Відбитки пальців камафугітоподібних магм у мезозойських лампроїтах Алданського щита: дані про олівін та олівінові включення

(А) Спрощена геологічна карта Алдан-Станового щита та прилеглих складчастих поясів (після [12]); (Б) Геологічна схема супертеррена Центрального Алдану (після [27, 28]). Прямокутник на (B) окреслює область, представлену на вставці (C). (C) Спрощена геологічна карта калійної провінції Центрально-Алданський мезозой (після [31]). Основні настирливі масиви: І — Інаглі, Т — Томмот, Я — Якокут, Ю — Юхтінслі; Д — Джендендинський, Ю — Іллімахський; Р — Рябіновий.

Взаємозв'язки Рябінової труби з породами-господарями та мікрофотографіями проміненого світла досліджуваних лампроїтів. (А) Труба (окреслена) всередині грубих зернистих сієнітів. (B) Загартована зона в контакті між трубою та приймаючими сієнітами. (C) Лампроїт із внутрішньої частини труби олівіном, заміщений карбонатом, серпентином та флогопітом. (D) Фенокристали олівіну в грунтовій масі діопсид-флогопіт-К-польового шпату (олівіновий лампроїт із загартованої зони труби). (Е) Олівіновий фенокрист із хромієвою шпінеллю та поліфазними силікатними включеннями. (F) Структури кінк-діапазону в зерні олівіну-4 (перехрещені поляризатори). Скорочення назв мінералів: Di — діопсид, Phl — флогопіт, Ol — олівін, Ol * —замінений олівін, Cr-Sp — хромійна шпінель (хроміт і магнієвий хроміт).

Діаграми змін основних елементів досліджуваних порід та гомогенізованих включень розплаву. Поля для порівняння: сірі - лампроїти Алданського щита, сині - середземноморські лампроїти, червоні - середземноморські камафугіти та лейцитити з високим вмістом Са. Композиції, що використовуються для полів, подані з бази даних GeoRoc (http://georoc.mpch-mainz.gwdg.de/georoc/, доступ 25 вересня 2019 року). Поля для лампроїтів (L), камафугітів (K) та лейцититів (Le) окреслені, як у [3]. Поля на загальних лугах - діоксид кремнію (TAS) [53] на вставці (A) позначені такими абревіатурами: F - фоїдит, Ph - фоноліт, Tph - тефрифоноліт, Pht - фонотефрит, T/B - тефрит/базаніт, Pb —Мікробазальт, Tb — трахібазальт, B – Ta — базальтовий трахіандезит, Ta — трахіандезит, T — трахіт/трахідацит, D — дацит, A — андезит, Ba — базальтовий андезит, B — базальт. (B) K2O – Na2O ділянка; (C) Графік CaO – MgO з окресленими полями класифікації [3]; (D) Графік CaO – SiO2 з окресленими полями класифікації [3].

Варіації мікроелементів у досліджуваних гірських породах та включеннях розплаву. (A) Нормована PM-схема мікроелементів [51]. (B) Діаграма РЕЕ, нормована хондритами [52]. Поля для порівняння наведені на малюнку 3 .

Зображення SEM BSE та профілі елементів EPMA олівінових зерен. (А) Олівін-2 з олівіном-1. (B) Олівін-1 з олівіновим-2 ядром. (C) Олівін-4 з олівіном-1. (D) Олівін-1 з олівіновим-4 ядром. Білі стрілки на зображеннях SEM BSE показують композиційні напрямки профілю. Скорочення: DL - межа виявлення, Ol - олівін.

Репрезентативні карти електронного мікрозонду (CPS) карт зерен олівіну. (A – D) олівін-1 зерна з ядром олівіну-2 (див. Малюнок 5 B); (E – H) —олівін-1 з ядром олівіну-4 (див. Малюнок 5 D); (I – L) —олівін-3 зерно. Елементи, для яких було розподілено розподіл, вказуються на кожній вкладці.

Двійкові елементарні графіки, що демонструють варіації типів олівіну. (A) NiO — Mg # двійковий графік; (B) CaO — Mg # двійковий графік; (C) MnO — Mg # двійковий графік; (D) Al — Mg # двійковий графік; (E) Cr2O3 — Mg # двійковий графік; (F) Zn — Mg # двійковий графік; (G) Na — Mg # двійковий графік; (H) Ti — Mg # двійковий графік; (I) P — Mg # двійковий графік. Концентрації оксиду наносять у вагових відсотках, концентрації елементів - у частинах на мільйон (ppm). Поля для порівняння: сині - лампроїти з низьким вмістом Ti, у всьому світі, рожеві - лампроїти з високим вмістом Ti, у всьому світі, чорний контур - камафугіти, червоний контур - мантії олівінових композицій. Поля окреслені за допомогою даних з бази даних GeoRoc (http://georoc.mpch-mainz.gwdg.de/georoc/, доступ 25 вересня 2019 р.), [54] та [55].

Графіки щільності ймовірності вмісту Mg #, NiO та CaO в олівіні. Посилальні рядки під графіками базуються на даних бази даних GeoRoc (http://georoc.mpch-mainz.gwdg.de/georoc/, доступ 25 вересня 2019 р.), [56] та [57]. На вставках (A – L) вказані параметри, які нанесені на певну діаграму, та загальна кількість аналізів.

Репрезентативні мікрофотографії олівінових включень. (A, B) Ненагріті включення в межах олівіну-1 та олівіну-3 відповідно (фото SEM BSE). (C, D) Нагріті та загасані включення всередині олівіну-1 та олівіну-3 відповідно (пропускають світло). Абревіатури: Ol — олівін, Cpx — клінопіроксен, Phl — флогопіт, Ap — апатит, Po — піротин.

Характерні елементарні варіації олівіну. Поля на (A, B) базуються на даних [18, 20]. Поля для лампроїтового та лейцититового олівіну на (C, D) наведені в [67].

Варіації елементів олівіну-4 (А - С) та PT-діаграми з температурами, розрахованими, припускаючи, що гранат знаходиться в рівновазі з олівіном-4. На (A) інтервали для перидотитів граната та шпінелі такі, як у [77]. На полях (B) та (C) для гранатових, шпінельних та шпінель-гранатових перидотитів, як у [76]. Тиск і температури на (D) оцінюються за допомогою даних у [71] та рівняння з [76] відповідно; криві теплового потоку від [79].

Результати термометрії олівін-шпінелі та оксибарометрії, застосовані до олівіну-1 та олівіну-2. У (А) еталонні поля для олівіну з MORB та базальтових базальтів виведені з використанням даних [65] та [81]. У (В) опорні поля для лампроїтів з різних місцевостей окреслені за допомогою даних з [6], [83] та [84]. Числові дані наведені в таблиці S5 .

Схема, що детально описує спрощену генетичну модель генерування камафугітоподібних (КАМ) та лампроїтів (ЛАМ) розплавів із жилистих та модифікованих джерел літосфери. (A) Початковий етап перед активацією; (B) Перша стадія: отримання камафугітоподібного розплаву; (C) Підвищення температури та повторне запліднення жилистих SCLM; (D) Широке плавлення та утворення розплаву лампроїту.

Схематичне окреслення процесів асиміляції магми та послідовності кристалізації олівіну (типи 1–3). (A) Підвищення новоутвореного розплаву лампроїту; (B) накопичення розплаву лампроїту в недостатньо покритих камерах та часткове засвоєння кумулятів, кристалізованих з камафугітоподібного розплаву; (C) кристалізація отриманої магми в глибоких та мілководних камерах; (D) розміщення субвулканічних вторгнень і остаточне затвердіння гірських порід.

Нормована ПМ-діаграма для композицій клінопіроксену та флогопіту з включень, що містять олівін (дані SIMS), матриці силікатної породи (дані LA-ICP-MS) та склянок гомогенізованих включень, розміщених в олівіні (дані SIMS).

Анотація

1. Вступ

2. Геологічна довідка

2,7 та 2,0 Га [32]. Деякі автори приписують подію 2,0–1,9 га зіткненням архейських протократонів та палеопротерозойських мікроконтинентів, що завершило формування Алдан-Станового щита [33,34].

3. Зразки та методи

1 хв на кожен елемент. Оскільки прикладений струм був досить високим порівняно із рекомендованим для аналізу лужного скла [41] і міг спричинити значну міграцію та втрату Na та інших рухомих елементів, час захоплення та діаметр пучка були ретельно відкалібровані за стандартами, що містять луг. Під час цього калібрування та аналізу включень застосовувався моніторинг інтенсивності сигналу в режимі реального часу для отримання стабільного сигналу для аналізованих елементів під час отримання. Для всіх аналізів мікрозондів зразки покривали вуглецевою плівкою 25 нм.

4. Результати

4.1. Лампроїтова петрографія та геохімія

4.2. Морфологія та хімія олівіну

92,5 з деякими значеннями

4.3. Включені олівінові силікатні включення

4.4. Включення олівіну, що містять Cr-Spinel

5. Обговорення

5.1. Хімія олівіну

5.1.1. Олівін-1: «Звичайні» фенокристали

5.1.2. Олівін-2: макрокристи, що походять від кумуляту

5.1.3. Олівін-3: відбиток пальців калійної магми з високим вмістом кальцію

5.1.4. Олівін-4: Мантія ксенокристів

110–160 км і тиск

30–50 кбар). Плодючість мантії часто базується на значеннях Mg # та деяких мікроелементах (наприклад, Ti та Al) в олівіні. Загалом, значення Mg # мають тенденцію до збільшення, тоді як Al і особливо Ti зменшуються із прогресивним виснаженням мантії [75,76]. Хімія олівіну-4 слідує таким тенденціям і пов'язана з кратонічними мантійними перидотитами (малюнок 8J) збідненого мантійного джерела. Крім того, концентрації Ti в олівіні-4 близькі до найнижчих, зафіксованих у перидотитовому олівіні [76], і, поряд з наявністю незначної кількості шпінелі чи граната у джерелі, відповідають ультра-виснаженим перидотитам.

5.2. Включення розплаву з олівіном - докази магматизму лампроїт-камафугіту

1100 ° C під час еволюції лампроїтів Рябінової труби. Таким чином, олівін-1, можливо, захопив розплав до незмішуваності, що потенційно може змінити бюджет Са і Si і спричинити спостережувані відмінності.

5.3. Включення олівіну з вмістом Cr-шпінелю: температура та стан відновлення

5.4. Петрогенетичні обмеження

55 мас.% SiO2) плавиться виснаженням карбонату, що не містить кремнезему, і відносно бідний кремнезем (

42 мас.% SiO2) флогопіту. Однак малоймовірно, що після генерування КАМ було б достатньо флогопіту для виробництва надкалієвих ЛАМ, і модифікація джерела, ймовірно, вимагатиме введення лугів. Оскільки передбачувана температура генерації LAM (вище 1350 ° C) значно вища, ніж необхідна для генерації KAM, ми припускаємо, що існував глибокий тепловий потік, який, можливо, також подавав K і Si до джерела [19] (Рисунок 13C) . Припущення про значне надходження рухомих лужних та лужноземельних елементів у джерело протягом мезозою також підтверджується високою дисперсією ізотопних композицій Sr та Nd альданських лампроїтів, причому Sr, як правило, більш примітивний, ніж Nd [12,30, 36,97,98]. Цього модифікованого SCLM, прожиленого клінопіроксеном + флогопітом + ортопіроксеном ± олівіном, а також тепловими та тектонічними умовами (безперервне розширення) було достатньо для генерування ультрапотасових насичених кремнеземом розплавів лампроїтової спорідненості [6,67,88,91,99 ] (Малюнок 13D).

−15–22). Більше того, мікроелементні композиції олівіну, хоча і подібні до складу середземноморських лампроїтів, мають значно нижчі Zn і Li (малюнок 10А), які часто використовуються як індикатори переробки кори [18]. Тому, хоча природа SCLM під Центральним Алданом залишається загадковою, модель її модифікації, керована субдукцією, залишається сумнівною. Швидше за все, перекриття протерозойсько-мезозойської «карбонатито-апатитової» зони з провінцією Центральний Алдан [27,28,30] дає додаткові докази докембрійського віку для жильних SCLM нижче досліджуваної території.