Выявлено разнообразие минералов и неоднородность глубинной Земли
25 апреля 2025 г.
Сотрудники Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН детально исследовали состав одного из главных минералов, слагающих нижнюю мантию, CaSiO3 из включений в глубинных алмазах, на примере района Джуина (Бразилия). Результаты опубликованы в Geochemistry International.
Результаты показали наличие двух минералов такого состава, дейвмаоита и брейита, и других неоднородностей слагающего вещества нижней мантии.
Вплоть до последнего времени нижняя мантия Земли, начиная с глубин 660 км считалась однородной как в химическом отношении, так и по составу слагающих ее минералов.
Полученные в работе результаты показывают, что в действительности включения CaSiO3 представлены двумя минералами: дейвмаоитом с кубической кристаллической структурой, образовавшимся в верхних частях нижней мантии, и брейитом с менее совершенной триклинной структурой, образовавшимся в менее глубокой переходной зоне.
Эти минералы различаются по составу, в первую очередь по распределению редкоземельных элементов. Они образуют ассоциации с различными по составу и месту образования разновидностями другого главного минерала нижней мантии, ферропериклаза. Зерна ферропериклаза, ассоциирующие с включениями CaSiO3 в одних и тех же алмазах, принадлежат к разным популяциям: ранней, с низким содержанием железа и высоким содержанием никеля, и сингенетической, с высоким содержанием железа и низким содержанием никеля. Низко-Fe – высоко-Ni ферропериклазы образуются в верхней части нижней мантии, в то время как высоко-Fe – низко-Ni ферропериклазы, скорее всего, образуются в переходной зоне мантии.
Это свидетельствует о различных по составу областях вещества, слагающего нижнюю мантию, формирующих ее неоднородность. «Такие области могут являться остатками первичного, неизмененного вещества глубинной Земли или участками мантийных конвекционных течений, либо связанными с преобразованными участками земной коры, погружающейся вплоть до земного ядра в процессе погружения океанических плит», – прокомментировал главный научный сотрудник лаборатории геохимии углерода им. Э. М. Галимова ГЕОХИ РАН д.г.-м.н. член-корреспондент РАН Ф. В. Каминский. Исследование таких областей и слагающих их минералов позволит в дальнейшем определять неоднородности в мантии и их роль в образовании магматических провинций на поверхности Земли.
Было также выявлено, что не только химический состав, но и изотопные характеристики главных глубинных минералов сильно изменчивы. Также и отношения Rb/Sr, U/Pb, Sm/Nd в CaSiO3 варьируют в пределах 3–4 порядков даже в одном зерне CaSiO3. Это указывает на то, что наряду с крупными неоднородностями в глубинной Земле, в ней существует также геохимическая неоднородность на очень малых расстояниях и меняет наши представления о структуре нижней мантии.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Источник: РАН / пресс-служба Минобрнауки России.
Читайте также:
- Ученые ГЕОХИ РАН рассказали об исследованиях и достижениях института
- Изучение среднего порядка стекол как основа для управления свойствами пористых материалов
Метки: ГЕОХИ РАН