Interested Article - Коэсит

Коэси́т ( англ. Coesite ) — высокобарическая модификация кремнезёма .

Химическая формула : SiO ₂ . Искусственный аналог коэсита был синтезирован в 1953 американским химиком ( 1915 — 1973 ). А в 1960 году Юджин Шумейкер обнаружил минерал в кварцсодержащих породах ударного метеоритного кратера в Аризоне . Позднее он был утверждён в качестве минерала . Коэсит устойчив в диапазоне давлений 28—95,5 кбар. При меньших давлениях переходит в кварц , при больших — в .

Свойства

Коэсит кристаллизуется в моноклинной сингонии , цвет белый или прозрачный, бесцветный, плотность 2,95—3 г/см³, твёрдость 7,5—8 по шкале Мооса .

Диагностика

В шлифах коэсит хорошо отличается от кварца благодаря более высокому рельефу и низким цветам интерференции (высокий показатель преломления и низкое двупреломление). Важной особенностью, отличающей его от других модификаций кремнезёма при исследовании методом катодолюминесцентной (КЛ) микроскопии является его яркая люминесценция голубовато-зелёным светом, а при непосредственном проведении анализа с помощью электронного микрозонда — люминесценция вплоть до ярко голубого свечения, чётко отличающегося от оранжевого свечения кварца. Легко определяется методом комбинационного рассеяния .

Нахождение в природе

При том, что кварц — другая полиморфная разновидность кремнезёма — является одним из самых распространённых минералов земной коры (уступая лишь только полевым шпатам), коэсит минерал очень редкий. Дело в том, что он образуется при высоких давлениях (порядка 2—3 ГПа ), где породы с высоким содержанием SiO ₂ относительно редки, и при уменьшении давления коэсит превращается обратно в кварц. Поэтому он сохраняется только при быстром подъёме (эксгумации) пород к поверхности.

Коэсит установлен в метаморфических комплексах сверхвысоких давлений , мантийных ксенолитах и в местах падения метеоритов , в мантийных ксенолитах эклогитов в некоторых кимберилитовых трубках и виде включений в алмазах эклогитового парагензиса. Такие ксенолиты установлены, например, в африканской трубке . Однако мантийные эклогиты с коэситом встречаются значительно реже, чем в коровых метаморфических комплексах. Возможно, причина этого в том, что мантийные эклогиты претерпели частичное плавление в зонах субдукции, и коэсит перешёл в андезитовый/трондимитовй расплавы, которые послужили материалом для формирования земной коры.

В 1965 году Чесноков и Попов изучая эклогиты Максютовского комплекса (южный Урал ) обратили внимание на то, что от включений кварца в гранатах отходят радиальные трещины, свидетельствующие о росте объёма включений в процессе метаморфической эволюции. Ими было сделано предположение, что увеличение объёма могло произойти вследствие полиморфного перехода коэсита в кварц .

В 1984 году включения коэсита были найдены в гранате из пироповых кварцитов массива Дора-Майра (западные Альпы ) и, одновременно, в метаморфических породах Норвегии .

Для формирования коэсита необходимо давление не менее 28 кбар, что эквивалентное глубине 90—100 км от поверхности Земли, в то время как мощность земной коры даже в утолщённых частях не превышает 70—80 км. Таким образом, первично коровые и, более того, метаосадочные породы, какими являются кварциты Дора-Майра были погружены на мантийные глубины и, затем возвращены обратно к поверхности. Блоки пород с подобной тектоно-метаморфической историей, в случае если давления на пике метаморфизма достигали поля устойчивости коэсита стали называть метаморфическими террейнами сверхвысоких давлений (UHPM-террейны).

В настоящее время известно около 20 метаморфических комплексов содержащих коэсит (Liou et al., 2004), или псевдоморфозы кварца по коэситу. Интересно, что подтвердить наличие коэсита в Максютовском комплексе так и не удалось.

Коэсит в породах

является одним из наиболее изученных UHPM-террейнов в мире.

Предположение о том, что поликристаллические агрегаты кварца, окружённые радиальными трещинами в гранатах из эклогитов участка Кумды-Куль, представляют собой псевдоморфозы по коэситу, было высказано ещё в 1989 году (Соболев, Шацкий 1989). Вскоре включения коэсита были обнаружены в цирконе из алмазоносных гранат-биотитовых гнейсов участка Кумды-Куль (Соболев и др.,1991), в цирконе из эклогитов алмазоносного барчинского участка (Корсаков и др., 1998), а также в пределах восточной части метаморфического пояса в гранате из кварц-гранат-фенгитовых и тальк-фенгит-кианит-гранатовых сланцев участка Кулет (Шацкий и др. 1998, Parcinson 2000).

Литература

Соболев Н. В. Коэсит как индикатор сверхвысоких давлений в континентальной литосфере // Геология и геофизика, 2006, т. 47, № 1, с. 95 — 105.
Chopin C. Coesite and pure pyrope in high-grade blue-schists of western Alps: a first record and some consequences // Contrib. Mineral. Petrol., 1984, v.86, p. 107—118.
Smith D.C., Coesite in clinopyroxene in the Caledonides and its implications for geodynamics // Nature, 1984, v.310, p. 641—644.
Parcinson C. Coesite inclusion and prograde compositional zonation of garnet in whiteschist of the HP — UHP Kokchetav massif, Kazakhstan: a record of progressive UHP metamorphism // Lithos, 2000, v.52, p. 215—233.
Корсаков А. В., Шацкий В. С., Соболев Н. В. Первая находка коэсита в эклогитах Кокчетавского массива // Докл. РАН, 1998, т. 360, № 1, с. 77 — 81.
Шацкий В. С., Теннисен К., Добрецов Н. Л., Соболев Н. В. Новые свидетельства сверхвысоких давлений в слюдяных сланцах участка Кулет Кокчетавского массива (Северный Казахстан) // Геология и геофизика, 1998, т. 39, № 8, с. 1039—1044.
Coes L. A new dense crystalline silica // Science, 1953, v. 118, p. 131—132.
Chao E.C.T. Shoemaker E. M. Madsen B. M. First natural occurrence of coesite from Meteor Crater, Arizona // Science, 1960, v. 132, p. 220—222.
Чесноков Б. В., Попов В. А. Увеличение объема зерен кварца в эклогитах Южного Урала // Докл. АН СССР, 1965, т.62, с.909 — 910.
Liou J.G., Tsujimori T., Zhang R.Y., Katayama I., Maruyama S. Global UHP Metamorphism and continental subduction/collision: The Himalayan Model // Inter. Geology Review, v. 46, 2004. p. 1—27.