Блог

Леснов Ф. П., Балыкин П. А., Палесский С. В.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ-ПРИМЕСЕЙ В ОЛИВИНОВЫХ ГАББРО И СЛАГАЮЩИХ ИХ ПЛАГИОКЛАЗАХ И КЛИНОПИРОКСЕНАХ ИЗ КОКПЕКТИНСКОГО ДУНИТ-ТРОКТОЛИТ-ГАББРОВОГО МАССИВА, ЮЖНЫЙ УРАЛ (ПО ДАННЫМ МЕТОДА LA ICP-MS)

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ-ПРИМЕСЕЙ В ОЛИВИНОВЫХ ГАББРО И СЛАГАЮЩИХ ИХ ПЛАГИОКЛАЗАХ И КЛИНОПИРОКСЕНАХ ИЗ КОКПЕКТИНСКОГО ДУНИТ-ТРОКТОЛИТ-ГАББРОВОГО МАССИВА, ЮЖНЫЙ УРАЛ (ПО ДАННЫМ МЕТОДА LAICP–MS)

Ф. П. Леснов, П. А. Балыкин, С. В. Палесский

Институт геологии и минералогии СО РАН, Новосибирск, felix@uiggm.nsc.ru

 

Кокпектинский дунит-троктолит-габбровый массив, расположенный на Южном Урале, входит в состав Кемпирсайской офиолитовой ассоциации. Он интрудирует метаморфизованные вулканогенно-терригенные образования и залегающий среди них Кемпирсайский хромитоносный массив ультрамафитовых реститов. Этот существенно габброидный массив обнажается на площади около 70 км2 и имеет удлиненную в плане форму. По изотопным данным, он сформировался в интервале времени от 420 млн лет (позднй силур) до 396 млн лет (ранний девон). В его строении принимают участие преобладающие оливиновые и безоливиновые габбро, троктолиты, а также подчиненные им анортозиты, верлиты, дуниты и некоторые другие породы. Детальная геологическая, петрографическая, петрохимическая и менее детальная геохимическая характеристики этого массива были опубликованы ранее [1, 2]. В предлагаемой работе обсуждаются первые данные о распределении редкоземельных и некоторых редких элементов в сосуществующих плагиоклазах и клинопироксенах из оливиновых габбро этого массива. В табл. 1 приведены краткие петрографические сведения о тех образцах габброидных пород, в которых изучалось распределение элементов-примесей в минералах.

Распределение элементов-примесей в породах исследовано с применением метода ICP-MS. Согласно выполненным ранее анализам [2, 4], габброидные породы Кокпектинского массива в значительной мере обеднены редкоземельными (РЗЭ) и редкими элементами, а также элементами платиновой группы. Это можно видеть и на примере тех образцов, в которых исследовалось распределение элементов-примесей в плагиоклазах и клинопироксенах (табл. 2). Эти породы имеют близкие по конфигурации редкоземельные спектры, отражающие слабое фракционирование элементов (рис. 1). Эти спектры осложнены положительными аномалиями Eu, интенсивность которых возрастает по мере снижения общего уровня накопления РЗЭ. Такая особенность геохимии пород сопряжена с изменениями количественных соотношений плагиоклаза и клинопироксена в этих габброидах. В обогащенных плагиоклазом троктолитах (обр.Б-5603 и Б-5518) и анортозите (обр. Б-4499) суммарные содержания РЗЭ меньше, а интенсивность положительных аномалий Eu больше по сравнению с оливиновыми габбро (обр. Б-5468, Б-4445, Б-5517), в которых содержание плагиоклаза ниже, а содержание клинопироксена выше. Все эти образцы истощены легкими РЗЭ по отношению к тяжелым элементам, поэтому они характеризуются значениями (La/Yb)n < 1. По сравнению с примитивной мантией, рассматриваемые породы Кокпектинского массива несколько обогащены Sr, U, Zr, Hf, но обеднены Ba и Th. Они также отличаются повышенными значениями отношений Zr/Nb, Ba/Nb, Zr/Y, Sr/Nd и пониженными – Nb/Hf и Nb/Y по сравнению с базальтами N–MORB. Относительно хондрита С1 они на несколько порядков беднее элементами платиновой группы и Re.

Распределение редкоземельных и редких элементов-примесей в плагиоклазах и клинопироксенах в прозрачных шлифах оливиновых габбро из этого массива выполнен методом LAICP-MS. Измерения производились на ICP масс-спектрометре ELEMENTFinniganMAT с использованием лазерной приставки FinniganUVLaserProbe (длина волны неодимового лазера Nd:YAG – 266 нм), диаметр луча ~ 70 мкм, энергия – 0.005 мДж. В качестве несущего газа использовали Ar. Концентрации элементов рассчитывали посредством сравнения с внешним стандартом (стекло NIST-612). Коррекция ошибок, обусловленных различиями состава матриц минералов и стандарта, не проводилась. Воспроизводимость анализа, в зависимости от степени неоднородности образцов, составила 10–50 %. Среднее значение погрешности метода при анализе в нескольких смежных точках образца составило 15 %. Результаты выполненных анализов плагиоклазов и клинопироксенов показали следующее (табл. 3). В плагиоклазе из обр. Б-4445 суммарное содержание РЗЭ оказалось немного больше, а значения параметра (La/Yb)n – немного меньше, чем в плагиоклазе из обр. Б-5468. Однако, по значениям Eu/Eu*, по конфигурации редкоземельных спектров, а также по содержанию многих редких элементов плагиоклазы из обоих образцов оливиновых габбро сравнимы (рис. 2). Сосуществующие с этими плагиоклазами клинопироксены в обоих образцах имеют близкие суммарные содержания РЗЭ, а также значения (La/Yb)n. При этом в клинопироксене из обр. Б-5468 интенсивность отрицательной аномалии Eu несколько выше, чем в минерале из обр. Б-4445 (рис. 3). По уровню накопления РЗЭ и характеру редкоземельных спектров плагиоклазы и клинопироксены из оливиновых габбро Кокпектинского массива близки к минералам из оливиновых габбро, слагающих массивы Семайл (Оман) и Троодос (Кипр), которые, подобно Кокпектинскому массиву, относятся к офиолитовым ассоциациям [3, 5, 6, 8]. Отметим, что проанализированные клинопироксены из оливиновых габбро Кокпектинского массива содержат меньшие количества РЗЭ по сравнению с клинопироксенами из таких же пород, слагающих другой уральский мафит-ультрамафитовый массив – Кытлымский [7]

Коэффициенты распределения (Кр) редкоземельных элементов между сосуществующими клинопироксенами и плагиоклазами представляют интерес для выявления закономерностей распределения элементов-примесей в минералах из магматических пород. В настоящее время такие оценки имеются в очень ограниченных количествах, в том числе для габброидных пород. В частности, имеются сведения о распределении РЗЭ в сосуществующих плагиоклазах и клинопироксенах из габброидных пород, слагающих массив Семайл [8]. Выполненные нами анализы плагиоклазов и клинопироксенов позволили получить первые оценки Кр для пары клинопироксен/плагиоклаз пород из Кокпектинского массива (табл. 4). Можно видеть, что тренды значений этих Кр для обоих образцов оливиновых габбро имеют общий положительный наклон и почти идентичны по форме. Это позволяет предполагать, что эти минералы находятся в состоянии химического равновесия друг с другом (рис. 4). При этом тренды обоих образцов осложнены минимумом для Eu, который обусловлен преимущественным накоплением этого элемента в структуре плагиоклаза. Можно предполагать, что, вследствие опережающей кристаллизации плагиоклаза в этих оливиновых габбро, в сосуществующих клинопироксенах возник некоторый дефицит Eu (см. рис. 3). Следует обратить внимание и на наблюдаемый на этих трендах минимум для Ho, который пока не получил объяснения. Ранее подобный минимум для этого элемента нами наблюдался только в габбро из массива Скаергаард, поэтому его достоверность требует подтверждения данными по сосуществующим клинопироксенам и плагиоклазам из других пород. Для оливиновых габбро из Кокпектинского массива тренды Кр (Кпр/Пл) в целом сравнимы с таким трендом для оливиновых габбро из массива Семайл (см. рис. 4).

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 05-05-64504).

Литература 

  1. Петрология постгарцбургитовых интрузивов кемпирсайско-хабарнинской офиолитовой ассоциации (Южный Урал) //П. А. Балыкин, Э. Г. Конников, А. П. Кривенко и др. Свердловск: УрО АН СССР. 1990. 160 с.
  2. Балыкин П. А., Леснов Ф. П., Палесский С. В., Николаева И. В., Козьменко О. А.Первые данные о распределении платиновых и редкоземельных элементов в породах Кокпектинского дунит-троктолит-габбрового массива, Южный Урал // Алмазы и благородные металлы Тимано-Уральского региона. Сыктывкар: Геопринт. 2006. С.161–162.
  3. Батанова В. Г., Соболев А. В., Шминке Х. У.Исходные расплавы интрузивных кумулатов массива Троодос, о-в Кипр по данным изучения клинопироксенов и расплавных включений в плагиоклазах // Петрология. 1996. Т. 4. № 3. С. 272–282.
  4. Леснов Ф. П.,. Балыкин П. А, Палесский С. В., Николаева И. В., Козьменко О. А.Соотношение редких, редкоземельных и платиновых элементов в породах из Кокпектинского дунит-троктолит-габбрового массива, Южный Урал (по данным метода ICP-MS) // Состояние и освоение природных ресурсов Тувы и сопредельных регионов Центральной Азии. Геоэкология природной среды и общества. Вып. 8. Кызыл: Изд-во ТувИКОПР СО РАН. 2007 (в печати).
  5. 5. Леснов Ф. П.Геохимия редкоземельных элементов в плагиоклазах // Геология и геофизика. 2001. Т. 42. № 6. С. 917–
  6. Леснов Ф. П.Закономерности распределения редкоземельных элементов в клинопироксенах // Зап. ВМО, 2001. № 4. С. 78–97.
  7. Перцев А. Н.Петрология плутонических мафит-ультрамафитовых комплексов активных областей перехода океан–континент // Автореф. дисс… доктора геол.-минерал. наук. М.: ИГЕМ РАН, 2004. 44 с.
  8. Pallister J. A., Knight R. J.Rare-earth element geochemistry of the Samail ophiolite near Ibrea, Oman // J. Geoph. Res. 1981. Vol. 86. NB4. P. 2673–2697.