Phosphorus Zoning in Cumulus Olivine: A History from the Start to the End of Solidification
- Авторлар: Sobolev S.N.1, Yapaskurt V.O.2, Batanova V.G.3, Sobolev A.V.3, Ariskin A.A.1,2, Pshenitsyn I.V.1, Nikolaev G.S.1
-
Мекемелер:
- Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences
- Lomonosov Moscow State University, Geological Faculty
- Institut des Sciences de la Terre, Grenoble, France
- Шығарылым: Том 33, № 6 (2025)
- Беттер: 64-88
- Бөлім: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0869-5903/article/view/354749
- DOI: https://doi.org/10.7868/S3034585525060034
- ID: 354749
Дәйексөз келтіру
Аннотация
This paper presents data on the distribution of phosphorus and other elements (Ti, Al, Cr, Ni, Ca, Fe, Mg) in olivine crystals in meso- and adcumulates from the Yoko-Dovyren and Monchegorsk layered intrusions, including dunites, troctolites, anorthosites, and olivine-bearing chromitites. Olivine was found to contain skeletal and oscillatory cores, which could be formed (1) in the upper boundary layer of the magma chamber, (2) due to local mixing of magmas with different temperatures during magma emplacement process, and (3) at the boundary between the cumulate pile and the main magma volume of the chamber. Specific boundaries between olivine grains cutting the compositional zoning of one of the contacting crystals were observed. They were interpreted as indicators of pressure solution, which is one of mechanisms of compaction of original cumulate pile. Olivine grains from dunites of the Yoko-Dovyren massif and Mt. Travyanaya of the Monchegorsk massif, which demonstrate a lognormal crystal size distribution (CSD), often display signatures of resorption and subsequent overgrowth of small olivine crystals. The examination of phosphorus zoning of olivine confirmed an experimentally based conclusion that the lognormal CSD could be produced due to more extensive dissolution of smallest grains. In the case of the Yoko-Dovyren massif, this dissolution was attributed to the reaction of nonequilibrium intercumulus melt with the original cumulate crystals, whereas the overgrowth of the olivine grains occurred during further cooling. In the case of Mt. Travyanaya (Monchepluton), the dissolution was probably related to the peritectic reaction of olivine with melt producing orthopyroxene, and the additional growth of the olivine rim was caused by the inverse reaction caused by the diminishing the pyroxene stability field during magma ascent and decompression. In all types of the examined cumulates, except for chromitites, widespread relicts of intercumulus pores filled with phosphorus-rich olivine were discovered. These pores were suggested to form near the lower solidification front, when the compaction of the evolving cumulate pile was stopped. The enrichment of the pore olivine in phosphorus may indicate an increase in the degree of supersaturation/supercooling of the porous melt with respect to olivine accompanied by an increase in the olivine growth rate at the late stages of solidification.
Авторлар туралы
S. Sobolev
Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences
Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: ssn_collection@bk.ru
V. Yapaskurt
Lomonosov Moscow State University, Geological Faculty
Email: ssn_collection@bk.ru
V. Batanova
Institut des Sciences de la Terre, Grenoble, France
Email: ssn_collection@bk.ru
A. Sobolev
Institut des Sciences de la Terre, Grenoble, France
Email: ssn_collection@bk.ru
A. Ariskin
Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences; Lomonosov Moscow State University, Geological Faculty
Email: ssn_collection@bk.ru
I. Pshenitsyn
Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences
Email: ssn_collection@bk.ru
G. Nikolaev
Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences
Email: ssn_collection@bk.ru
Әдебиет тізімі
- Арискин А.А., Костицын Ю.А., Данюшевский Л.В. и др. Геохронология Довыренского интрузивного комплекса в неопротерозое (северное Прибайкалье, Россия) // Геохимия. 2013. No 11. С. 955-972.
- Арискин А.А., Бармина Г.С. Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базитовых магм. М.: Наука, 2000. 363 с.
- Батанова В.Г., Савельева Г.Н. Миграция расплавов в мантии под зонами спрединга и образование дунитов замещения: обзор проблемы // Геология и геофизика. Т. 50. No 9. С. 992-1012.
- Григорьев Д.П., Жабин А.Г. Онтогения минералов (индивиды). М.: Наука, 1975. 339 с.
- Демидова С.И., Нтафлос Т., Брандштеттер Ф. Фосфорсодержащие оливины образцов "Луны-20", их источники и возможные механизмы замещения фосфора в лунном оливине // Петрология. 2018. Т. 26. No 3. С. 317-332.
- Изох А.Э., Чайка И.Ф., Гаськов И.В. и др. Дифференциация лампроитовой магмы (на примере мезозойских высококалиевых даек массива Рябиновый, Центральный Алдан) // Геология и геофизика. 2023. Т. 65. No 2. С. 200-221.
- Кислов Е.В. Йоко-Довыренский расслоенный массив. Улан-Удэ: Изд. Бурятского НЦ, 1998. 265 с.
- Лодиз Р., Паркер Р. Рост монокристаллов. Перевод с английского под ред. А.А. Чернова, А.Н. Лобачева. М.: Мир, 1974. 532 с.
- Николаев Г.С., Арискин А.А., Бармина Г.С. SPINMELT-2.0: численное моделирование равновесия шпинелид-расплав в базальтовых системах при давлениях до 15 кбар: III. Влияние петрогенных компонентов расплава на растворимость хромшпинелида и возможный механизм образования хромититов // Геохимия. 2020. Т. 65. No 1. C. 3-13.
- Николя А. Основы деформации горных пород. Перевод с английского под ред. А.Ф. Грачева. М.: Мир, 1992. 167 с.
- Орсоев Д.А. Анортозиты малосульфидного платиноносного горизонта (Риф I) в верхнерифейском Йоко-Довыренском массиве (Северное Прибайкалье): новые данные по составу, ЭПГ-Cu-Ni минерализации, флюидному режиму и условиям образования // Геология рудн. месторождений. 2019. Т. 61. No 4. С. 15-43.
- Расслоенные интрузии Мончегорского рудного района: петрология, оруденение, изотопия, глубинное строение // Ред. Ф.П. Митрофанов, В.Ф. Смолькин. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2004. Ч. 1. 177 с.
- Симакин А.В., Трубицын В.П., Харыбин Е.В. Распределение по размерам и глубине для кристаллов, осаждающихся в застывающей магматической камере // Физика Земли. 1998. No 8. С. 30-37.
- Симакин А.Г. Ритмическая зональность в кристалле: простая количественная модель // Геохимия. 1983. No 12. С. 1720-1729.
- Смолькин В.Ф., Мокрушин А.В., Баянова Т.Б. и др. Магмаподводящий палеоканал в Мончегорском рудном районе: геохимия, изотопный U-Pb и Sm-Nd анализ (Кольский регион, Россия) // Записки Горного института. 2022. Т. 255. С. 405-418. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.48
- Соболев Н.В., Соболев А.В., Томиленко А.А. и др. Парагенезис и сложная зональность вкрапленников оливина из неизмененного кимберлита трубки Удачная-Восточная (Якутия): Связь с условиями образования и эволюцией кимберлита // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. No 1-2. С. 337-360.
- Соболев С.Н., Арискин А.А., Николаев Г.С. и др. Распределения кристаллов по размеру как ключ к эволюции протокумулуса в расслоенных массивах: эксперименты, расчеты и практика определения CSD // Петрология. 2023. Т. 31. No 6. С. 649-665.
- Соболев С.Н., Арискин А.А., Николаев Г.С. и др. Три типа распределения кристаллов оливина по размеру в дунитах Йоко-Довыренского массива как сигналы различной истории их кристаллизации // Петрология. 2024. Т. 32. No 4. С. 509-526.
- Трубицын В.П., Харыбин Е.В. Конвекция в магматических камерах, вызванная инверсией распределения по глубине осаждающихся кристаллов // Физика Земли. 1997. No 5. С. 47-52.
- Френкель М.Я. Фазовая конвекция и химическая дифференциация расплавно-кристаллических смесей: Формулировка уравнений эволюции и анализ поведения системы с простейшими фазовыми взаимоотношениями // Геохимия. 1985. No 11. С. 1588-1601.
- Френкель М.Я. Тепловая и химическая динамика дифференциации базитовых магм. М.: Наука, 1995. 239 с.
- Френкель М.Я., Ярошевский А.А., Арискин А.А. и др. Динамика внутрикамерной дифференциации базитовых магм. М.: Наука, 1988. 214 с.
- Чащин В.В., Баянова Т.Б., Савченко Е.Э. и др. Петрогенезис и возраст пород нижней платиноносной зоны Мончетундровского базитового массива, Кольский полуостров // Петрология. 2020. Т. 28. No 2. С. 150-183.
- Чернов А.А., Гиваргизов Е.И., Багдасаров Х.С. и др. Современная кристаллограрфия Т. 3. Образование кристаллов. М.: Наука, 1980. 407 c.
- Шацкий А.Ф., Литасов К.Д. Условия образования карбонатов и механизм миграции карбонатных расплавов в мантии Земли. Новосибирск: Наука СО РАН, 2015. 247 с.
- Шубников А., Мокрушин С. Кристаллы салола с кривыми гранями. Екатеринбург: Горный институт, 1921.
- Ярошевский А.А. Физико-химические принципы поведения магматической системы в гравитационном поле при малой доле расплава - сегрегация расплава и формирование кумулуса // Геохимия. 2003. No 6. С. 670-675.
Қосымша файлдар

