Ультрабазитовые штоки худолазовского дифференцированного комплекса (Южный Урал) как свидетельство дифференциации магмы в промежуточных камерах

Ильдар Рашитович Рахимов

doi:10.17308/geology/1609-0691/2023/4/63-74

Ильдар Рашитович Рахимов Институт геологии УФИЦ РАН https://orcid.org/0000-0002-2808-2402

DOI: https://doi.org/10.17308/geology/1609-0691/2023/4/63-74

Ключевые слова: худолазовский комплекс, шрисгеймит, фракционирование, геохимия, Sr-Nd изотопия, источник магмы

Аннотация

Введение: Худолазовский дифференцированный комплекс Южного Урала характеризуются сложным геологическим строением и большим разнообразием интрузий по морфологии, петрографии и минералогии пород. Он включает пояс ультрабазитовых штоков, содержащих сульфидно-платинометалльное оруденение. Вопросы происхождения комплекса дискуссионны, поэтому минералогогеохимическое изучение ультрабазитов даёт возможность глубже разобраться в проблеме генезиса худолазовского комплекса. Методика: Химический состав пород определён при помощи рентгенофлуоресцентного спектрометра X-Calibur и масс-спектрометра Agilent 7500cx. Изучение Sm-Nd изотопной системы произведено на семиканальном масс-спектрометре Finnigan-MAT 262 (RPQ), Rb-Sr изотопная система изучалась при помощи масс-спектрометра МИ-1201-Т. Результаты и обсуждение: Основной разновидностью пород является шрисгеймит с кумулятивной структурой, характеризующейся наличием вкрапленников оливина с переменным количеством плагиоклаза и интеркумулусным амфиболом. Показано, что вариации химического состава пород связаны с трендами фракционирования трёх главных минералов пород – оливина, амфибола и плагиоклаза. В целом геохимические особенности пород близки к среднему составу базальтов островных дуг. Предложена модель формирования шрисгеймитовых штоков, включающая дифференциацию исходного расплава в промежуточных камерах с последующей миграцией частично раскристаллизованной магмы из кумулусной части камеры. В месте консолидации интрузии произошло замещение клинопироксена амфиболом за счёт взаимодействия с водонасыщенным расплавом/флюидом. Дополнительным источником воды могла быть кора, на что указывает резкая положительная аномалия цезия в породах. Заключение: Изотопные Sr-Nd данные свидетельствуют о незначительном вкладе вещества верхней коры в источник расплава. Источником родоначальной магмы являлся компонент, полученный при взаимодействии вещества шпинель-перидотитовой мантии и вещества нижней части островодужной коры.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биография автора

Ильдар Рашитович Рахимов, Институт геологии УФИЦ РАН

к.г.-м.н. с.н.с., Институт геологии – обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук (ИГ УФИЦ РАН), Уфа, Российская Федерация

Литература

1. Salikhov D. N., Kholodnov V. V., Puchkov V. N., Rakhimov I. R. Magnitogorskaya zona Yuzhnogo Urala v pozdnem paleozoe: magmatizm, flyuidnyi rezhim, metallogeniya, geodinamika [Magnitogorsk Zone of the Southern Urals in the Late Paleozoic: magmatism, fluid regime, metallogeny, geodynamics]. Moscow, Nauka publ., 2019. 392 p. (In Russ.)
2. Rakhimov I. R., Vishnevskiy A. V., Saveliev D. E. Geochemical evolution of PGE-sulfide mineralization of the Khudolaz differentiated complex in the South Urals: The role of R-factor and hydrothermal alteration. Ore Geology Reviews, 2021, vol. 138, 104411.
3. Salikhov D. N., Pshenichnyi G. N. Magmatizm i orudenenie zony ranney konsolidatsii Magnotogorskoy evgeosinklinali [Magmatism and mineralization of the Magnitogorsk eugeosynclinal earlier consolidation zone]. Ufa: BB AS USSR publ., 1984. 112 p. (In Russ.)
4. Bouvier A., Vervoort J. D., Patchetta J. P. The Lu–Hf and Sm– Nd isotopic composition of CHUR: Constraints from unequilibrated chondrites and implications for the bulk composition of terrestrial planets. Earth and Planetary Science Letters, 2008, vol. 273(1–2), pp. 48–57. DOI
5. Toyama C., Muramatsu Y., Yamamoto J., Nakai S., Kaneoka I. Sr and Nd isotope ratios and trace element concentrations in kimberlites from Shandong and Liaoning (China) and the Kimberley area (South Africa). Geochemical Journal, 2012, vol. 46, pp. 45–59. DOI
6. Nikolaev G. S., Bychkov K. A., Ariskin А. А. Modelirovanie kotektik olivine–shpinelid i olivine–shpinelid–sul’fid pri kristallizatsii ul’tramafitovykh magm [Modelling Ol-Sp and Ol-Sp-sulfide Cotectics at Crystallization of Ultramafic Magmas]. Ul'tramafit-mafitovye kompleksy: geologija, stroenie, rudnyj potencial: materialy konferencii. [Ultramafic-mafic complexes: geology, structure, ore potential: materials of the meeting]. Ulan-Ude, Buryat State University publ., pp. 196–198. (In Russ.)
7. Rakhimov I. R. Petrology and geochemistry of Tashly-Tau massif, Khudolaz layered complex, South Urals. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Serija: Geologija ‒ Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology, 2020, no. 2, pp. 44–57. DOI
8. Lyubetskaya T., Korenaga J. Chemical composition of earth’s primitive mantle and its variance. Journal of geophysical research, 2007, vol. 112, pp. 1–21. DOI
9. Naumov V. B., Dorofeeva V. A., Tolstykh M. L., Girnis A. V., Yarmolyuk V.V. Composition and Geochemical Specifics of Magmatic Melts in Kamchatka: Evidence from Melt Inclusions and Quenched Glasses of Rocks. Geochem. Int., 2020, vol. 58, pp. 271– 290. DOI
10. Rakhimov I. R. Magma sources and the Malutka massive formation model (Khudolaz complex, Southern Urals): geological and geochemical features and Rb-Sr – Sm-Nd isotope system. Geologicheskii Vestnik, 2020, vol. 3, pp. 112–122. (In Russ.)
11. Condie, K. C., Incompatible element ratios in oceanic basalts and komatiites: Tracking deep mantle sources and continental growth rates with time. Geochem. Geophys. Geosyst., 2003, vol. 4(1), 1005, DOI
12. Putirka K., Busby C. J. The tectonic significance of highK2O volcanism in the Sierra Nevada, California. Geology, 2007, vol. 35, pp. 923–926.
13. Shaw D. M. Trace element fractionation during anataxis. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1970, vol. 34(2), pp. 237–243.
14. Kovalenko, V. I., Naumov, V.B., Girnis, A.V., Dorofeeva V.A., Yarmolyuk V.V. Average compositions of magmas and mantle sources of mid-ocean ridges and intraplate oceanic and continental settings estimated from the data on melt inclusions and quenched glasses of basalts. Petrology, 2007, vol. 15, pp. 335–368. DOI
15. Kovalenko, V. I., Naumov, V. B., Girnis, A. V., Dorofeeva V. A., Yarmolyuk V. V. Average composition of basic magmas and mantle sources of island arcs and active continental margins estimated from the data on melt inclusions and quenched glasses of rocks. Petrology, 2010, vol. 18, pp. 1–26. DOI
16. Greenough J. D., Dostal J., Mallory-Greenough L. M. Igneous Rock Associations 5. Oceanic Island Volcanism II: Mantle Processes. Geoscience Canada, 2005, vol. 32(2), p. 77–90.
17. Hofmann, A. W. Mantle Reservoirs. Abstracts Presented to the Topical Conference Origin of the Earth. Berkeley, California, 1988, pp.33–34.
18. Puchkov V. N. Geologiya Urala i Priural’ya (aktual’nye voprosy stratigrafii, tektoniki, geodinamiki i metallogenii) [Geology of the Urals and Cis-Urals (topical issues of stratigraphy, tectonics, geodynamics and metallogeny)]. Ufa, Dizain Poligraf Servis publ., 2010. 280 p. (In Russ.)
19. Zorin Ju. A., Turutanov E. H., Kozhevnikov V. M., Rasskazov S.V ., Ivanov A. V. O ppipode kajnozojckix vepxnemantijnyx pljumov v Voctochnoj Cibipi (Poccija) i Centpal'noj Mongolii [On the nature of Cenozoic upper-mantle plumes in Eastern Siberia (Russia) and Central Mongolia]. Geologija i geofizika ‒ Geologiya i Geofizika, 2006, vol. 47(10), pp. 1060–1074. (In Russ.)
20. Ivanov А. V. Vnutrikontinental’nyi bazal’tovyi magmatizm (na primere mezozoya i kaynozoya Sibiri): avtoref. dis. ... d-ra geol.-min. nauk [Intracontinental basaltic magmatism (on the example of the Mesozoic and Cenozoic of Siberia). Abstract of PhD diss.]. Irkutsk, IEC SB RAS publ., 2011. 31 p. (In Russ.)
21. Plechov P. Yu. Mnozhestvennost’ istochnikov ostrovoduzhnykh mag mi dinamika ikh vzaimodeystviya: dis. ... d-ra geol.-min. nauk. [Multiple sources of island-arc magmas and dynamics of their interaction. Abstract of Dr. diss.]. Мoscow, MSU publ., 2008. 328 p. (In Russ.)
22. Rakhimov I.R., Vishnevskiy A. V. Rogovaya obmanka v ul’tramafit-mafitakh khudolazovskogo kompleksa Yuzhnogo Urala: usloviya kristallizatsii i petrologicheskie sledstviya [Hornblende in ultramafic-mafic rocks of the Khidolaz complex in the South Urals: crystallization conditions and petrological implications]. Litospere (Russia), 2023, vol. 23(5), pp. 766–784. DOI
23. Ridolfi F., Renzulli A., Puerini M. Stability and chemical equilibrium of amphibole in calc-alkaline magmas: an overview, new thermobarometric formulations and application to subduction-related volcanoes. Contrib. Mineral. Petrol., 2010, vol. 160, pp. 45–66.
24. Arsanova, G. I. The origin of thermal waters in volcanic areas. J. Volcanolog. Seismol., 2014, vol. 8, pp. 361–374. DOI