2010

News Registration Abstracts Accommodation Excursions Deadlines Organizing committee
First circular Participants Abstract submission Travel Program Seminar History Contact us
Новости
Первый циркуляр
Регистрация
Оформление тезисов
Тезисы
Программа
Участники
Размещение
Экскурсии
Проезд
Важные даты
Оргкомитет
Обратная связь

Гроспидитовый  уровень генерации исходных расплавов щелочно-ультраосновной ассоциации Ильменских гор (Юж. Урал)

Русин А.И.,* Краснобаев А.А.,* Медведева Е.В.,** Банева Н.Н.,* Вализер П.М.**

* Институт геологии и геохимии УрО РАН, Екатеринбург, Россия

**Ильменский государственный заповедник УрО РАН, Миасс, Россия

rusin@igg.uran.ru

 

Обнаружение в Ильменских горах фрагментов щелочно-ультраосновной интрузии центрального типа, дезинтегрированной в зоне регионального постколлизионного сдвига, позволило ввести ограничения (Русин и др. 2006) в устоявшиеся представления о принадлежности щелочных пород этой провинции к генотипу «фенит (миаскит)-карбонатитовых формаций линейных зон». Главными особенностями этого формационного типа считались: отсутствие связи с мантийным мафит-ультрамафитовым магматизмом и приуроченность к "глубинным разломам", контролирующим потоки щелочно-карбонатитовых флюидов. Нашими исследованиями было показано, что многочисленные мафит-ультрамафитовые включения в осевой зоне сдвига и кварцито-сланцевых толщах чехла обладают целым комплексом геологических и геохимических признаков, позволяющих рассматривать их в качестве исходного субстрата, многофазная дифференциация которого могла вызвать формирование миаскит-карбонатитовой ассоциации. Все мафит-ультрамафитовые блоки "чужеродны" вмещающим комплексам, обладают тектоническими контактами и содержат аномально высокие концентрации редких и редкоземельных элементов. Сумма РЗЭ в ультрамафитах достигает 360 г/т. В сравнении с примитивной мантией они характеризуются повышенными концентрациями Rb, Ba, K, Nb, La, Ce и пониженными - Ti, V, Ni, Cr. Тренды распределения редких элементов, в совокупности с индикаторными отношениями (Nb/Ta = 16, Zr/Hf = 43, U/Th = 16, Sm/Nd = 0,0997 - 0,2071), указывают на вероятную принадлежность ультрамафитов Ильмен к обогащенной мантии. Данные по изотопии Nd и Sr, полученные в последнее время, более определенно указывают на связь ультрамафитов с мантийными резервуарами типа ЕМ1 и ЕМ2. Современные модели объясняют формирование обогащенных мантийных резервуаров глобальным метасоматозом, обусловленным функционированием глубинных мантийных плюмов (Когарко, 2006). Плюмовые процессы в позднедокембрийской предыстории Урала, отмечаемые роями пикритовых, пикрит-диабазовых и долеритовых даек и силлов, вероятно, могли быть причиной возникновения обогащенного мантийного резервуара, явившегося глубинным источником вещества шелочно-ультраосновной ассоциации Ильменогорской зоны. Изохронный Sm-Nd возраст флогопит-рихтеритовых оливинитов и доломитовых карбонатитов Булдымского массива, по данным И.Л. Недосековой, составляет около 600 млн. лет и коррелируется с вендской активизацией рифтогенных (плюмовых) процессов.

Важное значение для понимания природы глубинных источников вещества щелочно-ультраосновной ассоциации Ильменогорской зоны имеют метафоидолиты. Вначале они были описаны К.И. Постоевым как «габбро-амфиболиты» экзоконтактовых зон серпентинитовых массивов (Няшевка  др.), а затем А.Г. Баженовым выделены в самостоятельную группу "анортитовых амфиболитов". Как и гипербазиты они образуют будино- и глыбообразные включения, группирующиеся в осевой зоне сдвига согласно с направлением тектонического потока, а в кварцито-сланцевых толщах чехла, в связи с резкой контрастностью реологических свойств, характеризуются хаотическим распространением. Нашими исследованиями было показано, что "анортитовые амфиболиты" обладают аномально высокими содержаниями редких и редкоземельных (до 517 г/т) элементов, а в их нормативном составе рассчитывается обязательное присутствие нефелина, оливина и ларнита. Об условиях формирования этих пород могут свидетельствовать высокие содержания щелочноземельных элементов (Sr - до 841 г/т,  Ba - до1379 г/т) и отношение Ba/Sr = 1,5, сопоставимые с наиболее глубинными кимберлитовыми магмами (Лутц, 1975). Другой важной особенностью их состава является необычное для недосыщенных кремнеземом пород (SiO2 = 30-43%) повышенное содержание Al2O3 (до 30%) и СаО (до 20%), а также умеренное количество щелочей (1-2,5%). Основываясь на петро- и геохимических данных, а также нормативных расчетах минерального состава, можно утверждать что «анортитовые амфиболиты», несомненно, являются щелочными породами, наиболее близкими семействам ультраосновных и основных фоидолитов. Находка в Ильменских горах слабо амфиболизированного полевошпатового ийолита (малиньита) позволяет говорить о принципиальной возможности отнесения метафоидолитов к типичной для щелочно-ультраосновных интрузий платформенного типа ийолит-якупирангитовой серии.

Минералогическое изучение метафоидолитов («анортитовых афиболитов») выявило многообразие их минеральных разновидностей и важные особенности составов минералов (Кориневский, Кориневский, 2006; Медведева, 2006).  Прежде всего, следует отметить обнаружение высококальциевых гранатов (Pyr4-20Alm30-62Sp0,6-9Gros32-61) в ассоциации с диопсидом, цоизитом, кианитом и корундом. Впервые предположение о том, что гранаты с 35-70 % гроссулярового компонента не образуют разрыва смесимости, а хоть и редко, но все же возникают в необычных бедных кремнеземом породах в соответствующих физико-химических условиях, было высказано в работе (O'Hara, Mercy, 1966). Это предположение получило надежное подтверждения после открытия и детального изучения гроспидитов и кианитовых эклогитов из кимберлитовых трубок «Загадочная» в Якутии (Соболев, 1974) и «Робертс Виктор» в Южной Африке (Lappin, 1978; Доусон, 1983; Sharp et al., 1992). Экспериментальные исследования ассоциаций субсолидуса, образующихся за счет гроспидитов (Грин, 1970), показали, что ассоциация высококальциевого граната с клинопироксеном и плагиоклазом является устойчивой в интервале давлений от 22,5 до 27 кбар. С повышением давления до 36 кбар плагиоклаз исчезает, появляется кианит и увеличивается доля граната по отношению к клинопироксену, а содержание гроссуляра в гранате заметно возрастает.

Следует особо подчеркнуть, что исследованные в экспериментах Т.Х.Грина (1970) химические и нормативные составы синтетических проб гроспидитов имеют сходные характеристики с составами "анортитовых амфиболитов" Ильменогорской зоны, а компонентный состав гранатов, кристаллизовавшихся при давлениях 27-36 кбар, тождественен альмандин-гроссулярам гранатовых разновидностей (Кориневский, Кориневский, 2006; Медведева, 2006). Важной особенностью клинопироксен-гранатовых ксенолитов кимберлитов является характер соотношения содержаний Na2O в клинопироксенах и гроссулярах в сосуществующих гранатах. "Эмпирическое правило Соболева" (Соболев,1974) об одновременном возрастании гроссуляра в гранате и натрия в пироксенах гроспидитов и падении содержания гроссуляра в гранате параллельно с увеличением содержания натрия в пироксене эклогитов, подтверждено наблюдениями над природными объектами, термодинамическими расчетами и экспериментами (Грин, 1970; Доусон, 1983; Sharp at al., 1992). Отмечаются заметные колебания в минальном составе гранатов гроспидитов даже в пределах одного образца, в то время как состав гранатов эклогитовых ксенолитов характеризуется большим постоянством. Сосуществующие с гранатами клинопироксены гроспидитов и эклогитов существенно различаются по содержаниям жадеитового компонента. Эти же закономерности обнаруживаются в "апогроспидитовых" амфиболитах Ильменогорской зоны. Клинопироксены в них содержат незначительное количество натрия, а в их компонентном составе обязательно рассчитывается присутствие кальциевой молекулы Чермака и псевдожадеитовой молекулы Эскола. Данные парагенетического анализа показывают, что многообразие и особенности минерального состава "апогроспидитовых" амфиболитов Ильмен было обусловлено как термодинамическими параметрами их формирования, так и особенностями валового химического состава пород. Отсутствие граната в некоторых глыбах амфиболитов связано с их повышенной магнезиальностью (F<36ат. %), как и увеличение содержания пиропового компонента до 15-20 % в альмандин-гроссуляровых гранатах Уразбаевского участка. Колебания общей железистости и глиноземистости пород отражается в составах клинопироксенов. Отчетливо прослеживается связь появления высокоглиноземистых минералов (кианит, корунд, Al-шпинель) c низкими значениями отношения Са/Al в породах.

Обоснования апогроспидитовой природы "анортитовых амфиболитов" позволяет дать минимальную оценку  глубин генерации исходных расплавов щелочно-ультраосновной ассоциации Ильменогорской зоны. С учетом же данных (Sharp et al., 1992) можно говорить не только о гроспидитовом, но и о коэситовом уровне. Диагностика нефелина в оплавленном гроспидитовом ксенолите (Lappin, 1978) подтверждает правомерность наших нормативных пересчетов, указывающих на принадлежность "апогроспидитовых" амфиболитов к щелочным породам. Характер вторичных продуктов в гроспидитовых ксенолитах (плагиоклаз, цоизит и др.), возникших после попадания их в кимберлитовую магму (Соболев, 1974; Sharp et al., 1992), для «апогроспидитовой» ассоциации Ильмен может быть дополнен реакциями гидратации, связанными с перемещением глубинных пород в нижнюю кору.

В докладе планируется обсудить цирконовые датировки (662±14 и 543±7,1 млн. лет) и первые данные о распределении РЗЭ в гранатах апогроспидитовых амфиболитов.

Исследования проведены  при финансовой поддержке Программы ОНЗ РАН № 4 и Интеграционного проекта УрО РАН, выполняемого совместно с СО  и  ДВО РАН.

Литература:

Грин Т.Х. Экспериментальное исследование ассоциаций субсолидуса, образующихся при высоких давлениях за счет высокоглиноземистых базальтов, кианитовых эклогитов и гроспидитов // Происхождение главных серий изверженных пород по данным экспериментальных исследований. Л.: Недра, 1970. С. 21-52.

Доусон  Дж. Кимберлиты и ксенолиты в них. М.: Мир, 1983. 300 с.

Когарко Л.Н. Щелочной магматизм и обогащенные мантийные резервуары. Механизмы возникновения, время появления и глубины формирования // Геохимия. 2006. № 1. С. 1-10.

Кориневский В. Г., Кориневский Е. В. Новое в геологии, петрографии и минералогии Ильменских гор // Миасс: ИМин УрО РАН, 2006. 102 с.

Медведева Е. В. Гранат из метаморфических толщ Ильменских гор // Геология и минералогия Ильменогорского комплекса: ситуация и проблемы – Миасс, 2006. С. 80–130.

Русин А. И., Краснобаев А. А., Русин И.А., Вализер П. М., Медведева Е.В. Щелочно-ультраосновная ассоциация Ильменских - Вишневых гор // Геохимия, петрология, минерагения и генезис щелочных пород. Миасс: УрО РАН, 2006. С.222-227.

Соболев Н.В. Глубинные включения в кимберлитах и проблема состава верхней мантии. Новосибирск: Наука, 1974. 264 с.

Lappin M.A. The evolution of a grospydite from the Roberts Victor Mine, South Africa // Contrib. Mineral. Petrol., V. 66. 1978. P.229-241.

O'Hara M.J., Mercy E.L.P. Exceptionally calcic pyralspite from South African kyanite eclogite // Nature, 212. 1966. P. 68-69.

Sharp Z.D., Essene E.J., Smyth J.R. Ultra-high temperatures from oxygen isotope thermometry of a coesite-sanidine grospydite // Contrib. Mineral. Petrol., 1992. V. 112. P. 358-370.