Е.В. Левашова. ГЕОХИМИЯ РАСПЛАВНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ В ЦИРКОНЕ ИЗ АЗОВСКОГО Zr-REE МЕСТОРОЖДЕНИЯ (УКРАИНСКИЙ ЩИТ)

Московська

https://doi.org/10.15407/mineraljournal.41.02.045

УДК 550.42+549.514.81

Е.В. Левашова 1, Д.К. Возняк 2, С.Г. Скублов 1, 3, Т.В. Каулина 4, A.A. Кульчицкая 2, О.Л. Галанкина 1

1 Институт геологии и геохронологии докембрия РАН

199034, г. Санкт-Петербург, РФ, наб. Макарова, 2

E-mail: skublov@yandex.ru

2 Институт геохимии, минералогии и рудообразования им. Н.П. Семененко НАН Украины

03142, г. Киев, Украина, пр-т Акад. Палладина, 34

E-mail: dkvoznyak@ukr.net

3 Санкт-Петербургский горный университет

199106, г. Санкт-Петербург, РФ, В.о., 21 линия 2

4 Геологический институт КНЦ РАН

184209, г. Апатиты, РФ, ул. Ферсмана, 14

ГЕОХИМИЯ РАСПЛАВНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ В ЦИРКОНЕ ИЗ АЗОВСКОГО Zr-REE МЕСТОРОЖДЕНИЯ (УКРАИНСКИЙ ЩИТ)

Язык: русский

Минералогический журнал 2019, 41 (2): 0-0

Аннотация: 

Впервые проведено локальное (ионный микрозонд) исследование состава первичных расплавных включений в цирконе из Азовского Zr-REE месторождения. Среди них встречаются раскристаллизованные, доминирующие по количеству, и взорванные (растресканные) включения, образовавшиеся при воздействии на породу потоков СО2-флюида, характеризующегося высокими РТ-параметрами. Относительно времени захвата кристаллом расплавные включения в цирконе можно разделить на две группы, отличающиеся по содержанию главных, редких и редкоземельных элементов: ранние включения кислого состава и поздние включения основного состава. Ранние включения кислого состава, по сравнению с поздними, содержат значительно меньше Fe, Ca, REE, Y, Zr, P, Th. Минимальное содержание редких элементов установлено для ранних взорванных включений, потерявших герметичность под воздействием потоков высокотемпературных СО2-флюидов. Состав этих включений соответствует калиевому полевому шпату с небольшой примесью альбита и фемического минерала. Поздние расплавные включения обогащены фтором, пересыщены REE, Zr и Y и отражают процессы ликвации, приведшей к разделению сиенитового расплава на две несмешивающиеся жидкости — на богатую железом, несовместимыми элементами и фтором, и богатую кремнеземом. Для обеих групп расплавных включений определены коэффициенты распределения Kd циркон/расплав для REE. Значения Kd для циркона из Азовского месторождения значительно (в десятки и сотни раз) ниже, чем опубликованные данные для циркона из магматических кислых пород. Выявлено, что на последних стадиях становления Азовского месторождения, когда сиенитовый расплав пересыщается несовместимыми элементами (REE, Zr, Y), циркон наследует состав REE расплава: формы спектров REE циркона и сингенетичного к нему стекла первичного включения идентичны, отличаясь лишь их содержанием.

Ключевые слова: циркон, расплавные включения, Азовское месторождение, редкоземельные элементы, Zr-REE месторождение.

Литература:

  1. Бакуменко И.Т. Расплавные включения, их типы и термометрические методы исследования. Магматогенная кристаллизация по данным изучения включений расплава. Новосибирск: Наука, 1975. С. 33—54.
  2. Возняк Д.К. Мікровключення і реконструкція умов ендогенного мінералоутворення. Київ: Наук. думка, 2007. 280 с.
  3. Возняк Д.К., Мельников В.С., Павлишин В.И., Кульчицкая А.А. К условиям образования Азовского цирконий-редкоземельного месторождения (по флюидным включениям в цирконе рудной зоны). Геологія і магматизм докембрію Українського щита / Ред. М.П. Щербак; НАН України. Ін-т геохімії, мінералогії та рудоутворення. Київ, 2000. С. 140—143.
  4. Возняк Д.К., Соболєв В.Б., Кульчицька Г.О., Бельський В.М., Галабурда Ю.А. Вмiст цирконiю i рiдкiсних земель у природно й експериментально загартованих стеклах первинних магматичних включень у цирконi рудної зони Азовського Zr-REE родовища (Приазовський мегаблок Українського щита). Допов. НАН України. 2012. № 3. С. 111—117.
  5. Волкова Т.П., Стрекозов С.Н., Васильченко В.В., Багрий И.Д. Геохимические особенности Азовского редкометального месторождения. Геол. журн. 2001. № 4. С. 102—109.
  6. Кривдик С.Г., Загнитко В.Н., Стрекозов С.Н. Редкоземельно-циркониеносные сиениты Украинского щита Геохимия магматических пород: Сб. ст. М., 2000. С. 83—85.
  7. Мельников В.С., Возняк Д.К. Ликвация силикатного расплава на Азовском цирконий-редкоземельном месторождении (Восточное Приазовье, Украина). Щелочной магматизм Земли. Материалы ХХV Всерос. сем. с участием стран СНГ (С.-Петербург, 23—26 мая 2008 г.). СПб., 2008. C. 108—110.
  8. Мельников В.С., Возняк Д.К., Гречановская Е.Е., Гурский Д.С., Кульчицкая А.А., Стрекозов С.Н. Азовское цирконий-редкоземельное месторождение: минералогические и генетические особенности. Минерал. журн. 2000. 22, № 1. С. 42—61.
  9. Мельников В.С., Гречановская Е.Е. Псевдоморфное замещение бритолита Азовского цирконий-редкоземельного месторождения: роль метамиктности и метасоматоза. Мiнерал. журн. 2010. 32, № 3. С. 11—21.
  10. Мельников В.С., Козарь Н.А., Стрекозов С.Н. Генетическая модель Азовского месторождения (петрологический и геохимический аспекты). Щелочной магматизм Земли и его рудоносность. Материалы докл. Междунар. (СНГ) сов. (Донецк, 10—16 сент. 2007 г.). Киев, 2007. С. 177—182.
  11. Панов Б.С., Панов Ю.Б. Рудные формации Приазовской редкоземельно-редкометалльной области Украинского щита. Мiнерал. журн. 2000. 22, № 1. С. 81—86.
  12. Реддер Э. Ликвация силикатных магм. Эволюция изверженных пород. М.: Мир, 1983. С. 24—66.
  13. Скублов С.Г. Геохимия редкоземельных элементов в породообразующих метаморфических минералах. СПб.: Наука, 2005. 147 с.
  14. Скублов С.Г., Ли С.-Х. Аномальная геохимия циркона из Ястребецкого редкометалльного месторождения (SIMS- и TOF-исследование). Зап. Горного института. 2016. 222. С. 798—802.
  15. Сук Н.И. Жидкостная несмесимость в щелочных магматических системах. М.: Ун-т кн. дом, 2017. 238 с.
  16. Чупин В.П., Ветрин В.Р., Родионов Н.В., Матуков Д.И., Бережная Н.Г., Сергеев С.А., Митрофанов Ф.П., Смирнов Ю.П. Состав расплавных включений и возраст цирконов из плагиогнейсов архейского комплекса Кольской сверхглубокой скважины (Балтийский щит). Докл. РАН. 2006. 406, № 4. С. 533—537.
  17. Чупин В.П., Сорокина Г.А., Ветрин В.Р. О происхождении циркона из плагиогнейсов архейского комплекса Кольской сверхглубокой скважины (термобарогеохимические данные). Вестник Мурм. ГТУ. 2007. 10, № 1. С. 80—87.
  18. Шеремет Е.М., Мельников В.С., Стрекозов С.Н., Козар Н.А., Возняк Д.К., Кульчицкая А.А., Кривдик С.Г., Бородыня Б.В., Волкова Т.П., Седова Е.В., Омельченко А.А., Николаев И.Ю., Николаев Ю.И., Сетая Л.Д., Агаркова Н.Г., Гречановская Е.Е., Фощий Н.В., Екатериненко В.Н. Азовское редкоземельное месторождение Приазовского мегаблока Украинского щита (геология, минералогия, геохимия, генезис, руды, комплексные критерии поисков, проблемы эксплуатации). Донецк: Ноулидж, 2012. 374 с.
  19. Щербаков И.Б. Петрология Украинского щита. Львов: ЗУКЦ, 2005. 366 с.
  20. Andreeva I.A. Genesis and mechanisms of formation of rare-metal peralkaline granites of the Khaldzan Buregtey massif, Mongolia: Evidence from melt inclusions. Petrology. 2016. 24, № 5. P. 462—476.
  21. Aranovich L.Ya, Prokofiev V.Yu., Pertsev A.N., Bortnikov N.S., Ageeva O.A., Bel’tenev V.E., Borisovsky S.E., Simakin S.G. Composition and origin of a K2O-rich granite melt in the Mid-Atlantic Ridge, 13°34′N: Evidence from the analysis of melt inclusions and minerals of the gabbro-plagiogranite association. Doklady Earth Sci. 2015. 460, № 2. P. 174—178.
  22. Chupin S.V., Chupin V.P., Barton J.M., Barton E.S. Archean melt inclusions in zircon from quartzite and granitic orthogneiss from South Africa: magma compositions and probable sources of protoliths. Europ. J. Mineral. 1998. 10. P. 1241—1251.
  23. Chupin V.P., Vetrin V.R., Rodionov N.V., Matukov D.I., Berezhnaya N.G., Sergeev S.A., Mitrofanov F.P., Smirnov Yu.P. Composition of melt inclusions and age of zircons from plagiogneisses of the Archean Complex in the Kola superdeep borehole, Baltic Shield. Doklady Earth Sci. 2006. 406, № 4. P. 153—157.
  24. Claiborne L.L., Miller C.F., Gualda G.A., Carley T.L., Covey A.K., Wooden J.L., Fleming M.A. Zircon as magma monitor: robust, temperature dependent partition coefficients from glass and zircon surface and rim measurements from natural systems. In: Microstructural Geochronology: Planetary Records Down to Atom Scale. Geophysical Monograph, 232. 2017. P. 3—33.
  25. Fedotova A.A., Bibikova E.V., Simakin S.G. Ion-microprobe zircon geochemistry as an indicator of mineral genesis during geochronological studies. Geochemistry Intern. 2008. 46, № 9. P. 912—927.
  26. Frezzotti M.L. Silicate-melt inclusions in magmatic rocks: applications to petrology. Lithos. 2001. 55. P. 273—299.
  27. Levashova E.V., Skublov S.G., Alekseev V.I., Li X.H., Krivdik S.G., Voznyak D.K., Kulchitskaya A.A. Zircon geochemistry and U-Pb age at rare metal deposits of syenite in the Ukrainian Shield. Geology of Ore Deposits. 2016. 58, № 3. P. 239—262.
  28. Luo Y., Ayers J.C. Experimental measurements of zircon/melt trace-element partition coefficients. Geochim. et cosmochim. acta. 73. P. 3656—3679.
  29. McDonough W.F., Sun S.-s. The composition of the Earth. Chem. Geol. 1995. 120. P. 223—253.
  30. Nardi L.V.S., Formoso M.L.L., Müller I.F., Fontana E., Jarvis K., Lamarão C. Zircon/rock partition coefficients of REEs, Y, Th, U, Nb and Ta in granitic rocks: Uses for provenance and mineral exploration purposes. Chem. Geol. 2013. 335. P. 1—7.
  31. Portnyagin M., Hoernle K., Plechov P., Mironov N., Khubunaya S. Constraints on mantle melting and composition and nature of slab components in volcanic arcs from volatiles (H2O, S, Cl, F) and trace elements in melt inclusions from the Kamchatka Arc. Earth Planet. Sci. Lett. 2007. 255. P. 53—69.
  32. Sobolev A.V. Melt inclusions in minerals as a source of principle petrological information. Petrology. 1996. 4, № 3. P. 209—220.
  33. Suk N.I. Experimental study of liquid immiscibility in the fluid-magmatic silicate systems containing Ti, Nb, Sr, REE and Zr. Petrology. 2012. 20, № 2. P. 138—146.
  34. Thomas J.B., Bodnar R.J., Shimizu N., Chesner C.A. Melt inclusions in zircon. Rev. Miner. Geochem. 2003. 53. P. 63—87.
  35. Thomas J.B., Bodnar R.J., Shimizu N., Sinha A.K. Determination of zircon/melt trace element partition coefficients from SIMS analysis of melt inclusions in zircon. Geochim. et cosmochim. acta. 2002. 66. P. 2887—2901.
  36. Voznyak D.K., Chernysh D.S., Melnikov V.S., Ostapenko S.S. Baddeleyite segregations in zircon of the Azov zirconium-rare-earth deposit (Ukrainian Shield). Mineralogia. 2013. 44, № 3—4. P. 125—131.
  37. Voznyak D., Kulchytska G., Vyshnevskyi O., Ostapenko S. Sing of magma liquation in minerals of the Azov Zr-REE deposit (Ukrainian Shield). Alkaline rocks: petrology mineralogy, geochemistry. Conf. dedicated to the memory of J.A. Morozewich, Kyiv 19—21 Sept., 2010, M.P. Semenenko Inst. Geochem., Mineral. and Ore Formation of the NAS of Ukraine. Kyiv, 2010. P. 67—68.
  38. Voznyak D.K., Melnikov V.S., Chernysh D.S., Ostapenko S.S. Influence of CO2-fluid flows on forming of Azov Zr-REE deposit (Ukrainian Shield). III Biennial Conf. of Asian Current Research on Fluid Inclusions (ACROFI III) and XIV Intern. Conf. on Termobarogeochemistry (TBG XIV), Novosibirsk, 15—20 Sept. 2010. RAS, Siberian Branch, V.S. Sobolev Inst. of Geology and Mineralogy. Novosibirsk: Publ. House of SB RAS, 2010. P. 260—261.
  39. Watson E.B., Wark D.A., Thomas J.B. Crystallization thermometers for zircon and rutile. Contribs Mineral. and Petrol. 2006. 151. P. 413—433.
File_attachments: