Акцессорные хромшпинелиды из мезоархейских коматиитов Фенноскандинавского щита
Аннотация
В статье приводятся результаты геохимического изучения акцессорных шпинелидов из мезоархейских (3.0-2.8 млрд лет) коматиитов AUDK-типа в зеленокаменных структурах Фенноскандинавского щита. В коматиитах установлено сосуществование нескольких генераций шпинелидов, в том числе реликтов первично-магматического хромит-алюмохромита (Cr2O3 - 43.31-51.61 мас. %, Al2O3 - 7.66-13.64 мас. %, #Cr - 70-79, #Mg - 6-11, #Fe < 10), являющегося равновесной минеральной фазой в коматиитовых расплавах и кристаллизующегося в интервале температур 1340-1370°C после выделения оливина. Выявленная геохимическая зональность в первичных хромитах является результатом равновесной кристаллизации коматиитового расплава с постепенным понижением температуры приводящим к образованию твердых растворов алюмохромит-субферриалюмохромитов. Поздние генерации шпинелидов представленные хроммагнетит-магнетитом кристаллизовались на заключительных, метаморфических стадиях перекристаллизации пород в интервале температур 380-410°С (по магнетит-ильменитовому термометру), что соответствует температурному режиму метаморфических преобразований коматиитовых комплексов. Показано, что метаморфические преобразования пород при давлении ≥5 кбар и температурах ≥450-500°С приводят к полной перекристаллизации первичных акцессорных фаз и не позволяют сохраниться реликтам первичных шпинелидов.
Об авторах
Зоя Рыбникова
Институт геологии Карельского научного центра РАН
Россия
Россия
Сергей Анатольевич Светов
Институт геологии Карельского научного центра РАН
Россия
Россия
Александр Вревский
Институт геологии и геохронологии РАН
Россия
Россия
Е. А. Климовская
Институт геологии Карельского научного центра РАН
Россия
Россия
Светлана Чаженгина
Институт геологии Карельского научного центра РАН
Россия
Россия
Список литературы
1. Арестова Н.А., Чекулаев В.П., Матвеева Л.В., Кучеровский Г.А., Лепехина Е.Н., Сергеев С.А. Новые данные о возрасте архейских пород Водлозерского домена (Балтийский щит) и их значение для гео-динамических реконструкций // Докл. АН. 2012. Т. 442, № 1. С. 67-73.
2. Володичев О.И., Кулешевич Л.В., Кузенко Т.И. Эндогенные режимы метаморфизма в различных геодинамических обстановках докембрия Карелии: Рукописный научный отчет. Петрозаводск: ИГ КарНЦ РАН, 2002. 187 с.
3. Вревский А.Б. Петрология и геодинамические режимы развития архейской литосферы (на примере северо-восточной части Балтийского щита). Л.: Наука, 1989. 143 с.
4. Вревский А.Б., Матреничев В.А., Ружьева М.С. Петрология коматиитов Балтийского щита и изотопно-геохимическая эволюция их мантийных источников // Петрология. 2003. Т. 11, № 6. С. 587-617.
5. Гирнис А.В. Экспериментальный петрогенезис коматиитов и высокомагнезиальных базальтов. Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. М., 1985. 18 с.
6. Гирнис А.В. Фазовые равновесия в мантии в связи с проблемой происхождения высокомагнезиальных магм.: Дис. … д-ра геол.-мин. наук. М., 1998. 410 с.
7. Гирнис А.В., Рябчиков И.Д., Богатиков О.А. Генезис коматиитов и коматиитовых базальтов. М.: Наука, 1987. 121 с.
8. Глебовицкий В.А., Бушмин С.А. Послемигматитовый метасоматоз. Л.: Наука, 1983. 215 с.
9. Кожевников В.Н. Архейские зеленокаменные пояса Карельского кратона как аккреционные орогены. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2000. 223 с.
10. Кожевников В.Н. Мезо-неоархейский Хизоваарский зеленокаменный комплекс в районе оз. Верхнее // Гранит-зеленокаменные системы архея и их поздние аналоги. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2009. С. 54-62.
11. Коматииты и высокомагнезиальные базальты раннего докембрия Балтийского щита. Л.: Наука, 1988. 192 с.
12. Кудряшов Н.М. Изотопный возраст пород архейского зеленокаменного пояса Колмозеро-Воронья // Рифтогенез, магматизм, металлогения докембрия. Корреляция геологических комплексов Фенноскандии: мат-лы Междунар. конф. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 1999. С. 78-79.
13. Куликов В.С., Куликова В.В., Бычкова Я.В. Ветреный пояс: тектоно- и петротип палеопротерозоя юго-восточной Фенноскандии // Геология Карелии от архея до наших дней. Петрозаводск: ИГ КарНЦ РАН, 2011. С. 91-103.
14. Куликов В.С., Куликова В.В., Бычкова Я.В. О классификации ультраосновных-основных высокомагнезиальных вулканитов нормальной и низкой щелочности (новый взгляд на примере Фенноскандии) // Геология и полезные ископаемые Карелии. 2012. № 15. C. 38-44.
15. Минералы: Справочник. Т. 2, вып. 3. Сложные окислы, титанаты, ниобаты, танталаты, антимонаты, гидроокислы / Под. ред. Ф.В. Чухрова. М.: Наука, 1967. 676 с.
16. Некрасов И.Я., Горбачев И.С. К вопросу о генезисе базитовых рудно-силикатных магм // Проблемы физико-химической петрологии (состояние флюида и растворов, метасоматоз, рудообразование). Т. 2. М.: Наука, 1979. С. 258-272.
17. Павлов Н.В. Химический состав хромшпинелидов в связи с петрографическим составом пород ультраосновных интрузивов // Тр. Ин-та геол. наук. Сер. Руд. месторожд. 1949. Вып. 103, № 3. 88 с.
18. Перевозчиков Б.В., Плотников А.В., Макиев Т.Т. Природа вариаций состава рудной и акцессорной хромшпинели ультрабазитового массива Сыум-Кеу (Полярный Урал) // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении: мат-лы Научн. чтений памяти П.Н. Чирвинского. Вып. 6. Пермь: ПГУ, 2004. С. 170-180.
19. Рыбникова З.П., Светов С.А. Геохимия акцессорных хромитов из мезоархейских коматиитов Центральной Карелии (на примере Совдозерской структуры) // Тр. КарНЦ РАН. Сер. Геология докембрия. 2014. № 1. С. 158-166.
20. Светов С.А. Магматические системы зоны перехода океан-континент в архее восточной части Фенноскандинавского щита. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2005. 230 с.
21. Светов С.А. Древнейшие адакиты Фенноскандинавского щита / Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2009. 115 с.
22. Светов С.А., Смолькин В.Ф. Модельные PT-условия генерации высокомагнезиальных магм докембрия Фенноскандинавского щита // Геохимия. 2003. Т. 41, № 8. С. 879-892.
23. Светов С.А., Фофанов А.Д., Мошкина Е.В., Репникова Е.А., Смолькин В.Ф., Кевлич В.И. Реальная структура и физические свойства хромитов как источник информации о их генезисе // Докл. АН. 2003. Т. 393, № 4. С. 532-535.
24. Светова А.И. Архейский вулканизм Ведлозерско-Сегозерского зеленокаменного пояса Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 1988. 148 с.
25. Смолькин В.Ф. Коматиитовый и пикритовый магматизм раннего докембрия Балтийского щита. СПб.: Наука, 1992. 272 с.
26. Смолькин В.Ф., Борисова В.В., Светов С.А., Борисов А.Е. Позднеархейские коматииты Урагубско-Титовской структуры, северо-запад Кольского региона // Петрология. 2000. Т. 8, № 2. C. 199-224.
27. Термический анализ минералов и горных пород. Л., 1974. 398 с.
28. Трофимов Н.Н., Голубев А.И. Пудожгорское благороднометальное титаномагнетитовое месторождение. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2008. 123 с.
29. Шпинелиды мантийных пород / С.С. Мацюк, А.Н. Платонов, Э.В. Польшин и др. Отв. ред. В.И. Павлишин. Киев: Наук. думка, 1989. 212 с.
30. Щипанский А.А. Субдукционные и мантийно-плюмовые процессы в геодинамике формирования архейских зеленокаменных поясов. М.: ЛКИ, 2008. 544 с.
31. Arndt N.T. Komatiites: a dirty window to the Archean mantle // Terra Cognita. 1986. V. 6. P. 59-66.
32. Arndt N.T., Lesher C.M., Barnes S.-J. Komatiite. Cambridge: Cambridge University Press, 2008. 467 p.
33. Barnes S.-J. Chromite in komatiites: I. Magmatic controls on crystallization and composition // J. Petrol. 1998. V. 39. P. 1689-1720.
34. Barnes S.-J. Chromite in komatiites: II. Modification during greenschist to mid-amphibolite facies metamorphism. // J. Petrol. 2000. V. 41. P. 387-409.
35. Barnes S.-J., Kunilov V.Y. Spinels and Mg-ilmenites from the Noril’sk-1 and Talnakh intrusions and other mafic rocks of the Siberian flood basalt province // Econ. Geol. 2000. V. 95. P. 1701-1717.
36. Barnes S.-J., Roeder P.L. The range of spinel compositions in terrestrial mafic and ultramafic rocks // J. Petrol. 2001. V. 42. P. 2279-2302.
37. Barnes S.-J., Tang Z. Chrome spinels from the Jinchuan Ni-Cu sulphide deposit, Gansu Province, People’s Republic of China / Econ. Geol. 1999. V. 94. P. 343-356.
38. Cameron W.E., Nisbet E.G. Phanerozoic analogues of komatiitic basalts // Komatiites. N.T. Arndt, E.G. Nisbet (eds.). L.: George Allen & Unwin, 1982. P. 29-49.
39. Danyushevsky L.V. The effect of small amounts of H2O on crystallization of mid-ocean ridge and backarc basin magmas // J. Volcan. Geoth. Res. 2001. V. 110, № 3-4. P. 265-280.
40. Danyushevsky L.V., Plechov P.Yu. Petrolog 3: Integrated software for modeling crystallization processes // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2011. V. 12, № 7.
41. Herrington R.J., Evans D.M., Buchanan D.L. Metallogenic aspects // M.J. DeWitt, L.D. Ashwal (eds.) //Greenstone belts. Oxford: Claredon press, 1997. P. 177-219.
42. Herzberg C. Depth and degree of melting of komatiites // J. Geophys. Res. 1992. V. 97. P. 4521-4540.
43. Herzberg C. Generation of plume magmas through time: an experimental perspective // Chem. Geol. 1995. V. 126. P. 1-16.
44. Herzberg C. Basalts as temperature probes of Earth’s mantle // Geol. 2011. V. 39. P. 1179-1180.
45. Herzberg C., O`Hara M.J. Phase equilibrium constraints on the origin of basalts, picrites and komatiites // Earth-Sci. Rev. 1998. V. 44. P. 39-79.
46. Hill R.E.T. Komatiite volcanology, volcanological setting and primary geochemical properties of komatiite-associated nickel deposits // Geochem.: Explor., Environю, Analysis. 2001. V. 1. P. 365-381.
47. Hill R.E.T., Gole M., Barnes S.-J. Physical volcanology of komatiites, a field guide to the komatiites between Kalgoorli and Wiluna, Eastern Goldfields Province, Yilgarn block, Western Australia // Excursion Guide Book 1, Geol. Soc. of Australia, Western Australia division. Perth, 1987. 74 p.
48. Irvine T.N. Chromian spinel as a petrogenetic indicator. Part I: Theory // Can. J. Earth Sci. 1965. V. 2. P. 648-672.
49. Isley A.E., Abbott D.H. Plume-related mafic volcanism and the deposition of banded iron-formation // J. Geophys. Res. 1999. V. 104. P. 15461-15477.
50. Isley A.E., Abbott D.H. Implications of the temporal distribution of high Mg magmatism for mantle plume volcanism // J. Geol. 2002. V. 110. P. 141-158.
51. Kamenetsky V.S., Crawford A.J., Meffre S. Factors controlling chemistry of magmatic spinel: An empirical study of associated olivine, Cr-spinel and melt inclusions from primitive rocks. // J. Petrol. 2001. V. 4. P. 655-671.
52. Komatiites / N.T. Arndt, E.G. Nisbet (eds.). L.: Allen and Unwin, 1982. 525 p.
53. Le Bas M.J. IUGS Reclassification of the high-Mg and picritic volcanic rocks // J. Petrol. 2000. V. 41. P. 1467-1470.
54. Lesher C.M. Komatiite-associated nickel sulfide deposits // Rev. in Econ. Geol. 1989. V. 4. P. 45-101.
55. Naldrett A.J. Magmatic sulfide deposits // Oxford Monographs on Geology and Ggeophysics. 1989. № 14. 342 p.
56. Nisbet E.G., Cheadle M.J., Arndt N.T., Bickle M.J. Constraining the potential temperature of the Arcaean mantle: A review of the evidence from komatiites // Lithos. 1993. V. 30. P. 291-307.
57. Pagй P., Barnes S.-J., Bйdard J.H., Zientek M.L. In situ determination of Os, Ir, and Ru in chromites formed from komatiite, tholeiite and boninite magmas: implications for chromite control of Os, Ir and Ru during partial melting and crystal fractionation // Chem. Geol. 2012. V. 302-303. Р. 3-15.
58. Puchtel L.S., Hofmann A.W., Mezger K. et al. Oceanic plateau model continental crustal growh in the Archaean: A case study from Kostomuksha greenstone belt, NW Baltic Shield // Earth Planet. Sci. Lett. 1998. V. 155. P. 57-74.
59. Spencer K.J., Lindsley D.H. A solution model for coexisting iron-titanium oxides // Amer. Min. 1981. V. 66. P. 1190-1201.
60. Sproule R.A., Lesher C.M., Ayer J.A., Thurston P.C., Herzberg C.T. Spatial and temporal variations in the geochemistry of komatiitic basalts in the Abitibi greenstone belt // Precambrian Res. 2002. V. 115. P. 153-186.
61. Svetov S.A., Svetova A.I., Huhma H. Geochemistry of the komatiite-tholeiite rock association in the Vedlozero-Segozero archean greenstone belt, Central Karelia // Geochem. Int. 2001. V. 39, Suppl. 1. P. 24-38.
62. Viljoen M.J.,Viljoen R.P. The geology and geochemistry of the Lower Ultramafic Unit of the Onverwacht Group and a proposed new class of igneous rock // Geol. Soc. S. Afr. Spec. Publ. 1969. Pub. 2. P. 55-86.
63. Vrevsky A.B., Krymsky R.Sh., Svetov S.A. Isotopic (Nd, O) and geochemical (REE) heterogenity of the Archaen mantle, Baltic Shield. Precambrian Crust Evolution in the North Atlantic Region // Sp. Publ. Geol. Soc. London. 1996. № 112. P. 34-48.
64. Zhang J., Herzberg C. Melting experiments on anhydrous peridotite KLB-1 from 5.0 to 22.5 Gpa // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 1729-1774.
Рецензия
Для цитирования:
Рыбникова З., Светов С.А., Вревский А., Климовская Е.А., Чаженгина С. Акцессорные хромшпинелиды из мезоархейских коматиитов Фенноскандинавского щита. Литосфера. 2014;(6):22-44.
Просмотров:
386
Послать статью по эл. почте 