научный журнал по геологии Петрология ISSN: 0869-5903

Архив научных статейиз журнала «Петрология»

  • СОСТАВ МАГМ, УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И ГЕНЕЗИС КАРБОНАТСОДЕРЖАЩИХ ИЙОЛИТОВ И КАРБОНАТИТОВ ШЕЛОЧНОГО КАРБОНАТИТОВОГО КОМПЛЕКСА БЕЛАЯ ЗИМА, ВОСТОЧНЫЙ САЯН

    АНДРЕЕВА И.А., КОВАЛЕНКО В.И., КОНОНКОВА Н.Н., НИКИФОРОВ А.В. — 2007 г.

    На основе метода исследования расплавных включений с использованием электронного и ионного микроанализа изучены состав, эволюция и условия образования магм, участвующих в формировании кальцитсодержащих ийолитов и карбонатитов щелочного карбонатитового комплекса Белая Зима (Восточный Саян, Россия). Первичные расплавные и сосуществующие с ними кристаллические включения установлены в нефелине и кальците вышеназванных пород. В числе кристаллических включений диагностированы диопсид, амфибол (?), перовскит, калиевый полевой шпат, апатит, кальцит, пирротин и титаномагнетит. Изученные расплавные включения в нефелине ийолитов полностью раскристаллизованы. Среди кристаллических дочерних фаз этих включений установлены диопсид, флогопит, апатит, кальцит, магнетит и куспидин. Термометрические опыты с расплавными включениями в нефелине показали, что полная гомогенизация включений с растворением газовой фазы осуществляется при температуре 1120–1130°С. Изучение химического состава стекол гомогенизированных расплавных включений в нефелине ийолитов выявило существенные вариации в содержаниях SiO2 – от 36 до 48 мас. %, Al2O3 – от 9 до 21 мас. %, СаО – от 8 до 25 мас. % и MgO – от 0.6 до 7 мас. %. Все выявленные расплавы существенно обогащены щелочами, ведущая роль среди которых принадлежит натрию. По данным ионно-зондовых определений содержание воды в расплавах в среднем не превышает первых десятых долей процента. Главной особенностью изученных расплавных включений являются крайне высокие содержания в них Nb и Zr. Стекла расплавных включений обогащены также Ta и Th, легкими редкоземельными элементами и обеднены Ti и Hf. Первичные расплавные включения в кальците из карбонатитов содержат бесцветное стекло и дочерние минералы, представленные флогопитом, гранатом и диопсидом. Химический состав силикатного стекла из расплавных включений в кальците карбонатитов близок составу стекол гомогенизированных расплавных включений в нефелине изученных ийолитов. Важной особенностью расплавных включений в кальците из карбонатитов является также присутствие в стекле карбонатных глобулей кальцитового состава. Результаты изучения расплавных включений в минералах ийолитов и карбонатитов, а также анализ состава щелочных и рудоносных пород Белозиминского массива позволяют предположить участие процессов кристаллизационной дифференциации и силикатно-карбонатной жидкостной несмесимости в их формировании. На основе полученных данных о редкоэлементном составе стекол гомогенизированных расплавных включений, а также разнообразных щелочных пород и карбонатитов оценен в первом приближении состав мантийных источников, участвующих в образовании ассоциации пород щелочно-карбонатитового комплекса Белая Зима. Источником для щелочных пород и карбонатитов является деплетированная мантия, испытавшая интенсивный метасоматоз. Главными агентами мантийного метасоматоза предполагаются карбонатные расплавы, обогащенные натрием и кальцием.

  • СРЕДНИЕ СОСТАВЫ МАГМ И МАНТИИ СРЕДИННО-ОКЕАНИЧЕСКИХ ХРЕБТОВ И ВНУТРИПЛИТНЫХ ОКЕАНИЧЕСКИХ И КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ ОБСТАНОВОК ПО ДАННЫМ ИЗУЧЕНИЯ РАСПЛАВНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ И ЗАКАЛОЧНЫХ СТЕКОЛ БАЗАЛЬТОВ

    ГИРНИС А.В., ДОРОФЕЕВА В.А., КОВАЛЕНКО В.И., НАУМОВ В.Б., ЯРМОЛЮК В.В. — 2007 г.

    На основании обобщения составов расплавных включений и закалочных стекол базальтоидов определены средние составы магм срединно-океанических хребтов (СОХ), континентальных внутриплитных обстановок (КР), океанических островов и плато (ОО). Эти составы используются для оценки средних содержаний редких и летучих элементов в мантийных источниках. Разработан метод оценки средних содержаний несовместимых элементов, включая летучие компоненты (H2O, Cl, F, S), в мантии. Сравнение полученных средних содержаний элементов для деплетированной мантии (ДМ) и опубликованных данных показали, что для наиболее несовместимых элементов-примесей (H2O, Cl, F, Be, B, Rb, Sr, Zr, Ba, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Hf, Ta, Th и U) средние содержания надежно оцениваются с помощью отношения содержаний K и соответствующего элемента-примеси в магмах СОХ и среднего содержания K в ДМ. Для Nb, Ti, P, S, Li, Y и тяжелых РЗЭ использованы отношения их содержаний с содержанием близкого к ним по несовместимости элемента в магмах СОХ (для Nb – уран, для остальных элементов – Dy). Этот подход был использован для оценки средних содержаний несовместимых элементов в мантии океанических плюмов (МОП) и мантии внутриплитных континентальных обстановок или континентальных плюмов (МКП). Установлено, что средний состав океанических и континентальных мантийных плюмов умеренно обогащен по сравнению с ДМ наиболее некогерентными элементами (K, U, Ba, La), включая летучие (H2O, Cl, F). Степень обогащения летучими компонентами плюмовой мантии не достаточна для существенного понижения температуры солидуса мантийного материала (500–-1500 ppm H2O). Поэтому мантийные плюмы должны быть горячее окружающей обедненной мантии. Cредние содержания несовместимых элементов-примесей в МОП близки к составу примитивной мантии, что может быть связано либо с сохранностью примитивной мантии в областях возникновения плюмов, либо с фертилизацией ДМ за счет глубинного мантийного рециклинга материала коры. В случае глубинного рециклинга минимум воды в спектре МОП объясняется участием в ее образовании дегидратированной коры. Рассмотрены вариации составов магм и их источников из различных геодинамических обстановок и показано, что источники являются неоднородными в отношении редких и летучих компонентов. Эта неоднородность составов источников магм и наличие постепенных переходов между ними свидетельствует о взаимодействии мантийных резервуаров. Химические вариации магм континентальных и океанических плюмов могут быть объяснены наличием нескольких взаимодействующих источников, включая обедненный материал и, по крайней мере, два обогащенных резервуара с разными содержаниями летучих компонентов. Эти вариации согласуются с зональной структурой мантийных плюмов, состоящих из горячей и сравнительно сухой центральной части, более холодной внешней оболочки с высокими содержаниями летучих компонентов и зоны взаимодействия плюма с обедненной мантией.

  • ТЕРМАЛЬНАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ ВЕРХНЕЙ МАНТИИ БАЙКАЛО-МОНГОЛЬСКОГО РЕГИОНА

    АЩЕПКОВ И.В., БАБУШКИНА М.С., ГЛЕБОВИЦКИЙ В.А., НИКИТИНА Л.П., ОВЧИННИКОВ Н.О., ПУШКАРЕВ Ю.Д., САЛТЫКОВА А.К. — 2007 г.

    На основе изучения минералогии, петрохимических и геохимических характеристик, условий кристаллизации (T, P, ) мантийных ксенолитов из щелочных базальтов Байкало-Монгольской области установлено: (1) различие химического состава мантии в пределах Юго-Восточной и Центральной Монголии, Хамар-Дабана и Забайкалья, отражающее разную степень плавления примитивной мантии (в пределах Юго-Восточной Монголии – 10% и более, Центральной Монголии – 0–15%, Забайкалья и Хамар-Дабана – 0–10%) и, возможно, неоднородность состава первичного мантийного субстрата; (2) зависимость концентраций Y, Zr, Ti, Sc, РЗЭ (от Nd до Lu) от содержания главных оксидов (Al2O3, MgO), а также их отношений (MgO/SiO2, Al2O3/MgO) в ксенолитах, свидетельствующая о том, что распределение редких и редкоземельных элементов в мантии является результатом процессов ее парциального плавления; (3) различие термального состояния мантии Витимского района (геотермический градиент ТГ = 9.4 ± 0.3°C/км), Центральной (ТГ = 10.2 ± 0.2°C/км) и Юго-Восточной (ТГ = 9.4 ± 0.3°С/км) Монголии; (4) модельный Pb-Pb возраст вещества, представленного ксенолитами примитивной мантии, соответствует 4457 ±12 млн. лет и согласуется с оценкой длительности формирования ядра и комплементарной ему примитивной мантии, рассчитанной для U-Th-Pb системы (Galer, Goldstein, 1996).

  • ТРАХИТЫ, КОМЕНДИТЫ И ПАНТЕЛЛЕРИТЫ ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКОЙ РИФТОГЕННОЙ БИМОДАЛЬНОЙ АССОЦИАЦИИ ХРЕБТОВ НОЁН И ТОСТ ЮЖНОЙ МОНГОЛИИ: ОСОБЕННОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ И КОНТАМИНАЦИИ ЩЕЛОЧНО-САЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ

    ВЕЛИВЕЦКАЯ Т.А., КОВАЛЕНКО В.И., КОЗЛОВСКИЙ А.М., САВАТЕНКОВ В.М., ЯРМОЛЮК В.В. — 2007 г.

    Бимодальная ассоциация грабена хребтов Ноён и Тост, относящаяся к Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоне, формировалась 318 млн. лет назад на континентальной окраине Североазиатского палеоконтинента. В строении бимодальной ассоциации участвуют вулканические серии с контрастным чередованием базальтоидов и щелочных риолитов при незначительной доле трахитов, дайковые пояса и массивы щелочных гранитов, а также синхронный с ними массив биотитовых гранитов. Среди щелочных риолитов по соотношению Al2O3 и FeOобщ выделяются комендиты (FeOобщ 1.5–5.7 мас. %, Al2O3 10.5–15.4 мас. %) и пантеллериты (FeOобщ 5.2–7.5 мас. %, Al2O3 9.1–10.2 мас. %). Щелочно-салические породы бимодальной ассоциации образовались в результате кристаллизационной дифференциации рифтогенных базальтоидных магм, осложненной контаминацией. Комендиты, пантеллериты и щелочные граниты наследуют от базальтоидов отрицательные аномалии Nb и Ta и положительные K и Pb. Они имеют идентичные с базальтоидами вариации изотопного состава неодима ( Nd(T) = 5.5–7.4) и близкий к мантийному изотопный состав кислорода ( 18O = 5.9–7.3). Наиболее глубоко дифференцированными и наименее контаминированными породами бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост являются пантеллериты. Доля остаточного пантеллеритового расплава составляет 8% (и менее) от первичной базальтоидной магмы. Комендиты являются результатом ассимиляции щелочно-салическими расплавами анатектических коровых выплавок, представленных биотитовыми гранитами. Возникновение последних в хр. Ноён и Тост стало возможным благодаря специфике геодинамического положения Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны, которая формировалась непосредственно вблизи края палеоконтинента, развивавшегося в режиме активной окраины незадолго до начала рифтогенеза.

  • ФАЗОВЫЕ ОТНОШЕНИЯ ВО ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ГРАНИТНОЙ И НЕФЕЛИН-СИЕНИТОВОЙ СИСТЕМАХ ПРИ 800°С И 1 КБАР

    ГРАМЕНИЦКИЙ Е.Н., ДЕВЯТОВА В.Н., ЩЕКИНА Т.И. — 2007 г.

    Представлены результаты изучения натриевой части системы SiO2 Al2O3 Na2O K2Oсо фтором при 800°С и 1 кбар давления воды. По полученным экспериментальным данным построена фазовая диаграмма, отражающая область существования алюмосиликатного расплава. Выявлены оксидные и фторидные фазы, контролирующие поле стабильности расплава и растворимость фтора. В глиноземистых нефелиннормативных и в кварцнормативных литиевых составах обнаружена жидкостная несмесимость, наиболее широко проявленная в последних. Определена растворимость фтора в алюмосиликатном расплаве в условиях насыщения фтором, т.е. в присутствии фаз, богатых фтором. Содержания фтора в стеклах лежат в интервале от 2 до 20 мас. %. Кварцнормативные стекла менее фтористые (до 5 мас. % F), чем нефелиннормативные (в основном 5–10 мас. % F). На фазовой диаграмме максимумы содержания фтора (более 10 мас. %) находятся по обе стороны от фигуративной точки альбита в области ультраагпаитовых нефелиннормативных расплавов, а также в области нормальных сиенитовых расплавов. Для кварцнормативного силикатного расплава выявлены изменения фазовых отношений при замене натрия на калий и литий.

  • ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД ПОРЯДОК/БЕСПОРЯДОК В КОРДИЕРИТЕ И ЕГО ВОЗМОЖНАЯ СВЯЗЬ С ОБРАЗОВАНИЕМ СИМПЛЕКТИТОВ В РЕАКЦИОННЫХ СТРУКТУРАХ ИЗ ПОРОД ГРАНУЛИТОВОЙ ФАЦИИ МЕТАМОРФИЗМА

    ВИНКЛЕР Б., ВИНОГРАД В.Л., ГЕЙЛ ДЖ. Д., ГЕРЯ Т.В., ПЕРЧУК Л.Л., ПУТНИС А. — 2007 г.

    На основе согласованной базы межатомных потенциалов, расчетов статической энергии разнообразных Al/Si конфигураций в суперячейке Mg-кордиерита и моделирования методом Монте Карло фазовый переход между ромбической и гексагональной модификациями этого минерала предсказан при 1623 К. С помощью метода термодинамического интегрирования рассчитана температурная зависимость энтальпии, энтропии и свободной энергии Al/Si разупорядочения кордиерита (Crd1). Результаты моделирования позволяют предположить, что часто наблюдаемая кристаллизация кордиерита в неупорядоченном состоянии может быть связана со стремлением атомов Al концентрироваться в позиции T1, обусловленным локальным электростатическим балансом. Увеличение доли Al в позиции T1 относительно соотношения 2/3(T1):1/3(T2), соответствующего упорядоченному расположению Al и Si, препятствует образованию доменов ромбической фазы. Склонность минерала к метастабильной кристаллизации в гексагональной форме могла существенно задержать развитие ассоциации ромбического кордиерита и ортопироксена по гранату и кварцу в метапелитах гранулитовой фации метаморфизма. Структуры локального метасоматического замещения (развитие Crd + Opx или Spr + Crd симплектитов по границам зерен граната и кварца) свидетельствуют о термодинамической нестабильности ассоциации Qtz + Grt в момент метасоматической реакции. Эта нестабильность могла быть вызвана затруднением равновесной нуклеации ромбического кордиерита.

  • ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЛУННЫХ МЕТЕОРИТОВ И ВЕЩЕСТВА ЛУННОЙ КОРЫ

    БРАНДШТЕТТЕР Ф., ДЕМИДОВА С.И., КУРАТ Г., ЛОРЕНЦ К.А., НАЗАРОВ М.А., НТАФЛОС Т. — 2007 г.

    Впервые сообщаются результаты определения содержания главных и редких элементов в 19 новых лунных метеоритах, найденных в Омане. На основании этих и литературных данных проведена оценка состава материковых, морских и переходных (море/материк) районов лунной поверхности. Всего использованы данные о 44 лунных метеоритах общим весом 11 кг, представляющих, вероятно, 26 независимых падений. Проведенное исследование показывает, что материковая кора Луны должна быть богаче Ca и Al и беднее мафическими и несовместимыми элементами, чем считалось по результатам изучения лунных образцов и первым орбитальным исследованиям. Содержание Ir в материковой коре и анализ лунной кратерной популяции позволяет предполагать, что большая часть лунных импактитов образовалась в результате одного главного ударного события, которое определило их геохимические характеристики. В морских районах должны доминировать низкотитанистые базальты, обогащенные, однако, легкими редкоземельными элементами по сравнению с базальтами, представленными в лунных образцах. В переходных зонах море/материк в качестве характеристического материала возможно присутствие KREEP- и магнезиальных VLT-базальтов. Полученный по химии лунных метеоритов состав материковой коры не противоречит модели лунного океана магмы, но средний состав морских лунных метеоритов не согласуется с этой концепцией и указывает на ассимиляцию KREEP-материала базальтовыми магмами. Новая оценка состава материковой коры подтверждает возможное обогащение Луны труднолетучими и обеднение легколетучими и сидерофильными элементами.

  • ЩЕЛОЧНОЙ ВУЛКАНИЗМ В ИСТОРИИ ФОРМИРОВАНИЯ НОРВЕЖСКО-ГРЕНЛАНДСКОГО БАССЕЙНА

    ХАРИН Г.С., ЧЕРНЫШЕВА Е.А. — 2007 г.

    Образование северной части Атлантического океана, начавшееся в позднем палеоцене, сопровождалось формированием подводных и наземных толщ базальтов, наблюдаемых в виде подводных плато и хребтов, островов и вулканов. По составу преобладают низкокалиевые толеитовые базальты, но среди них отмечаются близкие им по возрасту щелочные породы (субщелочные и щелочные базальты и их дифференциаты, базаниты, нефелиниты и др.). Наиболее древние щелочные вулканиты (58–56 млн. лет), образованные при раскрытии океанического рифта, обнаружены на его “плечах” – на северо-востоке Гренландии и на западном шельфе Норвегии. Открытия последних лет выявили гораздо большую, чем это предполагалось ранее, распространенность шелочных ультраосновных вулканитов с возрастом 55–53 млн. лет на восточном побережье Гренландии. Последующие проявления щелочного вулканизма с импульсами 30, 10, 5 млн. лет назад и вплоть до современного происходили на молодой океанической плите и новообразованных островах и подводных горах. Для сопоставления океанического и континентального вулканизма данного региона выполнен повторный анализ нескольких образцов океанических вулканитов, собранных во время 10-го рейса НИС “Академик Курчатов”, с использованием современных аналитических методов (РФА, ICP-MS). Изучение показало, что океанические и континентальные щелочные вулканиты существенно различаются по своим петрохимическим и геохимическим особенностям, что обусловлено различиями в глубине зарождения расплавов и в составе материнского мантийного субстрата. Первичные континентальные щелочные магмы изначально обогащены несовместимыми редкими элементами в большей степени, чем океанические. В ходе дифференциации на небольшой глубине океанические магмы могут накапливать редкие элементы и щелочи в остаточных расплавах, но масштабы этих процессов малы и зависят от тектонических условий.

  • ЭКЗОТИЧЕСКОЕ МЕТЕОРИТНОЕ ВЕЩЕСТВО ГОВАРДИТОВ И ПОЛИМИКТОВЫХ ЭВКРИТОВ

    БРАНДШТЕТТЕР Ф., КУРАТ Г., ЛОРЕНЦ К.А., НАЗАРОВ М.А., НТАФЛОС Т. — 2007 г.

    Проведено изучение говардитов и полимиктовых эвкритов, которые представляют собой фрагменты реголитовых брекчий, выброшенных с поверхности дифференцированного (эвкритового) родительского тела, предположительно астероида Веста. Впервые показано, что, наряду с экзотическими обломками углистых хондритов, говардиты содержат также фрагменты обыкновенных хондритов, энстатитовых метеоритов, уреилитов и мезосидеритов. Соотношение этих экзотических метеоритных фрагментов по типам в говардитах и полимиктовых эвкритах такое же, как в популяции частиц космической пыли, выделенной из льдов Антарктиды и Гренландии. Концентрации сидерофильных элементов в говардитах и полимиктовых эвкритах не коррелируют с содержанием экзотических метеоритных частиц. Можно предполагать, что основным носителем космогенных сидерофильных элементов в говардитах и полимиктовых эвкритах являются субмикронные частицы, недоступные для минералогического изучения. Анализ кратерной популяции астероида Веста показывает, что поток хондритового вещества на поверхность этого астероида должен быть на три порядка выше, чем современный метеоритный поток, и сопоставим с потоком на поверхность Луны в период интенсивной метеоритной бомбардировки. Это подтверждает высказанные ранее предположения о повышенной метеоритной активности во всей Солнечной системе около 4 млрд. лет назад. Вероятно, литификация реголита (образование реголитовых брекчий) астероида Веста происходила в это же время в результате термального метаморфизма в покрове кратерных выбросов. Таким образом, фрагменты метеоритов, заключенные в говардитах, документируют качественный состав древнего метеоритного потока, который не отличался от современного потока на Землю.

  • ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МИНЕРАЛООБРАЗУЮЩИХ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ РАСТВОРОВ И НЕФТИ И ИХ СОВМЕСТНОЙ МИГРАЦИИ

    БАЛИЦКАЯ Л.В., БАЛИЦКИЙ В.С., БУБЛИКОВА Т.М., ПЕНТЕЛЕЙ С.В., ПРОКОФЬЕВ В.Ю. — 2007 г.

    Рассмотрены результаты экспериментальных исследований по взаимодействию нефти с гидротермальными растворами различного состава и их совместной миграции в широком интервале температур (260–490°С) и давлений (8–150 МПа). Исследования проведены на новой методической основе, позволяющей одновременно с осуществлением водно-углеводородного взаимодействия выращивать в тех же растворах кристаллы кварца, кальцита и флюорита с флюидными включениями. Изучение включений методами термобарогеохимии позволило охарактеризовать поведение нефти и водных растворов при повышенных и высоких температурах и давлениях. Показано, что нефть при взаимодействии с гидротермальными растворами активно вымывается из пород-коллекторов и накапливается во фронтальной части конвективного гидротермального потока. При этом она претерпевает заметные изменения с образованием углеводородных газов, легких нефтей, полужидких и твердых битумов. При температурах 300–350°С и давлении порядка 50–100 МПа нефть и продукты ее фракционирования мигрируют в гидротермальном растворе в основном в капельно-жидком состоянии. Однако при более высоких температурах (360–395°С) в случаях, когда соотношение объемов нефти и водного раствора в исходной водно-нефтяной смеси не превышает порядка 1/70–1/35, жидкие и газообразные углеводородные фракции полностью растворяются в гидротермальных растворах с формированием водно-углеводородного флюида сложного состава. Образованный гомогенный флюид может находиться и мигрировать в таком состоянии вплоть до понижения Т-Р параметров, при которых происходит его гетерогенизация. При благоприятных структурно-литологических факторах это может приводить к образованию перемещенных нефтегазовых месторождений, причем нефть в таких месторождениях должна быть обогащена легкими компонентами. Эксперименты однозначно подтвердили представления о битумных включениях в минералах как об индикаторах путей миграции углеводородов в земной коре.

  • ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ SIO2 НА РАСТВОРИМОСТЬ КОБАЛЬТА И ЖЕЛЕЗА В СИЛИКАТНЫХ РАСПЛАВАХ

    БОРИСОВ А.А. — 2007 г.

    На установке с регулируемой летучестью кислорода проведено экспериментальное исследование растворимости кобальта и железа в силикатных расплавах с переменным содержанием SiO2. Показано, что независимо от температуры и летучести кислорода наблюдается максимум растворимости обоих металлов (минимум коэффициентов активности CoO и FeO) в расплавах среднего состава. Анализ имеющихся в литературе данных подтверждает, что по крайней мере для четырех металлов (Ni, Co, Fe и Cr), растворимых в расплавах в виде двухвалентных оксидов, наблюдается минимум величины MeO в расплавах с XSiO2 57 ± 2 мол. %, при этом положение минимума практически не зависит ни от вида оксида, ни от температуры расплава, ни от концентрации исследуемого оксида (от ppm-уровня и до 13 мас. %). Для высокожелезистых расплавов, не содержащих MgO, экстремумы растворимости железа (величины FeO) могут смещаться в область существенно более низких значений XSiO2, хотя данный вывод требует дополнительного экспериментального подтверждения. С помощью численного примера показаны проблемы использования экспериментальных данных, полученных в разных лабораториях, для создания единой модели зависимости MeO от состава расплава.

  • SM-ND И LU-HF ИЗОТОПНЫЕ СИСТЕМЫ ЗЕМЛИ: ОТВЕЧАЮТ ЛИ ОНИ ХОНДРИТАМ?

    КОСТИЦЫН Ю.А. — 2004 г.

    В статье приводится критический анализ современных представлений о величинах отношений 143Nd/ 144Nd, 176Hf/ 177Hf, 87Sr/ 86Sr и Sm/Nd, Lu/Hf, Rb/Sr в примитивной мантии Земли. Рассмотрены основные противоречия, вытекающие из модели хондритового однородного резервуара (CHUR) для состава примитивной мантии (DePaolo, Wasserburg, 1976a). К ним относятся: (1) высокая магматическая продуктивность обедненной, деплетированной мантии (DM) при отсутствии устойчивого изотопного сигнала из примитивной мантии (PM); (2) наличие большого количества геохимически обогащенных пород, в частности щелочных базальтов, с изотопными характеристиками DM; (3) обедненность источника базальтов HIMU в Nd-Sr-Hf изотопной системе при его обогащенности в U-Pb системе; (4) масс-балансовые расчеты для Sm-Nd изотопной системы коры и мантии заставляют ограничивать массу DM, которая послужила источником для коры, до 1/4 - 1/5 от общей массы мантии, однако в этом случае не сходится баланс для Rb-Sr и U-Pb систем, для ряда других элементов; (5) прямые выплавки из PM при высоких степенях плавления должны иметь изотопный состав неодима и Sm/Nd отношение близкие к составу источника, однако до сих пор не обнаружены породы, близкие по составу к CHUR одновременно по обоим этим параметрам. Перечисленные противоречия удается разрешить лишь при допущении, что Sm/Nd отношение примитивной мантии отличается от состава CHUR на 8%. Оценка современного состава PM приводит к следующим параметрам: ε Nd = +9, 143Nd/ 144Nd = 0.51310, Sm/Nd = 0.350; ε Hf = +13, 176Hf/ 177Hf = 0.28323, Lu/Hf = 0.264; ε Sr = -24, 87Sr/ 86Sr = 0.7028, Rb/Sr = 0.020. Возможная неопределенность оценки изотопного состава неодима при этом может достигать ±1 ε Nd. Изотопный эффект в Sm-Nd, Lu-Hf и Rb-Sr системах от экстракции земной коры из мантийного вещества значительно меньше наблюдаемых изотопных вариаций в мантийных породах.

  • АВТОРСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ ТОМА 11, 2003 Г

    2004

  • АЛМАЗООБРАЗУЮЩИЕ СРЕДЫ В СИСТЕМЕ ЭКЛОГИТ-КАРБОНАТИТ-СУЛЬФИД-УГЛЕРОД ПО ДАННЫМ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПРИ 6.0-8.5 ГПА

    БУТВИНА В.Г., ЛИТВИН Ю.А. — 2004 г.

    При давлениях 6.0-8.5 ГПа экспериментально изучались процессы кристаллизации алмаза в модельной системе эклогит-карбонатит-сульфид-углерод. Впервые алмазы синтезированы в сульфид-углеродных и эклогит-сульфид-углеродных системах. Сульфид-углеродные расплавы получены при плавлении экспериментальных смесей графита с халькопиритом, пирротином и пентландитом, минералами, ассоциированными как с алмазами, так и с мантийными перидотитами и эклогитами. Исследование эклогит-карбонатит-углеродной системы показало, что вместе с углеродом (графитом) в карбонатитовых расплавах растворяются минералы эклогита и формируются карбонат-силикат-углеродные расплавы. Это может приводить к совместной кристаллизации алмаза и силикатных минералов, к захвату алмазами сингенетических силикатных включений. По экспериментальным и минералогическим данным природные алмазообразующие среды являются карбонат-силикат-углеродными расплавами с переменными химическими составами. Они содержат разнообразные примесные компоненты, включая и сульфиды. При фракционной кристаллизации силикатных и карбонатных минералов формируются остаточные расплавы, обогащенные сульфидами. Это способствует захвату растущими алмазами сульфидных включений, при этом сульфидные расплавы эффективны и как ростовые среды. Эти процессы значимы в генезисе алмазоносных эклогитов.

  • АРХЕЙСКИЕ ЭКЛОГИТЫ БЕЛОМОРСКОГО ПОДВИЖНОГО ПОЯСА, БАЛТИЙСКИЙ ЩИТ

    БИБИКОВА Е.В., ВОЛОДИЧЕВ О.И., КОНИЛОВ А.Н., КУЗЕНКО Т.И., СЛАБУНОВ А.И. — 2004 г.

    В Беломорском подвижном поясе Балтийского щита (район села Гридино, Карелия) установлены эклогиты архейского (2720.7 ± 8 млн. лет) и протерозойского (2416.1 ± 1.3 млн. лет) возрастов. Настоящая статья содержит характеристику уникальных архейских эклогитов. Эклогиты и образовавшиеся по ним при ретроградном метаморфизме симплектитовые апоэклогиты являются компонентами сложного полигенного хаотического комплекса, который рассматривается как интенсивно мигматизированные породы зоны тектонического меланжа. Эклогитсодержащий комплекс сечется дайками габбро-норитов с возрастом 2.43-2.44 млрд. лет, небольшими интрузиями и жилами плагиогранитов, для которых на о-ве Столбиха изотопным U-Pb методом по цирконам был определен возраст 2701.3 ± 8.1 млн. лет. В цирконах непосредственно из симплектитовых апоэклогитов о-ва Столбиха U-Pb методом с помощью ионного микрозонда NORDSIM был определен архейский возраст 2720.7 ± 8 млн. лет. Установлено, что эклогиты по петрогеохимическим характеристикам сопоставимы с метабазальтами (амфиболитами) офиолитоподобного комплекса Центрально-Беломорской мафической зоны. Приведены результаты детального геолого-петрографического и минералогического изучения, определены P-T условия метаморфизма эклогитов на проградном и ретроградном этапах их эволюции. Показано, что условия образования эклогитов при проградном развитии (P = 14.0-17.5 кбар, T = 740-865°C) соответствуют обстановке, в которой могли проявляться процессы “теплой” субдукции, а тренд полистадийной субизотермической декомпрессии при ретроградном метаморфизме со снижением давления от 14.0 до 6.5 кбар при T = 770-650°С отражает процесс последовательной эксгумации эклогитов. Проблема эклогитов, как и высокобарических (HP) и ультравысокобарических (UHP) пород в целом, вызывает у геологов постоянный интерес, значительно возросший в последний период в связи с развитием тектоники плит (Godard, 2001). В соответствии с этой концепцией образование эклогитов в фанерозойских орогенических поясах связывается с субдукцией коровых пород и последующей эксгумацией ее фрагментов в ходе развития аккреционных и коллизионных процессов. В качестве одного из ограничений проявления тектоники плит в архее обычно используется отсутствие в геологических комплексах этого возраста эклогитов, как одного из основных индикаторов глубокой субдукции. Считается (Green, 1975; Baer, 1977 и др.), что в архее из-за высокого геотермического градиента и сравнительно тонкой земной коры эклогиты не могли образоваться, и только в позднем протерозое (около 1000 млн. лет назад) в литосфере возникли условия, необходимые для формирования этих пород.

  • ВАРИАЦИИ ИСТОЧНИКОВ МАГМ ЩЕЛОЧНЫХ ГРАНИТОИДОВ И СВЯЗАННЫХ С НИМИ ПОРОД ХАЛДЗАН-БУРЕГТЕЙСКОЙ ГРУППЫ МАССИВОВ (ЗАПАДНАЯ МОНГОЛИЯ) ПО ИЗОТОПНЫМ (НЕОДИМ, СТРОНЦИЙ И КИСЛОРОД) И ГЕОХИМИЧЕСКИМ ДАННЫМ

    КОВАЛЕНКО В.И., КОВАЧ В.П., КОЗЛОВСКИЙ А.М., КОТОВ А.Б., САЛЬНИКОВА Е.Б., ХАНЧУК А.И., ЯРМОЛЮК В.В. — 2004 г.

    Халдзан-Бурегтейская группа массивов щелочных пород в Западной Монголии (субщелочные долериты, щелочные базиты, сиениты, нордмаркиты, щелочные граниты, пантеллериты, экериты, редкометальные щелочные граниты) приурочена к мощному дайковому поясу, секущему раннекаледонские островодужные офиолиты и расположенные в поле последних нормальные (нещелочные) граниты. В процессе формирования массивов выделяется семь фаз внедрения. Уран-свинцовый возраст по цирконам пород массивов составляет 392-395 млн. лет. Большой разброс значений возраста отмечен для рубидий-стронциевой системы, которая в породах нарушена. В соответствии с вариациями изотопного состава и содержаний редких элементов вся совокупность щелочных пород разделена на ряд групп. Изотопный состав неодима в породах массива (ε Nd) варьирует от +5 (пантеллериты и некоторые другие щелочные породы, объединенные в группу П) до +9 (щелочные базиты, долериты и некоторые другие породы группы Д). Промежуточные Nd-изотопные составы характеризуют группы Э и Э' (экериты и некоторые другие породы). Изотопный состав стронция для возраста кристаллизации пород массивов, определенный по концентрирующим стронций апатиту и флюоритам, составляет около 0.704. Изотопный состав кислорода в изученных породах колеблется в интервале значений δ 180 от +3.4 до +8.6 (преобладают значения от +6.0 до +7.5). По соотношению совместимых и несовместимых элементов-примесей источники щелочных пород варьируют от OIB (щелочные базиты, породы группы П, сиениты) до N-MORB (экериты). Для объяснения вариаций состава в породах массивов привлекается гипотеза мантийного метасоматоза, обогащающего деплетированный мантийный источник непосредственно перед его плавлением. Предложена модель образования щелочных пород Халдзан-Бурегтейской группы массивов, в соответствии с которой источниками магм для пород группы П служили мантийный плюм с характеристиками OIB и деплетированная литосферная мантия. Предполагается, что последняя в интервале времени 532-636 млн. лет назад (видимо, при распаде суперконтинента Родиния) подверглась переработке в обогащенную мантию, из которой выплавились преобладающие в массивах породы группы Д. Экеритовые магмы группы Э' образовались при ассимиляции (или анатексисе) существенных количеств вмещающих островодужных офиолитов и нещелочных гранитов раннекаледонской ювенильной континентальной коры Центрально-Азиатского складчатого пояса

  • ВАРИАЦИИ СОСТАВОВ КЛИНОПИРОКСЕНОВ БАЗАЛЬТОВ РАЗЛИЧНЫХ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ОБСТАНОВОК ИЗ РАЙОНА АНТАРКТИДЫ

    ЛАТТЕНЕН А.В., МИГДИСОВА Н.А., МИХАЛЬСКИЙ Е.М., СУЩЕВСКАЯ Н.М. — 2004 г.

    Проведенное изучение клинопироксенов базальтов из различных геодинамических обстановок Южного океана показало, что их составы отражают специфику условии образования магм. Численное моделирование, основанное на зависимости состава клинопироксенов от давления и температуры их образования (Nimis, Ulmer, 1998), позволило оценить глубину фракционирования расплавов в условиях промежуточных очагов. Было выявлено три различных уровня кристаллизации лав различного генезиса: 1 -малоглубинньш уровень (1-5 км), характерный для мезозойских траппов Антарктиды; 2 - наиболее глубинный (до 20 км), отмеченный для части составов четвертичных щелочных магм Антарктического полуострова (провинция Хоббс); 3 - промежуточный (10-12 км), типичный для основной массы магм района Хоббс и толеитов, образующихся в условиях спрединговой зоны западного окончания АфриканоАнтарктического хребта вблизи острова Буве. По характеру распределения литофильных элементов клинопироксены из разных типов оливинсодержащих магм близки между собой. Содержания большинства элементов увеличиваются с уменьшением их магнезиальности, ростом концентраций глинозема и натрия. В процессе фракционирования увеличиваются отношения “менее несовместимых” элементов к “более совместимым”. Оцененные коэффициенты распределения Срх/расплав для наименее порфировых щелочных магм провинции Хоббс возрастают на порядок и более в ряду от Ва до Yb при относительных минимумах на Zr и Sr, что близко к экспериментальным данным.

  • ВЕЩЕСТВЕННАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ПЕРМОТРИАСОВЫХ БАЗАЛЬТОВ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ ВО ВРЕМЕНИ И ПРОСТРАНСТВЕ

    АЛЬМУХАМЕДОВ А.И., ЗОЛОТУХИН В.В., МЕДВЕДЕВ А.Я. — 2004 г.

    На основе сформированного банка данных по геохимической стратиграфии пермотриасовой лавовой толщи Сибирской платформы рассмотрено пространственно-временное распределение базальтов различных типов. Выделено два сближенных этапа магматической активности. Продукты первого из них (1-3 циклы) представлены глубоко дифференцированной серией базальтов, варьирующих как по основности, так и по щелочности. Они распространены лишь на северо-западе и севере Тунгусской синеклизы, приурочены к флангам палеорифтовых структур и тяготеют к нижним частям стратиграфических разрезов лавовой толщи. Этот этап магматической активности считается рифтогенным. Вулканиты второго этапа (4-5 циклы) представлены низкокалиевыми толеитами недифференцированной серии и распространены по всей территории базальтового плато. В случае сонахождения с базальтами рифтогенного этапа низкокалиевые толеиты статистически приурочены к средним и нижним частям стратиграфических колонок. Этот этап назван внерифтовым, собственно покровным. Продукты шестого цикла магматизма - преимущественно щелочные вулканиты - проявлены только в пределах Маймеча-Котуйской провинции северо-востока Сибирской платформы и в настоящей работе детально не рассматриваются. Сформулирована схематическая геодинамическая модель вулканизма Сибирской платформы в рамках плюмовой тектоники. Предполагается, что большая мощность “холодной” литосферы под древними платформами и консолидированная зрелая кора препятствуют быстрому перемещению к поверхности базальтовых магм из очагов магмообразования. Это способствует накоплению и дифференциации расплавов в головной части плюма, “заторможенного” на границе литосферной мантии. Нарастание растягивающих напряжений по мере дальнейшего подъема плюма и преобладание хрупких деформаций в докембрийской глубокометаморфизованной коре приводят в конечном итоге к “мгновенному” в масштабах геологического времени излиянию накопившихся в промежуточных очагах остаточных толеитовых расплавов.

  • ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРА КАТИОНА В РЯДУ NA-K-RB НА СТРОЕНИЕ КВАРЦ-ПОЛЕВОШПАТОВЫХ РАСПЛАВОВ

    ЖАРИКОВ В.А., КУЧЕРЕНИНЕНКО Я., САЛОВА Т.П., СИМАКИН А.Г. — 2004 г.

    Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований системы рубидиевый полевой шпат-кварц-вода при давлении 1 кбар. Показано, что как в “сухой”, так и в водосодержащей системе устойчив рубидиевый лейцит (RbAlSi 2O 6), а не полевой шпат. В “сухой” системе, в области, отвечающей эвтектике, ликвидус RbAlSiO 4 приближается к ликвидусу RbAlSi 2O 6. Эта фаза появляется за счет негомогенности исходного стекла при температуре 1500°С. Растворимость воды при 1300°С и давлении воды 1 кбар в расплаве RbAlSi 3O 8 составляет 4.2 ± 0.15 мас. %. Эвтектика при давлении воды 1 кбар имеет состав 53 ± 2 мол. % кварца (при пересчете на RbAlSi 3O 8 и Si 6O 12). Сопоставление натриевой, калиевой и рубидиевой систем демонстрирует систематический сдвиг эвтектики в сторону кварца с одновременным понижением кварцевого ликвидуса. Это связано с ростом активности алюмокремниевой фазы (лейцита в случае рубидиевой системы) и одновременным понижением активности SiO 2 в расплаве с ростом радиуса катиона. В “сухих” стеклах полевошпатового состава с катионами Na, K, Rb по данным ИК-спектроскопии систематически нарастает содержание трехчленных колец. В рубидиевой системе можно сопоставить структурные свойства расплава с особенностями строения фазы RbAlSiO 4. Эта фаза, будучи аналогом нефелина по составу, имеет специфическое строение, связанное с необходимостью аккомодации крупного катиона. Происходит модификация нефелиновой структуры, состоящей из стопки шестерных колец. В рубидиевом аналоге меняется очередность соединения шестерных колец, расположенных друг над другом так, что теряется шестерная симметрия структуры, а пара колец приобретает конфигурацию “открытой челюсти”, держащей ион Rb +. Соотношение шестерных и четверных колец в стекле по данным ИК-спектроскопии близко к соотношению в кристалле, а тройные кольца замыкают сетку с NBO/T = 0. Алюмосиликатные расплавы обладают более сложной структурой, чем водные растворы, в связи с чем достоверное термодинамическое моделирование на уровне свойств реальных частиц, структурных элементов расплава пока невозможно. Современные достижения в области изучения структуры расплава прямыми физическими методами, включая спектральные, рентгеновской дифракции и др., обобщены в немногих современных изданиях, включающих сборник обзоров, изданных Американским минералогическим обществом (Stebbins et al., 1995), монографию Быкова и др. (2001). Вкратце основные уровни в описании структуры расплава рассмотрены ниже.

  • ВОЗРАСТ И ГЕОДИНАМИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ ПЕРИДОТИТ-ПИРОКСЕНИТ-АНОРТОЗИТ-ГАББРОВОГО МАЖАЛЫКСКОГО КОМПЛЕКСА, ВОСТОЧНАЯ ТУВА

    КОВАЧ В.П., КОЗАКОВ И.К., МОНГУШ А.А., ОЙДУП Ч.К., САЛЬНИКОВА Е.Б., ФЕДОСЕЕНКО А.М., ЯКОВЛЕВА С.З. — 2004 г.

    В раннекаледонской области мозаичного строения Центральной Азии широко распространены породы перидотит-пироксенит-анортозит-габбровой интрузивной ассоциации мажалыкского комплекса. Ранее породы этой ассоциации рассматривались в составе актовракского комплекса раннего кембрия или относились к ранней фазе габбро-диорит-плагиогранитного таннуольского комплекса. В Восточной Туве типовые образования представлены в Мажалыкском массиве. Среди пород массива преобладают верлиты, оливиновое габбро, габбро, клинопироксениты, габбро-нориты, габбро-анортозиты. U-Pb геохронологические исследования были проведены для цирконов габбро-анортозитов. Установленное конкордантное значение возраста кристаллизации расплавов мажалыкского комплекса 478 ± 1.4 млн. лет. Для пород Мажалыкского массива характерно фракционированное распределение редких элементов с обогащением LIL-элементами, отчетливо выраженные отрицательные аномалии Nb-Ta, Zr-Hf и Ti, обогащение легкими и обеднение тяжелыми РЗЭ, что типично для островодужных базит-ультрабазитовых комплексов. Породы массива имеют положительные, но более низкие, чем в деплетированной мантии, величины ε Nd(T) от +4.8 до +5.7, что также характерно для пород островодужных комплексов. В то же время, судя по геологическому и возрастному положению пород Мажалыкского массива и комплекса в целом, их образование не могло быть связано со становлением офиолитовых и островодужных комплексов венда. Геохимическое сходство с островодужными образованиями может быть обусловлено вовлечением в процессы плавления метасоматизированного надсубдукционного мантийного клина. Выполненные геохронологические, геохимические и изотопные исследования свидетельствуют о том, что образования мажалыкского комплекса по своей геодинамической позиции могут рассматриваться как постколлизионные, внутриплатные, и их формирование было связано с существованием мантийного плюмового источника.