Дата публикации: 21 октября 2020 г.

Университет Райса: земля порождает драгоценные камни за считанные минуты?

Исследование: в некоторых охлаждающих магмах кристаллы могут вырастать до 1 ярда (99см) в день. Рим был построен не за один день, но некоторые из лучших драгоценных камней Земли появились за минуты.

Бразильские изумруды в кварц-пегматитовой матрице. (Фото любезно предоставлено Madereugeneandrew / Wikimedia Commons).

Аквамарин, изумруд, гранат, циркон и топаз - это лишь некоторые из кристаллических минералов, встречающихся в основном в пегматитах, жильных образованиях, которые обычно содержат как крупные кристаллы, так и труднодоступные элементы, такие как тантал и ниобий. Еще одна распространенная находка - литий, жизненно важный компонент аккумуляторов электромобилей.

«Это один шаг к пониманию того, как Земля концентрирует литий в определенных местах и минералах», - сказал аспирант Университета Райса (Rice University) Патрик Фелпс (Patrik Phelps), соавтор исследования. «Если мы сможем понять основы скорости роста пегматита, это будет один шаг в направлении понимания всей картины того, как и где он образуются». 

Статья об исследовании опубликована в Nature Communications.

Пегматиты образуются, когда поднимающаяся магма остывает внутри Земли, и они содержат одни из самых больших кристаллов Земли. Например, рудник Этта в Южной Дакоте содержит кристаллы богатого литием сподумена, в том числе один длиной 42 фута и весом около 37 тонн. Исследование Фелпса, Син-Ти Ли из Университета Райса и геолога из Южной Калифорнии Дугласа Мортона пытается ответить на вопрос, давно волновавший специалистов: как такие большие кристаллы могут быть в пегматитах?

«В магматических минералах размер кристаллов традиционно связан со временем остывания», - сказал Син-Ти Ли, профессор геологии из Университета Райса. «Идея в том, что для роста больших кристаллов требуется время».

«Пегматиты относительно быстро остывают, иногда всего за несколько лет, и все же они содержат одни из самых больших кристаллов на Земле», - сказал Ли. «На самом деле главный вопрос: как такое может быть?»

Потребовалось более трех лет, поездка на места для сбора образцов кристаллов из пегматитовой шахты в Южной Калифорнии, сотни лабораторных измерений для точного картирования химического состава образцов и глубокое погружение в некоторые материалы по материалам 50-летней давности, создать математическую модель, которая могла бы преобразовать химические профили в скорости роста кристаллов.

«Мы исследовали кристаллы шириной полдюйма и длиной более дюйма», - сказал Фелпс. «Мы показали, что они выросли за считанные часы, и нет никаких оснований предполагать, что физика будет иной в больших кристаллах, длина которых составляет метр и более. Судя по тому, что мы обнаружили, более крупные кристаллы могут вырасти за считанные дни».

Пегматиты образуются там, где части земной коры опускаются и перерабатываются в расплавленной мантии планеты. Любая вода, попавшая в корку, становится частью расплава, и по мере того, как тала поднимается и охлаждается, она дает начало многим видам минералов. Каждый из них образуется и выпадает в осадок из расплава при определенной температуре и давлении. Но вода остается, составляя все более высокий процент остывающего расплава.

Фелпс сказал, что высокие темпы роста стали большим сюрпризом.

«Пегматиты довольно недолговечны, поэтому мы знали, что они должны расти относительно быстро», - сказал он. «Но мы показали, что это было на несколько порядков быстрее, чем кто-либо предполагал».

Черный турмалин превращается в розовый турмалин в кварцевом пегматите на калифорнийском руднике Стюарт Лития. (Фото Патрика Фелпса / Университет Райса)/

Источник: news.rice.edu

Гасанбекова Л. А. Оценка эффективности финансово-хозяйственной деятельности государственных унитарных предприятий Практическое пособие / Л. А. Гасанбекова, В. И. Никитина, Б. В. Сошников; под общ. науч. ред. канд. экон. наук О. А. Коробко. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2019. – 49 с. (ISBN 978-5-904670-54-2). Доступна электронная версия печатного издания.

Вопросы контроля хозяйственной деятельности и финансового аудита, национальной безопасности, системного анализа и управления Сборник материалов III Всеросс. науч.-практ. конф., г. Москва, 29 декабря 2017. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2018. – 200 с. (ISBN 978-5-904670-53-5). Доступна электронная версия печатного издания.

открыть полный список изданий Центра →