Роговая обманка в ультрамафит-мафитах худолазовского комплекса Южного Урала: условия кристаллизации и петрологические следствия
https://doi.org/10.24930/1681-9004-2023-23-5-766-784
Аннотация
Объект исследований. Изучены морфология и химический состав амфиболов из ультрамафит-мафитов худолазовского комплекса Южного Урала. Методы. Морфологические исследования проведены с помощью оптической (Carl Zeiss Axioskop 40A) и электронной (Tescan Vega Compact) микроскопии. Химический состав минералов определен на рентгеновских микроанализаторах CAMECA SX 100 и JEOL JXA-8230. Результаты. Установлено, что в породах преобладает ксеноморфная бурая титанистая роговая обманка, образовавшаяся в основном за счет реакции клинопироксена с остаточным водонасыщенным расплавом при 920–1040°C. В небольшом количестве присутствует идиморфная бурая роговая обманка, кристаллизовавшаяся непосредственно из остаточного водонасыщенного расплава в том же температурном диапазоне. Менее распространена зеленая роговая обманка, главным образом возникшая по краям и трещинам в бурой роговой обманке на поздне- и постмагматическом этапе (670–830°C) при субсолидусных превращениях. На гидротермальной стадии бурая и зеленая роговые обманки частично заместились актинолитом и куммингтонитом при 620–650°C и ниже. Выводы. Характер изменения состава бурой роговой обманки свидетельствует о сходных условиях петрогенеза на позднемагматической стадии во всех интрузиях худолазовского комплекса. Процесс перехода бурой роговой обманки в зеленую происходил при постепенном повышении фугитивности кислорода (ΔNNO от –0.2…+0.4 до +0.9…+2.5) и сопровождался уменьшением количества Ti, Fe2+, Na и увеличением – Si, AlVI, Mg и K в структуре минерала. Низкие концентрации F и Cl в роговых обманках свидетельствуют об их формировании уже после удаления галогенов из расплава.
При поддержке: Исследования поддержаны грантом РНФ, проект № 22-77-10049. Часть аналитических работ финансировалась за счет госбюджетной темы ИГ УФИЦ РАН (№ FMRS-2022-0012) и ИГГ УрО РАН (№ 123011800009-9). Авторы выражают благодарность анонимным рецензентам за полезные критические замечания, позволившие существенно улучшить первоначальную версию рукописи.
Об авторах
И. Р. Рахимов
Институт геологии УФИЦ РАН; Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАН
Россия
Россия
450077, г. Уфа, ул. К. Маркса, 16/2
620110, г. Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15
А. В. Вишневский
Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН
Россия
Россия
630090, г. Новосибирск, пр-т Академика Коптюга, 3
Список литературы
1. Аль-Джубури А.И., Мак Канн Т., Газаль М.М. (2009) Реконструкция источников сноса для песчаников миоцена Северного Ирака (на основании петрографического анализа, анализа вещественного состава и химии минералов обломочной составляющей). Геология и геофизика, 50(6), 670-690.
2. Базылев Б.А., Силантьев С.А., Дик Г.Дж.Б., Кононкова Н.Н. (2001) Магматические амфиболы и слюды в океанических перидотитах и некоторые особенности связанных с ними расплавов: район разлома 15°20’ с. ш. Срединно-Атлантического хребта. Рос. журн. наук о Земле, 3(3), 241-257.
3. Граменицкая П.Н., Граменицкий Е.Н., Кононов О.В. (2013) Химические типы амфиболов Тырныаузского месторождения. Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геол., (4), 34-42.
4. Никольский Н.С. (1987) Флюидный режим эндогенного минералообразования. М.: Наука, 198 с.
5. Рахимов И.Р. (2017) Геология, петрология и рудоносность позднедевонско-карбонового интрузивного магматизма Западно-Магнитогорской зоны Южного Урала. Дисс. … канд. геол.-мин. наук. Уфа, 181 с.
6. Рахимов И.Р. (2020) Петрология и геохимия массива Ташлы-Тау, худолазовский дифференцированный комплекс, Южный Урал. Вестн. ВГУ. Сер.: Геология, (2), 44-57.
7. Рахимов И.Р., Вишневский А.В., Савельев Д.Е., Салихов Д.Н., Владимиров А.Г. (2021) Полигенная (магматогенно-гидротермальная) сульфидно-платинометалльная минерализация худолазовского комплекса (Южный Урал). Геология рудн. месторожд., 63(4), 354-381.
8. Рахимов И.Р., Готтман И.А., Холоднов В.В., Червяковский В.С. (2022) Геохимия акцессорного апатита из Cu-Ni-сульфидоносных ультрамафит-мафитов худолазовского комплекса (Южный Урал) как индикатор магматических и метасоматических процессов. Геология и геофизика, 63(12), 1670-1691.
9. Рябов В.В., Симонов О.Н., Снисар С.Г. (2018) Фтор и хлор в апатитах, слюдах и амфиболах расслоенных трапповых интрузий Сибирской платформы. Геология и геофизика, (4), 453-466.
10. Салихов Д.Н., Холоднов В.В., Пучков В.Н., Рахимов И.Р. (2019) Магнитогорская зона Южного Урала в позднем палеозое: магматизм, флюидный режим, металлогения, геодинамика. М.: Наука, 392 с.
11. Ферштатер Г.Б. (1990) Эмпирический плагиоклаз-амфиболовый барометр. Геохимия, (3), 328-335.
12. Чернышова М.Н. (2007) Особенности состава амфиболов рудоносных даек сульфидных платиноидномедно-никелевых месторождений ВКМ (Центральная Россия). Вестн. ВГУ. Сер.: Геология, (1), 75-85.
13. Allen J.C., Boettcher A.L. (1978) Amphiboles in andesite and basalt: II. Stability as a function of P–T–fH2O–fO2. Amer. Miner., 63(11-12), 1074-1087.
14. Barink H.W. (1984) Replacement of pyroxene by hornblende, isochemically balanced with replacement of plagioclase by garnet, in a metagabbro of upper-amphibolite grade. Lithos, 17, 247-258.
15. Boudreau A. (2019) Halogens in Layered Intrusions. hydromagmatic Processes and Platinum-Group Element Deposits in Layered Intrusions. Cambridge, Cambridge University Press, 75-100.
16. Browne B.L., Gardner J.E. (2006) The influence of magma ascent path on the texture, mineralogy and formation of hornblende reaction rims. Earth Planet. Sci. Lett., 246, 161-176.
17. Caracciolo L., Orlando A., Marchev P., Critelli S., Manetti P., Raycheva R., Riley D. (2016) Provenance of Tertiary volcanoclastic sediment in NW Thrace (Bulgaria): Evidence from detrital amphibole and pyroxene geochemistry. Sediment. Geol., 336(1), 120-137.
18. Cawthorn G.R., O’Hara M.J. (1976) Amphibole fractionation in calc alkaline magma genesis. Amer. J. Sci., 276, 309-329.
19. Coltorti M., Beccaluva L., Bonadiman C., Faccini B., Ntaflos T., Siena F. (2004) Amphibole genesis via metasomatic reaction withclinopyroxene in mantle xenoliths from Victoria Land, Antarctica. Lithos, 75, 115-139.
20. Coltorti M., Bonadiman C., Faccini B., Grégoire M., O’Reilly S.Y., Powell W. (2007) Amphiboles from suprasubduction and intraplate lithospheric mantle. Lithos, 99(1-2), 65-84.
21. Davidson J., Turner S., Handley H., Macpherson C., Dosseto A. (2007) Amphibole “sponge” in arc crust? Geology, 35, 787-790.
22. Erdmann S., Martel C., Pichavant M., Kushnir A. (2014) Amphibole as an archivist of magmatic crystallization conditions: problems, potential, and implications for inferring magma storage prior to the paroxysmal 2010 eruption of Mount Merapi, Indonesia. Contrib. Mineral. Petrol., 167, 1016.
23. Grapes R.H., Graham C.M. (1978) The actinolite-hornblende series in metabasites and the so-called miscibility gap: a review. Lithos, 11, 85-97.
24. Hammarstrom J.M., Zen E-an. (1986) Aluminium in hornblende: an empirical igneous geobarometer. Amer. Miner., 71, 1297-1313.
25. Hawthorne F.C., Oberti R., Harlow G.E., Maresh W.V., Martin R.F., Schumacher J.C., Welch M.D. (2012) Nomenclature of the amphibole supergroup. Amer. Miner., 97, 2031-2048.
26. Helz R.T. (1979) Alkali exchange between hornblende and melt: a temperature sensitive reaction. Amer. Miner., 64, 953-965.
27. Holland T., Blundy J. (1994) Non-ideal interactions in calcic amphiboles and their bearing on amphibole-plagioclase thermometry. Contrib. Mineral. Petrol., 116, 433-447.
28. Johnson M.C., Rutherford M.J. (1989) Experimental calibration of an aluminum-in-hornblende geobarometer with application to Long Valley caldera (California) volcanic rocks. Geology, 17, 837-841.
29. Kang D., Zhang Z., Palin R.M., Tian Z., Dong X. (2020) Prolonged partial melting of garnet amphibolite from the eastern Himalayan syntaxis: Implications for the tectonic evolution of large hot orogens. J. Geophys. Res.: Solid Earth, 125, e2019JB019119.
30. Leake B.E., Wooley A.R., Arps C.E.S., Birch W.D., Gilbert M.C., Grice J.D., Hawthorne F.C., Kato A., Kisch H.J., Krivovichev V.G., Linthout K., Laird J., Mandarino J., Maresch W.V., Nickel E.H., Rock N.M.S., Schumacher J.C., Stephenson N.C.N., Ungaretti L., Whit-taker E.J.W., Youzhi G. (1997) Nomenclature of amphiboles. Report of the Subcommittee on amphiboles of the International Mineralogical Association Commission on New Minerals and Mineral Names. Mineral. Mag., 61, 295-321.
31. Liao Y., Wei C., Rehman H.U. (2021) Titanium in calcium amphibole: Behavior and thermometry. Amer. Miner., 106(2), 180-191.
32. Moore G., Vennemann T., Carmichael I.S.E. (1995) Solubility of water in magmas to 2 kbar. Geology, 23(12), 1099-1102.
33. Otten M.T. (1984) The origin of brown hornblende in the Artfjallet gabbro and dolerites. Contrib. Mineral. Petrol., 86, 189-199.
34. Pe-Piper G. (2020) Mineralogy of an Appinitic Hornblende Gabbro and Its Significance for the Evolution of Rising Calc-Alkaline Magmas. Minerals, 10, 1088.
35. Putirka K. (2016) Amphibole thermometers and barometers for igneous systems and some implications for eruption mechanisms of felsic magmas at arc volcanoes. Amer. Miner., 101(4), 841-858.
36. Rakhimov I.R., Vishnevskiy A.V., Saveliev D.E. (2021) Geochemical evolution of PGE-sulfide mineralization of the Khudolaz differentiated complex in the South Urals: The role of R-factor and hydrothermal alteration. ore Geol. Rev., 138(11), 104411.
37. Ridolfi F. (2021) Amp-TB2: An Updated Model for Calcic Amphibole Thermobarometry. Minerals, 11, 324.
38. Ridolfi F., Renzulli A., Puerini M. (2010) Stability and chemical equilibrium of amphibole in calc-alkaline magmas: an overview, new thermobarometric formulations and application to subduction-related volcanoes. Contrib. Mineral. Petrol., 160, 45-66.
39. Schmidt M.W. (1992) Amphibole composition in tonalite as a function of pressure: an experimental calibration of the Al-in-hornblende barometer. Contrib. Mineral. Petrol., 110, 304-310.
40. Webster J.D., Kinzler R.J., Mathez E.A. (1999) Chloride and water solubility in basalt and andesite melts and implications for magmatic degassing. Geochim. Cosmochim. Acta, 63(5), 729-738.
41. Zelenski M., Kamanetsky V.S., Mavrogenes J.A., Gurenko A.A., Danyushevsky I.V. (2018) Silicate-sulfide liquid immiscibility in modern arc basalt (Tolbachik volcano, Kamchatka): Pt I. Occurrence and compositions of sulfide melts: Chem. Geol., 478, 102-111.
Рецензия
Для цитирования:
Рахимов И.Р., Вишневский А.В. Роговая обманка в ультрамафит-мафитах худолазовского комплекса Южного Урала: условия кристаллизации и петрологические следствия. Литосфера. 2023;23(5):766-784. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2023-23-5-766-784
For citation:
Rakhimov I.R., Vishnevskiy A.V. Hornblende in ultramafic-mafic rocks of the Khudolaz Complex of the Southern Urals: Crystallization conditions and petrological implications. LITHOSPHERE (Russia). 2023;23(5):766-784. (In Russ.) https://doi.org/10.24930/1681-9004-2023-23-5-766-784
Просмотров:
466
Послать статью по эл. почте 