Дунит

Дунит — это ультраосновная магматическая горная порода плутонического происхождения, относящаяся к группе перидотитов. Дунит почти полностью состоит из минерала оливина (обычно 90–100 %), с незначительными примесями пироксенов, хромита, магнетита, ильменита и других акцессорных минералов. Название порода получила от горы Дун (Dun Mountain) в Новой Зеландии, где была впервые описана в 1864 году немецким геологом Фердинандом фон Хохштеттером.

Состав и структура

Минеральный состав

Основной породообразующий минерал дунита — оливин (форстерит-фаялитовый ряд), содержание которого составляет не менее 90 % от объёма породы. Второстепенные минералы (до 10 %) включают:

• Пироксены (энстатит, диопсид, авгит) — чаще всего в виде мелких зёрен.
• Хромит (FeCr₂O₄) — характерный акцессорный минерал, иногда образующий вкрапленники и шлиры.
• Магнетит (Fe₃O₄) — встречается в виде мелких октаэдрических кристаллов.
• Ильменит (FeTiO₃) — редкий, но диагностический компонент.
• Серпентин (Mg₃Si₂O₅(OH)₄) — продукт гидротермального изменения оливина, часто присутствует в виде вторичного минерала.

Структура и текстура

Дуниты обладают гипидиоморфнозернистой (неравномернозернистой) структурой, реже — пойкилитовой (крупные кристаллы пироксенов содержат включения оливина). Текстура массивная, иногда полосчатая (за счёт ориентировки зёрен оливина или прослоев хромита). Размер зёрен оливина варьирует от долей миллиметра до нескольких сантиметров. Цвет породы — от тёмно-зелёного до чёрного, на выветрелой поверхности — бурый или ржаво-жёлтый.

Физико-химические свойства

• Плотность: 3,2–3,3 г/см³.
• Твёрдость по шкале Мооса: 6,5–7 (оливин).
• Цвет черты: белая или светло-серая.
• Химический состав (в среднем): SiO₂ — 38–42 %, MgO — 40–50 %, FeO — 5–10 %, Al₂O₃ — 1–3 %, CaO — 0,5–2 %, Cr₂O₃ — до 1 %, NiO — до 0,3 %.
• Магнитность: слабая (из-за примеси магнетита).
• Плавление: при атмосферном давлении начинает плавиться при 1200–1300 °C.

Происхождение и геологическое положение

Мантийный генезис

Дуниты являются продуктом частичного плавления мантийного перидотита (лерцолита) в условиях высоких температур (1200–1400 °C) и давлений (1–3 ГПа). В процессе фракционной кристаллизации магмы базальтового состава оливин, как наиболее тугоплавкий минерал, выпадает в осадок, образуя кумулятивные дуниты. Эти породы слагают нижние части расслоенных интрузивных комплексов (например, Бушвельдский комплекс в ЮАР).

Тектоническая обстановка

Дуниты встречаются в следующих геологических структурах:

• Офиолитовые комплексы — фрагменты океанической коры, надвинутые на континентальные окраины (например, Урал, Альпы, Оман).
• Расслоенные интрузивы — крупные магматические тела, образовавшиеся при кристаллизации базальтовой магмы в континентальной коре (Стиллуотерский комплекс, США; Норильский район, Россия).
• Кимберлитовые трубки — в виде ксенолитов (обломков) глубинных пород, вынесенных на поверхность (Якутия, ЮАР).
• Метаморфические комплексы — в зонах высокобарического метаморфизма (эклогиты).

Классификация и разновидности

По содержанию второстепенных минералов выделяют:

• Хромсодержащие дуниты — с примесью хромита (до 5–10 %).
• Магнетитовые дуниты — с повышенным содержанием магнетита.
• Пироксеновые дуниты — с примесью пироксенов (до 10 %).
• Серпентинизированные дуниты — в разной степени замещённые серпентином (до 50 % и более).

По генезису различают:

• Кумулятивные дуниты — образовавшиеся в результате кристаллизационной дифференциации магмы.
• Реститовые дуниты — остаточные породы после частичного плавления мантийного перидотита.
• Метасоматические дуниты — возникшие при замещении пироксенов оливином под воздействием флюидов.

Применение и значение

Промышленное использование

• Огнеупоры — дуниты используются для производства форстеритовых огнеупоров (кирпичей, набивных масс), выдерживающих температуры до 1700 °C.
• Металлургия — как флюс для удаления серы и фосфора из стали; как добавка в шихту при производстве ферросплавов.
• Стекольная промышленность — для изготовления стекла с высоким содержанием магния (устойчивого к термоударам).
• Абразивы — дроблёный дунит применяется как абразивный материал для шлифовки и полировки.
• Строительство — щебень из дунита используется для дорожных покрытий и бетонных смесей.

Сырьё для химической промышленности

• Магниевые удобрения — дунит перерабатывается в сульфат магния (MgSO₄) и другие соли.
• Сорбенты — серпентинизированные дуниты применяются для очистки сточных вод от тяжёлых металлов.
• Катализаторы — оливин используется как носитель катализаторов в нефтехимии.

Научное значение

• Дуниты являются важным объектом для изучения состава и эволюции мантии Земли.
• Включения хромита в дунитах используются для палеомагнитных и геохронологических исследований.
• Изучение дунитов помогает реконструировать процессы океанического спрединга и субдукции.

Месторождения

Крупнейшие месторождения в мире

• Бушвельдский комплекс (ЮАР) — крупнейшее в мире месторождение хромита, связанное с дунитами.
• Стиллуотерский комплекс (Монтана, США) — дуниты с платиноидами.
• Офиолиты Омана (Султанат Оман) — крупнейшие выходы дунитов на поверхности Земли.
• Кольский полуостров (Россия) — дуниты Мончегорского и Печенгского районов.
• Урал (Россия) — дуниты Сарановского, Ключевского и других массивов.
• Якутия (Россия) — ксенолиты дунитов в кимберлитовых трубках (Удачная, Мир).

Особенности российских месторождений

В России дуниты разрабатываются на Урале (Пермский край, Свердловская область) и в Мурманской области. Наиболее известное — Ключевское месторождение (Свердловская область), где дуниты используются для производства огнеупоров. В Норильском районе дуниты встречаются в составе расслоенных интрузивов, с которыми связаны медно-никелевые руды.

Экологические аспекты

Добыча дунита ведётся открытым способом (карьеры), что приводит к нарушению ландшафта и образованию отвалов. Серпентинизированные дуниты могут содержать асбестоподобные минералы, что требует контроля за пылеобразованием. При переработке дунита в огнеупоры образуются отходы, которые могут быть использованы для производства строительных материалов.

Интересные факты

• В дунитах иногда находят включения алмазов (например, в кимберлитовых трубках Якутии).
• Название «дунит» происходит от маорийского слова «dun» — «холм», так как гора Дун в Новой Зеландии имеет характерную форму.
• Дуниты являются одними из самых плотных и тяжёлых горных пород на Земле.
• В офиолитовых комплексах дуниты часто образуют «подушечные» лавы — результат подводных извержений.