УДК 552.321.6 (470.5)

https://doi.org/10.21440/2307-2091-2019-2-42-48

Чащухин И. С. О генетических типах дунитов в ультрамафитах складчатых областей (на примере Урала) // Известия УГГУ. 2019. Вып. 2(54). С. 42-48. DOI 10.21440/2307-2091-2019-2-42-48

Цель работы: оценка соотношения магматических и метасоматических процессов при формировании дунитов в массивах складчатых областей.
Актуальность работы обусловлена необходимостью корректировки легенды при геологическом картировании и при поисках хромитовых руд. Методология проведенной работы: обобщение многолетнего изучения геологического строения, минералогии, петрохимии и геохимии хромитоносных ультрамафитов Урала с привлечением мировых петрологических и экспериментальных данных.
Результаты. Мантийные ультрамафиты представлены двумя основными типами – подконтинентальным и офиолитовым. Дуниты развиты в обоих типах. Дуниты в подконтинентальных ультрамафитах обнажаются в наиболее эродированных частях массивов. Контакты с вышележащими гарцбургитами и лерцолитами постепенные, что предполагает формирование всего разреза в ходе одноактного процесса с образованием единой дунит-гарцбургит-лерцолитовой серии. Процессом, ответственным за ее формирование, было частичное плавления пиролита мантии, о чем свидетельствуют результаты экспериментов, подтвержденные оригинальными и опубликованными в обширной мировой литературе данными изучения состава породообразующих минералов ультрамафитов. Дуниты следует рассматривать как конечный продукт процесса частичного плавления пиролита мантии. Дуниты офиолитов имеют принципиально иную природу; они образуются по реститам – продуктам частичного плавления и входят в состав двух комплексов: вебстерит-дунитового и габбро-клинопироксенит-дунитового. Дуниты первого комплекса образуются в ходе синкинематической метаморфической дифференциации реститов, второго – как продукт реакции габбро с реститами.
Выводы: В строении мантийных ультрамафитов складчатых областей принимают участие три генетических типа дунитов: 1) продукты частичного плавления мантийного пиролита, 2) продукты синкинематической метаморфической дифференциации гарцбургитов, 3) продукты реакции габброидов с гарцбургитами. Приуроченность первых к подконтинентальным ультрамафитам, остальных – к офиолитам свидетельствует о разной геодинамической обстановке формирования ультрамафитов и связанных с ними хромитовых концентраций: уникальные месторождения высокохромистых руд залегают в подконтинентальных ультрамафитах, многочисленные мелкие рудопроявления среднехромистых руд – в офиолитах.

Ключевые слова: дунит, частичное плавление, пиролит, рестит, подконтинентальные ультрамафиты, офиолит

ЛИТЕРАТУРА

1. Den Tex E. Origin of ultramafic rocks, their tectonic setting and history: A contribution to the discussion of the paper «The origin of ultramafic and ultrabasic rocks» by P. J. Wyllie // Tectonophysics. 1969. Vol. 7. P. 457–488. https://doi.org/10.1016/0040-1951(69)90016-X
2. Рингвуд А. Е. Состав и петрология мантии Земли. М.: Недра, 1981. 584 с.
3. Kelemen P., Dick H. J. B., Quick J. Formation of harzburgite by pervasive melt/rock reaction on the upper mantle // Nature. 1992. Vol. 358. Р. 635–641. https://doi.org/10.1038/358635a0
4. Van der Wal D., Bodinier J.-L. Origin of the recrystallization front in the Ronda peridotite by km-scale pervasive porous melt flow // Contrib. Mineral. Petrol. 1996. Vol. 122. P. 387–405. https://doi.org/10.1007/s004100050135
5. Barth M. G., Mason P. R. D., Davies G. R., Dijkstra A. H., Drury M. R. Geochemistry of the Othris Ophiolite, Greece: Evidence for Refertilization? // J. Petrol. 2003. Vol. 44, № 10. P. 1759–1785. https://doi.org/10.1093/petrology/egg058
6. Lenoir X., Garrrido C. J., Bodinier J.-L. et al. The Recrystallization Front of the Ronda Peridotite: Evidence for Melting and Thermal Erosion of Subcontinental Lithospheric Mantle beneath the Alboran Basin // J. Petrol. 2001. Vol. 42, № 1. P. 141–158.
7. Dijkstra A. H., Barth M. G., Drury et al. Diffuse porous melt and melt-rock reaction in the mantle lithosphere at a slow-spreading ridge: A structural petrology and LA-ICP-MS study of the Othris Peridotite Massif (Greece) // Geochemistry, Geophysics, Geosystem. 2003. Vol. 4, issue 24, https://doi.org/10.1029/2001GC000278
8. Le Roux V., Bodinier J.-L., Tommasi A., Alard O. et al. The Lherz spinel lherzolite: Refertilized rather than pristine mantle // Earth Planet. Sci. Lett. 2007. Vol. 259. P. 599–612. http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2007.05.026
9. Чащухин И. С., Вотяков С. Л., Щапова Ю. В. Кристаллохимия хромшпинели и окситермобарометрия ультрамафитов складчатых областей. Екатеринбург: Ин-т геологии и геохимии УрО РАН, 2007. 310 с. 10. Takazawa E., Frey F. A., Shimizu N., Obata M. Whole rock compositional variations in an upper mantle peridotite (Horoman, Hokkaido, Japan): Are they consistent with a partial melting process? // Geochim. Cosmochim. Acta. 2000. Vol. 64, № 4. P. 695–716. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(99)00346-4
11. Jaques A. L., Green D. H. Anhydrous melting of peridotite at 0–15 kb pressure and genesis of tholeiitic basalts // Contrib. Mineral. Petrol. 1980. Vol. 73, № 3. P. 287–310. https://doi.org/10.1007/BF00381447
12. Gaetani G. A., Grove T. L. The influence of water on melting of mantle peridotite // Contrib. Mineral. Petrol. 1998. Vol. 131. P. 323–346. https://doi.org/10.1007/s004100050396
13. Niida K., Green D. H. Stability and chemical composition of pargasitic amphibole in MORB pyrolite under upper mantle conditions // Contrib. Mineral. Petrol. 1999. Vol.135. P. 18–40. https://doi.org/10.1007/s004100050495
14. Arai S. Characterization of spinel peridotites by olivine-spinel compositional relationships: Review and interpretation // Chemical Geology. 1994. Vol. 113. P. 191–204. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)90066-3
15. Downes H. Formation and Modification of the Shallow Sub-continental Lithospheric Mantle: a Review of Geochemical Evidence from Ultramafic Xenolith Suites and Tectonically Emplaced Ultramafic Massifs of Western and Central Europe // J. Petrol. 2001. Vol. 42, № 1. P. 233–250. https://doi.org/10.1093/petrology/42.1.233
16. Niu Y. Bulk-rock Major and Trace Element Compositions of Abyssal Peridotites: Implications for Mantle Melting, Melt Extraction and Post-melting Processes Beneath Mid-Ocean Ridges // J. Petrol. 2004. Vol. 45, № 12. P. 2423–2458. https://doi.org/10.1093/petrology/egh068
17. Palme H., Nickel K. G. Ca:Al ratio and composition of the Earth's upper mantle // Geochim. Cosmochim. Acta. 1985. Vol. 49, № 10. P. 2123– 2132. https://doi.org/10.1016/0016-7037(85)90070-5
18. Frey F. A., Suen C. J., Stockman H. W. The Ronda high temperature peridotite: Geochemistry and petrogenesis // Geochim. Cosmochim. Acta. 1985. № 49. P. 2469–2491. https://doi.org/10.1016/0016-7037(85)90247-9
19. Falloon T. J., Green D. Y. Anhydrous partial melting of MORB pyrolite and other peridotite compositions at 10 kb: implications for the origin of primitive MORB glasses // Mineral Petrol. 1987. Vol. 37. P. 181–219.
20. Hofmann A. W. Chemical differentiation of the Earth: the relationship between mantle, continental crust, and oceanic crust // Earth Planet. Sci. Lett. 1988. Vol. 90. P. 297–314. https://doi.org/10.1016/0012-821X(88)90132-X
21. Ringwood A. E. Phase transformation and their bearing on the constitution and dynamics of the mantle // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1991. № 55. P. 2083–2110. http://dx.doi.org/10.1016/0016-7037(91)90090-R
22. Allegre C. J., Poirier J. P., Humler E., Hoffman F. W. The chemical composition of the Earth // Earth Planet. Sci. Lett. 1995. Vol. 134. P. 515–526. 23. McDonough W. F., Sun S.-S. The composition of the Earth // Chem. Geol. 1995. Vol. 120. P. 223–253. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4
24. Савельев А. А., Савельева Г. Н. Войкаро-Сыньинский массив / Петрология и метаморфизм древних офиолитов (на примере Полярного Урала и Западного Саяна). Новосибирск: Наука, 1977. C. 60–91.
25. Bonatti E., Ottonello G., Hamlyn P. R. Peridotites from the island of Zabargad (St. John), Red Sea: Petrology and geochemistry // J. Geophys. Res. 1986. Vol. 91. P. 599–631. https://doi.org/10.1029/JB091iB01p00599
26. Barth M. G., Mason P. R. D., Davies G. R., Drury M. R. The Othris Ophiolite, Greece: A snapshot of subduction initiation at a mid-ocean ridge // Lithos. 2008. Vol. 100. P. 234–254. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2007.06.018
27. Loney R. A., Himmelberg G. R., Coleman R. G. Structure and petrology of the alpine-type peridotite at Burro Mountain, California, U. S. A. // J. Petrol. 1971. Vol. 12. Part 2. P. 245–309. https://doi.org/10.1093/petrology/12.2.245