Природа амфиболов в породах клинопироксенит-габбронорит-диоритового кааламского комплекса (Северное Приладожье)

   Объект исследования. Изучены амфиболы пород метаморфизованного многофазного клинопироксенит-габбронорит-диоритового кааламского комплекса в Северном Приладожье.

   Цель. Выяснение генезиса амфиболов всех типов пород данного комплекса.

   Методы. Анализ морфологии амфиболов методами оптической (Olimpus BX53) и электронной микроскопии (JEOL JSM-6510LA) и химического состава минералов на энергодисперсионном спектрометре JEOL JED-2200. Моделирование минеральных парагенезисов методом минимизации энергии Гиббса с помощью программы MAGEMin.

   Результаты. В породах кааламского комплекса выделены амфиболы магматического и метаморфического генезиса. Показано наличие магматических амфиболов (магнезиогастингситов и магнезиоферригорнблендитов) в пироксенитах 1-й фазы и в габбродиоритах 2-й фазы внедрения, которые отличаются повышенным содержанием титана и имеют температуры кристаллизации, выше температуры регионального метаморфизма. Часть амфиболов в пироксенитах, габбро и габбродиоритах, а также все амфиболы в диоритах и тоналитах 3-й фазы имеют метаморфическую природу. Образование этих амфиболов могло происходить как за счет замещения пироксенов, так и за счет более раннего магматического амфибола. Дискриминационные диаграммы с проекциями петрохимических параметров амфиболов (содержание титана, магнезиальность и др.) пригодны для предварительной оценки их природы, однако полностью полагаться только на них не следует в силу перекрытия составов минералов разного генезиса.

   Выводы. В метаморфизованных породах массива Кааламо и его сателлитов встречаются не только метаморфогенные амфиболы, но и магматические, что указывает на высокую водонасыщенность родоначальной магмы.

1. Анисимов Р.Л., Балтыбаев Ш.К., Арискин А.А., Петракова М.Е., Богомолов Е.С. (2025) Реконструкция характеристик исходного расплава многофазной клинопироксенит-габбронорит-диоритовой интрузии Кааламо (Северное Приладожье, Южная Карелия). Геохимия, 70(3), 189-213. doi: 10.31857/S0016752525030011

2. Анисимов Р.Л., Петракова М.Е., Балтыбаев Ш.К., Галанкина О.Л. (2024) Магматические и метаморфические минералы в метагабброидах Северного Приладожья: критерии разделения. Записки РМО, 153(2), 3-31. doi: 10.31857/S0869605524020011

3. Балтыбаев Ш.К. (2013) Cвекофеннский ороген фенноскандинавского щита: вещественно-изотопная зональность и ее тектоническая интерпретация. Геотектоника, (6), 44-59. doi: 10.7868/S0016853X13060027

4. Балтыбаев Ш.К. (2020) Метаморфизм и метаморфические зоны Северного Приладожья. Ладожская протерозойская структура (геология, глубинное строение и минерагения). Петрозаводск: КарНЦ РАН, 147-162.

5. Балтыбаев Ш.К., Глебовицкий В.А., Козырева И.В., Конопелько Д.Л., Левченков О.А., Седова И.С., Шульдинер В.И. (2000) Геология и петрология свекофеннид Приладожья. СПб.: Изд-во СПбГУ, 200 c.

6. Богачев В.А., Иваников В.В., Козырева И.В., Конопелько Д.Л., Левченков О.А., Шульдинер В.И. (1999а) U-Pb цирконовое датирование синорогенных габбро-диоритовых и гранитоидных интрузий Северного Приладожья. Вестник СПбГУ, 7(3), 23-33.

7. Богачев В.А., Иваников В.В., Филиппов Н.Б. (1999б) Отчет по теме: “Выделение петролого-геохимических эталонов магматических комплексов как индикаторов палеогеодинамических обстановок в Ладожской структурной зоне для геодинамического анализа при ГДП-200”. Фондовый отчет, кн. 1. СПб.: Фонды СЗРГЦ, 197 с.

8. Доливо-Добровольский Д.В. (2025) MINAL – программа для эффективной работы с химическими анализами минералов. Записки РМО, 154(1), 142-150. doi: 10.31857/S0869605525010086

9. Иващенко В.И., Ручьев А.М. (2020) Кааламский комплекс. Ладожская протерозойская структура (геология, глубинное строение и минерагения). Петрозаводск: КарНЦ РАН, 76-85.

10. Макарова Г.В. (1971) Отчет о геолого-поисковых работах на медь, никель и кобальт, проведенных Тохмайокской партией в Северном Приладожье КАССР в 1969–70 гг. Фондовый отчет, т. 1. Петрозаводск: Фонды КГЭ, 169 с.

11. Мыскова Т.А., Львов П.А. (2020) Протерозой, ладожская серия. Ладожская протерозойская структура (геология, глубинное строение и минерагения). Петрозаводск: КарНЦ РАН, 28-43.

12. Рахимов И.Р., Вишневский А.В. (2023) Роговая обманка в ультрамафит-мафитах худолазовского комплекса Южного Урала: условия кристаллизации и петрологические следствия. Литосфера, 23(5), 766-784. doi: 10.24930/1681-9004-2023-23-5-766-784

13. Саранчина Г.М. (1949) Петрология Кааламской интрузии (юго-западная Карелия). Известия Карело-Финской научно-исследовательской базы АН СССР, (2), 57-80.

14. Светов А.П., Свириденко Л.П. (1992) Стратиграфия докембрия Карелии. Сортавальская серия свекокарелид Приладожья. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 152 с.

15. Степанов К.И., Санин Д.М., Санина Г.Н. (2004) Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200 000. Изд. второе, Карельская серия. Листы Р-35-XXIV, P-36-XIX.Объяснит. записка. СПб.: ГГУП “Минерал”, 230 с.

16. Cawthorn R.G., O’Hara M.J. (1976) Amphibole fractionation in calc-alcaline magma genesis. Amer. J. Sci., 276, 309-329.

17. Coogan L.A., Wilson R.N., Gillis K.M., MacLeod C.J. (2001) Near-solidus evolution of oceanic gabbros: insights from amphibole geochemistry. Geochim. Cosmochim. Acta, 65(23), 4339-4357.

18. Chen G.Y., Sun D.S., Yin H.A. (1988) Genetic Mineralogy and Prospecting Mineralogy. Chongqiong: Chongqiong Press, 874 p. (In Chinese)

19. 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, 1-23.

20. Fan S., Jin B., Yue W., Dang L., Wang M., Kong Q. (2021) Type and genesis amphibole in the Huanghe River and Changjiang River estuaries and significance of its provenance. Geosci. J., 25(5), 575-587. doi: 10.1007/s12303-020-0061-4

21. Green E.C.R., Holland T.J.B., Powell R., Weller O.M., Riel N. (2025) Corrigendum to: Melting of Peridotites through to Granites: A Simple Thermodynamic Model in the System KNCFMASHTOCr, and, a Thermodynamic Model for the Subsolidus Evolution and Melting of Peridotite. J. Petrol., 66(1). doi: 10.1093/petrology/egae079

22. Green E.C.R., White R.W., Diener J.F.A., Powell R., Holland T.J.B., Palin R.M. (2016) Activity-composition relations for the calculation of partial melting equilibria in metabasic rocks. J. Мetamorph. Geol., 34(9), 845-869. doi: 10.1111/jmg.12211

23. Hammarstrom J.M., Zen E. (1986) Aluminum in hornblende: An empirical igneous geobarometer. Amer. Miner., 71, 1297-1313.

24. Hawthorne F.C., Oberti. R. (2007) Classification of Amphiboles. Rev. Mineral. Geochem., 67, 55-88.

25. 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. doi: 10.2138/am.2012.4276

26. Holland T., Blundy J. (1994) Non-ideal interactions in calcic amphiboles and their bearing on amphibole-plagioclase thermometry. Contrib. Mineral. Petrol., 116(4), 433-447. doi: 10.1007/BF00310910

27. Holland T.J.B., Green E.C.R., Powell R. (2018). Melting of Peridotites through to Granites: A Simple Thermodynamic Model in the System KNCFMASHTOCr. J. Petrol., 59(5), 881-900. doi: 10.1093/petrology/egy048

28. Hollister L.S., Grissom G.C., Peters E.K., Stowell H.H., Sisson V.B. (1987) Confirmation of the empirical correlation of Al in hornblende with pressure of solidification of calc-alkaline plutons. Amer. Miner., 72, 231-239.

29. Holloway J.R. (1973) The system pargasite–H₂O–CO₂: A model for melting of a hydrous mineral with a mixed-volatile fluid–I. Experimental results to 8 kbar. Geochim. Cosmochim. Acta., 35, 651-666.

30. Holloway J.R., Burnham C.W. (1972) Melting relations of basalt with equilibrium water pressure less than total pressure. J. Petrol., 13, 1-29.

31. Johnson M.C., Rutherford M.J. (1989) Experimental calibration of the aluminum-in-hornblende geobarometer with application Long Valley caldera (California) volcanic rocks. Geology, 17, 837-841.

32. Krawczynski M.J., Grove T.L., Behrens H. (2012) Amphibole stability in primitive arc magmas: effects of temperature, H₂O content, and oxygen fugacity. Contrib. Mineral. Petrol., 164(2), 1-27.

33. Larocque J., Canil D. (2010) The role of amphibole in the evolution of arc magmas and crust: the case from the Jurassic Bonanza arc section, Vancouver Island, Canada. Contrib. Mineral. Petrol., 159, 475-492.

34. Liu D., Duan S., Chen M., Wang W., Yin J., Maimaiti M. (2025) Amphibole-Based Constraints on Magmatic Evolution and Fe–Ti Oxide Enrichment in the Xiaohaizi Ultramafic–Mafic Intrusion, Bachu, Xinjiang, China. Minerals, 15(12), 1275.

35. Locock A.J. (2014) An Excel spreadsheet to classify chemical analyses of amphiboles following the IMA 2012 recommendations. Comput. Geosci., 62, 1-11. doi: 10.1016/j.cageo.2013.09.011

36. Molina J.F., Cambeses A., Moreno J.A., Morales I., Montero P., Bea F. (2021) A reassessment of the amphibole-plagioclase NaSi-CaAl exchange thermometer with applications to igneous and high-grade metamorphic rocks. Amer. Miner., 106(5), 782-800. doi: 10.2138/am-2021-7400

37. Molina J.F., Moreno J.A., Castro A., Rodriguez C., Fershtater G.B. (2015) Calcic amphibole thermobarometry in metamorphic and igneous rocks: New calibrations based on plagioclase/amphibole Al-Si partitioning and amphibole/liquid Mg partitioning. Lithos, 232, 286-305. doi: 10.1016/j.lithos.2015.06.027

38. Otten M.T. (1984) The origin of brown hornblende in the Artfjallet gabbro and dolerites. Contrib. Mineral. Petrol., 86, 189-199.

39. 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, 841-858.

40. Ridolfi F. (2021) Amp-TB2: An Updated Model for Calcic Amphibole Thermobarometry. Minerals, 11(3), 324. doi: 10.3390/min11030324

41. Ridolfi F., Renzulli A. (2012) Calcic amphiboles in calc-alkaline and alkaline magmas: thermobarometric and chemometric empirical equations valid up to 1,130 °C and 2.2 GPa. Contrib. Mineral. Petrol., 163(5), 877-895. doi: 10.1007/s00410-011-0704-6

42. 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.

43. Riel N., Kaus B.J.P., Green E.C.R., Berlie N. (2022) MAGEMin, an Efficient Gibbs Energy Minimizer: Application to Igneous Systems. Geochem. Geophys. Geosyst., 23(7). doi: 10.1029/2022GC010427

44. 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.

45. Torres García M.F., Calderón M., Ramírez de Arellano C., Hervé F., Opitz J., Theye T., Fanning C.M.,

46. Pankhurst R.J., González-Guillot M., Fuentes F., Babinski M. (2020) Trace element composition of amphibole and petrogenesis of hornblendites and plutonic suites of Cretaceous magmatic arcs developed in the Fuegian Andes, southernmost South America. Lithos, 372–373, 105656.

47. Whitney D.L., Evans B.W. (2010) Abbreviations for names of rock-forming minerals. Amer. Miner., 95, 185-187. doi: 10.2138/am.2010.3371

48. Yavuz F., Döner Z. (2017) WinAmptb: A Windows program for calcic amphibole thermobarometry. Period. Mineral., 86, 135-167.