Международная группа исследователей во главе с геологами из Университета Витса в Йоханнесбурге выдвинула ряд доказательств, указывающих на то, что комплекс Бушвельд в Южной Африке функционировал как «большой магматический резервуар» в древней земной коре. Это исследование было опубликовано в виде статьи в Scientific Reports.
Профессор Раис Латыпов из Школы наук о Земле Университета Витса говорит: «При повторном исследовании шлифов хромититов Бушвельда мы заметили очень загадочное наблюдение: хромит часто встречается в виде отдельных зерен, которые, казалось бы, «подвешены» внутри матричных минералов.. Это наблюдение приводит нас к важному вопросу: почему зерна хромита не опустились на дно камеры, несмотря на то, что они намного плотнее вмещающего расплава?»
Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи изучили хромитит в трех измерениях (3D) с помощью рентгеновской компьютерной томографии высокого разрешения и обнаружили, что почти все зерна хромита тесно связаны между собой, образуя единый непрерывный трехмерный каркас. «Это дало нам ответ на поставленный выше вопрос: зерна хромита не могут свободно оседать на пол камеры просто потому, что все они связаны самонесущими трехмерными каркасами, прикрепленными к полу камеры», - говорит доктор Софья Чистякова из Школы. наук о Земле в Университете Витса.
Существует только один процесс, который может привести к образованию таких трехмерных каркасов кристаллов хромита. Это самозарождение и рост зерен хромита in situ, например, когда все новые зерна хромита зарождаются и растут на ранее существовавших зернах хромита непосредственно на дне камеры. Это происходит из исходного расплава, насыщенного хромитом как единственной кристаллизующейся фазой.
Это логически привело нас к давно известной проблеме баланса массы хрома - обычные базальтовые расплавы содержат очень небольшое количество хрома, так что образование толстого слоя хромитита требует извлечения хрома из очень большого объема жидкости. Он должен присутствовать в очаге в виде толстого слоя расплава. Простые расчеты баланса массы показывают, что для слоя хромитита толщиной 1 метр потребуется столб магмы толщиной от 2 до 4 км», - говорит Латыпов.
Латыпов и его соавторы считают, что огромная латеральная протяженность хромититовых слоев свидетельствует о том, что при формировании массивных хромититов очаг Бушвельда функционировал как гигантское магматическое тело диаметром более 400 км, с колонной резидентный расплав, вероятно, достигающий мощности в несколько километров. «Этот вывод противоречит формирующейся в настоящее время школе мысли о том, что таких больших, долгоживущих и в основном расплавленных магматических очагов не существовало в истории Земли», - говорит Латыпов.