litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/1681-9004-2020-20-5-652-667litosphere-1338Research ArticleСтатьиArticlesГранат-амфиболовые миаскиты Ильменогорского миаскитового массива (Южный Урал): минералогия и геохимияGarnet-amphibole miaskites of the Ilmenogorsky miaskite massif (Southern Urals): Mineralogy and geochemistryНемовА. Б.NemovA. B.

456713, Миасс Челябинской обл.

Andrei B. Nemov

Miass 456713, Chelyabinsk district

ya.andrew808@yandex.ruИльменский государственный заповедник, ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАНРоссияIlmeny State Reserve, SU FRC MG UB RASRussian Federation202030102020205652667Copyright © Немов А.Б., 20202020Немов А.Б.Nemov A.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/1338Объект исследования

Объект исследования. Приведены оригинальные данные о текстурно-структурных, минералогических и петрогеохимических особенностях гранат-амфиболовых миаскитов (фирситов) Ильменогорского миаскитового массива.

Материалы и методы

Материалы и методы. Для исследования были взяты образцы, переданные А.А. Краснобаевым, А.Г. Баженовым и В.А. Поповым и отобранные автором. Cостав минералов определен на сканирующих электронных микроскопах Tescan Vega3 sbu и РЭММА 202М с микроанализаторами. Содержание петрогенных элементов в породах определялось атомно-абсорбционным методом, редкоземельные, редкие и рассеянные элементы – ICP-MS методом.

Результаты

Результаты. Гранат-амфиболовые миаскиты характеризуются гранат-амфибол-пироксен-нефелин-полевошпатовым минеральным парагенезисом. Темноцветные минералы имеют высокую железистость (f = 70–99). В акцессорных минералах отмечаются повышенные содержания Al, F и низкие REE. Миаскиты содержат высокие концентрации Al, Fe3+, Ca, Na, Be, Rb, Mo, Tl и низкие – LILE, HFSE, REE и транзитных элементов.

Выводы

Выводы. Гранат-амфиболовые миаскиты по минералого-петрогеохимическим параметрам являются продуктами кислотно-щелочного метасоматоза, сформированными в окислительных условиях, на что указывают отрицательная Eu/ Eu* и положительная Ce/Ce* аномалии, преобладание Fe3+ в породе, андрадитовый состав граната, его железистость (f = 95–99) и высокие содержания Al и F в акцессорных минералах. Низкие отношения Cr/V и Ni/ Co свидетельствуют об инертности транзитных элементов при метасоматозе, а их кларковая концентрация соответствует содержаниям в метакарбонатных и метатерригенных породах, что предполагает коровый субстрат для гранат-амфиболовых миаскитов. Гранат-амфиболовые миаскиты являются индикаторами взаимодействия корового материала с глубинными флюидами на этапе развития сдвиговой тектоники (270– 240 млн лет назад) при широкой проницаемости пород ильмено-вишневогорского комплекса.

Research subject

Research subject. This paper presents original findings about textural-structural, mineralogical, petrological, and geochemical features of the garnet-amphibole miaskites (firstes) of the Ilmenogorsky miaskite massif.

Materials and methods

Materials and methods. The microprobe analysis of mineral composition was performed using Tescan Vega3 sbu and REMMA202M scanning microscopes equipped with microanalyzers. The content of major, trace and rareearth elements (REE) in rock samples was determined by the methods of AAS and ICP-MS.

Results

Results. The garnet-amphibole miaskites under study are characterized by a rare mineral paragenesis, i.e. garnet-amphibole-pyroxene-nepheline-plagioclase. The mafic minerals exhibit a high ferruginosity (f = 70–99), while the accessory minerals have high Al, F and low REE contents. The garnetamphibole miaskites contains high concentrations of Al, Fe3+, Ca, Na, Be, Rb, Mo, Tl and low concentrations of LILE, HFSE, REE and transit elements.

Conclusions

Conclusions. According to the garnet composition and its ferruginosity (f = 95– 99), high contents of Al and F in accessory minerals, the prevalence of Fe3+, as well as negative Eu/Eu* and positive Ce/ Ce* anomalies, the garnet-amphibole miaskites under study are assumed to be the product of acid-alkaline metasomatism occurring under the oxidizing conditions of petrogenesis. The low ratios of Cr/V and Ni/Co indicate the immobility of transit elements during metasomatism, and their clarke of concentration corresponds to the content in metaterrigenous and metacarbonate rocks, which suggests crustal substratum for garnet–amphibole miaskites. Garnet-amphibole miaskites are the markers of the interaction of crustal material with deep fluids, which occurred during the stage of shear tectonics development (270–240 Ma) due to the broad permeability of the rocks composing the Ilmenogorsky miaskite massif.

Ильменогорский миаскитовый массивгранат-амфиболовый миаскитгроссуляр-андрадиткислотно-щелочной метасоматозметатерригенный и метакарбонатный субстратIlmenogorsky miaskite massifgarnet-amphibole miaskitegrossular-andraditeacid-alkaline metasomatismmetaterrigenous and metacarbonate crustal substratumИсследование проведено в рамках государственного задания ИГЗ ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН “Геологическое строение и эволюция структурных единиц южного сегмента зоны ГУР”The studies were conducting in accordance with the state assignment of IGZ SU FRC MG UB RAS ”The geological formation and evolution of structure units of the southern segment of MUF”ReferencesБаженов А.Г. (2006) К вопросу о генезисе миаскитов. Геохимия, петрология, минералогия и генезис щелочных пород: тез. всерос. совещ. Миасс, УрО РАН, 21-25.Balashov Yu.A. (1976) Geokhimiya redkozemel’nykh elementov [Geochemistry of rare earth elements]. Moscow, Nauka Publ., 267 p. (In Russian)Балашов Ю.А. (1976) Геохимия редкоземельных элементов. М.: Наука, 267 с.Bazhenov A.G. (2006) On the genesis of miaskites. Geokhimiya, petrologiya mineralogiya i genezis shchelochnykh porod: tezisy Vseros. soveshch. [Geochemistry, petrology, mineralogy and genesis of alkaline rocks: Abstr. reports. All-Russian Cjnf.] Miass, IMin UrO RAN, 21-25. (In Russian)Беликова Г.И., Мороз Т.Н. (2016) Индикаторная роль европиевой аномалии в эволюции минералообразующих сред. Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии, Башкортостана, Урала и сопредельных территорий, (11), 8486.Belikova G.I., Moroz T.N. (2016). Indicator role of the europium anomaly in the evolution of mineral-forming environment. Geologiya, poleznye iskopaemye i problemy geoekologii Bashkortostana, Urala i sopredelnykh territorii, [Geology, minerals and problems of Geoecology of Bashkortostan, the Urals and adjacent territories], (11), 84-86. (In Russian)Вах А.С., Авченко О.В., Карабцов А.А., Степанов В.А. (2009) Первая находка гротита в золоторудных месторождениях. Докл. АН, 428(3), 353-357.Eskola P. (1921) On the igneous Rocks of Sviatoy Nos in Transbaikalia. Overs. Finska Vetensk. Soc. Forhandl, LXIII(1), 100.Виноградов А.П. (1962) Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных пород земной коры. Геохимия, (7), 555-571.Hetzel R., Glodny J. (2002) A crustal-scale, orogen-parallel strike-slip fault in the Middle Urals: age, magnitude of displacement, and geodynamic significance. Intern. J. Earth Sci., 91(2), 231-254.Ворощук Д.В., Русин А.И. (2003) Опорный геологический разрез средней части Ильменогорско-Сысертской полиметаморфической зоны. Путеводитель геологических экскурсий. Екатеринбург: УрО РАН, 64-95.Ivanov K.S. (2011) About source of Urals carbonatites. Litosfera, (1), 20-33. (In Russian)Иванов К.С. (2011) О природе карбонатитов Урала. Литосфера, (1), 20-33.Kirmasov A.B. Osnovy strukturnogo analiza [Basis of structural analisys]. Moscow, Nauсhnyi mir Publ, 368 p. (In Russian)Кирмасов А.Б. (2011) Основы структурного анализа. М:, Науч. мир, 368.Koshevoi Yu.N. (1985) Istoriya formirovaniya i strukturnaya evolyutsiya ilmenogorskogo kompleksa Rukopis’. [History of formation and structural evolution of ilmenogorsk complex. Manuscript.]. Fondy IGZ, 313 p. (In Russian, unpublished)Коржинский Д.С. (1982) Теория метасоматической зональности. М.: Наука, 104 с.Korzhinsky D.S. (1982) Teoriya metasomaticheskoi zonalnosti [Theory of metasomatic zonality]. Moscow, Nauka Publ., 104 p. (In Russian)Кошевой Ю.Н. (1985) История формирования и структурная эволюция ильменогорского комплекса. Рукопись. Фонды ИГЗ, 313 с.Kushch L.V. (2006) The Behavior of Be and F in the development of processes of metamorphism and metasomatism in the area Biryusa fault (Sayan). III Sibirskaya mezhdunar. konf. molodykh uchenykh po naukam o Zemle [III Siberian International conference of young scientists on Earth Sciences]. Novosibirsk, IG OIGGM Publ., 138-140. (In Russian)Кущ Л.В. (2006) Поведение Be и F при развитии процессов динамотермального метаморфизма и метасоматоза в зоне Бирюсинского разлома (Присаянье). III Сибирская междунар. конф. молодых ученых по наукам о Земле. Новосибирск: ИГ ОИГГМ, 138-140.Lennykh V.I., Valizer P.M. (2006) To the geological scheme of Ilmenogorsk complex. Geologiya i mineralogiya Ilmenogorskogo kompleksa: situatsiya i problemy [Geology and Mineralogy of Ilmeny complex: Situation and problems] Miass, IGZ UrO RAN, 20-27. (In Russian)Левин В.Я. (1974) Щелочная провинция ИльменскихВишневых гор. М.: Наука, 221.Levin V.Ya. (1974) Shchelochnaya provintsiya IlmenskikhVishnevykh gor [Alkaline province of Ilmen-Vishnevaya mountains]. Moscow, Nauka Publ., 221 p. (In Russian)Левин В.Я., Баженов А.Г. (1976) Фирситы из Ильменогорского щелочного массива. Щелочные, основные и ультраосновные комплексы Урала. Екатеринбург, УНЦ АН СССР, 23-29.Levin V.Ya., Bazhenov A.G. (1976) Firsity of Ilmeny alkaline massif. Schelochnye, osnovnye i ultraosnovnye kompleksy Urala [Alkaline, basic and ultrabasic complexes of the Urals. Ekaterinburg, UNTs AN SSSR, 23-29. (In Russian)Левин В.Я., Роненсон Б.М., Самков В.С., Левина И.А., Сергеев Н.С., Киселев А.П. (1997) Щелочно-карбонатитовые комплексы Урала. Екатеринбург: Уралгеолком, 244 с.Levin V.Ya., Ronenson B.M., Samkov V.S., Levina I.A., Sergeev N.S., Kiselev A.P. (1997) Shchelochno-karbonatitovye kompleksy Urala [Alkaline-carbonatite complexes of the Urals]. Ekaterinburg, Uralgeolkom Publ., 272 p. (In Russian)Левицкий В.И. (2005) Петрология и геохимия метасоматоза при формировании континентальной коры. Новосибирск: Гео, 340 с.Levitskii V.I. (2005) Petrologiya i geokhimiya metasomatoza pri formirovanii kontinental’noi kory [Petrology and geochemistry of metasomatism in the formation of the continental crust]. Novosibirsk, Geo Publ., 340 p. (In Russian)Левицкий В.И. (2010) Базификация и базификаты – новые данные в свете старых идей прошлого века. XI Всероссийское петрографическое совещание “Магматизм и метаморфизм в истории Земли” Екатеринбург, ИГГ УрО РАН, 13-14.Levitskii V.I. (2010) Basification and basificates – new data in the light of the old ideas of the last century. XI Vserossiiskoe petrograficheskoe soveschanie “Magmatizm i metamorfizm v istorii Zemli” [XI All-Russian petrographic meeting “Magmatism and metamorphism in the history of the Earth”]. Ekaterinburg, IGG UrO RAN, 13-14. (In Russian)Левицкий В.И., Петрова В.И. (1982) Эволюция вещества при формировании святоноситов. Геохимия, (10), 1525-1530.Levitskii V.I., Petrova V.I. (1982) The evolution of matter during the formation of svyatonosites. Geokhimiya, (10), 1525-1530. (In Russian)Левицкий В.И., Резницкий Л.З., Скляров Е.В., Левицкий И.В., Ковач В.П., Макагон В.М. (2012) Святоноситы Восточной Сибири – продукты корово-мантийного взаимодействия. Материалы докладов Всероссийского совещания “Современные проблемы геохимии”. Иркутск: ИГ СО РАН, Т. 2, 150-152.Levitskii V.I., Reznitskii L.Z., Sklyarov Е.V., Levitskii I.V., Kovach V.P., Makagon V.M. (2012) Svyatonosites of the Eastern Siberia – the products of crust-mantle interaction. Materialy dokladov Vserossijskogo soveschaniya “Sovremennye problemy geokhimii” [Reports of AllRussian Conf. “Modern problems of Geochemistry”]. Irkutsk, IG SO RAN, V. 2, 150-152. (In Russian)Ленных В.И., Вализер П.М. (2006) К геологической схеме Ильменогорского комплекса. Геология и минералогия Ильменогорского комплекса: ситуация и проблемы. Миасс: ИГЗ УрО РАН, 20-27.Makagonov E.P., Kotlyarov V.A., Korinevskii E.V. (2018) Amphiboles of the alkaline rocks of Ilmenogorsk massif and enclosing metamorphic rocks, the Southern Urals. Mineralogiya, 4(3), 8-26. (In Russian)Макагонов Е.П., Котляров В.А., Кориневский Е.В. (2018) Амфиболы щелочных пород ильменогорского массива и вмещающих метаморфических пород, Южный Урал. Минералогия, 4, (3), 8-26.McDonough W.F., Sun S.S. (1995) The composition of the Earth. Chem. Geol., 120(34), 223253.Медведева Е.В., Немов А.Б., Котляров А.В. (2013) Милонитизированные породы ильменогорского комплекса (Ю. Урал). Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН, (11), 7-10.Medvedeva E.V., Nemov A.B., Kotlyarov A.V. (2013) Mylonitised rocks of the Ilmenogorsk complex (the Southern Urals) Vestnik IG Komi NTs UrO RAN, (11), 7-10. (In Russian)Недосекова И.Л. (2012) Возраст и источники вещества Ильмено-Вишневогорского щелочного комплекса (Урал, Россия): геохимические и изотопные Rb-Sr, Sm-Nd, U-Pb, Lu-Hf данные. Литосфера, (5), 77-95.Nedosekova I.L., Vladykin N.V., Pribavkin S.V., Bayanova T.B. (2009) Ilmeno-Vishnevogorsk miaskite-carbonatite complex: origin, ore content, sources of matter (Urals, Russia)). Geol. Rudn. Mestorozhd., 51 (2), 157-181. (In Russian)Недосекова И.Л., Владыкин Н.В., Прибавкин С.В., Баянова Т.Б. (2009) Ильмено-Вишневогорский миаскиткарбонатитовый комплекс: происхождение, рудоностность, источники вещества (Урал, Россия). Геология рудн. месторождений, 51(2), 157-181.Nedosekova I.L. (2012) Age and sources of substance of Ilmeno-Vishnevogorsky alkaline complex (the Urals, Russia): geochemical and isotopic Rb-Sr, Sm-Nd, U-Pb, Lu-Hf data.). Litosfera, (5), 77-95. (In Russian)Немов А.Б. (2014) Структурно-текстурные особенности миаскитовых милонитов Ильменогорского массива (Южный Урал). Геология и минеральные ресурсы Европейского Северо-Востока России: материалы XVI. геолог. cъезда респ. Коми. Т. 2. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 116-119.Nemov A.B. (2014) Structural-textural features of mylonites Ilmenogorsky miaskite massif (South Urals)). Geologiya i mineralnye resursy Evropeiskogo Severo-Vostoka Rossii: materialy XVI Geolog. S’’ezda resp. Komi . [Geology and mineral resources of the European North-East of Russia: Materials XVI geologist. Congress Rp. Komi]. IG Komi Nts UrO RAN, Syktyvkar, (2), 116-119. (In Russian)Немов А.Б. (2015) Сандыиты Ильменогорского миаскитового массива (Ю. Урал). Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН, (7), 9-14.Nemov A.B. (2015) Sandyites of Ilmenogorsky miaskite massif. Vestnik IG Komi NTs UrO RAN, (7) 9-14. (In Russian)Немов А.Б., Медведева Е. В., Котляров А. В. (2017) Сандыиты и породы монцонитового состава Ильменогорского миаскитового массива (Южный Урал). Литосфера, 17(3), 87-101.Nemov A.B., Medvedeva E.V., Kotlyarov A.V. (2017) Sandyites and rocks of monzonite composition of Ilmeny miaskite massif (the Southern Urals). Litosfera, 17(3), 87-101. (In Russian)Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования (2008). СПб.: ВСЕГЕИ, 200 с.Ronenson B.M. (1966) Proiskhozhdenie miaskitov i svyaz’ s nimi redkometall’nogo orudeneniya [The origin of miaskites and the connection of rare metal mineralization with them]. Moscow, Nedra Publ, 173 p. (In Russian)Роненсон Б.М. (1966) Происхождение миаскитов и связь с ними редкометалльного оруденения. М.: Недра, 173 с.Rusin A.I., Krasnobaev A.A., Valizer P.M. (2006) Geology of Ilmen Mountains: Situation, problems. Geologiya i mineralogiya Il’menogorskogo kompleksa: situatsiya i problemy [Geology and Mineraligy of Ilmenogorsk complex: Situation and problems]. Miass, UrO RAN, 3-19. (In Russian)Русин А.И., Краснобаев А.А., Вализер П.М. (2006) Геология Ильменских гор: ситуация, проблемы. Геология и минераология ильменогорского комплекса: ситуация и проблемы. Миасс: ИГЗ УрО РАН, 3-9.Shemelina I.V. (2001) Viscoplastic shear strain indicators. Materialy XIX Vseros. molodezhnoi nauch. stud. konf. “Stroenie litosfery i geodinamika” [Materials XIX AllRussian youth scientific and student Conf. “Structure of the lithosphere and geodynamics”]. Irkutsk, IGH SB RAS, 91. (In Russian)Тен А.А. (1993) Динамическая модель генерации высоких давлений при сдвиговых деформациях горных пород (результаты численного эксперимента). Докл. АН, 328, (3), 322-324.Ten A.A. (1993) A dynamic model of generation of high pressures during shear deformation of rocks (the results of the numerical experiment). Dokl. Akad. Nauk, 328(3), 322-324. (In Russian)Терехов Е.Н., Щербакова Т.Ф. (2012). Геохимия и генезис “высокоглиноземистых” метаморфических пород восточной части Балтийского щита. Материалы всерос. совещания “Современные проблемы геохимии”. Иркутск: ИГХ СО РАН, 2, 174-176.Terekhov E.N. (2007). Laplandian-Belomorian mobile belt as an example of the root zone of the Paleoproterozoic rift system of the Baltic shield. Litosfera, (6), 15-39. (In Russian)Терехов Е.Н. (2007). Лапландско-Беломорский подвижный пояс как пример корневой зоны палеопротерозойской рифтовой системы Балтийского щита. Литосфера, (6), 15-39.Terekhov E.N. (2013) Tectonic setting and genesis of gem corundum deposits of High Asia). Litosfera, (5), 122-140. (In Russian)Терехов Е.Н. (2013) Тектоническое положение и генезис месторождений ювелирного корунда Высокой Азии. Литосфера, (5), 122-140.Terekhov E.N., Shcherbakova T.F. (2012). Geochemistry and Genesis of “high-alumina” metamorphic rocks of the eastern part of the Baltic shield. Materialy Vserossiiskogo soveshch. “Sovremennye problemy geokhimii” [Materials of the all-Russian meeting “Modern problems of Geochemistry”]. Irkutsk, IGH SB RAS, 2, 174-176. (In Russian)Терехов Е.Н., Акимов А.П. (2013) Тектоническое положение и генезис месторождений ювелирного корунда Высокой Азии. Литосфера, (5), 122-140.Vakh A.S., Avchenko O.V., Karabtsov A.A., Stepanov V.A. (2009) The first finding of grothite in the gold deposits). Dokl. Akad. Nauk, 428(3), 353-357. (In Russian)Шемелина И.В. (2001) Индикаторы вязкопластичных сдвиговых деформаций. Материалы XIX Всерос. молодежной науч. студ. конф. “Строение литосферы и геодинамика”. Иркутск, 91.Vinogradov A.P. (1962) The average content of chemical elements in the main types of igneous rocks of the earth’s crust.). Geokhimiya, (7), 555-571. (In Russian)Юрецкий В.Н., Петров В.И., Кузнецов Г.П., Левин В.Я., Пунегов Б.Н. и др. (1982) Отчет ильменогорского геологосъемочного отряда о результатах геологического доизучения масштаба 1 : 50 000 Ильменогорской площади. Челябинск: ПГО Уралгеология.Voroschuk D.V., Rusin A.I. (2003) Reference geological section of the middle part of the Ilmenogorsk-Sysert’ polymetamorphic zone. Putevoditel’ geologichesikh ekskursii [Guide to geological excursions]. Ekaterinburg, UrO RAN, 64-95. (In Russian)Eskola P. (1921) On the igneous Rocks of Sviatoy Noss in Transbaikalia. Overs. Finska Vetensk. Soc. Forhandl, LXIII(1), 100.Yuretskii V.N., Petrov V.I., Kuznetsov G.P., Levin V.Yà., Punegov B.N. et al. (1982) Otchet ilmenogorskogo geologosemochnogo otryada o rezultatakh geologicheskogo doizucheniya masshtaba 1 : 50 000 Ilmenogorskoi ploshchadi [Report of Ilmenogorsky geological survey group on the results of geological additional study of the scale of 1 : 50 000 Ilmenogorsk area]. Chelyabinsk, Uralgeologiya. (In Russian unpublished)Hetzel R., Glodny J. (2002) A crustal-scale, orogen-parallel strike-slip fault in the Middle Urals: age, magnitude of displacement, and geodynamic significance. Intern. J. Earth Sci., 91(2), 231-254.Hetzel R., Glodny J. (2002) A crustal-scale, orogen-parallel strike-slip fault in the Middle Urals: age, magnitude of displacement, and geodynamic significance. Intern. J. Earth Sci., 91(2), 231-254.McDonough W.F., Sun S.S. (1995) The composition of the Earth. Chem. Geol., 120(34), 223-253.McDonough W.F., Sun S.S. (1995) The composition of the Earth. Chem. Geol., 120(34), 223-253.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.