ПЕТРОЛОГІЧНІ ТА ГЕОХІМІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ЛУЖНИХ ПОРІД ПІВНІЧНО-ЗАХІДНОГО РАЙОНУ УКРАЇНСЬКОГО ЩИТА
DOI:
https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2024.2.307302Ключові слова:
лужно-ультраосновні породи, лужні габроїди, деплетація, HFSE, REE, північно-західний район Українського щитаАнотація
Узагальнено дані про хімічний склад та вміст елементів-домішок у лужно-ультраосновних породах північно-західного району Українського щита. Породи такого складу виявлено за результатами бурових робіт на чотирьох ділянках (Городницька, Глумчанська, Болярківська, Губківська). Вони утворюють невеликі гіпабісальні інтрузії, штоко- та дайкоподібні тіла. Породи представлені якупірангіт-мельтейгітовою серією, всі різновиди яких кристалізувалися із високомагнезіальних (Mg# 0,7–0,8) первинних розплавів. Менш розповсюдженими є лужні та сублужні габроїди, виявлені у тонких апофізах і прожилках відокремлених від дайок лужно-ультраосновних порід. Припускається, що ці габроїди утворилися в процесі контамінації мантійних лужно-ультраосновних розплавів коровим матеріалом. Лужно-ультраосновні породи всіх проявів мають високий вміст Cr (233–2737 ppm) i Ni (95–1022 ppm), але незвично деплетовані несумісними елементами-домішками (Nb, Ta, Zr, Hf, REE, Y) за помірного Вa і Sr. За геохімічними особливостями вони відмінні від однотипних порід як відомих карбонатитових та лужних комплексів Українського щита, так і світу. Незважаючи на примітивний склад лужно-ультраосновних порід та аномальну збідненість RЕЕ, хондритнормовані спектри останніх подібні до таких у диференційованих породах (з переважанням LREE). Петрогенезис таких примітивних лужно-ультраосновних порід трактується неоднозначно, проте вони є поки що унікальними, відмінними від однотипних порід інших регіонів. Геохімічні особливості порід свідчать про виплавку первинних розплавів(у) із мантійних порід схожого складу та їхню еволюцію за подібним механізмом. Для лужних порід Городницької і Глумчанської інтрузій та, можливо, Губківської ділянки генерація первинних розплавів відбувалась за парціального плавлення гранатових (амфіболвмісних?) перидотитів. Первинний розплав для Болярківської інтрузії зароджувався за часткового плавлення шпінелевого перидотиту, ймовірно у менш глибинних обстановках. Аномальна деплетованість на HFSE і REE розглядається як результат специфічних умов зародження первинних розплавів за понижених температур і тиску, коли у реститі залишалися тугоплавкі мінерали-концентратори цих елементів (рутил, амфібол), або через ранню кристалізацію і фракціонування мінералів-концентраторів (перовськіт, апатит).
Посилання
Adam J., Green T.H. 2006. Trace element partitioning between micaand amphibole-bearing garnet lherzolite and hydrous basanitic melt: 1. experimental results and the investigation of controls on partitioning behaviour. Contrib. Mineral. Petrol., 152: 1–17.
Arzamastsev A.A., Kaverina V.A., Polezhaeva L.I. 1988. Dike rocks of Khibina massif and its framing. Apatity. (Preprint / Science Kola Centre) (in Russian).
Baran A.M. 2012. Geology of subluzhny and luzhny mafic-ultramafic rocks in the Novograd-Volynski block. Abstract dis. cand. Geol Science. Kyiv (in Ukrainian).
Belousov V.V., Gerasimovskiy V.I., Goriachev A.V., Dobrovolsky V.V., Kapitsa A.P., Logatchev N.A. Milanovsky E.E., Polyakov A.I., Rykunov L.N., Sedov V.V. 1974, Western African rift system. Vol. 3. Moskow: Nauka (in Russian).
Chakhmouradian A.R., Reguir E.P., Kamenetsky V.S., Sharygin V.V., Golovin A.V. 2013. Trace-element partitioning in perovskite: Implications for the geochemistry of kimberlites and other mantle-derived undersaturated rocks. Chemical Geology, 353: 112–131. http://dx.doi.org/10.1016/j.chemgeo.2013.01.007
Corgne A., Wood B.J. 2002. CaSiO3 and CaTiO3 perovskite-melt partitioning of trace elements: Implications for gross mantle differentiation. Geophys. Res. Lett, 29, 19: 391–394. DOI: 10.1029/2001GL014398
Dubyna O.V. 2015. Geochemistry of alkaline rocks from the Ukrainian Shield. Abstract dis. Doctor Geol. Sci. Kyiv (in Ukrainian).
Egorov L.S. 1991. Ijolite-carbonatite plutonism. Leningrad: Nedra (in Russian).
Exley R.A., Smith J.V. 1982. The role of apatite in mantle enrichment processes and in the petrogenesis of some alkali basalt suites. Geochim. Cosmochim. Acta, 46, 8: 1375–1384. https://doi.org/10.1016/0016-7037(82)90273-3
Foley S.F., Barth M.G., Jenner G.A. 2000. Rutile/melt partition coefficients for trace elements and an assessment of the influence of rutile on the trace element characteristics of subduction zone magmas. Geochim. Cosmochim. Acta, 64: 933–938.
Green T.H., Pearson N.J. 1986. Ti-rich accessory phase saturation in hydrous mafic-felsic compositions at high P,T. Chemical Geology, 54: 185–201.
Jenner G.A., Foley S.F., Jackson S.E., Green T.H., Fryer B.J., Longerich H.P. 1993. Determination of partition coefficients for trace elements in high-pressure-temperature experimental run products by laser ablation microprobe-inductively coupled plasma mass spectrometry. Geochim. Cosmochim. Acta, 57: 5099–5103.
Kalinkin M.M., Arzamastsev A.A. 1991. Alkaline ultramafites in exlosive pipes of Terskiy coast of Kola peninsula: a new type of Paleozoic magmatism. Doklady of Soviet Union Academia, 316, 3: 702–706 (in Russian)
Kato T., Othani E., Ito Y., Onuma K. 1996. Element partitioning between silicate perovskites and calcic ultrabasic melt. Phys. Earth Planet. Inter., 96: 201–207.
Klemme S., Blundy J.D., Wood B.J. 2002. Experimental constraints on major and trace element partitioning during partial melting of eclogite. Geochim. Cosmochim. Acta, 66, 17: 3109–3123.
Kogiso T., Hirose K., Takahashi E. 1998. Melting experiments on homogeneous mixtures of peridotite and basalt: Application to the genesis of ocean island basalts. Earth Planet. Sci. Lett., 162: 45–61.
Kryvdik S., Tsymbal O. 2023а. Features of the fenitization in exocontact halos of alkaline-ultrabasic rocks of the northwestern part of the Ukrainian Shield. Geologičnij žurnal, 3 (384): 33–44 (in Ukrainian)
Kryvdik S., Tsymbal O. 2023б Some minor minerals of alkaline-ultrabasic rocks of the northwestern part of the Ukrainian Shield and their petrogenetic significance. Mineral. collection, 73: 22–26 (in Ukrainian)
Kryvdik S.G., Tsymbal S.N., Geiko Yu.V. 2003. Proterozoic alkaline-ultrabasic magmatism of the North-Western part of the Ukrainian Shield as kimberlite formation indicator. Mineral. Journ. (Ukraine), 25, 5/6: 57–69 (in Russian).
Onuma N., Ninomiya S., Nagasawa H. 1981. Mineral/groundmass partition coefficients for nepheline, melilite, clinopyroxene and perovskite in melilite-nepheline basalt, Nyiragongo, Zaire. Geochem. Journ., 15: 221 –228.
Prowatke S., Klemme S., 2006. Trace element partitioning between apatite and silicate melts. Geochim. Cosmochim, Acta, 70: 4513–4527.
Robinson J.A.C., Wood B.J. 1998. The depth of the spinel to garnet transition at the peridotite solidus. Earth Planet. Sci. Lett., 164: 277–284.
Rusanov M.S., Arzamastsev A.A., Khmelinskiy V.I. 1993. A new volcano-plutonic complex of Kola alkaline province. Otiechestvennaia Geologia, 10: 46–52 (in Russian).
Rusanov M.S., Arzamastsev A.A., Shevchenko S.A. 1989. Ivanovskiy volcano-plutonic complex – a new occurence of alkaline magmatism in Kola regin. Apatyty. (Preprint / Science Kola Centre) (in Russian).
Ryerson F.J.,Watson E.B. 1987. Rutile saturation in magmas: Implications for Ti-Nb-Ta depletion in island-arc basalts. Earth Planet. Sci. Lett., 86: 225–239.
Shumlyanskyy L.V. 2012. Petrology and geochronology of rock of the Noth-Western district of the Ukrainian Shield and its western slope. Abstract Doctor Geol.Sci. Kyiv (in Ukrainian).
Sun S.S., McDonoug W.F. 1995. The composition of the Earth. Chemical Geology. 120, 3–4, 223-253. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4
Sun S.S., McDonough W.F. 1989. Chemical and Isotopic Systematics of Oceanic Basalts: Implications for Mantle Composition and Processes. In: Saunders A.D., Norry M.J., Eds., Magmatism in the Ocean Basins, Geological Society, London, Special Publications, 42. 313-345. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1989.042.01.19
Tsymbal O.Yu., Kryvdik S.G. 2023а. Olivines of alkaline-ultrabasic rocks of the northwestern region. Geochemistry and ore formation., 44: 9–13 (in Ukrainian)
Tsymbal O.Yu., Kryvdik S.G. 2023б. Pyroxenes of alkaline-ultrabasic rocks of the northwestern part of the Ukrainian Shield. Mineral. Journ. (Ukraine), 45, 4: 48–56 (in Ukrainian)
Tsymbal O.Yu., Kryvdik S.G. 2024. Amphiboles of alkaline-ultrabasic rocks of the northwestern part of the Ukrainian Shield. Mineral. Journ. (Ukraine). 46, 3: 67–80 (in Ukrainian)
Tsymbal S.M., Tsymbal Yu.S., Sobolev V.B. 2015. Mante xenocrysts from alkaline-ultrabasic rocks in the Bolyarka intrusion (Volyn megablock, the Ukrainian Shield). Mineral. Journ. (Ukraine), 37, 4: 5–20 (in Ukrainian).
Tsymbal S.N., Geiko Y.V., Kryvdik S.G., Baran A.N., Tsymbal Y.S. 2008. Bolyarkovskaya intrusion of alkaline-ultrabasic rocks (North-Western of the Ukrainian Shield). Materials Intern. Scientific Conf. “Actual problems of geology of Belarus and adjacent territories”, Minsk, December 9-10, 2008. Minsk, p. 35–40 (in Russian).
Tsymbal S.N., Shcherbakov I.B., Kryvdik S.G., Labuznyi V.F. 1997. Alkaline-ultrabasic rocks of Gorodnitsa intrusion (North-Western part of the Ukrainian Shield). Mineral. Journ. (Ukraine), 19, 3: 61–80. (in Russian).
Tsymbal S.N., Shumlyansky L.V., Bogdanova S.V., Billström S. 2007. Alkaline-ultrabasic rocks of the northwest of the Ukrainian Shield: age, isotopy, geochemistry. Alkaline Earth Magmatism and its Ore-bearing: Proceedings of the International Conference, Donetsk, September 10-16, 2007. Kyiv: Logos, p. 248–250 (in Russian).
Tsymbal S.N., Stepaniuk L.M., Tsymbal Yu.S., Geiko Yu.V. 2011. Geological age of alkaline-ultrabasic rocks from Bolyarka intrusion (North-Western part of the Ukrainian Shield). Mineral. Journ. (Ukraine), 33, 2: 66–71 (in Russian).
Veksler V.I., Teptelev M.P. 1990. Condition for crystallization and concentration of perovskite-type mineral in alkaline magmas. Lithos, 26, 1/2: 177–189.
Wang W., Gasparik T., Rapp R.P. 2000. Partitioning of rare earth elements between CaSiO3 perovskite and coexisting phases: Constraints on the formation of CaSiO3 inclusions in diamonds. Earth Planet. Sci. Lett., 181: 291–300.
Yaxley G.M., Green D.H. 1998. Reactions between eclogite and peridotite: Mantle refertilisation by subduction of oceanic crust. Schweiz. Mineral. Petrol. Mitteil., 78: 143–255.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 O.Yu. Tsymbal, O.V. Dubyna, S.G. Kryvdik
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та безоплатно передають журналу невиключне право публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License (CC BY-NC 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з некомерційними цілями, з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
