РЕЛИКТЫ ПЕРВИЧНО МАГМАТИЧЕСКИХ АКЦЕССОРНЫХ ШПИНЕЛИДОВ В АРХЕЙСКИХ КОМАТИИТАХ ВОСТОЧНОЙ ФЕННОСКАНДИИ

Зоя Павловна Рыбникова, Zoya Rybnikova

Аннотация


В статье приводятся результаты комплексного изучения реликтов первично-магматических шпинелидов из архейских (3,0-2,7 млрд лет) коматиитовых серий зеленокаменных структур восточной части Фенноскандинавского щита. Проана­лизированы акцессорные минералы из массивных и мезокумулятивных зон расслоенных лавовых потоков коматиитов (содержащих 24-30 вес. % МдО). В коматиитах установлено сосуществование нескольких генераций шпинелидов, в том числе реликтов первично-магматического хромит-алюмохромита (Сг2О3 44,64-51,80, AI2O3 9,39-13,74, #Сг 68,97-78,52, #Мд 3,98-12,14, #Fe < 12), являющегося равновесной минеральной фазой в коматиитовых расплавах и кри­сталлизующегося в интервале температур 1340-1370 °С после выделения оливи­на. Выявленная геохимическая зональность в первичных шпинелидах является результатом равновесной кристаллизации коматиитового расплава с постепен­ным понижением температуры, приводящей к образованию твердых растворов алюмохромит-субферриалюмохромитов. Показано, что метаморфические преоб­разования пород при давлении > 5 кбар и температурах > 500 °С приводят к пол­ной перекристаллизации первичных шпинелидов.


Ключевые слова


хромиты; коматииты; архей

Полный текст:

PDF

Литература


Арестова Н. А., Чекулаев В. П., Матвеева Л. В. и др. Новые данные о возрасте архейских пород Водлозерского домена (Балтийский щит) и их значение для геодинамических реконструкций //Доклады Академии наук. 2012. Т. 442, № 1. С. 67-73.

Володичев О. И., КулешевичЛ. В., Кузенко Т. И. Эндогенные режимы метаморфизма в различных геодинамических обстановках докембрия Карелии // Рукописный науч. отчет, ИГ КарНЦ РАН. 2002. 187 с.

Вревский А. Б. Петрология и геодинамические режимы развития архейской литосферы (на примере северо-восточной части Балтийского щита). Л.: Наука, 1989. 143 с.

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.

Кожевников В. Н. Архейские зеленокаменные пояса Карельского кратона как аккреционные орогены. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2000. 223 с.

Куликов В. С, Куликова В. В. и др. Коматииты и высокомагнезиальные базальты раннего докембрия Балтийского щита. Л.: Наука, 1988. 192 с.

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: КарНЦ РАН, 2011.С.91-103.

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. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2012. № 15. С. 38-44.

Минералы. Справочник. Том 2. Вып. 3. Сложные окислы, титанаты, ниобаты, танталаты, антимонаты, гидроокислы / Под. ред. Ф. В. Чухрова. М.: Наука, 1967.676 с.

Некрасов И. Я., Горбачев И. С. К вопросу о генезисе базитовых рудно-силикатных магм // Проблемы физико-химической петрологии (состояние флюида и растворов, метасоматоз, рудообразование). М.: Наука, 1979. Т. 2. С. 258-272.

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.

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: науч. чтения памяти П. Н. Чир-винского. Вып. 6. Пермь: Перм.ун-т, 2004. С. 170-180.

Рыбникова 3. П., Светов С. А. Геохимия акцессорных хромитов из мезоархейских коматиитов Центральной Карелии (на примере Совдозерской структуры) //Труды Карельского научного центра РАН. Серия Геология докембрия. 2014. № 1. С. 158-166.

Рыбникова 3. П., Светов С. А., Вревский А. Б. и др. Акцессорные хромшпинелиды из мезоархейских коматиитов Фенноскандинавского щита // Литосфера. 2014. № 6. С. 22-44.

Светов С. А. Древнейшие адакиты Фенноскандинавского щита. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2009. 115с.

Светов С. А. Магматические системы зоны перехода океан-континент в архее восточной части Фенноскандинавского щита. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2005.230 с.

Светов С. А., Рыбникова 3. П., Вревский А. Б. Реконструкция Р—Т параметров генерации и излияния мезоархейских коматиитовых расплавов по данным изучения акцессорных шпинелидов // Вестник Санкт-Петербургского университета. Сер. 7. 2014. №4. С. 19-36.

Светов С. А., Смолькин В. Ф. Модельные РТ-условия генерации высокомагнезиальных магм докембрия Фенноскандинавского щита // Геохимия. 2003. Т. 41, №8. С. 879-892.

Смолькин В. Ф. Коматиитовый и пикритовый магматизм раннего докембрия Балтийского щита. СПб.: Наука, 1992.272 с.

ArndtN. Т. Komatiites: a dirty window to the Archean mantle // Terra Cognita. 1986. Vol. 6. P. 59-66.

Arndt N. Т., Lesher C. M., Barnes S. J. Komatiite. Cambridge: Cambridge University Press., 2008. 467 p.

Barnes S. J. Chromite in komatiites, I. Magmatic controls on crystallization and composition. // Journal of Petrology. 1998. Vol. 39. P. 1689-1720.

Barnes S. J. Chromite in komatiites, II. Modification during greenschist to mid-amphibolite facies metamor-phism //Journal of Petrology. 2000. Vol. 41. P. 387-409.

Barnes S. J., KunilovV. 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. Vol. 95. P. 1701-1717.

Barnes S. J., Roeder P. L. The range of spinel compositions in terrestrial mafic and ultramafic rocks //J. Petrol. 2001. Vol. 42. P. 2279-2302.

Cameron I/I/. E., Nisbet E. G. Phanerozoic analogues of komatiitic basalts. In: Komatiites (eds. N. T. Arndt, E. G. Nisbet). George Allen & Unwin, London. 1982. P. 29-49.

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. Vol. 110, No 3-4. P. 265-280.

Danyushevsky L. V., Plechov P. Yu. Petrolog 3: Integrated software for modeling crystallization processes // Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 29 July 2011. 2011. Vol. 12. N 7. Q07021, doi: 10.1029/2011GC003516.

Godel B. M., Barnes S. J., Barnes S. J. Deposition mechanisms of magmatic sulphide liquids: evidence from high-resolution x-ray computedtomography andtrace element chemistry of komatiite-hosted disseminated sulphides // Journal of Petrology. 2013. Vol.54, No 7. P. 1454-1481.

Herzberg С Generation of plume magmas through time: an experimental perspective//Chemical Geology. 1995. Vol. 126. P. 1-16.

Herzberg C, O'Hara M. J. Phase equilibrium constraints on the origin of basalts, picrites and komatiites // Earth-Science Reviews. 1998. Vol. 44. P. 39-79.

Irvine T. N. Chromian spinel as a petrogenetic indicator, part I. theory. Canadian Journal of Earth Sciences. 1965. Vol. 2. P. 648-672.

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. Vol. 4. P.655-671.

Le Bas M. J. IUGS Reclassification of the high-Mg and picritic volcanic rocks // J. Petrol. 2000. Vol. 41. P.1467-1470.

Page P., Barnes S. J., BedardJ. H., ZientekM. 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 // Chemical Geology. 2012. Vol. 302-303. P. 3-15.

Page, P., Barnes, S. J. Using trace elements in chromites to constrain the origin of podiform chromitites in the Thetford Mines Ophiolite, Quebec, Canada // Economic Geology. 2009. Vol. 104(7). P. 997-1018.

Papunen H., Halkoaho Т., Luukkonen E. Archaean evolution of the Tipasjarvi-Kuhmo-Suomussalmi Greenstone Complex, Finland // Bulletin of the Geological Survery of Finland 2009. Vol.403. 68 p.

Puchtel L S., Hofmann A. I.I., 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. Vol. 155. P. 57-74.

Spencer K. J., Lindsley D. H. A solution model for coexisting iron-titanium oxides. American Mineralogist. 1981.Vol.66. P. 1190-1201.

Svetov S. A., SvetovaA. I., Huhma H. Geochemistry of the komatiite-tholeiite rock association in the Vedlozero-Segozero archean greenstone belt, Central Karelia // Geochemistry International. 2001. Vol. 39. Suppl. 1. P. 24-38.

Zhang J., Herzberg С Melting experiments on anhydrous peridotite KLB-1 from 5.0 to 22.5 Gpa //J. Geophysical Res. 1994. Vol. 99. P. 1729-1774.

REFERENCES in ENGLISH

Arestova N. A., Chekulaev V. P., Matveeva L V, Kucherovskii G. A., Lepekhina E. N., SergeevS. A. Novye dannye о vozraste arkheiskikh porod Vodlozerskogo domena (Baltiiskii shchit) i ikh znachenie dlya geodinamicheskikh rekonstruktsii [New age data on the Archean rocks of the Vodlozero domain (Baltic Shield) and their significance for geodynamic reconstructions]. Doklady Akademii nauk [Proceedings of the Academy of Sciences]. 2012. Vol. 442, No 1. P. 67-73.

Volodichev O. I., Kuleshevich L. V, Kuzenko T. I. Endogennye rezhimy metamorfizma v razlichnykh geodinamicheskikh obstanovkakh dokembriya Karelii [Endogenous regimes of metamorphic transformations in various geodynamic settings in the Precambrian of Karelia]. Rukopisnyi nauch. otchet, IG KarNTS RAN. 2002. 187 p.

Vrevskii A. B. Petrologiya i geodinamicheskie rezhimy razvitiya arkheiskoi litosfery (na primere severo-vostochnoi chasti Baltiiskogo shchita) [Petrology and geodynamic regimes of the Archean lithosphere development (example of the northeastern part of the Baltic Shield)]. Leningrad: Nauka, 1989. 143 p.

Vrevskii А. В., Matrenichev V. A., Ruzh'eva M. S. Petrologiya komatiitov Baltiiskogo shchita i izotopno-geokhimicheskaya evolyutsiya ikh mantiinykh istochnikov [Petrology of komatiites from the Baltic Shield and isotope geochemical evolution of their mantel sources]. Petrologiya. 2003. Vol. 11, No 6. P. 587-617.

Kozhevnikov V. N. Arkheiskie zelenokamennye poyasa Karel'skogo kratona как akkretsionnye orogeny [Archean greenstone belts of the Karelian Craton as accreationary orogens]. Petrozavodsk: KarRC of RAS, 2000. 223 p.

Kulikov V. S., Kulikova V. V. i dr. Komatiity i vysokomagnezial'nye bazal'ty rannego dokembriya Baltiiskogo shchita [Komatiites and high-magnesium basalts of the early Precambrian from the Baltic Shield]. Leningrad: Nauka, 1988. 192 p.

Kulikov V. S., Kulikova V. V, Bychkova Ya. V. Vetrenyi poyas: tektono- i petrotip paleoproterozoya yugo-vostochnoi Fennoskandii [Windy belt: early proterozoic tectonic and petrologic type of the southeastern Fennoscandia]. Geologiya Karelii ot arkheya do nashikh dnei [Geology of Karelia from the Archean to the present]. Petrozavodsk: KarRC of RAS, 2011. P. 91-103.

Kulikov V. S., Kulikova V. V, Bychkova Ya. V. О klassifikatsii ul'traosnovnykh-osnovnykh vysokomag-nezial'nykh vulkanitov normal'noi i nizkoi shchelochnosti (novyi vzglyad na primere Fennoskandii) [On the classification of the ultrabasic-basic high-magnesium volcanic rocks of normal and low alkalinity (a new look on the example of Fennoscandia)]. Geologiya ipoleznye iskopaemye Karelii [Geology and mineral resources of Karelia]. Petrozavodsk: KarRC of RAS, 2012. No 15. P. 38-44.

Mineraly. Slozhnye okisly, titanaty, niobaty, tantalaty, antimonaty, gidrookisly [Minerals. Complex oxides, titanates, niobates, tantalates, antimonates, hydroxides]. Spravochnik. Ed. F. V. Chukhrova. Moscow: Nauka, 1967. Vol. 2, iss. 3. 676 p.

Nekrasov I. Ya., Gorbachev I. S. К voprosu о genezise bazitovykh rudno-silikatnykh magm [On the question of the basic ore and silicate magma genesis]. Problemy fiziko-khimicheskoi petrologii (sostoyanie flyuida i rastvorov, metasomatoz, rudoobrazovanie) [Problems of physiochemical Petrology (condition of fluids and solutions, metasomatism, ore formation)]. Moscow: Nauka, 1979. Vol. 2. P. 258-272.

Pavlov N. V. Khimicheskii sostav khromshpinelidov v svyazi s petrograficheskim sostavom porod ul'traosnovnykh intruzivov [Chemical composition of chrome-spinels in view of the petrographic composition of the rocks of the ultrabasic intrusion]. Jr. In-ta geol. nauk. Ser. Rud. mestorozhd. [Proceedings of the Institute of Geological Sciences. Ore deposits series]. 1949. Iss. 103, No 3.88 p.

Perevozchikov B. V, Plotnikov A. V., Makiev Т. Т. Priroda variatsii sostava rudnoi i aktsessornoi khromshpineli ul'trabazitovogo massiva Syum-Keu (Polyarnyi Ural) [Nature of variations in the composition of the ore and accessory chrome-spinels from Syum-Keu ultrabasic massif (Polar Urals)]. Problemy mineralogii, petrografii i metallogenii: nauch. chteniya pamyati P. N. Chirvinskogo. Iss. 6. Perm': Perm, un-t, 2004. P. 170-180.

Rybnikova Z. P., Svetov S. A. Geokhimiya aktsessornykh khromitov iz mezoarkheiskikh komatiitov Tsentral'noi Karelii (na primere Sovdozerskoi struktury) [Geochemistry of accessory chromites in mesoarchean komatiites from Central Karelia (Sovdozero structure)]. Trudy Karel'skogo nauchnogo tsentra RAN. Seriya Geologiya dokembriya [Proceedings of the Karelian research centre RAS. Precambrian geology series]. 2014. No 1. P. 158-166.

Rybnikova Z. P., Svetov S. A., Vrevskii А. В., Klimovskaya E. A., Chazhengina S. Yu. Aktsessornye khromshpinelidy iz mezoarkheiskikh komatiitov Fennoskandinavskogo shchita [Accessory chrome-spinels in Mesoarchean komatiites of the Fennoscandian Shield]. Litosfera. 2014. No 6. P. 22-44.

Svetov S. A. Drevneishie adakity Fennoskandinavskogo shchita [The oldest adakites of the Fennoscandian Shield]. Petrozavodsk: KarRC of RAS, 2009. 115 p.

Svetov S. A. Magmaticheskie sistemy zony perekhoda okean-kontinent v arkhee vostochnoi chasti Fennoskandinavskogo shchita [Magmatic systems in the ocean-continent transition zone in the Archean of the eastern Fennoscandian Shield]. Petrozavodsk: KarRC of RAS, 2005. 230 p.

Svetov S. A., Rybnikova Z. P., Vrevskii A. B. Rekonstruktsiya P—T parametrov generatsii i izliyaniya mezoarkheiskikh komatiitovykh rasplavov po dannym izucheniya aktsessornykh shpinelidov [Reconstruction of P—T parameters of generation and extrusion of Mesoarchean komatiitic melts according to the study of accessory spinels]. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta [Herald of St. Petersburg University]. Ser. 7. 2014. No 4. P. 19-36.

Svetov S. A., Smol'kin V. F. Model'nye PT-usloviya generatsii vysokomagnezial'nykh magm dokembriya Fennoskandinavskogo shchita [Model PT-conditions of high-magnesia magma generation in the Precambrian of the Fennoscandian Shield]. Geokhimiya. 2003. Vol. 41, No 8. P. 879-892.

Smol'kin V. F. Komatiitovyi i pikritovyi magmatizm rannego dokembriya Baltiiskogo shchita [Early Precambrian komatiitic and pictric magmatism of the Baltic Shield]. St. Petersburg: Nauka, 1992. 272 p.

ArndtN. T. Komatiites: a dirty window to the Archean mantle. Terra Cognita. 1986. Vol. 6. P. 59-66.

Arndt N. Т., Lesher C. M., Barnes S. J. Komatiite. Cambridge: Cambridge University Press. 2008. 467 p.

Barnes S J. Chromite in komatiites, I. Magmatic controls on crystallization and composition. Journal of Petrology. 1998. Vol. 39. P. 1689-1720.

Barnes S. J. Chromite in komatiites, II. Modification during greenschist to mid-amphibolite facies metamorphism. Journal of Petrology. 2000. Vol. 41. P. 387-409.

Barnes S. J., KunilovV. Y. Spinels and Mg-ilmenites from the Noril'sk 1 and Talnakh intrusions and other mafic rocks of the Siberian flood basalt province. Econ. Geo/. 2000. Vol. 95. P. 1701-1717.

Barnes S. J., Roeder P. L. The range of spinel compositions in terrestrial mafic and ultramafic rocks. J. Petrol. 2001. Vol. 42. P. 2279-2302.

Cameron I/I/. E., Nisbet E. G. 1982. Phanerozoic analogues of komatiitic basalts. In: Komatiites (eds. N. T. Arndt, E. G. Nisbet). George Allen & Unwin, London, 1982. P. 29-49.

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. Vol. 110, No 3-4. P. 265-280.

Danyushevsky L. V., Plechov P. Yu. Petrolog 3: Integrated software for modeling crystallization processes. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 29 July 2011. 2011. Vol. 12. No 7. Q07021, doi: 10.1029/2011GC003516.

Godel B. M., Barnes S. J., Barnes S. J. Deposition mechanisms of magmatic sulphide liquids: evidence from high-resolution x-ray computedtomography andtrace element chemistry of komatiite-hosted disseminated sulphides. Journal of Petrology. 2013. Vol.54, No 7. P. 1454-1481.

Herzberg C. Generation of plume magmas through time: an experimental perspective. Chemical Geology. 1995. 126. P. 1-16.

Herzberg C, O'Hara M. J. Phase equilibrium constraints on the origin of basalts, picrites and komatiites. Earth-Science Reviews. 1998. Vol. 44. P. 39-79.

Irvine T. N. Chromian spinel as a petrogenetic indicator, part I. theory. Canadian Journal of Earth Sciences. 1965. Vol. 2. P. 648-672.

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. Vol. 4. P. 655-671.

Le Bas M. J. IUGS Reclassification of the high-Mg and picritic volcanic rocks. J. Petrol. 2000. Vol. 41. P.1467-1470.

Page P., Barnes S. J., BedardJ. H., ZientekM. 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. Chemical Geology. 2012. Vol. 302-303. P. 3-15.

Page P., Barnes S. J. Using trace elements in chromites to constrain the origin of podiform chromitites in the Thetford Mines Ophiolite, Quebec, Canada. Economic Geology. 2009. Vol. 104(7). P. 997-1018.

Papunen H., Halkoaho Т., Luukkonen E. Archaean evolution of the Tipasjarvi-Kuhmo-Suomussalmi Greenstone Complex, Finland. Bulletin of the Geological Survery of Finland 2009. Vol. 403. 68 p.

Puchtel L. S., HofmannA. I/I/., Mezger K. etal. Oceanic plateau model continental crustai growh in the Archaean: A case study from Kostomuksha greenstone belt, NW Baltic Shield. Earth Planet. Sci. Lett. 1998. Vol. 155. P. 57-74.

Spencer K. J., Lindsley D. H. A solution model for coexisting iron-titanium oxides. American Mineralogist. 1981.Vol.66. P. 1190-1201.

Svetov S. A., SvetovaA. I., Huhma H. Geochemistry of the komatiite-tholeiite rock association in the Vedlozero-Segozero archean greenstone belt, Central Karelia. Geochemistry International. 2001. Vol. 39. Suppl. 1. P. 24-38.

Zhang J., Herzberg С Melting experiments on anhydrous peridotite KLB-1 from 5.0 to 22.5 Gpa. J. Geophysical Res. 1994. Vol. 99. P. 1729-1774.




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/geo141

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019