Возраст и происхождение субщелочных магматических серий Хибино-Ловозерского комплекса

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты исследования миаскитовых сиенитов Ловозерского, пуласкитов Хибинского и пород ларвикит-лардалитовой серии Кургинского массивов, а также субщелочных вулканитов, сохранившихся в виде останцов в их кровле. Изученные породы характеризуются пониженным коэффициентом агпаитности (Кагп. < 1), отсутствием типичных минералов ультращелочных пород (эвдиалит, энигматит и др.) и присутствием циркона. Морфологические особенности и химический состав циркона из миаскитового сиенита Ловозерского массива свидетельствуют о его магматическом происхождении, что позволилило определить возраст кристаллизации миаскитов 373 ± 5 млн лет. Изотопно-геохимические характеристики пород субщелочной серии свидетельствует о мантийном происхождении миаскитов Ловозерского массива, об отсутствии в них признаков коровой контаминации и их образовании в ходе эволюции анкарамитового расплава. Формирование пуласкитов Хибинского массива, происходившее по аналогичному сценарию, было осложнено ассимиляцией корового материала, доля которого, согласно модельным расчетам, не превышала десяти процентов. Наиболее вероятным фактором, определившим генетическую связь субщелочных и агпаитовых пород в составе Хибино-Ловозерского комплекса, по-видимому, являлись окислительно-восстановительные условия и активность Na в кристаллизующихся расплавах, что определило дивергентную эволюцию расплавов как с образованием конечных агпаитовых, так и миаскитовых дериватов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Арзамасцев

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: arzamas@ipgg.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. А. Иванова

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН

Email: arzamas@ipgg.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. Б. Сальникова

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН

Email: arzamas@ipgg.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. Б. Котов

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН

Email: arzamas@ipgg.ru
Россия, Санкт-Петербург

В. П. Ковач

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН

Email: arzamas@ipgg.ru
Россия, Санкт-Петербург

М. В. Стифеева

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН

Email: arzamas@ipgg.ru
Россия, Санкт-Петербург

Н. Ю. Загорная

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН

Email: arzamas@ipgg.ru
Россия, Санкт-Петербург

Ю. В. Плоткина

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН

Email: arzamas@ipgg.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. В. Толмачева

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН

Email: arzamas@ipgg.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Арзамасцев А.А., Глазнев В.Н. Глубинное строение и модель формирования Хибинского и Ловозерского рудоносных комплексов по геолого-геофизическим данным // Крупные и суперкрупные месторождения: закономерности размещения и условия образования. Под ред. Д.В. Рундквиста. М.: ИГЕМ РАН, 2004, С. 345–360.
  2. Арзамасцев А.А., Арзамасцева Л.В., Беляцкий Б.В. Щелочной вулканизм инициального этапа палеозойской тектоно-магматической активизации Северо-Востока Фенноскандии: геохимические особенности и петрологические следствия // Петрология. 1998а. Т. 6. № 3. С. 316–336.
  3. Арзамасцев А.А., Арзамасцева Л.В., Глазнев В.Н., Раевский А.Б. Глубинное строение и состав нижних горизонтов Хибинского и Ловозерского и комплексов, Кольский полуостров, Россия: петролого-геофизическая модель // Петрология. 1998б. Т. 6. № 5. С. 478–496.
  4. Арзамасцев А.А., Баянова Т.Б., Арзамасцева Л.В. и др. Инициальный магматизм палеозойской тектономагматической активизации северо-восточной части Балтийского щита: возраст и геохимические особенности массива Курга, Кольский полуостров // Геохимия. 1999. № 11. С. 1139–1151.
  5. Арзамасцев А.А., Беа Ф., Арзамасцева Л.В., Монтеро П. Редкие элементы в минералах Хибинского массива как индикаторы эволюции процессов минералообразования: результаты исследования методом LA-ICP-MS // Геохимия. 2005. Т. 43. № 1. С. 80–95.
  6. Арзамасцев А.А., Арзамасцева Л.В., Зарайский Г.П. Контактовое взаимодействие агпаитовых магм с гнейсами фундамента: пример Хибинского и Ловозерского массивов // Петрология. 2011. Т. 11. № 2. С. 115–139.
  7. Боруцкий Б.Е. Породообразующие минералы высокощелочных комплексов. М.: Наука, 1988. 215 с.
  8. Боруцкий Б.Е. Современные представления о природе и геологической истории формирования пород Хибинского щелочного массива // Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 80-летию Кольского НЦ РАН. Геологический институт КНЦ РАН, КО РМО, Апатиты, 20–23 июня 2010 г. Апатиты: К & М, 2010. С. 7–30.
  9. Буссен И.В., Сахаров А.С. Петрология Ловозерского щелочного массива. Л.: Наука, 1972. 296 с.
  10. Галахов А.В. Петрология Хибинского щелочного массива. Л.: Наука, 1975. 256 с.
  11. Галахов А.В. Хибинский щелочной массив – сложный полиочаговый интрузив центрального типа // Докл. АН СССР. 1988. Т. 302. № 3. С. 673–675.
  12. Дудкин О.Б., Минаков Ф.В., Кравченко М.П. и др. Карбонатиты Хибин. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1984. 98 с.
  13. Классификация и номенклатура магматических горных пород // Ред. О.А. Богатикова, Н.П. Михайлова, В.И. Гоньшаковой. М.: Недра, 1981. 160 с.
  14. Когарко Л.Н. Проблемы генезиса агпаитовых магм. М.: Наука, 1977. 294 с.
  15. Коробейников А.Н., Арзамасцев А.А. Пуласкиты в Хибинском щелочном массиве: новые доказательства полисериальности // Докл. АН. 1994. Т. 338. № 5. C. 638–640.
  16. Кухаренко А.А., Булах А.Г., Ильинский Г.А. и др. Металлогенические особенности щелочных формаций восточной части Балтийского щита // Тр. Ленингр. об-ва естествоиспыт. Л.: Недра, 1971. Т. 72. Вып. 2. 280 с.
  17. Шаблинский Г.Н. К вопросу о глубинном строении Хибинского и Ловозерского плутонов // Тр. Ленингр. о-ва естествоиспыт. Л.: Недра, 1963. Т. 74. Вып.1. С. 41–43.
  18. Шлюкова З.В. Минералогия контактовых образований Хибинского массива. М.: Наука, 1986. 96 с.
  19. Anders E., Grevesse N. Abundances of the elements: meteoritic and solar // Geochim. Cosmochim. Acta. 1989. V. 53. P. 197–214.
  20. Beattie P. Systematics and energetics of trace-element partitioning between olivine and silicate melts: implications for the nature of mineral-melt partitioning // Chemical Geol. 1994. V. 117. P. 57–71.
  21. Belousova E., Griffin W., O’Reilly S.Y., Fisher N. Igneous zircon: trace element composition as an indicator of source rock type // Contrib. Mineral. Petrol. 2002. V. 143. P. 602–622.
  22. Bindeman I., Davis A. Trace element partitioning between plagioclase and melt: Investigation of dopant influence on partition behavior // Geochim. Cosmochim. Acta. 2000. V. 64. P. 2863–2878.
  23. Boudreau A.E. PELE: a version of the MELTS software program for the PC platform // Computers and Geosciences. 1999. V. 25. P. 21–203.
  24. Bryan W.B., Finger L.W., Chayes F. Estimating proportions in petrographic mixing equations by least-squares approximation // Science. 1969. V. 163. P. 926–927.
  25. Fujimaki H. Partition-Coefficients of Hf, Zr, and Ree between Zircon, Apatite, and Liquid // Contrib. Mineral. Petrol. 1986. V. 94. P. 42–45.
  26. Fujimaki H., Tatsumoto M., Aoki K.-I. Partition coefficients of Hf, Zr, and REE between phenocrysts and groundmasses // J. Geophys. Res. 1984. V. 89. P. 662–672.
  27. Ghiorso M.S., Hirschmann M., Sack R.O. MELTS: software for thermodynamic modeling of magmatic systems // EOS. 1994. V. 75. P. 571–576.
  28. Goldstein S.J., Jacobsen S.B. Nd and Sr isotopic systematics of rivers water suspended material: implications for crustal evolution // Earth Planet. Sci. Lett. 1988. V. 87. P. 249–265.
  29. Green T.H., Pearson N.J. Effect of pressure on rare Earth element partition coefficients in common magmas // Nature. 1983. V. 305. P. 414–416.
  30. Hawthorne F.C., Oberti R., Harlow G.E. et al. IMA report: Nomenclature of the amphibole supergroup // Amer. Mineral. 2012. V. 97. P. 2031–2048.
  31. Jacobsen S.B., Wasserburg G.J. Sm-Nd evolution of chondrites and achondrites // Earth Planet. Sci. Lett. 1984. V. 67. P. 137–150.
  32. Kogarko L.N., Williams C.T., Woolley A.R. Compositional evolution and cryptic variation in pyroxenes of the peralkaline Lovozero intrusion, Kola Peninsula, Russia // Mineral. Mag. 2006. V. 70. № 4. P. 347–359.
  33. Korobeinikov A.N., Laajoki K., Gehor S. Nepheline-bearing alkali feldspar syenite (pulaskite) in the Khibina pluton, Kola Peninsula, NW Russia: petrological investigation // J. Asian Earth Sci. 2000. V. 18. P. 205–212.
  34. Kramm U., Kogarko L.N. Nd and Sr isotope signatures of the Khibina and Lovozero agpaitic centres, Kola Alkaline Province, Russia // Lithos. 1994. V. 32. P. 225–242.
  35. Krogh T.E. A low-contamination method for hydrothermal decomposition of zircon and extraction of U and Pb for isotopic age determination // Geochim. Cosmochim. Acta. 1973. V. 37. P. 485–494.
  36. Ludwig K.R. PbDat for MS-DOS, version 1.21 // U.S. Geol. Surv. Open-File Rept. 88–542. 1991. 35 p.
  37. Ludwig K.R. Isoplot 3.70. A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel // Berkeley Geo-chronology Center Spec. Publ. 2003. V. 4.
  38. Luhr J.F., Carmichael I.S.E., Varekamp J.C. The 1982 eruptions of El Chichon volcano, Chiapas, Mexico: mineralogy and petrology of the anhydrite-bearing pumices // J. Volcanol. Geothermal Res. 1984. V. 23. P. 69–108.
  39. Marks M.A.W., Markl G. The Ilímaussaq alkaline complex, South Greenland // Eds. В. Charlier, О. Namur, R. Latypov, С. Tegner. Layered Intrusions. Dordrecht: Springer Geology, 2015. Р. 649–691.
  40. Marks M.A.W., Hettmann K., Schilling J. et al. The minera- logical diversity of alkaline igneous rocks: critical factors for the transition from miaskitic to agpaitic phase assemblages // J. Petrol. 2011. V. 52. P. 439–455.
  41. Mattinson J.M. Zircon U-Pb chemical abrasion “CATIMS” method: Combined annealing and multi-step partial dissolution analysis for improved and accuracy of zircon ages // Chemical Geol. 2005. V. 220. P. 47–66.
  42. McDonough W.F., Sun S.-s. The composition of the Earth // Chemical Geol. 1995. V. 120. P. 223–253.
  43. Neumann E.-R. Petrogenesis of the Oslo Region larvikites and associated rocks // J. Petrol. 1980. V. 21. Pt. 3. P. 499–531.
  44. Paster T.P., Schauwecker D.S., Haskin L.A. The behavior of some trace elements during solidification of the Skaergaard layered series // Geochim. Cosmochim. Acta. 1974. V. 38. № 10. P. 1549–1577.
  45. Ramo T., Andersen T., Whitehouse M.J. Timing and petroge- nesis of the permo-carboniferous Larvik Plutonic Complex, Oslo Rift, Norway: new insights from U-Pb, Lu-Hf, and O isotopes in zircon // J. Petrol. 2022. V. 63. № 12. P. 1–29.
  46. Stacey J.S., Kramers I.D. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two-stage model // Earth Planet. Sci. Lett. 1975. V. 26. № 2. P. 207–221.
  47. Steiger R.H., Jager E. Subcomission of geochronology: Convention of the use of decay constants in geo- and cosmochronology // Earth Planet. Sci. Lett. 1976. V. 36. № 2. P. 359–362.
  48. Stix J., Gorton M.P. Variations in trace-element partition-coefficients in Sanidine in the Cerro Toledo Rhyolite, Jemez Mountains, New-Mexico – effects of composition, temperature, and volatiles // Geochim. Cosmochim. Acta. 1990. V. 54. № 10. P. 2697–2708.
  49. Tanaka T., Togashi S., Kamioka H. et al. JNdi-1: a neodymium isotopic reference in consistency with LaJolla neodymium // Chemical Geol. 2000. V. 168. P. 279–281.
  50. Watson E.B., Green T.H. Apatite/liquid partition coefficients for the rare earth elements and strontium // Earth Planet. Sci. Lett. 1981. V. 56. P. 405–421.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема геологического строения Хибино-Ловозерского вулкано-плутонического комплекса. Составлена на основе схем (Галахов, 1975, Буссен, Сахаров, 1972), с дополнениями и исправлениями.

Скачать (779KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Графики распределения хондрит-нормализованных значений редкоземельных элементов в клинопироксенах, амфиболах (а) и акцессорных минералах (б) миаскитовых сиенитов Хибинского (KHI), Ловозерского (LVZ) и Кургинского (KUR) массивов. Показаны графики REE для раннего амфибола KHI1 и амфибола, замещающего клинопироксен KHI2. Поля на рисунках (а) и (б) – распределение REE соответственно в клинопироксенах и титанитах в К-нефелиновых сиенитах и фоидолитах Хибинского массива (Арзамасцев и др., 2005). Нормализовано по (Anders, Grevesse, 1989).

Скачать (298KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микрофотографии кристаллов циркона из сиенитов Ловозерского массива (обр. 903/978), выполненные на электронном микроскопе в режимах вторичных электронов (I–III), катодолюминесценции (IV–V) и в проходящем свете оптического микроскопа (VI).

Скачать (235KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Составы миаскитовых и агпаитовых сиенитов на классификационной диаграмме (Na2O + K2O)–SiO2 (Классификация и номенклатура …, 1981). Поле – составы эссекситов и трахитов дайковой серии Хибинского массива.

Скачать (305KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Графики распределения малых элементов в миаскитовых и агпаитовых сиенитах Хибинского (а), Ловозерского (б) и Кургинского массивов (в). Данные для сравнения на рисунках (а) и (б) из работы (Арзамасцев и др., 2001), (в) из работы (Арзамасцев и др., 1999). Нормализовано по (McDonough, Sun, 1995).

Скачать (395KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Диаграмма с конкордией для циркона из миаскита Ловозерского массива, обр. 903/978. Номера точек на диаграмме соответствуют порядковым номерам в табл. 6.

Скачать (129KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Диаграмма (87Sr/86Sr)i –Sr для пород Хибино-Ловозерского комплекса. Данные по базальтоидам Ловозерского массива и породам Кургинского массива из (Арзамасцев и др., 1998а, 1999).

Скачать (109KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Диаграмма εNd(Т)–(87Sr/86Sr)Т для субщелочных пород и агпаитовых сиенитов Хибинского, Ловозерского и Кургинского массивов. Данные по агпаитовым сиенитам из (Kramm, Kogarko, 1994), по массиву Курга из (Арзамасцев и др., 1999), по составу анкарамита из (Арзамасцев и др., 1998а), по Ar гнейсу из (Арзамасцев и др., 2011). Все данные пересчитаны на возраст 377 млн лет.

Скачать (236KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Распределение нормализованных к хондриту содержаний редкоземельных элементов в исходном анкарамитовом расплаве (обр. 107/111 из вулканогенной толщи кровли Ловозерского массива) и продуктах его фракционной кристаллизации: (а) миаскита Ловозерского массива (обр. 903/978) и вероятных комплементарных реститах (перидотит, обр. 6/299, 8/211 и пироксенит обр. 6/325, 2/41.5 из массива Курга по данным (Арзамасцев и др., 1999); (б) пуласкита Хибинского массива (обр. 642/145). Пунктиром показаны расчетные концентрации REE в процессе фракционной кристаллизации исходного расплава. Проценты на графике – доля фракционированного расплава.

Скачать (282KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

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».