Проблема идентификации нижнекоровых гранат-клинопироксеновых гранулитов и мантийных эклогитов на примере ксенолитов трубки им. В.Гриба
- 1 — аспирант Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II ▪ Orcid
- 2 — канд. геол.-минерал. наук научный сотрудник Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, ▪ Orcid ▪ Elibrary ▪ Scopus
- 3 — канд. геол.-минерал. наук старший научный сотрудник Институт геологии и геохронологии докембрия РАН ▪ Orcid ▪ Elibrary ▪ Scopus
- 4 — д-р геол.-минерал. наук советник генерального директора АО «АГД Даймондс» ▪ Orcid ▪ Scopus
- 5 — начальник управления АО «АГД Даймондс» ▪ Orcid
Аннотация
Статья посвящена комплексному анализу минералогических и геохимических особенностей ксенолитов кимберлитовой трубки им. В.Гриба, которые представлены нижнекоровыми гранат-клинопироксеновыми гранулитами и мантийными эклогитами. Проводится сравнительная характеристика двух типов ксенолитов, поскольку в настоящее время отсутствуют четкие критерии, по которым их можно было бы разделить. В результате исследования выявлены несколько отличительных признаков, однозначно характеризующих мантийные эклогиты. Это повышенное содержание Cr (в гранатах >300 ppm, в клинопироксенах >1500 ppm), высокое содержание пиропового минала в гранате (больше 34 мол.%) и наличие признаков раннего метасоматоза, проявляющегося в виде метасоматического граната, губчатого клинопироксена, замещаемого паргаситом, а также флогопитовых кайм на контакте граната и клинопироксена. Оценка параметров давления и температуры ксенолитов трубки им. В.Гриба подтвердилa мантийную природу эклогитовых ксенолитов с условиями формирования в диапазоне Т = 800-1200 °С и Р = 30-50 кбар и не опровергла первоначальное предположение о нижнекоровом происхождении гранулитовых ксенолитов, характеризующихся Т = 750-800 °С и Р = 14-15 кбар. Для окончательного решения проблемы идентификации нижнекоровых гранат-клинопироксеновых гранулитов и мантийных эклогитов предложено провести комплексное сравнение изотопно-геохимических характеристик «эклогитового» и «гранулитового» циркона в дальнейшем.
Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта РНФ № 24-27-00121.
Литература
- Melnik A.E., Korolev N.M., Skublov S.G. et al. Zircon in mantle eclogite xenoliths: a review // Geological Magazine. 2021. Vol. 158. Iss. 8. P. 1371-1382. DOI: 10.1017/S0016756820001387
- Brown M. Some thoughts about eclogites and related rocks // European Journal of Mineralogy. 2023. Vol. 35. Iss. 4. P. 523-547. DOI: 10.5194/ejm-35-523-2023
- Aulbach S., Smart K.A. Petrogenesis and Geodynamic Significance of Xenolithic Eclogites // Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 2023. Vol. 51. P. 521-549. DOI: 10.1146/annurev-earth-031621-112904
- O’Brien P.J., Rötzler J. High-pressure granulites: formation, recovery of peak conditions and implications for tectonics // Journal of Metamorphic Geology. 2003. Vol. 21. Iss. 1. P. 3-20. DOI: 10.1046/j.1525-1314.2003.00420.x
- Кориковский С.П. Пpогpадные преобразования габбpо-ноpитов при эклогитизации в температурном интервале 600-700 °С // Геология и геофизика. 2005. Т. 46. № 12. С. 1352-1366.
- Кориковский С.П., Мирчовский В., Закариадзе Г.С. Метаморфическая эволюция и состав протолита плагиоклазсодержащих эклогит-амфиболитов Бучимского блока Сербо-Македонского массива, Македония // Петрология. 1997. Т. 5. № 6. С. 596-613.
- Carswell D.A. Eclogites and the eclogite facies: definitions and classification // Eclogite Facies Rocks. Springer, 1990. P. 1-13.
- Никитина Л.П., Иванов М.В. Геологическая термобарометрия на основе реакций минералообразования с участием фаз переменного состава. СПб: Недра, 1992. 162 с.
- Skublov S.G., Petrov D.A., Galankina O.L. et al. Th-Rich Zircon from a Pegmatite Vein Hosted in the Wiborg Rapakivi Granite Massif // Geosciences. 2023. Vol. 13. Iss. 12. № 362. DOI: 10.3390/geosciences13120362
- Рогова И.В., Стативко В.С., Петров Д.А., Скублов С.Г. Редкоэлементный состав циркона из гранитов рапакиви Губановской интрузии, Выборгский массив, как отражение флюидонасыщенности расплава // Геохимия. 2024. Т. 69. № 11. С. 975-991. DOI: 10.31857/S0016752524110024
- Скублов С.Г., Никитина Л.П., Марин Ю.Б. и др. U–Pb-возраст и геохимия цирконов из ксенолитов кимберлитовой трубки им. В.Гриба Архангельской алмазоносной провинции // Доклады Академии наук. 2012. Т. 444. № 1. С. 77-82.
- Скублов С.Г., Щукина Е.В., Гусева Н.С. и др. Особенности геохимии цирконов из ксенолитов кимберлитовой трубки им В.Гриба Архангельской алмазоносной провинции // Геохимия. 2011. № 4. С. 435-441.
- Щукина Е.В., Агашев А.М., Головин Н.Н., Похиленко Н.П. Эквигранулярные эклогиты из кимберлитовой трубки им. В.Гриба: свидетельства палеопротерозойской субдукции на территории архангельской алмазоносной провинции // Доклады Академии наук. 2015. Т. 462. № 2. С. 208-212. DOI: 10.7868/S0869565215140248
- Heaman L.M., Creaser R.A., Cookenboo H.O., Chacko T. Multi-Stage Modification of the Northern Slave Mantle Lithosphere: Evidence from Zircon- and Diamond-Bearing Eclogite Xenoliths Entrained in Jericho Kimberlite, Canada // Journal of Petrology. 2006. Vol. 47. Iss. 4. P. 821-858. DOI: 10.1093/petrology/egi097
- Shchukina E.V., Agashev A.M., Zedgenizov D.A. Origin of zircon-bearing mantle eclogites entrained in the V. Grib kimberlite (Arkhangelsk region, NW Russia): Evidence from mineral geochemistry and the U-Pb and Lu-Hf isotope compositions of zircon // Mineralogy and Petrology. 2018. Vol. 112. Suppl. 1. P. 85-100. DOI: 10.1007/s00710-018-0581-z
- Nikitina L.P., Korolev N.M., Zinchenko V.N., Felix J.T. Eclogites from the upper mantle beneath the Kasai Craton (Western Africa): Petrography, whole-rock geochemistry and U-Pb zircon age // Precambrian Research. 2014. Vol. 249. P. 13-32. DOI: 10.1016/j.precamres.2014.04.014
- Koreshkova M.Yu., Downes H., Glebovitsky V.A. et al. Zircon trace element characteristics and ages in granulite xenoliths: a key to understanding the age and origin of the lower crust, Arkhangelsk kimberlite province, Russia // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2014. Vol. 167. Iss. 2. № 973. DOI: 10.1007/s00410-014-0973-y
- Koreshkova M., Downes H., Millar I. et al. Geochronology of Metamorphic Events in the Lower Crust beneath NW Russia: a Xenolith Hf Isotope Study // Journal of Petrology. 2017. Vol. 58. Iss. 8. P. 1567-1590. DOI: 10.1093/petrology/egx065
- Самсонов А.В., Носова А.А., Третяченко В.В. и др. Коллизионные швы в раннедокембрийской коре как фактор локализации алмазоносных кимберлитов (север Восточно-Европейского кратона) // Доклады Академии наук. 2009. Т. 424. № 6. С. 796-801.
- Устинов В.Н., Неручев С.С, Загайный А.К. и др. Алмазоносность севера Восточно-Европейской платформы. СПб: Наука, 2021. 410 с.
- Васильев Е.А., Криулина Г.Ю., Гаранин В.К. Спектроскопические особенности алмаза месторождения имени М.В.Ломоносова // Записки Российского минералогического общества. 2020. Т. 149. № 2. С. 1-11. DOI: 10.31857/S0869605520020082
- Васильев Е.А., Кудрявцев А.А., Клепиков И.В., Антонов А.В. Особенности строения кристаллов и агрегатов алмаза // Записки Российского минералогического общества. 2022. Т. 151. № 2. С. 79-93. DOI: 10.31857/S0869605522020083
- Pashkevich M.A., Alekseenko A.V. Reutilization Prospects of Diamond Clay Tailings at the Lomonosov Mine, Northwestern Russia // Minerals. 2020. Vol. 10. Iss. 6. № 517. DOI: 10.3390/min10060517
- Васильев Е.А. Дефекты кристаллической структуры в алмазе как индикатор кристаллогенеза // Записки Горного института. 2021. Т. 250. С. 481-491. DOI: 10.31897/PMI.2021.4.1
- Козлов А.В., Васильев Е.А., Иванов А.С. и др. Геолого-генетическая модель алмазоносной флюидно-магматической системы // Записки Горного института. 2024. Т. 269. С. 708-720.
- Ларионова Ю.О., Сазонова Л.В., Лебедева Н.М. и др. Возраст кимберлитов Архангельской провинции: Rb-Sr, 40Ar/39Ar изотопно-геохронологические и минералогические данные для флогопита // Петрология. 2016. Т. 24. № 6. С. 607-639. DOI: 10.7868/S0869590316040026
- Серебряков Е.В., Гладков А.С., Кошкарев Д.А. Трехмерные структурно‐вещественные модели формирования кимберлитовых трубок Нюрбинской и Ботуобинской (Якутская алмазоносная провинция) // Геодинамика и тектонофизика. 2019. Т. 10. № 4. С. 899-920. DOI: 10.5800/GT-2019-10-4-0448
- Васильев Е.А., Устинов В.Н., Лешуков C.И. и др. Кристаллы алмаза кимберлитовой трубки им. В. Гриба: морфология и структурно-химические особенности // Литосфера. 2023. Т. 23. № 4. С. 549-563. DOI: 10.24930/1681-9004-2023-23-4-549-563
- Гаранин В.К., Гаранин К.В., Васильева Е.Р. и др. Минералогия мантийных ксенолитов из алмазоносной кимберлитовой трубки им. В. Гриба (Архангельская алмазоносная провинция). Ст. 2. Гранат-клинопироксен±ильменит±флогопитовые сростки // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 2005. № 1. С. 23-29.
- Доливо-Добровольский Д.В. MINAL – программа для эффективной работы с химическими анализами минералов // Записки Российского минералогического общества. 2025. Т. 154. № 1. С. 142-150. DOI: 10.31857/S0869605525010086
- Кривовичев В.Г., Гульбин Ю.Л. Рекомендации по расчету и представлению формул минералов по данным химических анализов // Записки Российского минералогического общества. 2022. Т. 151. № 1. С. 114-124. DOI: 10.31857/S0869605522010087
- Locock A.J. An Excel spreadsheet to classify chemical analyses of amphiboles following the IMA 2012 recommendations // Computers & Geosciences. 2014. Vol. 62. P. 1-11. DOI: 10.1016/j.cageo.2013.09.011
- Warr L.N. IMA–CNMNC approved mineral symbols // Mineralogical Magazine. 2021. Vol. 85. Iss. 3. P. 291-320. DOI: 10.1180/mgm.2021.43
- McDonough W.F., Sun S.-s. The composition of the Earth // Chemical Geology. 1995. Vol. 120. Iss. 3-4. P. 223-253. DOI: 10.1016/0009-2541(94)00140-4
- Ellis D.J., Green D.H. An experimental study of the effect of Ca upon garnet-clinopyroxene Fe-Mg exchange equilibria // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1979. Vol. 71. Iss. 1. P. 13-22. DOI: 10.1007/BF00371878
- Powell R. Regression diagnostics and robust regression in geothermometer/geobarometer calibration: the garnet-clinopyroxene geothermometer revisited // Journal of Metamorphic Geology. 1985. Vol. 3. Iss. 3. P. 231-243. DOI: 10.1111/j.1525-1314.1985.tb00319.x
- Yang Ai. A revision of the garnet-clinopyroxene Fe2+-Mg exchange geothermometer // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1994. Vol. 115. Iss. 4. P. 467-473. DOI: 10.1007/BF00320979
- Ravna K. The garnet–clinopyroxene Fe2+-Mg geothermometer: an updated calibration // Journal of Metamorphic Geology. 2000. Vol. 18. Iss. 2. P. 211-219. DOI: 10.1046/j.1525-1314.2000.00247.x
- Ashchepkov I.V., Rotman A.Y., Somov S.V. et al. Composition and thermal structure of the lithospheric mantle beneath kimberlite pipes from the Catoca cluster, Angola // Tectonophysics. 2012. Vol. 530-531. P. 128-151. DOI: 10.1016/j.tecto.2011.12.007
- Beyer C., Frost D.J., Miyajima N. Experimental calibration of a garnet–clinopyroxene geobarometer for mantle eclogites // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2015. Vol. 169. Iss. 2. № 18. DOI: 10.1007/s00410-015-1113-z
- Newton R.C., Perkins III D. Thermodynamic calibration of geobarometers based on the assemblages garnet-plagioclase-orthopyroxene (clinopyroxene)-quartz // American Mineralogist. 1982. Vol. 67. № 3-4. P. 203-222.
- Watson E.B., Wark D.A., Thomas J.B. Crystallization thermometers for zircon and rutile // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2006. Vol. 151. Iss. 4. P. 413-433. DOI: 10.1007/s00410-006-0068-5
- Smit K.V., Stachel T., Creaser R.A. et al. Origin of eclogite and pyroxenite xenoliths from the Victor kimberlite, Canada, and implications for Superior craton formation // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2014. Vol. 125. P. 308-337. DOI: 10.1016/j.gca.2013.10.019
- Aulbach S., Pearson N.J., O’Reilly S.Y., Doyle B.J. Origins of Xenolithic Eclogites and pyroxenites from the Central Slave Craton, Canada // Journal of Petrology. 2007. Vol. 48. Iss. 10. P. 1843-1873. DOI: 10.1093/petrology/egm041
- Pernet-Fisher J.F., Howarth G.H., Yang Liu et al. Komsomolskaya diamondiferous eclogites: evidence for oceanic crustal protoliths // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2014. Vol. 167. Iss. 3. № 981. DOI: 10.1007/s00410-014-0981-y
- Rötzler J., Romer R.L., Budzinski H., Oberhänsli R. Ultrahigh-temperature high-pressure granulites from Tirschheim, Saxon Granulite Massif, Germany: P-T-t path and geotectonic implications // European Journal of Mineralogy. 2004. Vol. 16. № 6. P. 917-937. DOI: 10.1127/0935-1221/2004/0016-0917
- Kryza R., Pin C., Vielzeuf D. High-pressure granulites from the Sudetes (south-west Poland): evidence of crustal subduction and collisional thickening in the Variscan Belt // Journal of Metamorphic Geology. 1996. Vol. 14. Iss. 4. P. 531-546. DOI: 10.1046/j.1525-1314.1996.03710.x
- Taylor L.A., Neal C.R. Eclogites with Oceanic Crustal and Mantle Signatures from the Bellsbank Kimberlite, South Africa, Part I: Mineralogy, Petrography, and Whole Rock Chemistry // The Journal of Geology. 1989. Vol. 97. № 5. P. 551-567. DOI: 10.1086/629334
- Morimoto N., Fabries J., Ferguson A.K. et al. Nomenclature of Pyroxenes // Mineralogical Magazine. 1988. Vol. 52. Iss. 367. P. 535-550. DOI: 10.1180/minmag.1988.052.367.15
- Leake B.E., Woolley A.R., Arps C.E.S. et al. Nomenclature of Amphiboles: Report of the Subcommittee on Amphiboles of the International Mineralogical Association, Commission on New Minerals and Mineral Names // Mineralogical Magazine. 1997. Vol. 61. Iss. 405. P. 295-310. DOI: 10.1180/minmag.1997.061.405.13
- Azimov P., Shtukenberg A. Numerical Modeling of Growth Zoning at Nonstationary Crystallization of Solid Solutions: Metamorphic Garnets // Mathematical Geology. 2003. Vol. 35. Iss. 4. P. 405-430. DOI: 10.1023/A:1024841907133
- Лебедева Н.М., Носова А.А., Сазонова Л.В., Ларионова Ю.О. Метасоматические преобразования ксенолитов мантийных эклогитов и гранатовых пироксенитов из кимберлитов трубки им. В.Гриба, Архангельская провинция // Петрология. 2022. Т. 30. № 5. С. 498-519. DOI: 10.31857/S0869590322050041
- Mikhailenko D., Golovin A., Korsakov A. et al. Metasomatic Evolution of Coesite-Bearing Diamondiferous Eclogite from the Udachnaya Kimberlite // Minerals. 2020. Vol. 10. Iss. 4. № 383. DOI: 10.3390/min10040383
- Jacob D.E. Nature and origin of eclogite xenoliths from kimberlites // Lithos. 2004. Vol. 77. Iss. 1-4. P. 295-316. DOI: 10.1016/j.lithos.2004.03.038
- Hacker B., Kylander-Clark A., Holder R. REE partitioning between monazite and garnet: Implications for petrochronology // Journal of Metamorphic Geology. 2019. Vol. 37. Iss. 2. P. 227-237. DOI: 10.1111/jmg.12458
- Klein-BenDavid O., Pettke T., Kessel R. Chromium mobility in hydrous fluids at upper mantle conditions // Lithos. 2011. Vol. 125. Iss. 1-2. P. 122-130. DOI: 10.1016/j.lithos.2011.02.002