Ученые обнаружили в ЮАР следы огромного магматического резервуара
Бушвельдский комплекс в Южной Африке, являющийся месторождением платины и хромита, функционировал в древней земной коре как большой магматический резервуар, 14 марта сообщает Phys.org.
Международная группа исследователей, возглавляемая геологами из Университета Витса в Йоханнесбурге, собрала множество доказательств, указывающих на то, что Бушвельдский комплекс в древности представлял собой большой магматический резервуар.
«При повторном изучении тонких срезов хромитов Бушвельда мы заметили очень загадочное наблюдение: хромит часто встречается в виде отдельных зерен, которые, по-видимому, „подвешены“ внутри матричных минералов», — сказал профессор Раис Латыпов. В свзи с этим ученые задались вопросом, почему зерна хромита не опустились на дно камеры, несмотря на то, что они намного плотнее основного расплава.
Чтобы ответить на него, исследователи изучили хромитит в трехмерном пространстве с помощью рентгеновской компьютерной томографии высокого разрешения и обнаружили, что почти все зерна хромита тесно связаны между собой, образуя единую непрерывную 3D-структуру.
«Это дало нам ответ на вышеупомянутый вопрос: зерна хромита не могут свободно оседать на дно камеры просто потому, что все они связаны вместе в самонесущих 3D-каркасах, прикрепленных к полу камеры», — сказала доктор Софья Чистякова.
Существует только один процесс, который может привести к образованию таких 3D-каркасов из кристаллов хромита. Это самозарождение и рост зерен хромита на месте, например, когда все новые зерна хромита зарождаются и растут на уже существующих зернах хромита непосредственно на дне камеры. Это происходит из исходного расплава, который насыщен хромитом в качестве единственной кристаллизующейся фазы.
«Это логически привело нас к давно известной проблеме баланса массы Cr — обычные базальтовые расплавы содержат лишь очень небольшое количество Cr, так что для образования толстого слоя хромитита требуется извлечение Cr из очень большого объема жидкости, которая должна присутствовать в виде толстого слоя расплава в камере. Простые расчеты баланса массы показывают, что для слоя хромитита толщиной 1 метр потребуется столб магмы толщиной 2-4 км», — отметил Латыпов.
Ученые полагают, что огромная поперечная протяженность слоев хромитита указывает на то, что во время формирования массивных хромитов камера Бушвельда функционировала как гигантское магматическое тело диаметром более 400 км, а столб постоянного расплава, вероятно, достигал нескольких километров в толщину.
«Этот вывод противоречит формирующейся в настоящее время мысли о том, что таких больших, долгоживущих и в основном расплавленных магматических очагов не существовало в истории Земли», — добавил Латыпов.
