В.М. Квасниця, НЕЗВИЧАЙНІ ВКЛЮЧЕННЯ ТА ГЕНЕЗИС МІКРОДІАМАНТІВ З НЕОГЕНОВОГО РОЗСИПУ ЗЕЛЕНИЙ ЯР (УКРАЇНСЬКИЙ ЩИТ): ТЕМ-ДОСЛІДЖЕННЯ
https://doi.org/10.15407/mineraljournal.47.02.003
УДК 549.211
НЕЗВИЧАЙНІ ВКЛЮЧЕННЯ ТА ГЕНЕЗИС МІКРОДІАМАНТІВ З НЕОГЕНОВОГО
РОЗСИПУ ЗЕЛЕНИЙ ЯР (УКРАЇНСЬКИЙ ЩИТ): ТЕМ-ДОСЛІДЖЕННЯ
В.М. Квасниця 1, д-р геол.-мін. наук, проф., зав. відділу
orcid: 0000-0002-3692-7153
Р. Вірт 2, PhD, старш. наук. співроб.
E-mail: wirth@gfz-potsdam.de; Scopus ID: 7102907278
О.А. Вишневський 1, канд. геол.-мін. наук, пров. наук. співроб.
E-mail: vyshnevskyy@i.ua; orcid: 0000-0002-7206-2185
А. Шрайбер 2, технік, спеціаліст
E-mail: schreib@gfz-potsdam.de; Scopus ID: 34979283500
В.М. Павлюк 1, мол. наук. співроб.
E-mail: v-pavlyuk@ukr.net; orcid: 0000-0002-7035-8505
1 Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України
03142, м. Київ, Україна, просп. Акад. Палладіна, 34
2 Центр геологічних наук імені Гельмгольца GFZ
14473, Телеграфенберг, м. Потсдам, Німеччина
Мова: англійська
Мінералогічний журнал 2025, 47 (2): 03-19
Анотація: За допомогою методів аналітичної трансмісійної електронної мікроскопії (ТЕМ) досліджено 16 мікрокристалів діаманта розміром 0,25—0,5 мм з неогенового розсипу Зелений Яр (Український щит). Діаманти мають різну морфологію: октаедр (1), фрагменти октаедра (5), октаедроїд (1), октаедр-ромбічний додекаедр (1), куб (1), кубоїд (3), кубооктаедр (1), кубооктаедр-ромбічний додекаедр (2) та фрагмент (1). З кристалів було виготовлено та проаналізовано 21 прозору для ТЕМ плівку розміром 15 × 10 × 0,15 мкм. На основі виявлених твердих включень та структурних дефектів виділено дві групи діамантів мантійного походження. До першої групи віднесено два кристали з нановключеннями, типовими для діамантів з офіолітів; до другої — 12 кристалів з багатофазними включеннями та структурними дефектами, типовими для діамантів з кімберлітів, лампроїтів та лампрофірів. Один діамант (кубоїд) не містив включень та структурних дефектів. Ще один кристал був ідентифікований як імпактний діамант. Перша група — це кубооктаедр та фрагмент октаедра з незвичними для мантійних діамантів включеннями багатих на манган фаз (тефроїт, сплави MnNi з незначним вмістом Si, родоніт Mn5Si5O15) та аморфного кремнезему. Дві фази (MnNiO3, Mn5C2) на даний час взагалі невідомі як природні мінерали. Включення MnNiO3 пов’язані з аморфним кремнеземом та багатими на хлор аморфними фазами гартування. Більшість кристалів другої групи характеризуються вигнутими дислокаціями; вуглецеві пластинки трапляються в кількох кристалах, азотні (орієнтовані агрегати атомів азоту) — в одному. Серед твердих включень в них діагностовано доломіт, ільменіт, магнетит, апатит, флогопіт, хлорит, форстерит та енстатит, які утворюють еклогітові (2 алмази), перидотитові (1) та вебстеритові (1) асоціації в мантійних діамантах з кімберлітів.
Ключові слова: діамант, включення, мікроструктура, генезис, розсипні родовища, Український щит.
References / Література
Akimoto, S. and Syono, Y. (1972), Amer. Mineral., Vol. 57(1-2), pp. 76-84.
ASM handbook (1992), Alloy phase diagrams (electronic files, 1998). USA 3, pp. 1120-1121.
Bertaut, E.F. and Forrat, F. (1958), J. Appl. Phys., Vol. 29(3), pp. 247-248. https://doi.org/10.1063/1.1723091
Berger, S.D. and Pennycook, S.J. (1982), Nature, 298(5875), pp. 635-637. https://doi.org/10.1038/298635a0
Buschow, K.H.J., van Engen, P.G. and Jongebreur, R. (1983), J. Magn. Magn. Mater., Vol. 38(1), pp. 1-22. https://doi.org/10.1016/0304-8853(83)90097-5
Day, M.C., Pamato, M.G., Novella, D. and Nestola, F. (2023), Riv. Nuovo. Cim., Vol. 46(7), pp. 381-471. https://doi.org/10.1007/s40766-023-00045-6
Deer, W.A., Howie, R.A. and Zussman, J. (1978), Rock-Forming Minerals. Vol. 2A: Single-Chain Silicates, Geol. Soc. Lond., London, 678 p.
Dobrzhinetskaya, L.F., O'Bannon, E.F. and Sumino, H. (2022), Rev. Mineral. Geochem., Vol. 88(1), pp. 191-255. https://doi.org/10.2138/rmg.2022.88.04
Evans, T. and Phaal, C. (1962), Proc. Royal. Soc. Lond., Vol. 270(1343), pp. 538-552. https://doi.org/10.1098/rspa.1962.0243
Fomin, A.B. (1984), Geochemistry of ultramafic rocks of the Ukrainian Shield, Nauk. dumka, Kyiv, 232 p. [in Russian].
[Фомин, А.Б. (1984), Геохимия ультраосновных пород Украинского щита. Киев: Наук. думка. 232 с.]
Fujino, K., Sasaki, S., Takéuchi, Y. and Sadanaga, R. (1981), Acta Cryst., B37, pp. 513-518. https://doi.org/10.1107/S0567740881003506
Galimov, E.M. and Kaminsky, F.V. (2021), Geochem. Int., Vol. 59(1), pp. 1-11. https://doi.org/10.1134/S0016702921010043
Galimov, E.M., Kaminsky, F.V., Shilobreva, S.N., Sevastyanov, V.S., Wirth, R., Schreiber, A., Saraykin, V.V., Karpov, G.A. and Anikin, L.P. (2020), Amer. Mineral., Vol. 105(4), pp. 498-509. https://doi.org/10.2138/am-2020-7119
Gasik, M.I. and Lyakishev, N.P. (2008), Physical chemistry and technology of electroferroalloys. System technologies, Dnepropetrovsk, 454 p. [in Russian].
Gokcen, N.A. (1991), J. Phase Equilib., Vol. 12(3), pp. 313-321. https://doi.org/10.1007/BF02649919
Griesemer, S.D., Ward, L. and Wolverton, C. (2021), Phys. Rev. Materials., Vol. 5(10), Art. 105003. https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.5.105003
Harris, P.J.F. (2018), Carbon. Res., Vol. 4(1), pp. 4-17. https://doi.org/10.3390/c4010004
Hartman, P. (1965), Zeit Kristallogr., Vol. 121, pp. 78-80. https://doi.org/10.1524/zkri.1965.121.1.78
Howell, D., Griffin, W.L., Yang, J., Gain, S., Stern, R.A., Huang, J.X., Jacob, D.E., Xu, X., Stokes, A.J., O'Reilly, S.Y. and Pearson, N.J. (2015), Earth. Planet. Sci. Lett., Vol. 430, pp. 284-295. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.08.023
Huang, Z., Yang, J., Robinson, P., Zhu, Y., Xiong, F., Liu, Z., Zhang, Z. and Xu, W. (2015), Acta Geol. Sin-Engl., Vol. 89(2), pp. 341-350. https://doi.org/10.1111/1755-6724.12434
Jaques, A.L., Sheraton, J.W., Hall, A.E., Smith, C.B., Sun, S.S., Drew, R. and Foudoulis, C. (1986), Composition of crystalline inclusions and C-isotopic composition of Argyle and Ellendale diamonds, 4th Int. Kimb. Conf: Ext Abstr., pp. 426-428.
Kaminsky, F.V. (2007), J. Geol. Soc. India, Vol. 259(3), pp. 557-575.
Kaminsky, F.V. and Belousova, E.A. (2009), Russ. Geol. Geophys., Vol. 50(12), pp. 1212-1220. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2009.11.019
Kaminsky, F.V. and Wirth, R. (2011), Can. Mineral., Vol. 49(2), pp. 555-572. https://doi.org/10.3749/canmin.49.2.555
Kaminsky, F.V. (2017), The Earth's lower mantle. Composition and Structure. Springer Int. Publ. AG, 340 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-55684-0
Kaminsky, F.V., Wirth, R., Anikin, L.P. and Schreiber, A. (2020), Amer. Mineral., Vol. 105, 1, pp. 144-145. https://doi.org/10.2138/am-2020-7352
Kaminsky, F.V. and Voropaev, S.A. (2021), Geochem. Int., Vol. 59(11), pp. 1038-1051. https://doi.org/10.1134/S0016702921110033
Karen, P., Fjellvåg, H., Kjekshus, A. and Andresen, A.F. (1991), Acta Chem. Scand., Vol. 45, pp. 549-557. https://doi.org/10.3891/acta.chem.scand.45-0549
Kvasnytsya, V.M. and Wirth, R. (2009), Lithos, 113(3-4), pp. 454-464. https://doi.org/10.1016/j.Lithos,2009.05.019
Kvasnytsya, V. and Wirth, R. (2013), Diam. Relat. Mater., Vol. 32, pp. 7-16. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2012.11.010
Kvasnitsa, V.N., Silaev, V.I. and Smoleva, I.V. (2016), Geochem. Int., Vol. 54(11), pp. 948-963. https://doi.org/10.1134/S0016702916090020
Kvasnytsya, V.M. (2021), Mineral. Journ. (Ukraine), Vol. 43(2), pp. 3-11 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mineraljournal.43.02.003
Kvasnytsya, V. and Wirth, R. (2022), Miner. Petrol., Vol. 116(5814), pp. 169-187. https://doi.org/10.1007/s00710-022-00778-y
Lavrova, L.D., Pechnikov, V.A., Pleshakov, A.M., Nadezhdina, E.D. and Shukolyukov, Yu.A. (1999), A new genetic type of diamond deposits, Publ. House "Scientific World", Moscow, 228 p. [in Russian].
[Лаврова, Л.Д., Печников, В.А., Плешаков, А.М., Надеждина, Е.Д. Шуколюков, Ю.А. (1999), Новый генетический тип месторождений алмазов. Москва: Научн. мир. 228 c.]
Leung, I.S. (1990), Amer. Mineral., Vol. 75(9-10), pp. 1110-1119.
Lian, D. and Yang, J. (2019), Engin, Vol. 5(3), pp. 406-420. https://doi.org/10.1016/j.eng.2019.02.006
Lian, D, Yang, J., Wiedenbeck, M., Dilek, Y., Rocholl, A. and Wu, W. (2018), Contrib. Mineral. Petrol., Vol. 173(9), Art. No. 72. https://doi.org/10.1007/s00410-018-1499-5
Litasov, K.D., Bekker, Т.В., Kagi, Н. and Ohfuji, Н. (2020), Reply to the comment on "Сomparison of enigmatic diamonds from the Tolbachik arc volcano (Kamchatka) and Tibetan ophiolites." by Litasov et al. (2019), (Gondwana Res., Vol. 75, pp. 16-27); by Yang et al., Gondwana Res., Vol. 79, pp. 304-307. https://doi.org/10.1016/j.gr.2019.09.011
Litasov, K.D., Kagi, H., Voropaev, S.A., Hirata, T., Ohfuji, H., Ishibashi, H., Makino, Y., Bekker, T.B., Sevastyanov, V.S., Afanasiev, V.P. and Pokhilenko, N.P. (2019), Gondwana Res., Vol. 75, pp. 16-27. https://doi.org/10.1016/j.gr.2019.04.007
Liu, F., Lian, D., Wu, W., Yang, J. (2021), Crystals, Vol. 11(11), pp. 1362-1386. https://doi.org/10.3390/cryst11111362
Lu, Z., Yang, J., Xia, Q., Lian, D., Chen, L, Wu, W. and Wang, Y. (2024), Lithos, Vol. 482-483, id. 107716.
https://doi.org/10.1016/j.lithos.2024.107716
Maresch, W.V. and Mottana, A. (1976), Contrib. Mineral. Petrol., Vol. 55, pp. 69-79. https://doi.org/10.1007/BF00372755
Metalidi, V.S., Pavlyuk, V.M. and Prykhodko, V.L. (1999), Mineral resources of Ukraine, No. 3, pp. 9-12 [in Ukrainian].
[Металіді, В.С., Павлюк, В.М., Приходько, В.Л. (1999), Мінеральні ресурси України. № 3. С. 9—12.]
Moore, R.O., Gurney, J.J. (1986), Mineral inclusions in diamonds from the Monastery Kimberlite, South Africa, 4th Int. Kimb. Conf., Ext Abstr., pp. 06-408.
Moore, R.O., Otter, M.L., Rickard, R.S., Harris, J.W. and Gurney, J.J. (1986), The occurrence of moisannite and ferro-periclase as inclusions in diamond, 4th Int. Kimb. Conf., Ext Abstr., pp. 409-411.
Narita, H., Koto, K. and Morimoto, N. (1977), Mineral. J. (Japan), Vol. 8(6), pp. 329-342. https://doi.org/10.2465/minerj.8.329
Pavlyuk, V.M. and Dovgan, R.M. (2004), Prospects of diamond bearing capacity of the Berdychiv block of the Ukrainian Shield. Prospects for diamond bearing capacity of the territory of Ukraine, UkrDGRI Publ. House, Kyiv, pp. 61-64 [in Ukrainian].
[Павлюк, В.М., Довгань, Р.М. (2004), Перспективи алмазоносності Бердичівського підняття Українського щита. Перспективи алмазоносності території України. Київ: Вид-во УкрДГРІ. С. 61—64.]
Polkanov, Yu.A. (2009), Fine diamonds of sand deposits: distribution, properties, origin, value, Publ. House Baranovsky, A.E., Simferopol, 228 p. [in Russian].
[Полканов, Ю.А. (2009), Мелкие алмазы песчаных отложений: распространение, свойства, происхождение, значение. Симферополь: Барановский, А.Э. 228 с.]
Sang, J.C., Pak, M.C., Kim, K.I. and Kim, S.G. (2021), J. Superhard. Mater., Vol. 43(5), pp. 336-343. https://doi.org/10.3103/S1063457621050026
Shcherbakov, I.B. (2005), Petrology of the Ukrainian Shield, Publ. House "Western Ukr. Consulting Center", Lviv, 366 p. [in Russian].
[Щербаков, И.Б. (2005), Петрология Украинского щита. Изд-во "Западн. укр. консалтинг. центр", Львов. 366 с.]
Shirey, S.B., Cartigny, P., Frost. J.D., Keshav, Sh., Nestola, F., Nimis, P., Pearson, G.D., Sobolev, N.V. and Walter, J.M. (2013), Rev. Mineral. Geochem., Vol. 75(1), pp. 355-421. https://doi.org/10.2138/rmg.2013.75.12
Shirey, S.B., Pearson, G., Stachel, T. and Walter, J.M. (2024), Ann. Rev. Earth. Planet. Sci., Vol. 52(1), pp. 249-293. https://doi.org/10.1146/annurev-earth-032320-105438
Smith, E.M., Shirey, S.B., Nestola, F., Bullock, E.S., Wang, J., Richardson, S.H. and Wang, W. (2016), Science, Vol. 354(6318), pp. 1403-1405. https://doi.org/10.1126/science.aal1303
Smith, E.M., Shirey, S.B., Richardson, S.H., Nestola, F., Bullock, E.S., Wang, J. and Wang, W. (2018), Nature, Vol. 560(7716), pp. 84-87, https://doi.org/10.1038/s41586-018-0334-5
Sobolev, N.V., Logvinova, A.M. and Efimova, E.S. (2013), Dokl. Earth. Sci., Vol. 453, pp. 1165-1167. https://doi.org/10.1134/S1028334X13110202
Speich, L., Kohn, S.C., Wirth, R., Bulanova, G.P. and Smith, C.B. (2017), Lithos, Vol. 278-281, pp. 419-426. https://doi.org/10.1016/j.Lithos,2017.02.010
Stachel, T., Harris, J.W. and Muehlenbachs, K. (2009), Lithos, Vol. 112, pp. 625-637. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2009.04.017
Stachel, T., Aulbach, S. and Harris, J.W. (2022), Rev. Mineral. Geochem., Vol. 88(1), pp. 307-391. https://doi.org/10.2138/rmg.2022.88.06
Sunagawa, I. (2005), Crystals: growth, morphology and perfection. Cambridge Univ. Press, 308 p. https://doi.org/10.1017/CBO9780511610349
Taylor, W. and Milledge, H.J. (1995), Nitrogen aggregation character, thermal history and stable isotope composition of some xenolith-derived diamonds from Roberts Victor and Finsch, 6th Int. Kimb. Conf., Ext Abstr., pp. 620-622.
Tschauner, O., Huang, S., Greenberg, E., Prakapenka, V.B., Ma, C., Rossman, G.R., Shen, A.H., Zhang, D., Newville, M., Lanzirotti, A. and Tait, K. (2018), Science, Vol. 359(6380), pp. 1136-1139. https://doi.org/10.1126/science.aao3030
Tsymbal, S.M. and Bondar, I.I. (1966), Geol. Journ., Vol. 26, Iss. 2, Kyiv, pp. 94-101 [in Ukrainian].
[Цимбал, С.М., Бондар, І.І. (1966), Геол. журн. 26, вип. 2. С. 94—101.]
Tsymbal, Yu.S. (2014), Typomorphism of diamond and its satellite minerals from sedimentary rocks of the Western part of the Ukrainian Shield, Nauk. dumka, Kyiv, 207 p. [in Ukrainian].
[Цимбал, Ю.С. (2014), Типоморфізм алмазу та його мінералів-супутників із осадових порід західної частини Українського щита. Київ: Наук. думка. 207 c.]
Usenko, I.S., Esipchuk, K.E., Lichak, I.L., Slipchenko, V.A. and Tsukanov, V.A. (1975), Handbook of petrography of Ukraine, Nauk. dumka, Kyiv, 580 p. [in Russian].
[Усенко, И.С., Есипчук, К.Е., Личак, И.Л., Слипченко, В.А., Цуканов, В.А. (1975), Справочник по петрографии Украины. Киев: Наук. думка. 580 c.]
Valter, A.A., Gursky, D.S. and Eremenko, G.K. (1998), Mineral. Journ. (Ukraine), Vol. 20, No. 6, pp. 48-63 [in Russian].
[Вальтер, А.А., Гурский, Д.С., Еременко, Г.К. (1998), Минерал. журн. 20, № 6. С. 48—63.]
Walter, M.J., Thomson, A.R. and Smith, E.M. (2022), Rev. Mineral. Geochem., Vol. 88(1), pp. 393-450. https://doi.org/10.2138/rmg.2022.88.07
Wilding, M.C., Harte, B. and Harris, J.W. (1991), Evidence for a deep origin for the Sao Luiz diamonds, 5th Int. Kimb. Conf., Ext Abstr., pp. 456-458.
Wirth, R. (2004), Eur. J. Mineral., Vol. 16(6), pp. 863-876. https://doi.org/10.1127/0935-1221/2004/0016-0863
Wirth, R. (2009), Chem. Geol., Vol. 261(3), pp. 217-229. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2008.05.019
Woods, G.S. (1986), Proc. Royal. Soc. Lond., Vol. 407(1832), pp. 219-238. https://doi.org/10.1098/rspa.1986.0094
Wu, W., Yang, J., Wirth, R., Zheng, J., Lian, D., Qiu, T. and Milushi, I. (2019), Amer. Mineral., Vol. 104(4), pp. 485-500. https://doi.org/10.2138/am-2019-6751
Xu, X., Yang, J., Chen, S., Fang, Q., Bai, W. and Ba, D. (2009), J. Earth. Sci., Vol. 20(2), pp. 284-302. https://doi.org/10.1007/s12583-009-0026-z
Yang, J., Meng, F., Xu, X., Robinson, P.T., Dilek, Y., Makeyev, A.B., Wirth, R., Wiedenbeck, M. and Cliff, J. (2015), Gondwana Res., Vol. 27(2), pp. 450-485. https://doi.org/10.1016/j.gr.2014.07.004
Yang, J., Robinson, T.P. and Dilek, Y. (2015), Episodes, Vol. 38(4), pp. 344-364. https://doi.org/10.18814/epiiugs/2015/v38i4/82430
Yang, J., Wirth, R., Xiong, F., Tian, Y., Huang, Z., Robinson, P.T. and Dilek, Y. (2015), Acta Geol. Sin-Engl., Vol. 89(2), pp. 108-109. https://doi.org/10.1111/1755-6724.12308_65
Yang, J., Wu, W., Lian, D. and Rui, H. (2021), Nat. Rev. Earth. Environ., Vol. 2(3), pp. 198-212. https://doi.org/10.1038/s43017-020-00138-4
Ye, Z., Jingui, Xu, J., Fan, D., Zhang, D., Zhou, W. and Xie, H. (2023), Amer. Mineral., Vol. 108(11), pp. 2121-2130. https://doi.org/10.2138/am-2022-8606
PDF
Supplementary information (PDF)
https://doi.org/10.15407/mineraljournal.47.02.003sup