litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/1681-9004-2021-21-3-386-408litosphere-1448Research ArticleСтатьиArticlesЭнстатитовые нодули в гарцбургитах Южного УралаEnstatite nodules in the harzburgites of the Southern UralsКориневскийВ. Г.KorinevskyV. G.

456317, г. Миасс, Челябинская обл

Miass, Chelyabinsk oblast 456317 Russia

Институт минералогии УрО РАНРоссияInstitute of Mineralogy UB RASRussian Federation202108072021213386408Copyright © Кориневский В.Г., 20212021Кориневский В.Г.Korinevsky V.G.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/1448Объекты исследования

Объекты исследования. В тектонических линзах серпентинитового меланжа среди гранат-биотитовых гнейсов Ильменогорско-Вишневогорского комплекса на Южном Урале в двух пунктах на северном побережье оз. Увильды обнаружены выходы редких пород – нодулярных гарцбургитов. Они слагают крутопадающие тела мощностью около 9 м среди амфиболизированных ортопироксенитов.

Главные результаты

Главные результаты. Мелкозернистая серпентинизированная энстатит-оливиновая матрица гарцбургитов заключает в себе многочисленные сферические образования (нодули) диаметром 2–7 см, сложенные сростками крупных кристаллов энстатита с редкими выделениями форстерита. По составу и строению эти сфероиды очень напоминают энстатитовые хондры из каменных метеоритов, отличаясь от них размерами (в десятки раз крупнее).

Выводы

Выводы. Подобные структуры в гипербазитах очень редки и встречаются в малоизмененных разновидностях. По микроструктурным особенностям и взаимоотношениям главных минералов сделан вывод об их кристаллизации из магматического расплава

Research subject

Research subject. At two points on the northern shore of Lake Uvil’dy in the Southern Urals, two outcrops of unique rocks – nodular harzburgites – were discovered in the tectonic lenses of serpentinite melange among garnet-biotite gneisses of the Ilmenogorsko-Vishnevogorsky Сomplex. These outcrops form a body of about 9 m in thickness among amphibolized orthopyroxenites.

Results

Results. The fine-grained serpentinized enstatite-olivine matrix of the harzburgites under study contains numerous spherical formations (nodules) 2–7 cm in diameter, composed of large enstatite crystals and rare forsterite grains. The composition and structure of these spheroids are highly similar to the enstatite chondrules from stony meteorites, although differing in size (ten times larger).

Conclusions

Conclusions. Such structures are very rare in hyperbasites and occur in slightly altered varieties. Judging by the microstructural features and relationships of the main minerals, it is concluded that these minerals were crystallized from a magmatic melt.

гарцбургитыэнстатитовые нодулиЮжный Уралharzburgitesenstatite nodulesthe Southern UralsRussiaReferencesБелый В.Ф., Гельман М.Л. (1983) Ультраосновные изверженные породы в юго-западной части Корякского нагорья. Мантийные ксенолиты и проблема ультраосновных магм. Новосибирск: Наука, 138-149.Arai S., Kida M. (2000) Origin of fine-grained peridotite xenoliths from Iraya volcano of Batan island, Philippines: deserpentinization or metasomatism at the wedge mantle beneath an incipient arc? The Island Arc, (9), 458-471.Берзин С.В., Ерохин Ю.В., Иванов К.С., Хиллер В.В. (2013) Особенности минерального и геохимического состава метеорита “Челябинск”. Литосфера, (3), 106-117.Belyi V.F., Gelman M.L. (1983) Ultrabasic igneous rocks in the southwestern part of the Koryak Upland. Mantle xenoliths and the problem of ultramafic magmas. Novosibirsk, Nauka Publ., 138-149. (In Russian)Варлаков А.С. (1978) Петрография, петрохимия и геохимия гипербазитов Оренбургского Урала. М.: Наука, 239 с.Berzin S.V., Erokhin Yu.V., Ivanov K.S., Khiller V.V. (2013) Features of the mineral and geochemical composition of the “Chelyabinsk” meteorite. Lithosfera, (3), 106-117. (In Russian)Варлаков А.С. (1999) Серпентины ультраосновных пород Урала. Урал. минер. сборник № 9. Миасс: ИМин УрО РАН, 78-101.Bowen N.L. (1928) The evolution of the igneous rocks. Princeton. N. Y., Princeton University Press, 332 p.Варлаков А.С., Кузнецов Г.П., Кораблев Г.Г., Муркин В.П. (1998) Гипербазиты Вишневогорско-Иль- меногорского метаморфического комплекса (Южный Урал). Миасс: УрО РАН, 195 с.Bowen N.L., Tuttle O.F. (1949) MgO–SiO2–H2O. Geol. Soc. Amer. Bull., 60, 439-460.Горнова М.А. (2011) Геохимия и петрология надсубдук- ционных перидотитов. Автореф. дис. … д-ра геол.-мин. наук. Иркутск: Ин-т геохимии СО РАН, 42 с.Brueckner H.K., Medaris L.G. (2000) A general model for the intrusion and evolution of “mantle” garnet peridotites in high-pressure and ultrahigh-pressure metamorphic terranes. J. Metamorph. Geol., 18, 123-133.Ерохин Ю.В., Коротеев В.А., Хиллер В.В., Иванов К.С., Захаров А.В. (2019) Вещественный состав метеорита Северный Колчим. Вестн. Перм. ун-та. Геология, 18(3), 194-204.Chondrules: Records of Protoplanetary Disk Processes (2019). Ed. by S.S. Russell, H.C. Connolly Jr., A.N. Krot. Cambridge, Cambridge University Press, 450 p.Заварицкий А.Н. (1956) Изверженные горные породы. М.: АН СССР, 479 с.Erokhin Yu.V., Koroteev V.A., Khiller V.V., Ivanov K.S., Zakharov A.V. (2019) The substance composition of the Severnyi Kolchim meteorite. Perm University Bull. Geol., 18(3), 194-204. (In Russian)Кориневский В.Г., Кориневский Е.В. (2006) Новое в геологии, петрографии и минералогии Ильменских гор. Миасс: ИМин УрО РАН, 102 с.Fabries J. (1979) Spinel-olivine geothermometry in peridotites from ultramafic complexes. Contrib. Miner. Petrol., 69(4), 329-336. DOI: 10.1007/BF00372258Кориневский В.Г., Кориневский Е.В. (2014) Фрагменты пород основания земной коры в структуре Ильмено-Вишневогорского комплекса. Урал. геол. журн., (1), 68-72.Fershtater G.B., Pushkarev E.V. (1991) Dunite-clinopyroxenite- gabbro formation of the Khabarny massif. Petrology of postharzburgite intrusions of the Kempirsai-Khabarnyi ophiolite association (South Urals). Sverdlovsk, UrO AN SSSR Publ., 81-160. (In Russian)Кориневский В.Г., Кориневский Е.В., Котляров В.А., Лебедева С.М., Блинов И.А., Миронов А.Б., Штенберг М.В. (2017) Сапфирин-шпинелевые горнблендиты Ильмено-Вишневогорского комплекса. Литосфера, (1), 68-95.Fershtater G.B., Pushkarev E.V. (1992) A new type of platinoid mineralization in the ophiolites of the Urals. Ezhegodnik- 1991. Ekaterinburg, IGiG UrO RAN Publ., 117-120. (In Russian)Кориневский В.Г., Котляров В.А., Кориневский Е.В., Миронов А.Б., Штенберг М.В. (2016) Магнезиохёгбомит (Mg, Fe2+, Zn)8(Al, Ti, Fe3+)20O38(OH)2 из Ильмено-Вишневогорского комплекса. Минералогия, (2), 20-33.Gornova M.A. (2011) Geochemistry and petrology of suprasubduction peridotites. Abstract of dissertation for the degree of Doctor of Geological and Mineralogical Sciences. Irkutsk, In-te Geochemistry SO RAN Publ., 42 p. (In Russian)Лапин Б.Н. (2005) Атлас структур ультраосновных пород Урала. Новосибирск, Изд-во СО РАН, филиал “ГЕО”, 184 с.Hammarström J.M., Zen E-A. (1986) Aluminium in hornblende: an empirical igneous geobarometer. Amer. Miner., 71(11/12), 1297-1313.Левин Б.Ю. (1965) Происхождение метеоритов. Успехи физ. наук, 86(1), 41-67.Hatch F.N., Wells A.K., Wells M.K. (1972) Petrology of the igneous rocks. L., Thomas Murby & Co, 512 p.Магматические горные породы. В 6 т. Гл. ред. О.А. Богатиков. Т. 1. Классификация, номенклатура, петрография (1983). М.: Наука, 367 с.Hawthorne F.C., Oberti R., Harlow G.E., Maresch W.V., Martin R.F., Schumacher J.C., Welch M.D. (2012) Nomenclature of the amphibole supergroup. Amer. Miner., 97, 2031-2048.Магматические горные породы. В 6 т. Гл. ред. О.А. Богатиков. Т. 5. Ультраосновные породы (1988). М.: Наука, 508 с.Igneous rocks. Ed. by O.A. Bogatikov. V. 1. Classification, nomenclature, petrography (1983). Moscow, Nauka Publ., 367 p. (In Russian)Маракушев А.А. (1994) Положение платиновых металлов в системе экстремальных состояний элементов и формационные типы их месторождений. Платина России. М.: Геоинформмарк, 206-229.Igneous rocks. Ed. by O.A. Bogatikov. V. 5. Ultrabasic rocks (1988). Moscow, Nauka Publ., 508 p. (In Russian)Павлов Н.В., Григорьева И.И., Гришина Н.В. (1979) Образование и генетические типы хромитовых месторождений геосинклинальных областей. Условия образования магматических рудных месторождений. М.: Наука, 65-79.Johnson K.I., Brady J.B., MacFalane W.A., Thomas R.B., Poulsen C.J., Sincock M.J. (2004) Precambrian meta-ultramafic rocks from the Tobacco Root Mountains, Montana. Spec. Pap. 377. Geol. Soc. Amer., Montana, Boulder, Colorado, 71-87.Петрографический словарь (1981). Под ред. В.П. Петрова. М.: Недра, 496 с.Korinevsky V.G., Korinevsky E.V. (2006) The new in geology, petrography and mineralogy of the Ilmeny Mountains. Miass, IMin UrO RAN Publ., 102 p. (In Russian)Попов В.А. (1984) Практическая кристалломорфология минералов. Свердловск: УНЦ АН СССР, 191 с.Korinevsky V.G., Korinevsky E.V. (2014) Fragments of rocks of the bottom of earth’s crust in the structure of the Ilmeno-Vishnevogorsky complex. Ural. Geol. Zhurn., (1), 68-72. (In Russian)Пушкарев Е.В. (1998) Истощенные лерцолиты Хабарнинского массива на Южном Урале. Ежегодник-1997 ИГиГ УрО РАН. Екатеринбург: УрО РАН, 109-111.Korinevsky V.G., Korinevsky E.V., Kotlyarov V.A., Lebedeva S.M., Blinov I.A., Mironov A.B., Shtenberg M.V. (2017) Sapphirine-spinel hornblendites of the Ilmeno-Vishnevogorsky complex. Lithosfera, (1), 68-95. (In Russian)Ревердатто В.В., Селятицкий А.Ю., Ремизов Д.Н., Хлестов В.В. (2005) Геохимические различия “мантийных” и “коровых” перидотитов и пироксенитов высоких/сверхвысоких давлений. Докл. РАН, 400(1), 93-97.Korinevsky V.G., Kotlyarov V.A., Korinevsky E.V., Mironov A.B., Shtenberg M.V. (2016) Magnesiohögbomite (Mg,Fe2+,Zn)8(Al,Ti,Fe3+)20O38(OH)2 from the Ilmeno- Vishnevogorsky complex. Mineralogiya, (2), 20-33. (In Russian)Рязанцев А.В., Разумовский А.А., Кузнецов Н.Б., Калинина Е.А., Дубинина С.В., Аристов В.А. (2007) Геодинамическая природа серпентинитовых меланжей на Южном Урале. Бюлл. МОИП. Отд. геол., 82(1), 32-47.Lapin B.N. (2005) Atlas of structures of ultrabasic rocks of the Urals. Novosibirsk, GEO Publ., 184 p. (In Russian)Саранчина Г.М., Шинкарев Н.Ф. (1967) Петрография магматических и метаморфических пород. Л.: Недра, 324 с.Levin B.Yu. (1965) The origin of meteorites. Uspekhi Fizicheskoi Nauki, 86(1), 41-67. (In Russian)Сначев В.И., Савельев Д.Е., Рыкус М.В. (2001) Петрогео- химические особенности пород и руд габбро-гипербазитовых массивов Крака. Уфа: ДизайнПресс, 212 с.Locock A.J. (2014) An Excel spreadsheet to classify chemical analyses of amphiboles following the IMA 2012 recommendations. Comp. Geosci., 62, 1-11.Ферштатер Г.Б., Пушкарев Е.В. (1991) Дунит-клинопироксенит-габбровая формация Хабарнинского массива. Петрология постгарцбургитовых интрузивов Кемпирсайско-Хабарнинской офиолитовой ассоциации (Южный Урал). Свердловск: УрО АН СССР, 81-160.Marakushev A.A. (1994) The position of platinum metals in the system of extreme states of elements and the formation types of their deposits. Platinum of Russia. Moscow, Geoinformmark Publ., 206-229. (In Russian)Ферштатер Г.Б., Пушкарев Е.В. (1992) Новый тип платиноидной минерализации в офиолитах Урала. Ежегодник-1991. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 117-120.Mueller R.F., Saxena S.K. (1977) Chemical petrology. Springer-Verlag. N.Y.; Heidelberg; Berlin, 394 p.Шарыгин В.В., Колисниченко С.В. (2017) Яраткулова – новый H-хондрит на Урале: минералогические данные. Минералогия, (1), 1-15.Paktunç A.D. (1984) Metamorphism of the ultramafic rocks of the Thompson mine, Thompson nikel belt, Northern Manitoba. Canad. Miner., 22, 77-91.Arai S., Kida M. (2000) Origin of fine-grained peridotite xenoliths from Iraya volcano of Batan island, Philippines: deserpentinization or metasomatism at the wedge mantle beneath an incipient arc? The Island Arc, (9), 458-471.Pavlov N.V., Grigorieva I.I., Grishina N.V. (1979) Formation and genetic types of chromite deposits in geosynclinal regions. Formation conditions for magmatic ore deposits. Moscow, Nauka Publ., 65-79. (In Russian)Bowen N.L. (1928) The evolution of the igneous rocks. Princeton. N. Y., Princeton University Press, 332 p.Petrographic dictionary (1981). Ed. by V.P. Petrov. Moscow, Nedra Publ., 496 p. (In Russian)Bowen N.L., Tuttle O.F. (1949) MgO–SiO2–H2O. Geol. Soc. Amer. Bull., 60, 439-460.Popov V.A. (1984) Applied crystallomorphology of minerals. Sverdlovsk, UNTs AN SSSR Publ., 191 p. (in Russian)Brueckner H.K., Medaris L.G. (2000) A general model for the intrusion and evolution of “mantle” garnet peridotites in high-pressure and ultrahigh-pressure metamorphic terranes. J. Metamorph. Geol., 18, 123-133.Pushkarev E.V. (1998) Depleted lherzolites of the Khabarninsky massif in the Southern Urals. Ezhegodnik-1997 IGG UrO RAN. Yekaterinburg, UrO RAN Publ., 109-111. (In Russian)Chondrules: Records of Protoplanetary Disk Processes (2019). Ed. by S.S. Russell, H.C. Connolly Jr., A.N. Krot. Cambridge, Cambridge University Press, 450 p.Reverdatto V.V., Selyatitskii A.Yu., Remizov D.N., Khlestov V.V. (2005) Geochemical differences between “mantle” and “crustal” peridotites and high / ultrahigh pressure pyroxenites. Dokl. RAN, 400(1), 93-97. (In Russian)Fabries J. (1979) Spinel-olivine geothermometry in peridotites from ultramafic complexes. Contrib. Miner. Petrol., 69(4), 329-336. DOI: 10.1007/BF00372258Ringwood A.E. (1975) Composition and petrology of the Earth’s mantle. N. Y., McGraw-Hill, 618 р.Hammarström J.M., Zen E-A. (1986) Aluminium in hornblende: an empirical igneous geobarometer. Amer. Miner., 71(11/12), 1297-1313.Roduit N. (2014) JMicroVision, Image analysis toolbox for measuring and quantifying components of high-definition images. Version 2.7. URL: http//www.jmicrovision.com.Hatch F.N., Wells A.K., Wells M.K. (1972) Petrology of the igneous rocks. L., Thomas Murby & Co, 512 p.Ryazantsev A.V., Razumovskii A.A., Kuznetsov N.B., Kalinina E.A., Dubinina S.V., Aristov V.A. (2007) Geodynamic nature of serpentinite melange in the Southern Urals. Byull. MOIP, Geol., 82(1), 32-47. (In Russian)Hawthorne F.C., Oberti R., Harlow G.E., Maresch W.V., Martin R.F., Schumacher J.C., Welch M.D. (2012) Nomenclature of the amphibole supergroup. Amer. Miner., 97, 2031-2048.Saranchina G.M., Shinkarev N.F. (1967) Petrography of igneous and metamorphic rocks. L., Nedra Publ., 324 p. (In Russian)Johnson K.I., Brady J.B., MacFalane W.A., Thomas R.B., Poulsen C.J., Sincock M.J. (2004) Precambrian meta-ultramafic rocks from the Tobacco Root Mountains, Montana. Spec. Pap., 377. Geol. Soc. Amer., Montana, Boulder, Colorado, 71-87.Schmidt M.W. (1991) Experimental calibration of the Al-inhornblende geobarometer at 650 °C, 3.5–13.0 kbar. Terra Abstr., 3(1), 30.Locock A.J. (2014) An Excel spreadsheet to classify chemical analyses of amphiboles following the IMA 2012 recommendations. Comp. Geosci., 62, 1-11.Sharma M., Wasserburg G.J., Papanastassiou D.F.A., Quick J.E., Sharkov E.V., Laz’ko E.E. (1995) High 143Nd / 144Nd in extremely depleted mantle rocks. Earth Planet. Sci. Lett., 135, 101-114.Mueller R.F., Saxena S.K. (1977) Chemical petrology. Springer-Verlag. N.Y.; Heidelberg; Berlin, 394 p.Sharygin V.V., Kolisnichenko S.V. (2017) Yaratkulova – new H-chondrite in the Urals: mineralogical data. Mineralogiya, (1), 1-15. (In Russian)Paktunç A.D. (1984) Metamorphism of the ultramafic rocks of the Thompson mine, Thompson nikel belt, Northern Manitoba. Canad. Miner., 22, 77-91.Snachev V.I., Savel’iev D.E., Rykus M.V. (2001) Petrogeochemical features of rocks and ores of gabbro-hyperbasite massifs of Kraka. Ufa, DesignPress Publ., 212 p. (In Russian)Ringwood A.E. (1975) Composition and petrology of the Earth’s mantle. N. Y., McGraw-Hill, 618 р.Spadea P., Zanetti A., Vannucci R. (2003) Mineral chemistry of ultramafic massifs in the Southern Uralides orogenic belt (Russia) and the petrogenesis of the Lower Palaeozoic ophiolites of the Uralian Ocean. Ophiol. Earth Hist. Spec. Publ. 218. Lond., Geol. Soc., 567-596.Roduit N. (2014) JMicroVision, Image analysis toolbox for measuring and quantifying components of high-definition images. Version 2.7. URL: http//www.jmicrovision.com.Sun S.S. (1982) Chemical composition and origin of the Earth’s primitive mantle. Geochim. Cosmochim. Acta, 46, 179-192.Schmidt M.W. (1991) Experimental calibration of the Al-inhornblende geobarometer at 650 °C, 3.5–13.0 kbar. Terra Abstr., 3(1), 30.Trommsdorff V., López Sánchez-Vizcaino V., Cómez-Pugnaire M.T., Müntener O. (1998) High pressure breakdown of antigorite to spinifex-textured olivine and orthopyroxene, SE Spaine. Contrib. Mineral. Petrol., 132, 139-148.Sharma M., Wasserburg G.J., Papanastassiou D.F.A., Quick J.E., Sharkov E.V., Laz’ko E.E. (1995) High 143Nd / 144Nd in extremely depleted mantle rocks. Earth Planet. Sci. Lett., 135, 101-114.Varlakov A.S. (1978) Petrography, petrochemistry and geochemistry of hyperbasites of the Orenburg Urals. Moscow, Nauka Publ., 239 p. (In Russian)Spadea P., Zanetti A., Vannucci R. (2003) Mineral chemistry of ultramafic massifs in the Southern Uralides orogenic belt (Russia) and the petrogenesis of the Lower Palaeozoic ophiolites of the Uralian Ocean. Ophiol. Earth Hist. Spec. Publ. 218. Lond., Geol. Soc., 567-596.Varlakov A.S. (1999) Serpentines of ultrabasic rocks of the Urals. Ural. Mineral. Sbornik No. 9. Miass, IMin UrO RAN Publ., 78-101. (In Russian)Sun S.S. (1982) Chemical composition and origin of the Earth’s primitive mantle. Geochim. Cosmochim. Acta, 46, 179-192.Varlakov A.S., Kuznetsov G.P., Korablev G.G., Murkin V.P. (1998) Hyperbasites of the Vishnevogorsk-Ilmenogorsky metamorphic complex (South Urals). Miass, UrO RAN Publ., 195 p. (In Russian)Trommsdorff V., López Sánchez-Vizcaino V., Cómez-Pugnaire M.T., Müntener O. (1998) High pressure breakdown of antigorite to spinifex-textured olivine and orthopyroxene, SE Spaine. Contrib. Mineral. Petrol., 132, 139-148.Wager L.P., Brown G.M. (1968) Layered igneous rocks. Edinburg; L., Oliver & Boyd, 588 p.Wager L.P., Brown G.M. (1968) Layered igneous rocks. Edinburg; London, Oliver & Boyd, 588 p.Whitney D.L., Evans B.W. (2010) Abbreviations for names of rock-forming minerals. Amer. Miner., 95, 185-187.Whitney D.L., Evans B.W. (2010) Abbreviations for names of rock-forming minerals. Amer. Miner., 95, 185-187.Wolff R.A. (1978) Ultramafic lenses in the Middle Ordovician Partridge formation, Bronson Hill anticlinorium, Central Massachusetts. Contribution no. 34. Department of Geology and Geography, University of Massachusetts, Amherst, Massachusetts, 165 p.Wolff R.A. (1978) Ultramafic lenses in the Middle Ordovician Partridge formation, Bronson Hill anticlinorium, Central Massachusetts. Contribution No. 34. Department of Geology and Geography, University of Massachusetts, Amherst, Massachusetts, 165 p.Zavaritsky A.N. (1956) Eruptive rocks. Moscow, AN SSSR Publ., 479 p. (In Russian)

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