Том 68, № 1 (2023)

Для определения содержаний элементов-примесей (Cu, Zn, Co, Ni, Mn, Cr, Sc, V, Ca, Ti, Al, Y, РЗЭ) в оливине опробована методика количественного локального анализа с использованием масс-спектрометрии индуктивно-связанной плазмы с лазерной абляцией (LA-ICP-MS) в ГЕОХИ РАН. Изучены вкрапленники оливина из вулканических пород разных геологических обстановок: островодужные базальты, базальты срединно-океанических хребтов (СОХ), высокощелочные породы континентального вулканизма. Содержания ряда элементов (Ni, Co, Mn, Cr, Sc, Zn) закономерно изменяются в ходе эволюции состава оливина, при этом поля концентраций этих элементов в оливине из разных обстановок накладываются друг на друга. В то же время содержания некоторых элементов (Ca, Al, Ti, V, Cu) принципиально различаются между оливинами разных геологических обстановок. Содержания меди в оливине океанических толеитов и высокощелочных континентальных вулканитов составляют 1–3 ppm, что систематически ниже содержаний меди в оливине островодужных базальтов (3–9 ppm). Концентрации ванадия в оливине базальтов СОХ выше, чем в островодужных и щелочных континентальных, что может быть связано с относительно более восстановленными условиями кристаллизации, способствующими вхождению V³⁺ в структуру оливина. Определены вариации коэффициентов распределения элементов-примесей между оливином и силикатным расплавом \(\left( {{\text{D}}_{{{\text{element}}}}^{{{{Ol} \mathord{\left/ {\vphantom {{Ol} {\text{M}}}} \right.} {\text{M}}}}}} \right)\) для вулканитов Камчатки, тройного сочленения Буве и Гауссберга. Продемонстрировано, что необычно высокие значения \({\text{D}}_{{{\text{Ni}}}}^{{{{Ol} \mathord{\left/ {\vphantom {{Ol} {\text{M}}}} \right.} {\text{M}}}}}\) = 50–150, выявленные ранее для лампроитов вулкана Гауссберг, указывают на несоответствие состава закалочного стекла составу равновесного расплава для вкрапленников оливина. При использовании валовых составов пород Гауссберга, получены значения \({\text{D}}_{{{\text{Ni}}}}^{{{{Ol} \mathord{\left/ {\vphantom {{Ol} {\text{M}}}} \right.} {\text{M}}}}}\) = 11–21, соответствующие экспериментальным оценкам для высококалиевых пород. С использованием нескольких оксибарометров, основанных на распределении ванадия между сосуществующими оливином и расплавом, оценены окислительно-восстановительные условия кристаллизации изученных пород. Значения составили: ΔQFM = +0.6…+1.5 – для океанических толеитов района тройного сочленения Буве (Южная Атлантика), ΔQFM = = +1.5…+2.4 – для вулкана Мутновский (Камчатка). Оценки окислительно-восстановительных условий кристаллизации высокощелочных пород вулкана Гауссберг значительно варьируют в зависимости от выбранной модели: ΔQFM = +0.2…+4.8, что может быть связано с сильным эффектом содержания K₂O в расплаве, заложенным в одну из моделей. Новые аналитические данные подтвердили возможность использования содержаний элементов-примесей в оливине для характеристики магматических систем из разных геологических обстановок, а также необходимость проведения дополнительных экспериментальных исследований по распределению этих элементов между оливином и расплавом, в особенности для высокощелочных систем.

На основании изучения Re–Os изотопной системы мезозойских магм Восточной Антарктиды и сопоставления с литературными данными по Sr–Nd–Pb–Os изотопной систематике базальтов выявлены главные особенности магматизма Антарктиды, связанного с плюмами Кару–Мод (провинции Земли Королевы Мод (ЗКМ), Кару (южная Африка), и Феррар) и Кергелен (рифтовая зона ледника Ламберта). Показано, что источником расплавов, производных плюма Кару–Мод 180 млн лет назад, могла быть обогащенная литосферная мантия. Вариации значения изотопного отношения ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os в пределах: от 0.1242 до 0.1426 характеризуют практически все типы расплавов провинций Кару и ЗКМ: как высоко- и низко-титанистые магмы, так и магнезиальные высоко-железистые, связанные с плавлением мантийных пироксенитов. Это наблюдение согласуется с ранее высказанным предположением о том, что магмы, производные пироксенитовой мантии начального этапа воздействия плюма, представляли собой расплавы глубинных фрагментов литосферы древнего палеоконтинента Гондвана, захваченных плюмом. При этом гетерогенность мантии, фиксируемая Nd–Pb–Sr изотопными составами базальтов, не проявляется в закономерных вариациях Re–Os изотопной системы. Изотопный состав осмия источника базальтов провинции Феррар по сравнению с источником базитов провинций Кару и ЗКМ характеризуется более широким интервалом вариаций значений отношения ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os: от 0.10 до 0.31, и пониженным содержанием осмия, при ограниченных вариациях других изотопных систем, указывая на примесь вещества обогащенного источника типа EM-II. Это согласуется с предположением о субдукционном воздействии на мантию западной окраины Антарктиды (Сущевская и др., 2022). Для ультраосновных пикритовых магм района ледника Ламберта характерен радиогенный изотопный состав осмия: величина отношения ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os варьирует от 0.1582 до 0.2388. Источником этих магм могло быть вещество древней деплетированной мантии, которое впоследствии претерпело мантийный метасоматоз в ходе многостадийного взаимодействия с насыщенными флюидами расплавами. Пикритовые расплавы палеорифтовой зоны ледника Ламберта близки к источнику магм провинций Кару и ЗКМ по Sr–Nd изотопной систематике, но отличаются более радиогенным составом свинца.

Исследование пектолита H_1.00Na_0.96Ca_2.00(Mn²⁺)_0.02Si_3.00O₉ из нефелин-полевошпатовых жил Ковдорского массива (Кольский полуостров, Россия) проведено методами порошковой рентгенографии, ИК и КР спектроскопии, электронно-микрозондового и термического анализов. Методом расплавной калориметрии растворения на микрокалориметре Кальве “Setaram” (Франция) определена энтальпия образования пектолита HNaCa₂Si₃O₉ из элементов ∆_fH° (298.15 K) = –4651.0 ± 4.3 кДж/моль. Оценена энтальпия образования марганцевого конечного члена изоморфной серии пектолит – серандит HNaMn₂Si₃O₉ ∆_fH° (298.15 K) = –4052.6 ± 4.4 кДж/моль. Рассчитаны значения абсолютных энтропий и энергий Гиббса пектолита и серандита.

Исследовано распределение актинидов Th и U в приземной атмосфере Якутска. В течение 2019–2020 гг. на территории города проводились исследования химического состава взвешенных веществ (ВВ) в летней атмосфере, твердой и жидкой фазах снежного покрова. В летней атмосфере Th и U концентрируются преимущественно в пылевой фракции ВВ, в комплексе с группой сидерофильных элементов. Зимние ВВ более однородны по размерам частиц. Специфическими минералами ВВ, которые коррелируют с актинидами являются амфиболы и пироксены для Th, карбонаты для U. В ряду почва–летние ВВ (пыль)–зимние ВВ (снег) наблюдается равномерное уменьшение концентрации Th и U, при преобладании Th, но в жидкой фазе снега содержание U становится на порядок выше, чем Th. Основная масса актиноидов – около 90% выпадает из атмосферы в теплый период года. Общий объем атмосферного поступления актиноидов на территорию города составляет около 63 мг/м² год, 2/3 которого это Th. На участках контрастных аномалий эта величина может возрастать до 200 мг/м² год и более, при преобладании Th. Основными источниками поступления актинидов в приземную атмосферу Якутска являются пыление с поверхности почв и выбросы автотранспорта. В меньшей степени – выбросы объектов энергетики и стройиндустрии.