При исследовании алмазов нижней мантии Земли ученые Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН, совместно с Институтом геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого (ИГГ) УрО РАН, обнаружили новый минерал – мерриллит, который никогда ранее не встречался в земных условиях. Эта находка предполагает большее разнообразие минерального состава нижней мантии Земли, чем предполагалось ранее.

Алмазоносные породы разнообразны: вулканические и метаморфические породы, импактиты, хромититы и пр. Однако до сих пор главным промышленным источником алмазов являются кимберлиты и лампроиты, которые транспортируют алмазы, образовавшиеся в верхней мантии. В последние десятилетия в некоторых кимберлитах Бразилии, Гвинеи и Канады обнаружены включения минералов, образовавшихся в нижней мании на глубинах от 660 до 2900 км. Среди них преобладают оксиды (бриджманит, дейвмаоит, ферропериклаз и стишовит). Недавно учеными ГЕОХИ РАН и ИГГ УрО РАН при исследовании нижнемантийных алмазов из Бразилии, наряду с обычными нижнемантийными минералами-включениями, были обнаружены включения трикальцийфосфата Ca₃(PO₄)₂.

Раман-спектральный анализ показал, что этот минерал имеет тригональную структуру и является мерриллитом β-Ca₃(PO₄)₂, который до сих пор был известен только в метеоритах и лунных породах. (На фото выше – микрофотография зерен мерриллита в алмазе.) Это первая находка мерриллита в земных условиях. Предполагается, что найденные зёрна мерриллита являются ретроградной фазой туита (γ-Ca₃(PO₄)₂), устойчивой при высоких давлениях в нижней мантии. Они указывают на существенную роль фосфатов при образовании алмазов, что может быть использовано при промышленном синтезе алмаза. Благодаря своей кристаллической структуре мерриллит и туит могут быть важными потенциальными носителями в недрах Земли редкоземельных элементов и элементов с большими ионами, включая Sr и Ba, входящих в группу литофильных элементов, то есть, тех элементов, которые слагают основную массу минералов литосферы Земли.

Результаты опубликованы в журнале American Mineralogist. Kaminsky, F.V., Zedgenizov, D.A. (2022) First find of merrillite Ca3(PO4)2 in a terrestrial environment as an inclusion in lower-mantle diamond. American Mineralogist, 107 (8), 1652-1655, doi: https://doi.org/10.2138/am-2022-8175.

Источник: ГЕОХИ РАН