Trace and rare-earth elements in garnets from silicate-carbonate formations of the Kusa-Kopan complex (Southern Urals)

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

   Research subject. Garnets from silicate-carbonate formations and their halos with skarn mineral associations, developedin the historical mines and pits of the Southern Urals: Zelentsovskaya, Nikolaje-Maximilianovskaya, Akhmatovskaya,Perovskitovaya, Gubensky massif, Praskovie-Evgenyevskaya and Shishimskaya.   Aim. To study the nature of silicate-carbonate formations of debatable origin.   Materials and methods. The composition of garnets distributed both in silicate-carbonate formations and in rocks with skarn mineral associations was analyzed using SEM-EDS (IPGG RAS) and SIMS (Yaroslavl branch of IPT RAS).   Results. The garnets from silicate-carbonate rocks show predominantly a dark to black color, a combination of simple rhombododecahedron and tetragontrioctahedron shapes. In terms of composition, these materials correspond to andradite – Ti-andradite, with the share of shorlmite and morimotoite end-members reaching 30 %. The garnets from calcareous skarns are reddish in color and have a rhombododecahedric habitus. In terms of composition, these garnets correspond to an andradite-grossular isomorphic series, with the share of shorlomite and morimotite end-members not exceeding 3 %. For these garnets, the content of trace and rare-earth elements was determined for the first time, and a posi tive correlation of Ti with U, Y, Zr, Hf and Nb was established. Figurative points on binary diagrams (in coordinate axes of rare-earth content) are plotted as a trend of garnet composition in the grossular–andradite–Ti-andradite series. Garnets from silicate-carbonate rocks, unlike those from skarn mineral associations, are characterized by an increased rare-earth elements content. The main feature of the rare-earth elements distribution spectra in garnets is a positive Eu-anomaly, which is observed in all studied garnets.   Conclusion. The data obtained allowed the authors to assume that garnets from silicate-carbonate formations and their halos were formed as a result of a single geological process, essentially close to skarn formation. The results of the petrographic-mineralogical and geochemical studies assume that the “carbonatite” nature of the silicate-carbo nate rocks of the Southern Urals is unlikely.

Sobre autores

V. Stativko

St. Petersburg Mining University; Institute of Precambrian Geology and Geochronology RAS

Email: vlad.stativko@mail.ru

S. Skublov

St. Petersburg Mining University; Institute of Precambrian Geology and Geochronology RAS

V. Smolenskiy

St. Petersburg Mining University

A. Kuznetsov

Institute of Precambrian Geology and Geochronology RAS

Bibliografia

  1. Алексеев А. А. Расслоенные интрузии Западного склона Урала / А. А. Алексеев, Г. В. Алексеева, С. Г. Ковалев. – Уфа: Гилем, 2000. – 188 с.
  2. Аулов Б. Н. Государственная геологическая карта Российской Федерации. М-б 1:200 000 : Изд-е 2-е. – Сер. Южно-Уральская. – Л. N-40-XII. –Златоуст. – Объяснит. записка. – М.: МФ ВСЕГЕИ, 2015. – 365 с.
  3. Белковский А. И. Минеральные копи Шишимских-Назямских гор: предкарбонатитовые скарны и ранние (безрудные) карбонатиты // Проблемы петрогенезиса и рудообразования : Тез. докл. – Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 1998. – 12-14.
  4. Бочарникова Т. Д. Состав и источники флюидов в скарнах минеральных копей кусинско-копанского интрузивного комплекса (Южный Урал) / Т. Д. Бочарникова, В. В. Холоднов, Е. С. Шагалов // Литосфера. – 2011. – (5). – 124-130.
  5. Гекимянц В. М. Минералогия титана и циркония в скарнах, родингитах и родингитоподобных образованиях Западного Урала : Дис. ... канд. геол.-мин. наук / В. М. Гекимянц. – М.: МГУ, 2000. – 21 с.
  6. Гриценко Ю. Д. Титановые гранаты щелочно-ультраосновных массивов Маймече-Котуйской провинции / Ю. Д. Гриценко // Геология, магматизм и металлогения Центра Азии. 2018 : Рудно-магматические системы Сангилена (щелочные интрузивы, карбонатиты) – 2018. – 25-32.
  7. Костов И. Минералогия / И. Костов. – М.: Мир, 1971. – 590 с.
  8. Костюк А. В. Петрогенезис гранатсодержащего карбонатита, район Тромсе, Норвегия / А. В. Костюк Н. С. Горбачев, А. Н. Некрасов // Геохимия. – 2021. – 66 (8). – 756-768. doi: 10.31857/S0016752521080033
  9. Краснобаев А. А. Цирконология навышских вулканитов айской свиты и проблема возраста нижней границы рифея на Южном Урале / А. А. Краснобаев// Докл. АН. – 2013. – 448 (4). – 437-442. doi: 10.7868/S086956521304021X
  10. Краснобаев А. А. Цирконовый возраст габбро и гранитоидов кусинско-копанского комплекса (Южный Урал) / А. А. Краснобаев// Тр. ИГГ УрО РАН, 2006. – Вып. 154. – 300-303.
  11. Кузнецов А. Б. Изотопный состав Sr в нижнерифейских карбонатных породах магнезитсодержащей саткинской свиты, Южный Урал / А. Б. Кузнецов// Докл. АН. – 2007. – 414 (2). – 233-238.
  12. Кузнецов А. Б. Sr-изотопная характеристика и Pb-Pb возраст известняков бакальской свиты (типовой разрез нижнего рифея, Южный Урал) / А. Б. Кузнецов // Докл. АН. – 2003. – 391 (6). – 794-798.
  13. Кузнецов А. Б. Sr изотопная характеристика и Pb-Pb возраст карбонатных пород саткинской свиты, нижнерифейская бурзянская серия Южного Урала / А. Б. Кузнецов// Стратиграфия. Геол. корреляция. – 2008. – 16 (2). – 16-34.
  14. Кутырев А. В. Особенности морфологии и состава цинковых шпинелей различных месторождений мира / А. Б. Кутырев, П. А. Матвеева, С. Ю. Степанов // Металлогения древних и современных океанов. – 2014. – (1). – 212-215.
  15. Левашова Е. В. Изотопно-геохимические особенности циркона из постколлизионных гранитов: на примере рибекитовых гранитов Верхнее Эспе, Восточный Казахстан / Е. В. Левашова// Геохимия. – 2022. – 67 (1). – 3-18. doi: 10.31857/S0016752522010083
  16. Мясников В. С. Минеральные копи Шишимских и Назямских гор / В. С. Мясников // Минералогия Урала. – М.; Л.: АН СССР, 1954. – Т. 1. – 250-268.
  17. Мясников В. С. О титановом везувиане из Перовскитовой и Ахматовской копей на Южном Урале / В. С. Мясников // Докл. АН СССР. – 1940. – 28 (5). – 445-448.
  18. Овчинникова Г. В. Pb-Pb возраст преобразования осадочных фосфоритов в нижнерифейских карбонатных отложениях, саткинская свита Южный Урал / Г. В. Овчинникова// Стратиграфия. Геол. корреляция – 2008. – 16 (2). – 35-40.
  19. Овчинникова Г. В. Pb-Pb возраст рифейских магнезитов Бакальского рудного поля / Г. В. Овчинникова// Докл. АН. – 2018. – 481 (5). – 529-533. doi: 10.31857/S086956520002125-0
  20. Овчинникова Г. В. U-Pb систематика протерозойских магнезитов Саткинского месторождения Южного Урала: источник флюида и возраст / Г. В. Овчинникова// Докл. АН. – 456 (2). – 219-222. doi: 10.7868/S0869565214140229
  21. Попов В. А. Кристаллы монтичеллита из Шишимской копи на Южном Урале / В. А. Попов // Уральский геол. журнал. – 2001. – (5). – 140-143.
  22. Попов В. А. К минералогии Прасковье-Евгеньевской копи на Южном Урале / В. А. Попов. – Уральская минералог. школа – 2012. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2012. – 134-139.
  23. Попов В. А. Минералогические исследования скарнов и карбонатитов Ахматовской копи / В. А. Попов // Уральский минералог. сб.. – 2010. – (17). – 109-117.
  24. Румянцева Н. А. Циркон из габброидов хребта Шака (Южная Атлантика): U-Pb возраст, соотношение изотопов кислорода и редкоэлементный состав / Н. А. Румянцева// Зап. Росс. минералог. об-ва. 2022. – 151 (1). – 49-73. URL: https://zrmo.org/ru/archives/2022/vyipusk-1/czirkon-iz-gabbroidov-xrebta-shaka-(yuzhnaya-atlantika)-u-pb-vozrast-sootnoshenie-izotopov-kisloroda-i-redkoelementnyij-sostav.html
  25. Сальникова Е. Б. Гранаты ряда андрадит–моримотоит–потенциальные минералы–геохронометры для U-Pb-датирования ультраосновных щелочных пород / Е. Б. Сальникова// Докл. АН. – 2018. – 480 (5). – 583-586. doi: 10.7868/S0869565218050171
  26. Семихатов М. А. Стратотип нижнего рифея – бурзянская серия Южного Урала: литостратиграфия, палеонтология, геохронология, Sr- и C-изотопные характеристики карбонатных пород / М. А. Семихатов// Стратиграфия. Геол. корреляция. – 2009. – 17 (6). – 17-45.
  27. Скублов С. Г. Геохимия разновидностей берилла: сравнительный анализ и визуализация аналитических данных методами главных компонент (PCA) и стохастического вложения соседей с t-распределением (t-SNE) / С. Г. Скублов, А. К. Гаврильчик, А. В. Березин // Зап. Горн. ин-та. – 2022. – (255). – 455-469. doi: 10.31897/PMI.2022.40
  28. Стативко В. С. Особенности распределения редких и редкоземельных элементов в гранатах из силикатно-карбонатных пород Кусинско-Копанского комплекса (Южный Урал) / В. С. Стативко // Металлогения древних и современных океанов. – 2022. – 28. – 193-197.
  29. Стативко В. С. Химический состав и природа гранатовой минерализации в жильных силикатно-карбонатных породах, пространственно сопряженных с Кусинско-Копанским габбровым интрузивом, Южный Урал / В. С. Стативко, С. Ю. Степанов, Е. С. Шагалов // Новое в познании процессов рудообразования : Девятая Рос. молодеж. науч.-практ. школа с междунар. участием. – 2019. – 397-401.
  30. Степанов С. Ю. Первое свидетельство палеозойской эндогенной активности на западном склоне Южного Урала / С. Ю. Степанов// Докл. РАН. – 2020. – 493 (1). – 21-26. doi: 10.31857/S2686739720070208
  31. Степанов С. Ю. Особенности распределения микропримесей в перовските из скарнов и жильных кальцитовых образований Чернореченского и Назямского хребтов (Южный Урал) / С. Ю. Степанов// Минералогия. – 2017 – 3 (1). – 61-70.
  32. Стифеева М. В. Кальциевые гранаты как источник информации о возрасте щелочно-ультраосновных интрузий Кольской магматической провинции / М. В. Стифеева// Петрология. – 2020. – 28 (1). – 72-84. doi: 10.31857/S0869590320010069
  33. Холоднов В. В. Новые Sm-Nd изотопные данные о возрасте Кусинского габбрового массива (Южный Урал) / В. В. Холоднов// Тр. ИГГ УрО РАН. – 2006. – Вып. 154. – 331-334.
  34. Холоднов В. В. Sm-Nd, Rb-Sr возраст габброидов, гранитоидов и титаномагнетитовых руд из расслоенных интрузий Кусинско-Копанского комплекса (ЮжныйУрал) / В. В. Холоднов// Докл. АН. – 2010. – 432 (5). – 650-654.
  35. Шилин Л. Л. О гранатах Шишимских гор / Л. Л. Шилин // Тр. минералог. музея. – 1951. – (3). – 146-1951.
  36. Abdel Gawad A. E., Ene A., Skublov S. G., Gavrilchik A. K., Ali M. A., Ghoneim M. M., Nastavkin A. V. (2022) Trace element geochemistry and genesis of beryl from Wadi Nugrus, South Eastern Desert, Egypt. Minerals, 12 (2), 206. doi: 10.3390/min12020206
  37. Duan X. X., Ju Y. F., Chen B., Wang Z. Q. (2020) Garnet geochemistry of reduced Skarn system: implications for fluid evolution and Skarn formation of the Zhuxiling W (Mo) deposit, China. Minerals, 10 (110) 1024. doi: 10.3390/min10111024
  38. Fei X., Zhang Z., Cheng Z., Santosh M. (2019) Factors controlling the crystal morphology and chemistry of garnet in skarn deposits: A case study from the Cuihongshan polymetallic deposit, Lesser Xing’an Range, NE China. Amer. Mineralog. J. Earth Planet. Mater., 104 (10) 1455-1468. doi: 10.2138/am-2019-6968
  39. Gaspar M., Knaack C., Meinert L. D., Moretti R. (2008) REE in skarn systems: A LA-ICP-MS study of garnets from the Crown Jewel gold deposit. Geochim. Cosmochim. Acta, 72 (1), 185-205. doi: 10.1016/j.gca.2007.09.033
  40. Grew E. S., Locock A. J., Mills S. J., Galuskina I. O., Galuskin E. V., Halenius U. (2013) Nomenclature of the garnet supergroup. Amer. Mineral., (98), 785-811. doi: 10.2138/am.2013.4201
  41. Jiang X., Chen X., Zheng Y., Gao S., Zhang Z., Zhang Y., Zhang S. (2020) Decoding the oxygen fugacity of oreforming fluids from garnet chemistry, the Longgen skarn Pb-Zn deposit, Tibet. Ore Geol. Rev., 126, 103770. doi: 10.1016/j.oregeorev.2020.103770
  42. Kostić B., Srećković-Batoćanin D., Filipov P., Tančić P., Sokol K. (2021) Anisotropic grossular-andradite garnets: Evidence of two stage skarn evolution from Rudnik, Central Serbia. Geol. Carpathica, 72 (1), 17-25. doi: 10.31577/GeolCarp.72.1.2
  43. Li Y., Yuan F., Jowitt S. M. et al. (2021) Garnet major and trace element evidence of the alteration and mineralizing processes associated with genesis of the Qiaomaishan skarn deposit, Xuancheng ore district, eastern China. Ore Geol. Rev., 137, 104304. doi: 10.1016/j.oregeorev.2021.104304
  44. Locock A. J. (2008) An Excel spreadsheet to recast analyses of garnet into end-member components, and a synopsis of the crystal chemistry of natural silicate garnets. Comput. Geosci., 34, 1769-1780. doi: 10.1016/j.cageo.2007.12.013
  45. McDonough W. F., Sun S. S. (1995) The composition of the Earth. Chem. Geol., 120 (3-4), 223-253.
  46. Samal A. K., Srivastava R. K., Upadhyay D. (2021) Major, Trace, and Rare-Earth Element Geochemistry of Nb-V Rich Andradite-Schorlomite-Morimotoite Garnet from Ambadungar-Saidivasan Alkaline Carbonatite Complex, India: Implication for the Role of Hydrothermal Fluid-Induced Metasomatism. Minerals, 11 (7), 756. doi: 10.3390/min11070756
  47. Savard J. J., Mitchell R. H. (2021) Petrology of ijolite series rocks from the Prairie Lake (Canada) and Fen (Norway) alkaline rock-carbonatite complexes. Lithos, 396, 106188. doi: 10.1016/j.lithos.2021.106188
  48. Skublov S. G., Rumyantseva N. A., Li Q., Vanshtein B. G., Rezvukhin D. I., Li X. (2022) Zircon xenocrysts from the Shaka Ridge record ancient continental crust: New U-Pb geochronological and oxygen isotopic data. J. Earth Sci., 33 (1), 5-16.
  49. Stavrev M., Peytcheva I., Hikov A., Vassileva R., von Quadt A., Guillong M., Grozdev R., Plotkina, Y. (2020) Late Cretaceous magmatism in part of the Western Rhodopes (Bulgaria): U-Pb dating on zircon and grossular-andradite garnets. Comptes rendus de l’Académie bulgare des Sciences, 73, 522-530. doi: 10.7546/CRABS.2020.04.11
  50. Tian Z. D., Leng C. B., Zhang X. C., Zafar T., Zhang L. J., Hong W., Lai C. K. (2019) Chemical composition, genesis and exploration implication of garnet from the Hongshan Cu-Mo skarn deposit, SW China. Ore Geol. Rev., 112, 103016. doi: 10.1016/j.oregeorev.2019.103016
  51. Yang Y. H., Wu F. Y., Yang J. H., Mitchell R. H., Zhao Z. F., Xie L.W., Huang C., Ma Q., Yang M., Zhao, H. (2018) U-Pb age determination of schorlomite garnet by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry. J. Analyt. Atom. Spectrom., 33 (2), 231-239. doi: 10.1039/C7JA00315C
  52. Zakharov Y. D., Kuznetsov A. B., Gavrilova A. A., Stativko V. S. (2022) A new 87Sr/86Sr record of Cretaceous marine invertebrates from the palaeo-Pacific and its implication for stratigraphical and palaeoenvironmental reconstructions. Cretac. Res., 139, 105298. doi: 10.1016/j.cretres.2022.105298

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Stativko V.S., Skublov S.G., Smolenskiy V.V., Kuznetsov A.B., 2023

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».