2011

News	Registration	Abstract submission	Deadlines	Excursions	Accommodation	Organizing committee
First circular	Second circular	Abstracts	Seminar History	Program	Travel	Contact us

Ba-Ti-слюды из щелочных базальтов вулканического поля Калатрава, Центральная Испания

Шарыгин В.В.*,Скьяцца М.**, Стоппа Ф.**

* ИГМ им. В.С.Соболева СО РАН, Новосибирск, Россия; ** Отделение наук, Университет Габриеле д’Aннунцио, Кьяти, Италия

sharygin@igm.nsc.ru

Миоцен-плиоценовый вулканизм поля Калатрава представлен более 200 моновулканическими центрами, активность которых имела преимущественно эксплозивный характер (Ancochea, 1999). Для него характерны щелочные недосыщенные по SiO2 породы (от тефритовых нефелинитов до оливиновых мелилититов) и карбонатиты (Ancochea, 1999, Cebriá, 1992; Lópes-Ruiz et al., 1993; Cebriá, Lópes-Ruiz, 1995; Bailey et al., 2005; Stoppa et al., 2011). Эти породы содержат обильные фенокристы (до 30 об.%) оливина и клинопироксена. Основная масса состоит из оливина, клинопироксена, Ti-магнетита, фторапатита (главные минералы) и мелилита, фоидов и полевых шпатов. В зависимости от типа породы основная масса может содержать мелилит, лейцит, нефелин, калишпат или плагиоклаз. Ba-Ti-слюда, ильменит, содалит и перовскит встречаются редко. Первые данные о присутствии и химизме Ti-слюды из основной массы (без определения Ba, Cebriá, 1992) ранее были опубликованы для некоторых пород Калатравы (Morrón de Villamayor, Romani, Los Santos, Las Tontas).

В данной работе мы приводим новые микрозондовые данные для Ba-Ti-слюд из некоторых проявлений вулканического поля Калатрава. Среди всей коллекции пород Калатравы слюды были обнаружены только в пяти образцах (Morrón de Villamayor, Cuevas Negras, Asdrubal, La Vaquerizia, Colada de Ojailén). В этих образцах слюда присутствует только как минерал основной массы и иногда содержит обильные включения других минералов основной массы. Следует отметить, что слюды, обогащенные как Ba, так и Ti, были ранее описаны и в других щелочных основных породах мира (Mansker et al., 1979; Edgar, 1992; Zhang et al., 1993; Seifert, Kampf, 1994; Dunworth, Wilson, 1998; Greenwood, 1998; Kogarko et al., 2005; Sharygin, 2009; Sharygin, Kryvdik, 2010).

Микрозондовый анализ слюд выявил значительные вариации по содержанию BaO (0.2-22.6 мас.%) и TiO₂ (7.7-13.0 мас.%) (Таблица 1). В целом, большинство зерен слюды из конкретных пород не характеризуются сильными вариациями состава. Лишь в некоторых зернах от центра к краю выявляется незначительное повышение концентраций BaO и уменьшение K₂O. Обратная схема также встречается. Составы, наиболее обедненные BaO (0.2-2.1 мас.%) и TiO₂ (7.7-9.1 wt.%) типичны для слюд из тефритового нефелинита (Colada de Ojailén), тогда как слюды, сильно обогащенные BaO и TiO₂ (до 22.6 и 13.0 мас.%, соответственно), обычны для оливиновых мелилититов (La Vaquerizia) и оливиновых нефелинитов (Asdrubal).

Table 1. Представительные микрозондовые анализы (мас.%) Ba-Ti-слюд из пород Калатравы.

Образец	Ca-365		Ca-365		Ca-373	Ca-373	Ca-344		Ca-344		Ca-389	Ca-389	Ca-362		Ca-362
Позиция	c	r	c	r			c	r	c	r			c	r	c	r
n	3	3	3	2	5	1	1	1	1	3	1	2	2	1	1	2
SiO₂	23.94	23.03	24.67	23.73	24.45	21.10	35.84	34.84	34.99	33.52	36.17	37.81	29.65	27.28	28.51	29.52
TiO₂	12.48	12.16	11.72	11.96	12.32	12.39	8.26	8.51	8.42	8.96	8.18	8.54	10.39	10.42	9.37	8.73
Nb₂O₅	0.22	0.57	0.08	0.16	0.03		0.00	0.05		0.06	0.05	0.08	0.09			0.12
Cr₂O₃	0.03	0.03	0.07		0.02	0.00			0.05	0.02		0.36	0.00	0.01	0.00	0.03
Al₂O₃	17.13	18.49	16.79	17.06	17.13	18.66	13.80	14.10	13.95	14.51	13.60	12.52	14.32	14.71	15.51	14.58
Fe₂O₃*	2.02	1.32	2.26	2.46	0.54	2.66	0.04	0.80	0.94	1.21	0.58	0.44	2.15	3.78	2.57	3.19
FeO*	10.45	9.76	9.45	9.77	9.58	7.69	7.74	7.20	6.95	6.87	12.17	11.36	9.77	9.01	7.74	6.75
MnO	0.16	0.13	0.16	0.19	0.14	0.11	0.05	0.06	0.04	0.09	0.13	0.13	0.15	0.15	0.14	0.12
ZnO	0.00	0.00	0.00	0.04	0.00		0.06	0.00		0.00	0.01	0.03	0.00			0.02
MgO	10.57	11.26	11.77	11.13	10.84	11.77	17.56	17.52	17.85	17.22	14.95	15.24	13.18	13.09	15.16	16.23
CaO	0.15	0.17	0.10	0.11	0.34	0.45	0.01	0.06	0.04	0.03	0.08	0.11	0.14	0.09	0.10	0.08
BaO	18.88	20.24	18.05	19.85	21.46	22.55	4.58	6.06	6.05	7.27	2.07	0.55	13.57	15.32	13.70	13.04
Na₂O	0.22	0.12	0.25	0.20	0.17	0.14	0.80	0.85	0.74	0.70	0.90	0.72	0.26	0.40	0.29	0.29
K₂O	2.74	2.35	3.14	2.67	1.83	1.61	7.72	7.34	7.40	7.09	8.82	9.47	5.00	4.37	5.03	5.28
Rb₂O	0.05	0.00	0.05	0.00	0.03	0.11			0.08	0.00		0.00	0.00	0.00	0.08	0.03
F	1.02	1.01	1.17	1.23	0.94	0.93	3.11	3.15	3.01	2.93	2.01	1.45	2.16	2.12	2.72	2.95
Cl	0.01	0.01	0.01		0.01	0.00			0.00	0.00		0.01	0.00	0.00	0.02	0.01
H₂O*	0.73	0.71	0.93	0.82	0.31	1.02	0.82	0.90	0.98	0.97	1.68	1.66	0.66	1.05	0.97	1.00
Сумма	100.81	101.37	100.67	101.38	100.15	101.19	100.39	101.43	101.48	101.43	101.39	100.47	101.47	101.80	101.90	101.95
O-(F,Cl)₂	0.43	0.43	0.50	0.52	0.40	0.39	1.31	1.33	1.27	1.23	0.85	0.61	0.91	0.89	1.15	1.24
Сумма	100.38	100.94	100.17	100.86	99.75	100.79	99.08	100.10	100.21	100.20	100.55	99.86	100.56	100.90	100.75	100.71

c, r - центр-край зерна; * - рассчитано по формуле (8 катионов, 24 отрицательных заряда), Fe₂O₃ оценено только как тетраэдрическое Fe³⁺ в формуле. Ca-365 - оливиновый нефелинит, Asdrubal; Ca-373 - оливиновый мелилитит, La Vaquerizia; Ca-344 - оливиновый лейцитит, Morrón de Villamayor; Ca-389 - тефритовый нефелинит, Villaneueva de San Carlos, Colada de Ojailén; Ca-362 -оливиновый нефелинит, Cuevas Negras.

Для расчета формулы Ba-Ti-слюд Калатравы мы использовали метод на основе 8 катионов и 24 отрицательных зарядов, предполагая идеальный вариант, когда нет вакансий в октаэдрической позиции и в позиции K. Этот метод позволяет оценить максимальные содержания H₂O (даже в том случае, когда вода не определялась) и не дает возможности посчитать Fe³⁺ в октаэдрической позиции. Ранее было показано (Henderson, Foland, 1996), что дефицит катионов, который обычно приводят для сильно обогащенных Ba и Ti слюд из щелочных основных пород, по-видимому, является артефактом, поскольку использовался метод расчета на 11 кислородов, тогда как в этих слюдах существует избыток O^2- (более 11) за счет преобладающего изоморфизма OH^- -> O^2- (оксислюда).

Figure 1. Ba-Ti-слюды Калатравы на классификационной диаграмме (авторский вариант).

Для идентификации Ba-Ti-слюд Калатравы мы нанесли их составы на классификационную диаграмму, где идеальными миналами являются флогопит, киношиталит, оксикиношиталит и оксифлогопит (Рис. 1). Это стало возможным после открытия оксикиношиталита и оксифлогопита (Kogarko et al., 2005; Чуканов и др., 2010). Согласно этой классификации, большинство слюд Colada de Ojailén и Morrón de Villamayor являются титанистыми флогопитами; минерал из Cuevas Negras - бариевым оксифлогопитом, который значительно больше обогащен Ba чем голотип (Чуканов и др., 2010); а слюды La Vaquerizia и Asdrubal - оксикиношиталитами, но более богатыми Ba чем голотип (Kogarko et al., 2005). Составы в поле киношиталита не обнаружены. В целом, схема замещения K + Si + (Mg,Fe) + 2(F,OH) « Ba + Al + Ti + 2O характерна для всех слюд Калатравы.

Геохимия всех пород Калатравы (Ancochea, 1999, Cebriá, 1992; Lópes-Ruiz et al., 1993; Cebriá, Lópes-Ruiz, 1995) показывает, что все они имеют примерно близкие средние содержания TiO₂ (0.7-3.8 мас.%) and Ba (445-1600 г/т). Однако только слюды из тефритовых нефелинитов и оливиновых лейцититов характеризуются самыми низкими концентрациями Ti и Ba. В случае Ba это может быть объяснено за счет присутствия ранних полевых шпатов в этих породах, поскольку именно эти минералы (в особенности калишпат) являются более предпочтительными фазами для концентрирования Ba чем слюда.

References:

Чуканов Н.В., Муханова А.А., Расцветаева Р.К., Белаковский Д.И., Мёккель Ш., Каримова О.В., Бритвин С.Н., Кривовичев С.В. Оксифлогопит K(Mg,Fe,Ti)₃[(Si,Al)₄O₁₀](O,F)₂ - новый минерал группы слюд // Зап. РМО. 2010. Ч. 139. Вып. 3. С. 31-40.

Ancochea E. El Campo volcánico de Calatrava // Enseñanza de las Ciencias de la Tierra. 1999. Vol. 7(3). P. 237-243.

Bailey D.K., Garson M., Kearns S., Velasco A.P., Carbonate volcanism in Calatrava, central Spain: a report on the initial findings // Mineral. Mag. 2005.Vol. 69. P. 907–915.

Cebriá J.M. Geoquímica de las rocas basálticas y leucititas de la región volcánica de Campo de Calatrava, España // PhD thesis, Universidad Complutense de Madrid, 1992, 314 p.

Cebriá J.-M., Lópes-Ruiz J. Alkali basalts and leucitites in an extensional intracontinental plate setting: The late Cenozoic Calatrava Volcanic Province (central Spain) // Lithos. 1995. Vol. 35. P. 27-46.

Dunworth E.A., Wilson M. Olivine melilitites of the SW German Tertiary volcanic province: mineralogy and petrogenesis // J. Petrol. 1998. Vol. 39. P. 1805-1836.

Edgar A.D. Barium-rich phlogopite and biotite from some Quaternary alkali mafic lavas, West Eifel, Germany // Eur. J. Mineral. 1992. Vol. 4. P. 321-330.

Greenwood J.C. Barian-titanian micas from Ilha da Trindade, South Atlantic // Mineral. Mag. 1998. Vol. 62. P. 687-695.

Henderson C.M.B., Foland K.A. Ba- and Ti-rich primary biotite from the Brome alkaline igneous complex, Monteregian Hills, Quebec: Mechanisms of substitution // Can. Mineral. 1996. Vol. 34. P. 1241-1252.

Kogarko L.I., Uvarova Yu.A., Sokolova E., Hawthorne F.C., Ottolini L., Grice J.D. Oxykinoshitalite, a new species of mica from Fernando de Noronha Island, Pernambuco, Brazil: occurrence and crystal structure // Can. Mineral. 2005. Vol.43. P. 1501-1510.

Lópes-Ruiz J., Cebriá J.M., Doblas M., Oyarzun R., Hoyos M., Martín C. Cenozoic intra-plate volcanism related to extensional tectonics at Calatrava, central Iberia // J. Geol. Soc. London. 1993. Vol. 150. P. 915-922.

Mansker W.L., Ewing R.C., Keil K. Barian-titanian biotites in nephelinites from Oahu, Hawaii // Am. Mineral. 1979. Vol. 64. P. 156-159.

Seifert W., Kampf H. Ba-enrichment in phlogopite of a nephelinite from Bohemia // Eur. J. Mineral. 1994. Vol.6. P. 497-502.

Sharygin V.V. Ba-Ti-rich oxymicas from olivine melanephelinites of the Udokan lava field, Siberia, Russia: chemistry and substitutions // Abstract volume of XXVI International conference “Geochemistry of magmatic rocks”. Moscow. 2009. P. 132-134.

Sharygin V.V., Kryvdik S.G. Ba-Ti-rich phogopite from olivine melaleucitites of the Urmia Lake region, Iran // Abstract volume of XXVII International conference “Geochemistry of magmatic rocks”. Moscow-Koktebel’. 2010. P. 160-162.

Stoppa F., Lloyd F.E., Tranquilli A., Schiazza M. Comment on: Development of spheroid “composite” bombs by welding of juvenile spinning and isotropic droplets inside a mafic “eruption” column by Carracedo Sánchez et al. (2009) // J. Volcanol. Geoth. Res. 2011. DOI:10.1016/j.jvolgeores.2010.11.017.

Zhang M., Suddaby P., Thompson R.N., Dungan M. Barian titanian phlogopite from potassic lavas in northeast China: Chemistry, substitutions, and paragenesis // Am. Mineral. 1993. Vol. 78. P. 1056-1065.