Геохимия циркония в позднемагматическом процессе в ультрамафит-мафитовых интрузивах на примере Киваккского расслоенного массива (Северная Карелия)

Циркон является важным минералом, который сохраняет геохимические индикаторы магматического процесса и широко используется для геохронологии. В последнее время помимо циркона магматического происхождения выделяют зерна гидротермального генезиса. Однако термодинамического описания поведения циркония в постмагматических процессах до сих пор не получено. В данной работе на примере Киваккского расслоенного массива рассмотрено поведение циркония в ультрамафит-мафитовых интрузивах. Цирконий, как некогерентный элемент накапливается в расплаве в ходе кристаллизации массива, происходит его кристаллизация в верхней приконтактовой части интрузива, а затем гидротермальное преобразование и переотложение в постмагматическом процессе.

1. Аксюк А.М. Экспериментально обоснованные геофториметры и режим фтора в гранитных флюидах // Петрология. 2002. № 10. С. 630–644.

2. Бычкова Я.В., Бычков Д.А., Минервина Е.А. и др. Закономерности распределения редкоземельных элементов в Киваккском оливинит-габброноритовом расслоенном интрузиве (Северная Карелия) // Геохимия. 2019. T. 64, № 2. С. 145–167.

3. Бычкова Я.В., Коптев-Дворников Е.В. Ритмическая расслоенность киваккского типа: геология, петрография, петрохимия, гипотеза формирования // Петрология. 2004. Т. 12, № 3. С. 281–302.

4. Коптев-Дворников Е.В., Киреев Б.С., Пчелинцева Н.Ф., Хворов Д.М. Распределение кумулятивных парагенезисов, породообразующих и второстепенных элементов в вертикальном разрезе Киваккского интрузива (Олангская группа интрузивов, Северная Карелия // Петрология. 2001. Т. 9, № 1.С. 3–27.

5. Коржинский М.А. Апатитовый твердый раствор как индикатор летучести HCl и HF в гидротермальном флюиде // Геохимия. 1981. № 5. С. 689–706.

6. Тарнопольская М.Е., Бычков А.Ю. Экспериментальное исследование устойчивости ZrF6 2- в гидротермальных растворах при 90–255°C // Вестник Московского университета. Сер. 4. Геология. 2019. № 6. С. 107–111.

7. Шваров Ю.В. HCh: новые возможности термодинамического моделирования геохимических систем, предоставляемые Windows // Геохимия. 2008. № 8. С. 898–903.

8. Alapieti T., Filén B., Lahtinen J., et al. Early Proterozoiclayered intrusions in the northeastern part of the Fennoscandian Shield // Miner. Petrol. 1990. Vol. 42. P. 1–22.

9. Amelin Yu.V., Semenov V.S. Nd and Sr isotope geochemistry of the mafic layered intrusions in the eastern Baltic shield: implications for the sources and contamination of Paleoproterozoic continental mafic magmas // Contrib. Mineral. Petrol. 1996. Vol. 124. P. 255–272.

10. Bychkova Y.V., Mikliaeva E.P., Koptev-Dvornikov E.V., et al. Proterozoic kivakka layered mafic-ultramafic intrusion, northern Karelia, Russia: Implications for the origin of granophyres of the upper boundary group // Precambrian Research. 2019a. Vol. 331. P. 1–21.

11. Cawthorn R.G. The residual of Roof Zone of the Bushveld Complex, South Africa // Journal of Petrology. 2013. Vol. 54, № 9. P. 1875–1900.

12. Ghiorso M.S., Evans B.W. Thermodynamics of rhombohedral oxide solid solutions and a revision of the Fe-Ti two-oxide geothermometer and oxygen-barometer. American Journal of Science. 2008. Vol. 308. P. 957–1039.

13. Hoskin P.W. Trace-element composition of hydrothermal zircon and the alteration of Hadean zircon from the Jack Hills, Australia // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2005. Vol. 69, № 3. P. 637–648.

14. Latypov R., Chistyakova S. Phase equilibria testing of a multiple pulse mechanism for origin of maficultramafic intrusions: a case example of the Shiant Isles Main Sill, NW Scotland // Geol. Mag. 2009. Vol. 146, № 6. P. 851–875.

15. Martin D. Crystal settling and in situ crystallization in aqueous solutions in magma chambers // Earth Planet. Sci. Lett. 1990. Vol. 96. P. 336–348.

16. McCallum I.S. The Stillwater complex // Developments in Petrology. 1996. Vol. 15. P. 441–484.

17. McDonough W.F., Sun S.S. The composition of the Earth // Chemical Geology. 1995. Vol. 120. P. 223–253.

18. Migdisov Art. A., Williams-Jones A.E., van Hinsberg V., Salvi S. An experimental study of the solubility of baddeleyite (ZrO2) in fluoride-bearing solutions at elevated temperature // Geochim. Cosmochim. Acta. 2011. Vol. 75, № 23. P. 7426–7434.

19. Putirka K.D. Thermometers and Barometers for Volcanic Systems // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2008. Vol. 69(1). P. 61–120. doi:10.2138/rmg.2008.69.3

20. Shock E.L., Sassani D.C., Willis M., Sverjensky D.A. Inorganic species in geologic fluids: Correlations among standard molal thermodynamic properties of aqueous ions and hydroxide complexes // Geochim. et Cosmoch. Acta. 1997. Vol. 61, № 5. P. 907–950.

21. Thomas J.B., Bodnar R.J., Shimizu N., Sinha A.K. Detemination of zircon/melt trace element partition coefficient from SIMS analysis of melt inclusions in zircon // Geochimica et CosmochimicaActa. 2002. Vol. 66. № 16. P. 2887–2901.

22. VanTongeren J.A., Mathez E.A., Kelemen P.B. A felsic end to Bushveld differentiation // Journal of Petrology. 2010. Vol. 51. P. 1891–1912.

23. Wager L., Brown G. Layered Igneous Rocks. Edinburg and London, 1968.

24. Wall C.J., Scoates J.S., Weis D., et al. The Stillwater Complex: Integrating Zircon Geochronological and Geochemical Constraints on the Age, Emplacement History and Crystallization of a Large, Open-System Layered Intrusion // Journal of Petrology. 2018. Vol. 59, № 1. P. 153–190.