После экспедиции: что происходит с пробами в лаборатории?

Методы изучения образцов в геологической науке настолько сложны и трудоёмки, что на детальное изучение одного образца уходит несколько месяцев напряжённого труда исследователя. Прошедшие этим летом экспедиции принесли богатый улов образцов и идей.

Только на Турьем мысу мы набрали более 100 кг образцов. На следующем этапе нужно из них сделать препараты, пригодные для изучения. Но какие именно образцы выбрать и какие препараты изготовить?


Шлифы – самые распространённые препараты для изучения горных пород. Они представляют собой тонкие пластинки – около 30 микрометров (вдвое меньше, чем толщина человеческого волоса). При такой толщине почти любая порода становится прозрачной. Эти пластинки наклеиваются на предметное стекло с помощью специальной эпоксидной смолы. Для шлифов, которые мы используем (рис. 1), верхняя поверхность полируется, поэтому они называются прозрачно-полированными. Шлифы обычно нужны для всех привезённых образцов, их делают в специальных шлифовальных лабораториях (шлифовалках). Осенью, после экспедиций, всем геологам срочно нужны шлифы и все шлифовалки завалены работой. Если попасть в хвост очереди, то можно прождать своих шлифов до Нового года. 


В этом году нам сказочно повезло с изготовлением шлифов: часть образцов мы привезли в Москву с собой, и на следующий день позвонили шлифовальщику. Оказалось, что он свободен. Следующим утром Ксения отвезла ему небольшие кусочки образцов, а через два часа шлифы уже были готовы! Такой скорости изготовления я ещё не видел ни разу. Большая часть образцов пришла в Москву почтовыми посылками примерно через месяц. И тот же шлифовальщик делал следующую партию уже целую неделю, но и такая скорость кажется фантастическим везением. 

Рис. 1. Шлифы пород Турьего мыса. Пластинки пород приклеены на предметное стекло с помощью эпоксидной смолы

Шлифы горных пород изучаются с помощью поляризационного микроскопа, который ещё называют петрографическим (петрос – камень, графос – описываю). Этот микроскоп позволяет определять почти все оптические свойства минералов, и опытный глаз геолога уверенно опознает минералы в шлифе – гораздо более надёжно, чем просто в куске породы.

Рис. 2. Фотография шлифа карбонатита в поляризованном свете. Николи скрещены
Рис. 3. Фотография шлифа карбонатита в поляризованном свете. Николи скрещены

После изготовления шлифов наступает момент истины. При отборе образцов породы получают предварительные «полевые» названия. Теперь же, разглядывая шлифы в поляризационный микроскоп, можно увидеть гораздо больше деталей и подтвердить (или опровергнуть) то, что удалось разглядеть без микроскопа. Наши дайки карбонатитов действительно оказались карбонатитами (рис. 2 и 3). Их красоту фотографии передают только частично. Эти карбонатиты интересны сами по себе, но не содержат силикатов магматической стадии и поэтому не смогут ответить на наш вопрос о соотношении силикатной и карбонатной магм. 


Кроме этого, нам попалась удивительно красивая порода (наши предшественники назвали её айликитом), состоящая из крупных кристаллов амфибола в карбонатной матрице (рис. 4). В кристаллах амфибола мы нашли круглые капли карбонатного расплава (рис. 5). Эта порода содержит ещё и зёрна оливина, но они частично растворялись после своей кристаллизации и вряд ли сохранили те драгоценные включения карбонатитов, которые мы так ищем. В шлифе, по-крайней мере, я их не смог найти. Это безусловный кандидат на дальнейшее изучение и изготовление дополнительных препаратов.


Рис. 4. Фотография шлифа айликитов в поляризованном свете. Николи скрещены. Крупные зёрна амфибола расположены в карбонатной матрице
Рис. 5. Крупное зерно амфибола (на фотографии имеет коричневые тона) содержит округлую каплю карбонатита
Рис. 6. Расплавные включения в перовските (чёрный на фотографии)

Ещё одна интересная порода (меланефелинит) содержит прекрасные расплавные включения в кристаллах нефелина и перовскита (рис. 6). Оливин в этой породе тоже был, но полностью заместился красивым ячеистым агрегатом хлорита и шпинелида (рис. 7). Для наших целей такой оливин уже не пригоден.

Рис.7. Кристалл оливина (на фотографии представлен небольшой фрагмент кристалла), полностью замещённый вторичными минералами

С особым трепетом я просматривал шлифы выбранной нами лучшей дайки. Мы сделали 8 шлифов из разных частей дайки, чтобы ничего не пропустить. Несмотря на то что мы видели оливин своими глазами в образцах, его зерна не попали ни в один из шлифов. Это означает, что изучение оливина этой породы в шлифах не самый лучший способ:  слишком много шлифов придётся сделать. Мы пошли другим путём: около 500 граммов породы (аналог 250 шлифов) было раздроблено на мелкие зёрна, и Максим, просмотрев каждое зерно, отобрал отдельно зёрна оливина. Эта титаническая работа заняла пару недель, но у нас оказалось больше 100 зерён оливина из дайки. Из этих зерён был сделан препарат другого типа – шашка (рис. 9). В шашке зёрна минерала тоже скреплены эпоксидной смолой, и она так же, как и шлиф, полируется с той стороны, где зёрна выходят на поверхность. И опять нам улыбнулась удача – в оливине выбранного нами образца содержатся прекрасные расплавные включения (рис. 9). 


Интуиция при выборе образца меня не подвела, эти включения выглядят отлично и пригодны для изучения. На следующем этапе предстоит кропотливая работа по документации включений, измерению состава минералов и состава включений различными инструментальными методами. 


Рис. 8. Препарат (шашка), в котором смонтированы отобранные зёрна оливина из дайки
Рис. 9. Коллаж расплавных включений в зёрнах оливина из шашки. Масштаб общий для всех фотографий
25
0
99 просмотров
99 просмотров
мнения

Никто не комментировал

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий