Сотрудниками ИГМ СО РАН Д.И. Резвухиным, С.В. Ращенко, И.С. Шарыгиным, В.Г. Мальковцом, Т.А. Алифировой, Е.Н. Нигматулиной и Ю.В. Серёткиным совместно с Л.А. Паутовым из Минералогического музея им. А.Е. Ферсмана РАН открыты два новых минеральных вида – ботуобинскит SrFe2+(Ti4+12Cr3+6)Mg2[O36(OH)2] и мирныйит SrZr4+(Ti4+12Cr3+6)Mg2O38. Минералы утверждены специальной комиссией Международной минералогической ассоциации (International Mineralogical Association, сокр. IMA) под номерами IMA 2018-143а и IMA 2018-144а, соответственно.
Новые минералы обнаружены в виде включений в зернах хромистого пиропа из кимберлитовой трубки “Интернациональная”, которая располагается в пределах Мирнинского кимберлитового поля в 16 км от г. Мирный (административный центр Мирнинского района Республики Саха). Ботуобинскит и мирныйит названы в честь Ботуобинской геологоразведочной экспедиции, открывшей кимберлитовую трубку “Интернациональная” в 1969 г., и г. Мирный.
Оба утвержденных минерала принадлежат к группе кричтонита, сложным оксидам с общей формулой ABC18T2(Φ)38, где A = K, Ba, Ca, Na, La, Ce, Pb, Sr; B = Mn, Y, U, Fe, Sc, Zr; C = Ti, Fe, Cr, Nb, V, Al, Mn; T = Fe, Mg, Zn, Mn; Φ = O, (OH). Минералы относятся к тригональной сингонии, пространственная группа R3. В позиции А у обоих минералов преобладает стронций, однако у ботуобинскита в позиции B доминирует железо, а у мирныйита – цирконий. В ботуобинските также диагностирована вода (группа ОН).
Как включения в хромистых пиропах, ботуобинскит и мирныйит часто ассоциируют с другими титанистыми и хромистыми оксидами, такими как прочие минеральные виды группы кричтонита, хромсодержащий рутил, пикроильменит, хромит, магнезиохромит. Визуально все эти минералы-включения в зернах пиропа очень похожи и имеют сравнительно небольшой размер. Представительные игольчатые включения ботуобинскита и мирныйита были извлечены из вмещающих пиропов и изучены комплексом аналитических методов (оптическая микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, монокристальный рентгеноструктурный анализ, спектроскопия комбинационного рассеяния света, ИК-Фурье спектроскопия).
Полированные эталонные образцы минералов, имплантированные в шашки из эпоксидной смолы, переданы на хранение в Центральный Сибирский геологический музей в ИГМ СО РАН и зарегистрированы под номерами VII-99/1 (ботуобинскит) и VII-100/1 (мирныйит).
Минералы группы кричтонита являются важным инструментом для расшифровки процессов метасоматоза в литосферной мантии и реконструкции составов метасоматических расплавов или флюидов. Литосферная мантия (прим.: верхняя твердая часть мантии, входящая вместе с земной корой в состав литосферных плит, которые двигаются по относительно пластичной астеносфере) древних кратонов, стабильных “ядер” континентов, доступна для непосредственного изучения только по фрагментам мантийных пород (ксенолитам или ксенокристаллам), вынесенным на поверхность кимберлитовыми и другими глубинными магмами. Литосферная мантия древних кратонов образовалась в архейское время в результате высоких степеней плавления примитивного мантийного вещества. Этот процесс привел к тому, что литосферная мантия потеряла «магмафильные» или «несовместимые» компоненты, такие как вода, щелочные металлы, железо, редкоземельные элементы и другие редкие элементы (Ba, Pb, Sr, Zr, Nb и т.д.). Однако впоследствии в постархейскую историю через литосферную мантию просачивались расплавы и флюиды разного состава и различной природы. Их взаимодействие с породами литосферной мантии приводило как к ее обогащению несовместимыми элементами, так и к образованию новых минералов и минеральных ассоциаций, в том числе алмаза (прим.: такой процесс называют «мантийным метасоматозом»).
Минералы группы кричтонита обладают уникальной структурой, благодаря которой их состав может варьировать в широких пределах, и в него в высоких концентрациях могут входить разнообразные несовместимые элементы. Например, в ботуобинските и мирныйите зарегистрировано около 20 химических элементов в значимых концентрациях (Ti, Cr, Al, V, Fe, Zr, Mg, Mn, Nb, Ba, Sr, Ca, Na, K, REE). Минералы группы кричтонита из кимберлитовой трубки “Интернациональная” характеризуются составами, богатыми Sr, Na, Ca, Al и редкоземельными элементами, в то время как минералы этой группы из мантийных ксенолитов в кимберлитах ЮАР обогащены в основном барием и калием. Это свидетельствует о различном составе расплавов или флюидов, циркулировавших в мантии Сибирского и Каапваальского кратонов. Также необходимо отметить, что южноафриканские находки минералов группы кричтонита обнаружены в безгранатовых флогопит-К-рихтерит-содержащих перидотитах (phlogopite-potassium richterite peridotites, PKP), в то время как минералы группы кричтонита в литосферной мантии Сибирского кратона часто ассоциируют с гранатом (хромистым пиропом). Включения минералов с таким необычным составом позволяют лучше понять генезис граната в литосферной мантии Сибирского кратона.
Ссылки:
Rezvukhin, D. I., Rashchenko, S. V., Sharygin, I. S., Malkovets, V. G., Alifirova, T. A., Pautov, L. A., Nigmatulina, E. N., and Seryotkin, Y. V.: Botuobinskite, IMA 2018-143a, in: CNMNC Newsletter 57, Eur. J. Mineral., 32, https://doi.org/10.5194/ejm-32-495-2020, 2020.
Rezvukhin, D. I., Rashchenko, S. V., Sharygin, I. S., Malkovets, V. G., Alifirova, T. A., Pautov, L. A., Nigmatulina, E. N., and Seryotkin, Y. V.: Mirnyite, IMA 2018-144a, in: CNMNC Newsletter 57, Eur. J. Mineral., 32, https://doi.org/10.5194/ejm-32-495-2020, 2020.
Первые данные по ботуобинскиту и мирныйиту (до регистрации) были опубликованы в следующей работе:
Rezvukhin, D. I., Malkovets, V. G., Sharygin, I. S., Tretiakova, I. G., Griffin, W. L., & O'Reilly, S. Y. (2018). Inclusions of crichtonite-group minerals in Cr-pyropes from the Internatsionalnaya kimberlite pipe, Siberian Craton: Crystal chemistry, parageneses and relationships to mantle metasomatism. Lithos, 308, 181-195. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2018.02.026
Материал подготовлен: Д.И. Резвухин, И.С. Шарыгин, Т.А. Алифирова.