Archean Pon'goma-Navolok Granulite-Charnockite-Enderbite Complex, Northern Karelia: Geological Structure, Composition, and Parameters of Formation

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper presents original detailed data on the Archean Pon'goma-Navolok granulite and charnockite massif in northern Karelia: a geological map of the massif and its surroundings, data on the petrography of the magmatic and metamorphic rocks, and the P–T parameters evaluated for major rock types by the techniques of multimineral thermomabometry and pseudosections. The Pon'goma-Navolok massif is determined to have been formed in two intrusive phases at different crustal levels. The first intrusive phase corresponds to the massif of clinopyroxene–orthopyroxene charnoenderbites that crystallized at 8–11.2 kbar and 730–740°C. The second phase is dikes of orthopyroxene–biotite charnockites, which were formed at 5.6–6.8 kbar and 830–850°C, and biotite granites, which crystallized at 6.8–7.0 kbar and 730–740°C. The dikes are most likely different temperature and water-activity facies. The charnockites and granites were formed by processes of charnockitization and granitization of the charnoenderbites under the effect of saline aqueous solutions. The granulite-facies metamorphic of the metabasite blocks hosted in the charnoenderbite intrusion was of contact nature and was induced by the thermal effect of the charnoenderbites on the roof and wall rocks of the magma chamber. The high metamorphic temperatures of the metabasites (>900oC) and the absence of migmatization aureoles are explained by low water contents in the enderbites.

About the authors

V. M. Kozlovskii

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences; Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting

Email: bazily.koz@gmail.com
Moscow, Russia; Moscow, Russia

E. B. Kurdyukov

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: bazily.koz@gmail.com
Moscow, Russia

M. V. Strel'nikov

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: bazily.koz@gmail.com
Moscow, Russia

V. V. Travin

Institute of 'Geology, Karelian Research Center

Email: bazily.koz@gmail.com
Petrozavodsk, Russia

T. F. Zinger

Institute of Precambrian Geology and Geochronology, Russian Academy of Sciences

Email: bazily.koz@gmail.com
St. Petersburg, Russia

M. A. Golunova

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences; Korzhinskii Institute of Experimental Mineralogy, Russian Academy of Sciences

Email: bazily.koz@gmail.com
Moscow, Russia; Chernogolovka, Moscow district, Russia

I. S. Volkov

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: bazily.koz@gmail.com
Moscow, Russia

S. A. Ushakova

Korzhinskii Institute of Experimental Mineralogy, Russian Academy of Sciences

Email: bazily.koz@gmail.com
Chernogolovka, Moscow district, Russia

V. I. Taskaev

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: bazily.koz@gmail.com
Moscow, Russia

A. I. Yakushev

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: bazily.koz@gmail.com
Moscow, Russia

References

  1. Аранович Л.Я., Закиров И.В., Сретенская Н.Г., Геря Т.В. Тройная система H2O-CO2-NaCl при высоких Т–Р параметрах: эмпирическая модель смешения // Геохимия. 2010. № 5. С. 475–484.
  2. Байкова В.С., Седова И.С., Шулешко И.К. Особенности состава минералов гранитоидов, претерпевших полиметаморфизм (Беломорско-Лапландский пояс, район Поньгома) // Зап. РМО. 2001. Т. 130. № 3. Р. 94–113.
  3. Байкова В.С., Богомолов Е.С., Зингер Т.Ф. Дайки базитов острова Поньгом-Наволок (Беломорско-Лапландский пояс) // Зап. РМО. 2005. Т. 134. № 4. С. 108–116.
  4. Бушмин С.А., Глебовицкий В.А. Схема минеральных фаций метаморфических пород // Зап. РМО. 2008. Ч. CXXXVII. № 2. С. 1–13.
  5. Глебовицкий В.А., Зингер Т.Ф. О возрасте гранулитов Западно-Беломорского пояса и покровообразование в нем // Докл. АН. 2000. Т. 371. № 1. С. 63–66.
  6. Другова Г.М. Особенности раннедокембрийского метаморфизма в Беломорском складчатом поясе (Балтийский щит) // Зап. ВМО. 1996. Т. 125. № 2. С. 24–37.
  7. Другова Г.М., Климов Л.В., Крылова М.Д. О ранних этапах гранулитового метаморфизма в беломорском комплексе // Докл. АН СССР. 1977. Т. 234. № 3. С. 665–668.
  8. Зингер Т.Ф. Морфологическая эволюция циркона в полиметаморфических породах // Докл. АН. 1993. Т. 331. № 4. С. 452–455.
  9. Зингер Т.Ф. Морфологическая эволюция циркона в раннедокембрийских гиперстеновых диоритах массива Поньгома-Наволок (Северная Карелия) // Зап. РМО. 1994. Т. 123. № 2. С. 65–73.
  10. Козловский В.М., Травин В.В., Саватенков В.М. и др. Термобарометрия палеопротерозойский метаморфических событий центральной части Беломорского подвижного пояса, Северная Карелия // Петрология. 2020. Т. 28. № 2. С. 184–209.
  11. Козловский В.М., Травин В.В., Зингер Т.Ф. и др. Статический и динамический метаморфизм базитов Беломорья (на примере массива Поньгома-Наволок и его метаморфического обрамления). // “Петрология и геодинамика геологических процессов”. Материалы XIII Всероссийского петрографического совещания (с участием зарубежных ученых). Иркутск. 6–12 сентября 2021 г. С. 28–31.
  12. Козловский В.М., Травин В.В., Зингер Т.Ф. и др. Архейские чарнокит-эндербитовые комплексы Беломорья. Происхождение и условия генерации расплавов // Геология и полезные ископаемые Карелии. Тр. КарНЦ РАН. 2022. № 5. С. 55–59.
  13. Козловский В.М., Курдюков Е.Б., Якушик М.А. и др. Источник и условия генерации гранитоидных расплавов в архейских чарнокит-эндербитовых комплексах Карелии (на примере массива Поньгома-Наволок) // Геохимия. 2023. № 11. С. 1113–1132.
  14. Король Н.Е. Основные гранулиты Карелии и Центральной Финляндии // Геология и полезные ископаемые Карелии. Тр. КарНЦ РАН. 2005. № 8. С. 18–39.
  15. Король Н.Е. Процессы поздней изофациальной перекристаллизации в гранулит-эндербит-чарнокитовых комплексах Карелии // Геология и полезные ископаемые Карелии. Тр. КарНЦ РАН. 2011. № 14. С. 8–32.
  16. Король Н.Е. Метаморфическая эволюция Поньгомнаволокского гранулит-эндербит-чарнокитового комплекса Беломорского подвижного пояса // Геология и полезные ископаемые Карелии. Тр. КарНЦ РАН. 2018. № 11. С. 34–56.
  17. Косой Л.А. Архейские известняки и генезис Беломорской толщи Карелии // Ученые записки ЛГУ. Сер. геолого-почвенно-географическая. 1936. Вып. 3. Земная кора. Т. 2. № 10. С. 53–79.
  18. Левский Л.К., Морозова И.М., Левченков О.А. и др. Изотопно-геохронологические системы в метаморфических породах (о-в Поньгома, Беломорский подвижный пояс) // Геохимия. 2009. № 3. С. 227–244.
  19. Левченков О.А., Зингер Т.Ф., Дук В.Л. и др. U-Pb-возраст цирконов гиперстеновых диоритов и гранодиоритов о. Поньгом-Наволок (Балтийский щит, Беломорская тектоническая зона) // Докл. АН. 1996. Т. 349. № 1. С. 90–92.
  20. Магматические формации раннего докембрия территории СССР. Книга 1. Магматизм древнейшего докембрия / Под ред. К.А. Шуркина, Д.П. Виноградова, Ф.П. Митрофанова, В.М. Шемякина. М.: Недра, 1980. 285 с.
  21. Перчук Л.Л. Локальные равновесия и эволюция глубинных метаморфических комплексов. М.: ИГЕМ РАН, 2006. 98 с.
  22. Перчук А.Л., Аранович Л.Я. Термодинамика жадеит-диопсид-геденбергитового твердого раствора // Геохимия. 1991. № 4. С. 539–547.
  23. Петрова З.И., Левицкий В.И. Петрология и геохимия гранулитовых комплексов Прибайкалья. Новосибирск: Наука, 1984. 200 с.
  24. Слабунов А.И. Геология и геохронология архейских подвижных поясов. На примере Беломорской провинции Фенноскандинавского щита. Петрозаводск: Кар НЦ РАН, 2008. 296 с.
  25. Стенарь М.М., Володичев О.И. К вопросу о реликтовой гранулитовой фации регионального метаморфизма в Западном Беломорье // Региональный метаморфизм и метаморфогенное рудообразование. Л.: Наука, 1970. С. 137–142.
  26. Степанов В.С., Слабунов А.И. Амфиболиты и карбонатные породы района губы Поньгома (Белое море) // Докембрий Северной Карелии. Петрозаводск: Изд-во КарНЦ РАН, 1994. С. 6–30.
  27. Судовиков Н.Г. Геологический очерк Куземско-Поньгомского района // Международный геологический конгресс. XVII сессия. СССР. Северная экскурсия. Карельская АССР. Под ред. А.А. Полканова. ОНТИ. НКТП. Л.: Главная редакция геолого-разведочной и геодезической литературы, 1937. С. 105–117.
  28. Судовиков Н.Г. Материалы по петрологии западного Беломорья (гранитизация пород Беломорья) // Тр. Ленинградского геологического управления. Л.: Изд-во ГОНТИ, 1939. Вып. 19-а. 88 с.
  29. Чудненко К.В., Авченко О.В., Вах А.С. Чуднен- ко А.К. Петрологический инструмент для вычисления реального минерального состава горной породы (программа МС) // Геоинформатика. 2014. № 2. С. 44–54.
  30. Шарапенюк Л.Н., Костин А.Е., Кухаренко Е.А. TAS-диаграмма сумма щелочей-кремнезём для химической классификации и диагностики плутонических пород // Региональная геология и металлогения. 2013. № 56. С. 40–50.
  31. Шемякин В.М. Чарнокитоиды раннего докембрия. Л.: Наука, 1976. 179 с.
  32. Aranovich L.Y. The role of brines in high-temperature metamorphism and granitization // Petrology. 2017. V. 25. № 5. P. 486–497.
  33. Aranovich L.Ya., Berman R.G. Optimized standard state and solution properties of minerals: II. Comparisons, predictions, and applications // Contrib. Mineral. Petrol. 1996. V. 126. P. 25–37.
  34. Bakker R.J. Package FLUIDS 1. Computer programs for analysis of fluid inclusion data and for modelling bulk fluid properties // Chemical Geol. 2003. V. 194. P. 3–23.
  35. Berman R.G. Thermobarometry using multiequi-librium calculations: a new technique with petrologic applications // Canad. Mineral. 1991. V. 29. P. 833–855.
  36. Berman R.G., Aranovich L.Ya. Optimized standard state and solution properties of minerals: I. Model calibration for olivine, orthopyroxene, cordierite, garnet, and ilmenite in the system FeO-MgO-CaO-Al2O3-TiO2-SiO2 // Contrib. Mineral. Petrol. 1996. V. 126. P. 1–24.
  37. Berman R.G., Aranovich L.Y., Pattison D.R.M. Reassessment of the garnet-clinopyroxene Fe-Mg exchange thermometer: II. Thermodynamic analysis // Contrib. Mineral. Petrol. 1995. V. 119. P. 30–42.
  38. Blattner P. Transport of low-aH2O dehydration products to melt sites via reaction-zone networks, Milford Sound, New Zealand // J. Metamorph. Geol. 2005. V. 3. P. 569–578.
  39. Cawthorn R.G., Collerson K.D. The recalculation of pyroxene end-member parameters and the estimation of ferrous and ferric iron content from electron microprobe analyses // Amer. Mineral. 1974. V. 59. P. 1203–1208.
  40. Connolly J.A. Computation of phase equilibria by linear programming: A tool for geodynamic modeling and its application to subduction zone decarbonation // EPSL. 2005. V. 236. № 1–2. P. 524–541.
  41. Dale J., Holland T., Powell R. Hornblende-garnet-plagioclase thermobarometry: A natural assamblege calibration of the thermodynamics of hornblende // Contrib. Mineral. Petrol. 2000. V. 140. P. 153–362.
  42. Duan Z., Møller N., Weare J.H. Molecular dynamics simulation of PVT properties of geological fluids and a general equation of state of nonpolar and weakly polar gases up to 2000 K and 20.000 bar // Geochim. Cosmochim. Acta. 1992. V. 56. P. 3839–3845.
  43. Duan Z., Møller N., Weare J.H. A general equation of state for supercritical fluid mixtures and molecular dynamics simulation of mixture PVTX properties // Geochim. Cosmochim. Acta. 1996. V. 60. P. 1209-1216.
  44. Frost B.R., Frost С.D. On charnocites // Gondwana Res. 2008. V. 13. P. 30–44.
  45. Frost B.R., Barnes C.G., Collins W.J. et al. A geochemical classification for granitic rocks // J. Petrol. 2001. V. 42. № 11. P. 2033–2048.
  46. Fuhrman M.L., Lindsley D.H. Ternary-feldspar modeling and thermometry // Amer. Mineral. 1988. V. 73. № 3–4. Р. 201–215.
  47. Green E.C.R., White R.W., Dener J.F.A. et al. Activity-composition relations for the calculation of partial melting equilibria in metabasic rocks // J. Metamorph. Geol. 2016. V. 34. № 9. Р. 845–869.
  48. Hansen E., Harlov D.E. Orthophosphate and biotite chemistry from orthopyroxene-bearing migmatites from California and South India: The role of a fluid-phase in the evolution of granulite-facies migmatites // Mineral. Petrol. 2009. V. 95. P. 201–217.
  49. Hansen E.C., Stuk M. Orthopyroxene-bearing, mafic migmatites at Cone Peak, California: Evidence for the formation of migmatitic granulites by anatexis in an open system // J. Metamorph. Geol. 1993. V. 11. P. 291–307.
  50. Harlov D.E. The potential role of fluids during regional granulite-fasies dehydration in the lower crust // Geosci. Fronters. 2012. V. 3. № 6. P. 813–827.
  51. Holland T., Powell R. Thermodynamics of order-disorder in minerals; II. Symmetric formalism applied to solid solutions // Amer. Mineral. 1996. V. 81. № 11–12. Р. 1425–1437.
  52. Leake B.E., Woolley A.R., Arps C.E.S. et al. Nomenclature of amphiboles. Report of the Subcommittee on Amphiboles of the International Mineralogical Association Commission on New Minerals and Mineral Names // European J. Mineral. 1997. V. 9. P. 623–642.
  53. MaderUrs K., Berman R.G. Amphibole thermobarometry: A thermodynamic approach // Geol. Surv. Canada. Current Res. 1992. Part E. 92-1E. P. 393–400.
  54. Morimoto N., Fabries J., Ferguson A.K. et al. Nomen-clature of pyroxenes // Amer. Mineral. 1988. V. 73. P. 1123–1133.
  55. Newton R.C., Aranovich L.Ya., Hansen E.C., Vandenheuvel B.A. Hypersaline fluids in Precambrian deep-crustal metamorphism // Precambr. Res. 1998. V. 91. P. 41–63.
  56. Newton R.C., Aranovich L.Ya., Touret J.L.R. Streaming of saline fluids through Archean crust: Another view of charnockite-granite relations in southern India // Lithos. 2019. V. 346–347. P. 105157.
  57. Pattison D.R.M. Infiltration-driven anatexis in granulite facies metagabbro, Grenville Province, Ontario, Canada // J. Metamorph. Geol. 1991. V. 9. P. 315–332.
  58. Perchuk L.L., Safonov O.G., Gerya T.V. et al. Mobility of components in metasomatic transformation and partial melting of gneisses: An example from Sri Lanka // Contrib. Mineral. Petrol. 2000. V. 140. P. 212–232.
  59. Rajesh H.M., Santosh M. Charnockites and charnockites (editorial) // Geosci. Frontiers. 2012. V. 3. № 6. Р. 737–744.
  60. Ramsay J.G. Huber M.I. The Technique of Modern Structural Geology. London: Academic Press, 1987. V. 2: Folds and Fractures. Р. 307–700.
  61. Safonov O.G., Kovaleva E.I., Kosova S.A. et al. Experimental and petrological constraints on local-scale interaction of biotite-amphibole gneiss with H2O-CO2-(K, Na)Cl fluids at middle-crustal conditions: Example from the Limpopo Complex, South Africa // Geosci. Frontiers. 2012. V. 3. P. 829–841.
  62. Schumacher J.C. The estimation of ferric iron in electron microprobe analysis of amphiboles // European J. Mineral. 1997. V. 9. P. 643–651.
  63. Smit C. André, van Reenen Dirk D., Roering Chris et al. Neoarchean to Paleoproterozoic evolution of the polymetamorphic Central Zone of the Limpopo Complex // GSA Memoirs. 2011. V. 207. P. 213–244.
  64. Stepanova A., Stepanov V. Paleoproterozoic mafic dyke swarms of Belomorian Province, estern Fennoscandian Shield // Precambr. Res. 2010. V. 183. P. 602–616.
  65. Stähle H.J., Raith M., Hoernes S., Delfs A. Element mobility during incipient granulite formation at Kabbaldurga, southern India // J. Petrol. 1987. V. 28. P. 803–834.
  66. White R.W., Powell R., Holland T.J.B. et al. New mineral activeity–composition relations for thermodynamic calculations in metapelitic systems // J. Metamorph. Geol. 2014. V. 32. № 3. P. 261–286.
  67. Zinger T.F., Baikova V.S., Belyatsky S.V. et al. Morphology and isotopic age of zircons from shear-zones within granitoids of the Belomorian tectonic zone, Baltic Shield, Russia // Basement Tectonics. Kluwer Academ. Publ. 1999. V. 13. P. 345–364.
  68. Zinger T.F., Gotze J., Levchenkov O.A. et al. Zircon in polydeformed and metamorphosed precembrian granitoids from the White Sea tectonic Zone, Russia: morphology, cathodoluminiscence, and U-Pb chronology // Int. Geol. Rev. 1996. V. 38. № 1. Р. 57–73.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».