Амфиболиты Центральной зоны метаморфизма массива Рай-Из (Полярный Урал)

   Объект исследования. Изучены вещественный состав, условия образования и возраст амфиболитов Центральной зоны метаморфизма (ЦЗМ) массива Рай-Из.

   Материалы и методы. Микрозондовые исследования минералов велись на микроанализаторе Cameca-SX100, содержание петрогенных элементов определялось методом РФА на рентгеновском многоканальном спектрометре СРМ-35, РЗЭ – на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой NexION 300S в ЦКП “Геоаналитик” ИГГ УрО РАН. ⁴⁰Ar/³⁹Ar датирование проводились в ИГМ СО РАН по методике А.В. Травина с соавторами.

   Результаты. Изучена петрография, геохимия амфиболитов ЦЗМ массива Рай-Из, установлены параметры их метаморфизма и определен ⁴⁰Ar/³⁹Ar возраст. Выделены два типа амфиболитов: гранатовые амфиболиты, эпидот-гранатовые амфиболиты, а также клинопироксен-амфиболовые и амфибол-флогопит-гранатовые породы. Основными минералами изученных амфиболитов являются амфибол и гранат. Амфибол соответствуют эдениту, паргаситу и ферропаргаситу. В некоторых индивидах амфибола установлена химическая зональность, проявляющаяся в обеднении краевых частей зерен Al₂O₃, FeO относительно центральных, при этом содержание MgO увеличивается от центра к краю. Гранаты из гранатовых и эпидот-гранатовых амфиболитов имеют альмандин-гроссуляровый состав с содержанием пиропового (3–16 %) и спессартинового (3–13 %) компонентов; в амфибол-флогопит-гранатовых породах гранат имеет альмандин-пироповый состав. В гранате установлена химическая зональность – от центра к краю зерен повышается содержание FeO и снижается – MnO. Определен возраст амфиболитов ⁴⁰Ar/³⁹Ar методом (405.2 ± 5.4 млн лет), что соответствует нижнему девону. Усредненные параметры образования амфиболсодержащих пород соответствуют Р = 6–13 кбар, Т = 430–860 °C и отвечают границе амфиболитовой и зеленосланцевой фаций и границе амфиболитовой и гранулитовой фаций. Спектры РЗЭ в изученных породах, нормированные относительно хондрита, показывают преобладание тяжелых лантаноидов над легкими.

   Вывод. Характер распределения РЗЭ близок к базальтам N-MORB. Можно сделать вывод, что рассмотренные породы сформировались на границе раннего и среднего девона, что связано с региональным метаморфизмом в условиях начинающейся коллизии.

1. Богданова А.Р. (2020) Цельзиан из гранатовых амфиболитов массива Рай-Из (Полярный Урал). Вестн. Урал. отд. РМО, (17), 5-9.

2. Богданова А.Р., Вахрушева Н.В., Ширяев П.Б. (2019) Главные и редкоземельные элементы амфиболитов массива Рай-Из (Полярный Урал). Вестн. Урал. отд. РМО, (16), 5-13.

3. Богданова А.Р., Вахрушева Н.В., Ширяев П.Б. (2022) Амфиболиты ультрамафитового массива Рай-Из (Полярный Урал). Металлогения древних и современных океанов, 28, 175-180.

4. Васильев Н.В., Удоратина О.В., Скоробогатова Н.В., Бородулин Г.П. (2012) Слюды месторождения Тайкеу (Полярный Урал): состав и вопросы классификации. Вестн. ИГ Коми НЦ УрО РАН, 1(205), 9-14.

5. Вахрушева Н.В. (1996) Метаморфизм хромитоносных гипербазитов Полярного Урала. Автореферат дисс. … канд. геол.-мин. наук. Екатеринбург: УГГГА, 24 с.

6. Вахрушева Н.В., Иванов К.С., Пучков В.Н., Ширяев П.Б. (2023) Субщелочные базальтоиды в ультрамафитах массива Рай-Из (Полярный Урал) и их петрогенетическое значение. Докл. АН. Науки о земле, 509(2), 208-214. doi: 10.31857/S2686739722602538

7. Вахрушева Н.В., Ширяев П.Б., Степанов А.Е., Богданова А.Р. (2017) Петрология и хромитоносность ультраосновного массива Рай-Из (Полярный Урал). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 265 с.

8. Вахрушева Н.В., Иванов К.С., Степанов А.Е., Шокальский С.П., Азанов А.Н., Хиллер В.В., Ширяев П.Б. (2016) Плагиоклазиты из хромитоносных ультрамафитов массива Рай-Из. Литосфера, (5), 134-145.

9. Государственная геологическая карта Российской Федерации. (2013) Масштаб 1:200 000. Изд. 2-е. Сер. Полярно-Уральская. Л. Q-41-XII. Объясн. зап. М.: ВСЕГЕИ.

10. Добрецов Н.Л., Молдаванцев Ю.Е., Казак А.П., Пономарева Л.Г., Савельева Т.Н., Савельев А.А. (1977) Петрология и метаморфизм древних офиолитов: на примере Полярного Урала и Западного Саяна. Новосибирск: Наука, 221 с. (Тр. ИГГ СО АН СССР, вып. 368).

11. Добрецов Н.Л., Ревердатто В.В., Соболев В.С., Соболев Н.В., Хлестов В.В. (1970) Фации метаморфизма. М.: Недра, 432 с.

12. Заварицкий А.Н. (1932) Перидотитовый массив Рай-Из в Полярном Урале. М.; Л.: ОНТИ, 221 с.

13. Иванов К.С., Вахрушева Н.В., Ширяев П.Б., Дриль С.И., Степанов А.Е. (2024) О природе Хараматолоуской структуры и соотношении Войкаро-Сыньинского и Рай-Изского ультрамафитовых массивов Полярного урала. Геодинамика и тектонофизика, 15(3), 0758.

14. Молдаванцев Ю.Е., Берлянд Н.Г., Казак А.П. (1977) Разрез земной коры Полярного Урала по геофизическим данным. Тр. ВСЕГЕИ, 240, 85-91.

15. Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. (2008) Изд. 2-е, перераб. и доп. СПб.: ВСЕГЕИ, 200 с.

16. Ревердатто В.В., Лиханов И.И., Полянский О.П., Шеплев В.С., Колобов В.Ю. (2017) Природа и модели метаморфизма. Новосибирск: СО РАН, 331 с.

17. Ронкин Ю.Л., Прямоносов А.П., Телегина Т.В., Лепихина О.П. (2000) Дунит-гарцбургитовый и дунит-верлит-клинопироксенит-габбровый комплексы Полярного Урала: REE и Sr-Nd ограничения. Изотопное датирование геологических процессов: новые методы и результаты. Тез. докл. I Рос. конф. по изотопной геохронологии. М.: ГЕОС, 302-305.

18. Строение и динамика литосферы Восточной Европы. Результаты исследований по программе EUROPROBE. (2006) (Отв. ред. Н.И. Павленкова). М.: Геокарт Геос, 736 с.

19. Строение, эволюция и минерагения гипербазитового массива Рай-Из. (1990) (Под ред. В.Н. Пучкова, Д.С. Штейнберга). Свердловск: УрО АН СССР, 228 с.

20. Травин А.В., Юдин Д.С., Владимиров А.Г., Хромых С.В., Волкова Н.И., Мехоношин А.С., Колотилина Т.Б. (2009) Термохронология Чернорудской гранулитовой зоны (Ольхонский регион, Западное Прибайкалье). Геохимия, (11), 1181-1199.

21. Ферштатер Г.Б. (1990) Эмпирический плагиоклаз-роговообманковый барометр. Геохимия, (3), 328-335.

22. Чащухин И.С., Вотяков С.Л., Щапова Ю.В. (2007) Кристаллохимия хромшпинели и окситермобарометрия ультрамафитов складчатых областей. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 310 с.

23. Чащухин И.С., Перевозчиков Б.В., Царицын Е.П. (1986) Метаморфизм гипербазитов массива Рай-Из (Полярный Урал). Исследования по петрологии и металлогении Урала. Сб. науч. тр. (Отв. ред. А.М. Дымкин, Г.Б. Ферштатер). Свердловск: УНЦ АН СССР, 49-75.

24. Шмелев В.Р. (2011) Мантийные ультрабазиты офиолитовых комплексов Полярного Урала: петрогенезис и обстановка формирования. Петрология, 19(6), 649-672.

25. Шмелев В.Р., Араи С., Тамура А. (2018) Природа мантийного субстрата в офиолитах Полярного Урала. Докл. АН, 479(4), 442-446. doi: 10.7868/S0869565218100195

26. Glassley W. (1974) Geochemistry and tectonics of Crescent volcanic rocks, Olympic Peninsula, Washington. Geol. Soc. Amer. Bull., 85, 785-794.

27. Graham C.M., Powell R. (1984) A garnet-hornblende geothermometer: calibration, testing, and application to the Pelona Schist, Southern California. J. Metamorf. Geol., 2(1), 33-42.

28. Hammarstrom J.M., Zen E.-An. (1986) Aluminium in hornblende: an empirical igneous geobarometer. Amer. Miner., 71(11/12), 1297-1313.

29. 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(11), 2031-2048. doi: 10.2138/am.2012.4276

30. Holland T., Blundy J. (1994) Non-ideal interactions in calcic amphiboles and their bearing on amphibole-plagioclase thermometry. Contrib. Mineral. Petrol., 116, 433-447.

31. Jaques A.L., Blake D.H., Donchak P.J.T. (1982) Regional metamorphism in the Selwyn Range area, north-west Queensland. BMR J. Austral. Geol. Geophys., 7(3), 181-196.

32. Leake B.E., Woolley 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.A., Maresch W.V., Nickel E.H., Rock N.M.S., Schumacher J.C., Smith D.C., Stephenson N.C.N., Ungaretti L., Whittaker E.J.W., Guo Y. (1997) Nomenclature of amphiboles. Canad. Miner., 35, 219-246.

33. Meng F., Shmelev V.R., Kulikova K.R., Ren Y. (2018) A red-corundum-bearing vein in the Rai-Iz ultramafic rocks, Polar Urals, Russia: the product of fluid activity in a subduction zone. Lithos, 320-321, 302-314. doi: 10.1016/j.lithos.2018.09.025

34. Morimoto N., Fabries J., Ferguson A.K., Ginzburg I.V., Ross M., Seifert F.A., Zussman J., Aoki K., Gottardi G. (1988) Nomenclature of pyroxenes. Amer. Miner., 73, 1123-1133.

35. Perchuk L.L., Lavrent’eva I.V. (1990) Some equilibria involving garnet, orthopyroxene and amphibole as geother-mometers and geobarometers for metamorphic rocks. Experiment-89, Informative volume. (Ed. by V.A. Zharikov). Moscow: Nauka, 44-45.

36. Powell R. (1985) Regression diagnostics and robust regression in geothermometer/geobarometer calibration: the garnet-clinopyroxene geothermometer revised. J. Metamorphic Geol., 3(3), 231-243.

37. Rieder M., Cavazzini G., D’yakonov Yu.S., Frank-Kamenetskii V.A., Gottardi G., Guggenheim S., Koval P.V., Mueller G., Neiva A.M.R., Radoslovich E.W., Robert J.-L., Sassi F.P., Takeda H., Weiss Z., Wones D.R. (1998) Nomenclature of the micas. Canad. Miner., 36(3), 905-912.

38. Schmidt M.W. (1991) Experimental calibration of the Al-in-hornblende geobarometer at 650 °C, 3.5–13.0 kbar. Terra abstracts, 3(1), 30.

39. Sun S., McDonough W.F. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. Geol. Soc. Spec. Publ., 42, 313-345.

40. Warr L.N. (2021) IMA–CNMNC approved mineral symbols. Mineral. Mag., 85, 291-320.

41. Wells P.R.A. (1979) P-T conditions in the Moines of the Central Highlands, Scotland. J. Geol. Soc. London, 136, 663-671. doi: 10.1144/gsjgs.136.6.0663

42. Zhang H., Hou Z., Rolland Y., Santosh M. (2022) The cold and hot collisional orogens: Thermal regimes and metallogeny of the Alpine versus Himalayan-Tibetan belts. Ore Geol. Rev., 141, 104671. doi: 10.1016/j.oregeorev.2021.104671