Kimberlite, Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia)

Il camino kimberlitico di Udachnaya, l’esempio più noto di doppio camino kimberlitico, è situato nella ragione di Daldyn-Alakit, nel distretto diamantifero Siberiano. Un’importante caratteristica di questa regione è che essa contiene, il più alto numero di camini kimberlitici con olivina inalterata, di tutti gli altri distretti kimberlitici della Siberia (Fig.1). Il camino kimberlitico di Udachnaya è formato da due corpi adiacenti, il giovane camino Est e il più vecchio camino Ovest, che tendono a separarsi l’uno dall’altro a circa 150-270 m di profondità. Entrambi i camini hanno una struttura complessa, dovuta al fatto che si sono formati a seguito di almeno 3 o 5 eventi eruttivi.

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Fig.1: Distretti kimberlitici della Siberia. Modificato da Pearson et al. (1995).



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Fig.2: Sezione del camino kimberlitico di Udachnaya (est ed ovest). Legenda: 1 = Kimberlite inalterata, SFUE (Serpentine Free Udachnaya East). 2 = Fase vulcanica 1 (kimberliti ipoabissali). 3 = Fase vulcanica 2 (brecce vulcanoclastiche kimberlitiche). 4 = Fase vulcanica 3 (brecce kimberlitiche vulcanoclastiche massive). 5 = Fase vulcanica 4 (dicchi kimberlitici ipoabissali). 6 = Xenoliti di rocce incassanti. 7 = Acquifero superiore e inferiore (acque ricche in Ca-Cl). 8 = Acquifero inferiore (acque ricche in Na-Cl). 1-2UD = Formazione di Udachnaya (500-600 m di carbonati, arenarie ricche in carbonato). 3CK = Formazione di Chukuck (260-340 m di dolomie clastiche a grana grossa, calcari con cemento criptocristallino di calcite e gesso); questa formazione presenta zone carsiche ricche in cavità in cui si ha la precipitazione di gesso, halite e bitume. mrh = Formazione di Markha ( 370 m di calcari e dolomie con livelli di argilliti carbonatiche e argilliti). mrk = Formazione di Morkoka (220 m di calcari dolomitizzati, dolomie, argilliti, conglomerati carbonatici e arenarie). Modificato da Kopylova (2013).





Sulla base delle relazioni stratigrafiche, entrambe le intrusioni di Udachnaya, si sono formate nel Devoniao-Carbonifero (circa 350 Ma); le età ricavate da studi petrografici variano tra 389 e 335 Ma.

Le intrusioni di Udachnaya (est ed ovest) presentano caratteristiche distinte (Fig.2) in termini di: mineralogia, petrografia, composizione e grado di alterazione. La zona Ovest presenta gradi di alterazione tipici e comuni in tutti i camini kimberlitici del mondo, la zona est invece presenta un grado di alterazione bassissimo, e questo la rende unica nel suo genere; in alcune zone risulta addirittura completamente priva di alterazione. A profondità maggiori di 350-400m è stata rinvenuta una porzione kimberlitica particolarmente inalterata chiamata generalmente SFUE (Serpentine Free Udachnaya East). Il contatto superiore di questa zona segue pressappoco l’andamento della base dell’acquifero inferiore, e risulta circa 20 m al di sopra del limite tra le formazioni di Chukuck e Markha. Il contatto tra la zona inalterata e il resto della kimberlite è estremamente netto, anche al livello microscopico.

La kimberlite del camino Est presenta una struttura complessa (Fig.2). I primo 400m sono formati da rocce con un grado di alterazione elevato (80-95%), tra 400-500m l’alterazione è nulla (zona SFUE), al di sotto dei 400-500m l’alterazione tende nuovamente ad aumentare fino a raggiungere il 100% verso i 700-1200m. Nel camino Est sono presenti numerosi xenoliti delle rocce incassanti, principalmente carbonati, dolomiti, evaporiti, argilliti ecc. Gli xenoliti carbonatici, anche quelli con dimensioni di diverse decine di metri, risultano profondamente metamorfosati e presentano delle strutture a grana grossissima (>20cm).

Processi di estrazione intensivi hanno messo in evidenza che tutto il corpo kimberlitico, dove più dove meno, è caratterizzato dalla presenza di minerali di cloro (principalmente halite) e da zone massive costituite da halite+serpetino+anidrite+carbonati+ossidi di ferro idrati.

Le kimberliti del camino Est sono estremamente ricche in olivina, caratteristica condivisa con la maggior parte delle kimberliti conosciute, ad eccezione delle facies afanitiche tipiche di kimberly (S.Africa). Ad Udachnaya tali porzioni afanitiche sono presenti a piccola scala e presentano contatti netti con le porzioni porfiriche. Le rocce del camino Est sono costituite da kimberliti massive con tessitura porfirica con fenocristalli frammentati. Presentano un contenuto in olivina che varia dal 45 al 60%; questo si riflette in un contenuto di MgO molto alto (28-36%). L’olivina è immersa in una pasta di fondo a grana molto fine, di colore scuro composta da un mix di carbonati (calcite, shortite [Na2Ca2(CO3)3] e zemkorite [(Na, K)2Ca(CO3)2] ), halite, sylvite e in minor misura flogopite e ossidi opachi.


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La miniera di Udachnaya, una delle escavazioni minerarie più grandi al mondo



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La miniera di Udachnaya, una delle escavazioni minerarie più grandi al mondo



Campione donato da Anton Chakhmouradian (Manitoba Univesity).



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Panoramica della sezione sottile di udachnaya, realizzata da Andy Tindle (Virtual Microscope). Immagine a N//, lato lungo = 2,5 cm.




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Panoramica della sezione sottile di udachnaya, realizzata da Andy Tindle (Virtual Microscope). Immagine a NX, lato lungo = 2,5 cm.




Bibliografia




• Kamenetsky, V. S., Kamenetsky, M. B., Sobolev, A. V., Golovin, A. V., Demouchy, S., Faure, K., & Kuzmin, D. V. (2008). Olivine in the Udachnaya-East kimberlite (Yakutia, Russia): types, compositions and origins. Journal of Petrology, 49(4), 823-839.
• Kamenetsky, V. S., Kamenetsky, M. B., & Maas, R. (2011). New identity of the kimberlite melt: Constraints from unaltered diamondiferous Udachnaya-East pipe kimberlite, Russia (pp. 181-214). InTech Open Access Publisher.
• Kopylova, M. G., Kostrovitsky, S. I., & Egorov, K. N. (2013). Salts in southern Yakutian kimberlites and the problem of primary alkali kimberlite melts. Earth-Science Reviews, 119, 1-16.



Foto
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina e cristallo di granato con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi) immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina e cristallo di granato (estinto) con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi) immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina e cristalli di flogopite (marrone nocciola) immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina e cristallo di granato con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi) immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina e cristallo di granato (estinto) con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi) immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina e cristallo di granato (rosa e con bordo di reazione) immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina e cristallo di granato (estinto) immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 1x (Lato lungo= 9mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Notare il grosso cristallo di olivina con deformazione interna. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina e flogopite (marrone) immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina e flogopite immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina e flogopite (marrone) immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina e cristallo di granato con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi) immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina e cristallo di granato (estinto) con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi) immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina e cristallo di granato con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi) immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Fenocristalli (arrotondati e frammentati) di olivina e cristallo di granato con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi) immersi in una matrice (di colore scuro) composta da carbonati. Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Cristallo di granato con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi). Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 10x (Lato lungo= 2mm)
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Cristallo di granato con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi). Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Cristallo di granato (estinto) con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi). Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Cristallo di granato con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi). Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Cristallo di granato (estinto) con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi). Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Cristallo di granato con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi). Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Cristallo di granato (estinto) con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi). Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 2x (Lato lungo= 7mm)
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Cristallo di granato con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi). Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 10x (Lato lungo= 2mm)
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Cristallo di granato con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi). Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 20x (Lato lungo= 1mm)
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Cristallo di granato (estinto) con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi). Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 20x (Lato lungo= 1mm)
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Cristallo di granato con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi). Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a N//, 20x (Lato lungo= 1mm)
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Cristallo di granato (estinto) con bordo kelifitico (bordo di reazione formato da pirosseni fibrosi). Kimberlite ipoabissale. Udachnaya-East, Sakha-Yakutia (Russia). Immagine a NX, 20x (Lato lungo= 1mm)