Состав и спектроскопия ксенокристов оливина из гавайских толеитовых базальтов

А.Б. Макеев¹, В.П. Лютоев², И.П. Второв³, Н.И. Брянчанинова³, А.Р. Макавецкас⁴

¹Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, г. Москва, 119017, Россия

²Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар, 167982, Россия

³Геологический институт РАН, г. Москва, 119017, Россия

⁴Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва, 119049, Россия

Полный текст PDF

DOI: 10.26907/2542-064X.2020.2.253-273

Для цитирования: Макеев А.Б., Лютоев В.П., Второв И.П., Брянчанинова Н.И., Макавецкас А.Р. Состав и спектроскопия ксенокристов оливина из гавайских толеитовых базальтов // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2020. – Т. 162, кн. 2. – С. 253–273. – doi: 10.26907/2542-064X.2020.2.253-273.

For citation: Makeyev A.B., Lutoev V.P., Vtorov I.P., Braynchaninova N.I., Makavetskas A.R. Composition and spectroscopy of olivine xenocrysts from the Hawaiian tholeiitic basalts. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2020, vol. 162, no. 2, pp. 253–273. doi: 10.26907/2542-064X.2020.2.253-273. (In Russian)

Аннотация

Толеитовые базальты вулканов Мауна Лоа и Килауэа о. Гавайи (США) содержат ксенокристы оливина с включениями хромшпинелида. Их химический состав и спектроскопические свойства стали объектом исследования с целью сравнения с таковыми из разноформационных ультрабазитов. Выделены две разновидности оливина с железистостью 10–12 и 18–21.5 мол. % Fa. Состав хромшпинелида соответствует двум разновидностям – суфферриалюмохромиту и субферрисубалюмохромиту. Мёссбауэроская спектроскопия и ЭПР оливина показали только незначительные следы окисления железа. Состав хромшпинелида свидетельствует о его высокотемпературном метаморфизме. Типоморфные особенности изученных минералов (из мантии) близки к таковым из лерцолит-гарцбургитового комплекса пород альпинотипных ультрабазитов Урала.

Ключевые слова: остров Гавайи, вулкан Мауна Лоа, вулкан Килауэа, толеитовые базальты, ксенокристы оливина, хромшпинелиды, мёссбауэровская спектроскопия, ЭПР

Благодарности. Исследование выполнено в рамках бюджетного финансирования по следующим темам: ИГЕМ РАН – 0136-2018-0020; ГИН РАН – 0135-2015-0038; ИГ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН – ГР № AAAA-A17-117121270036-7.

Литература

1. Макеев А.Б., Брянчанинова Н.И. Топоминералогия ультрабазитов Полярного Урала. – СПб.: Наука. 1999. – 252 с.
2. Хисина Н.Р., Храмов Д.А., Клещев А.А., Сафрошкин В.Ю. Кинетика окисления оливина Mg_1.78Fe_0.22SiO₄ при 700 °С // Докл. РАН. – 1993. – Т. 333, № 4. – С. 498–502.
3. Изотов В.Г., Хромов И.Ю., Вылегжанин К.Н., Макеев А.Б. Исследование оливинов ультрабазитовых комплексов Полярного Урала методом ЯГР-спектроскопии // Теоретические и прикладные исследования в минералогии: Материалы Всесоюз. совещ. «Теория и методы в геологии». – Сыктывкар, 1985. – Т. 2. – С. 15–16.
4. Chatelainand A., Weeks R.A. Electron paramagnetic resonance study of ordered Mn²⁺ in Mg₂SiO₄ // J. Chem. Phys. – 1970. –V. 52, No 11. – P. 5682–5687. – doi: 10.1063/1.1672844.
5. Chatelainand A., Weeks R.A. Electron paramagnetic resonance of Fe³⁺ in forsterite (Mg₂SiO₄) // J. Chem. Phys. – 1973. – V. 58, No 9. – P. 3722–3726. – doi: 10.1063/1.1679724.
6. Dana J.D. On the Hawaiian Islands // United States Exploring Expedition: During the Year 1838, 1839, 1840, 1841, 1842. V. 10: Geology. – N. Y., London: G. Putnam, 1849. – P. 155–284.
7. Dyar M.D., Sklute E.C., Menzies O.N., Bland P.A., Lindsley D., Glotch T., Lane M.D., Schaefer M.W., Wopenka B., Klima R., Bishop J.L., Hiroi T., Pieters C., Sunshine J. Spectroscopic characteristics of synthetic olivine: An integrated multi-wavelength and multi-technique approach // Am. Mineral. – 2009. – V. 94, No 7. – P. 883–898. – doi: 10.2138/am.2009.3115.
8. Dyar M.D., Agresti D., Schaefer M.W., Grant C.A., Sklute E.C. Mössbauer spectroscopy of earth and planetary materials // Annu. Rev. Earth Planet. Sci. – 2006. – V. 34, No 3. – P. 83–125. – doi: 10.1146/annurev.earth.34.031405.125049.
9. Duke D.A., Stephens J.D. Infrared investigation of the olivine group minerals // Am. Mineral. – 1964. – V. 49, No 9–10. – P. 1388–1406.
10. Gaite J.M., Hafner S.S. Environment of Fe³⁺ at the M2 and Si sites of forsterite obtained from EPR // J. Chem. Phys. – 1984. – V. 80, No 6. – P. 2747–2751. – doi: 10.1063/1.447019.
11. Green G.R., Walker G. Luminescence excitation spectra of Mn²⁺ in synthetic forsterite // Phys. Chem. Minerals. – 1985. – V. 12. – P. 271–278. – doi: 10.1007/BF00310339.
12. Gunnlaugsson H.P., Rasmussen H.,·Kristjánsson·L., Steinthorsson S., Helgason Ö., Nørnberg P., Madsen M.B., Mørup S. Mössbauer spectroscopy of magnetic minerals in basalt on Earth and Mars // Hyperfine Interact. – 2008. – V. 182. – P. 87–101. – doi: 10.1007/s10751-008-9714-9.
13. Helz R.T. Diverse olivine types in lava of the 1959 eruption of Kilauea volcano and their bearing on eruption dynamics // Decker R.W., Wright Th.L., Stauffer P.H. (Eds.) Volcanism in Hawaii: U.S. Geological Survey Professional Paper 1350. – Washington: USGS, 1987. – V. 1. – P. 691–722.
14. Lockwood J.P., Lipman P.W. Holocene eruptive history of Mauna Loa volcano // Decker R.W., Wright Th.L., Stauffer P.H. (Eds.) Volcanism in Hawaii: U.S. Geological Survey Professional Paper 1350. – Washington: USGS, 1987. – P. 509–536.
15. Macdonald G.A. Composition and origin of Hawaiian lavas // Studies in Volcanology: GSA Memoirs, V. 116. – Boulder, Colorado: Geological Society of America, 1968. – P. 477–522. – doi: 10.1130/MEM116-p477.
16. Peterson D.W., Moore R.B. Geologic history and evolution of geologic concepts, Island of Hawaii // Decker R.W., Wright Th.L., Stauffer P.H. (Eds.) Volcanism in Hawaii: U.S. Geological Survey Professional Paper 1350. – Washington: USGS, 1987. – P. 149–189.
17. Roges G.B., Huggins R.E. Cation determinative curves for Mg-Fe-Mn olivines from vibrational spectra // Am. Mineral. – 1972. –V. 57, No 5–6. – P. 967–985.
18. Shinno I., Hayashi M., Kuroda Y. Mössbauer studies of natural olivines // Mineral. J. – 1974. – V. 7, No 4. – P. 344–358.
19. Shinno I. A Mössbauer study of ferric iron in olivine // Phys. Chem. Miner. – 1981. – V. 7. – P. 91–95. – doi: 10.1007/BF00309458.
20. Stoll S., Schweiger A. Easy Spin, a comprehensive software package for spectral simulation and analysis in EPR // J. Magn. Reson. – 2006. – V. 178, No 1. – P. 42–55. – doi: 10.1016/j.jmr.2005.08.013.
21. Trusdell F.A., Lockwood J.P. Geologic map of the northeast flank of Mauna Loa Volcano, Island Hawai’i, Hawaii: Scientific Investigations Map 2932-A. – Reston, Va: U.S. Geol. Surv., 2017. – 25 p. – doi: 10.3133/sim2932A.
22. Trusdell F.A., Zoeller M.H. Puako inundation zone // Trusdell F.A., Zoeller M.H. Lava inundation zone maps for Mauna Loa, Island of Hawaiʻi, Hawaii: Scientific Investigations Map 3387. – Reston, Va: U.S. Geol. Surv., 2017. – Sheet. 10.
23. Vandenberghe R.E., De Grave E. Application of Mössbauer spectroscopy in earth sciences // Yoshida Y., Langouche G. (Eds.) Mössbauer Spectroscopy. – Berlin; Heidelberg: Springer, 2013. – P. 91–186. – doi: 10.1007/978-3-642-32220-4_3.

Поступила в редакцию

04.02.2020

Макеев Александр Борисович, доктор геолого-минералогических наук, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории геологии рудных месторождений

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Старомонетной пер, д. 35, г. Москва, 119017, Россия

E-mail: abmakeev@mail.ru

Лютоев Владимир Павлович, кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник

Институт геологии им. Академика Н.П. Юшкина ФИЦ Коми НЦ УрО РАН

ул. Первомайская, д. 54, г. Сыктывкар, 167982, Россия

E-mail: vlutoev@geo.komisc.ru

Второв Иван Петрович, кандидат географических наук, старший научный сотрудник, руководитель группы истории науки

Геологический институт РАН

Пыжевский пер. 7, г. Москва, 119017, Россия

E-mail: vip@ginras.ru

Брянчанинова Наталия Игоревна, доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник

Геологический институт РАН

Пыжевский пер. 7, г. Москва, 119017, Россия

E-mail: ni@ginras.ru

Макавецкас Альгис Римантасович, ведущий инженер Центра РТПМС НИТУ

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Ленинский пр., д. 4, г. Москва, 119049, Россия

E-mail: algis_m@mail.ru

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.