Эффект Рамана для минералов-включений в нижнемантийных алмазах Бразилии

Сотрудники лаборатории геохимии углерода им. Э.М. Галимова Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН совместно с коллегами из Института геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН исследовали особенности рамановских спектров комбинационного рассеяния света в одном из трёх главных минералов нижней мантии ферропериклазе (Mg,Fe) O.

Новые данные о рамановской спектроскопии мантийных фаз, пополнение баз данных Раман-спектров, а также их связь с составом и структурными характеристиками, вносит вклад в решение общегеологических задач по реконструкции состава и строения глубинных оболочек Земли. Результаты исследования были опубликованы в журнале Solid Earth Sciences.

В последние годы рамановская спектроскопия получила широкое распространение как эффективный метод исследования минералов, позволяющий определять их диагностику и строение. Однако для ряда минералов его применение не является возможным. В частности, главные составляющие окислы ферропериклаза MgO и FeO& неактивны в рамановском рассеянии из-за особенностей строения кристаллической решётки; поэтому полученные ранее немногочисленные спектры оставались дискуссионными: было неясно, связаны они с самим ферропериклазом или являются артефактами.

Для выполненных исследований была использована представительная коллекция (несколько десятков) зёрен ферропериклаза из включений в бразильских глубинных алмазах. В большинстве спектров наблюдались выраженные интенсивные пики магнетита, гематита и других минералов, возникшие в результате лазерного воздействия на ферропериклаз во время анализа, что объясняет появление рамановских спектров, получаемых в результате анализа ферропериклаза.

Эти результаты были подтверждены экспериментальными исследованиями. Кроме того, в исследованных нижнемантийных алмазах вместе с ферропериклазом были обнаружены другие минеральные включения, рутил и анатаз — различные структурные модификации TiO₂.

«Новые данные о характере комбинационного рассеяния в минеральных включениях в природных алмазах являются ценным материалом для установления связи рамановских спектров комбинационного рассеяния с составом и структурой фаз, — задачи особенно важной ввиду выросшей за последние десятилетия популярностью метода. Кроме того, мантийные минералы, обнаруженные в виде включений в ультравысокобарных алмазах, — уникальный материал, доступный в крайне ограниченном объёме, который привносит существенный вклад в решение общегеологических задач по реконструкции эволюции состава и строения глубинных оболочек Земли», — прокомментировал главный научный сотрудник лаборатории геохимии углерода им. Э.М. Галимова ГЕОХИ РАН член-корреспондент РАН Феликс Каминский.

Источник: ГЕОХИ РАН.