и кварцевого песка. Измерены статические и динамические деформации, определена скорость прохождения упругой волны в оргстекле.

https://elibrary.ru/item.asp?id=32237456

24. 044085
Озеров А.Ю., Волынец А.О. I Всероссийская Конференция По Петрологии И Геохимии Зон Перехода «Океан-Континент» «Волынцовские Чтения» // Вестник Камчатской региональной организации Учебно-научный центр (КРАУНЦ). Серия: Науки о земле. 2018. № 3 (39). С. 116–117.

С 25 по 28 сентября 2018 г. в Институте вулканологии и сейсмологии (ИВиС) ДВО РАН в Петропавловске-Камчатском состоялась I Всероссийская конференция по петрологии и геохимии зон перехода «океан-континент» «Волынцовские чтения», посвященная памяти выдающегося российского петролога, доктора геолого-минералогических наук Олега Назаровича Волынца.На конференции обсуждались различные теоретические аспекты петрогенезиса вулканических дуг: продольной и поперечной зональности, распределения химических элементов в породах различных серий, вопросы типизации вулканических пород, изотопии, состава источников, характера процессов магмогенерации и т.д. Наряду с современными извержениями рассматривались проявления вулканизма в архее и палеозое. Объекты исследований включали Камчатку, Алтай, Южную Монголию и Индию.

https://elibrary.ru/item.asp?id=35645074&

25. 001200
Округин А.В., Борисенко А.С., Прокопьев И.Р., Журавлев А.И. Минералого-геохимические и возрастные характеристики пород Инаглинского массива дунит-клинопироксенит-шонкинитов с платина-хромитовой и хромдиопсидовой минерализацией (Алданский щит) // Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 10. С. 1623–1642.

Рассматриваются минералого-геохимические особенности пород одного из эталонных объектов концентрически-зональных комплексов - Инаглинского массива дунит-щелочно-габброидного состава с платина-хромитовой и уникальной ювелирной хромдиопсидовой минерализацией. Породы Инаглинского массива - от дунитов до пуласкитов, включая перидотиты, клинопироксениты, шонкиниты и меланократовые щелочные сиениты, образуют единую непрерывную комагматическую серию. Это подтверждается четкой зависимостью состава оливина, пироксена, флогопита и хромшпинелидов от содержания MgO в породах, а также по поведению микроэлементов в этих породах. Сходство составов пироксенов и спектров распределения микроэлементов в клинопироксенитовых породах и хромдиопсидитовых жилах указывает на генетическую близость данных пород. Возрастные и минералого-геохимические характеристики пород, геолого-морфологические особенности интрузива доказывают, что исходными расплавами, формировавшими Инаглинский массив, являются высококалиевые пикритоиды, которые по мере подъема подвергались постепенному декомпрессионному затвердеванию и на приповерхностном уровне образовали цилиндрическое диапироподобное тело в раннемеловое время. Поступление новых порций различных дифференциатов из нижних горизонтов магматической колонны обусловили сложный состав массива, имеющего концентрически-зональное строение, рассеченное многочисленными радиально-кольцевыми жильными телами пегматитов и чистых анхимономинеральных пород - хромдиопсидитов, имеющих местами ювелирное качество.

https://elibrary.ru/item.asp?id=36313350

26. Поляков В.Л. «О развитии идей А.Н. Заварицкого в современной петрологии» (м.: наука, 1986) по апологетике авторов книги // Уральский геологический журнал. 2015. № 1 (103). С. 52–63.

В статье анализируются те петрографические, петрохимические и петрологические аспекты наследия академика А.Н. Заварицкого, которые в позитивных или негативных аспектах неадекватно интерпретируются авторами книги, в т. ч. и противореча научным положениям Заварицкого.

https://elibrary.ru/item.asp?id=22998075

27. 001573
Пушкарев Е.В., Рязанцев А.В., Готтман И.А., Дегтярев К.Е., Каменецкий В.С. Анкарамиты - Новый тип магнезиальных, высоко- кальциевых примитивных расплавов в Магнитогорской Островодужной зоне на Южном Урале // Доклады Академии Наук. 2018. Т. 479. № 4. С. 433–437.

Приведена характеристика геологического положения, минерального и химического составов анкарамитов, образующих лавовые потоки, фрагменты которых обнаружены в меланже западной периферии Магнитогорской зоны на Южном Урале. Приведены данные о составах вкрапленников и основной массы эффузивов. Это позволяет заключить, что анкарамиты можно отнести к типу первичных островодужных магм, не претерпевших дифференциации и ранее не выделявшихся в составе вулканогенных формаций Урала. Показано, что анкарамиты могут представлять первичные расплавы, родоначальные для дунит-клинопироксенит-габбровых комплексов Урало-Аляскинского типа. Обнаружение анкарамитов в палеозойских островодужных формациях Урала указывает на верлитовый состав мантии, из которой они были выплавлены.

https://elibrary.ru/item.asp?id=32825706

28. 009912
Смирнов С.З., Рыбин А.В., Соколова Е.Н., Кузьмин Д.В., Дегтерев А.В., Тимина Т.Ю. Кислые магмы кальдерных извержений острова Итуруп: первые результаты исследования расплавных включений во вкрапленниках пемз кальдеры Львиная пасть и перешейка Ветровой // Тихоокеанская Геология. 2017. Т. 36. № 1. С. 52–69.

В статье представлены первые результаты петрологических исследований кислой пирокластики сильнейших кальдерообразующих извержений острова Итуруп. Показано, что пемзы кальдер Львиная Пасть и перешейка Ветрового имеют сходные черты и являются результатом эволюции расплавов кислого состава, возникших в результате плавления метабазитов. Минералотермометрические исследования свидетельствуют о том, что кристаллизация расплава происходила при температурах, близких к 800 °С. Образование вкрапленников пемз перешейка Ветрового шло при давлениях около 1 кбар, в то время как вкрапленники из пемз кальдеры Львиная Пасть кристаллизовались при более высоких давлениях. Составы пирокластики обеих кальдер отвечают умеренно глиноземистым дацитам и риодацитам нормального ряда, расплавы которых не претерпели существенной кристаллизационной дифференциации перед извержением. Главными летучими компонентами магм являлись H2O, CO2, S, F и Cl. Дегазация с выделением водно-углекислотного флюида сопровождала раннюю кристаллизацию плагиоклаза из пемз перешейка Ветрового. Признаков дегазации расплавов Львиной Пасти до извержения установить не удалось. Принимая во внимание данные по обоим вулканическим центрам, можно заключить, что выделение воды из расплавов могло быть сопряжено как с ранней дегазацией (перешеек Ветровой), так и с извержениями (перешеек Ветровой, Львиная Пасть). Отсутствие признаков глубокой дифференциации и смешения расплавов говорит об относительно небольшом промежутке времени между возникновением очагов кислой магмы и извержениями.

https://elibrary.ru/item.asp?id=28363071

29. 040188
Халкечев Р.К., Халкечев К.В. Разработка математического обеспечения автоматизированных систем определения электрических свойств геоматериалов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2017. № 11. С. 227–233.

Разработка автоматизированных систем определения электрических свойств геоматериалов является одной из важнейших задач горного производства. Математическая постановка задачи и ее решение оказались сложными для понимания технологами, а математики небрежно относится к понятиям в предметной области, и легко вводят свои - ведущие к ошибкам. Отсюда возникает не только непонимание между ними, которое не дает возможности применения решенных задач в производстве, но нет соответствующей адекватной математической модели, позволяющей с достаточной точностью определить электрические свойства геоматериалов. При этом основная задача электроразведки, решенная А.Н. Тихоновым и А.А. Самарским, осталась без особого внимания со стороны технологов и специалистов в области физических процессов горного производства и не до конца определенной. В результате имеем нерешенную в должной мере задачу по определению запасов полезных ископаемых. Разработано математическое обеспечение автоматизированных систем определения электрических свойств геоматериалов в виде эффективных тензоров электросопротивления и удельной электропроводности геоматериалов.

https://elibrary.ru/item.asp?id=32234477

На главную К списку выставокАрхив выставок