Minerals of spinel group from izrandites of the Alexandrovsky polymetamorphic complex in the Southern Urals

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Object of research. Spinelides of izrandites of the Aleksandrov polymetamorphic complex in the Southern Urals. Purpose of research. Studying of composition of spinel group minerals and coexisting ilmenite in single grains and in different phases in unmixing structures after decomposition of solid solutions, reconstruction of primary compositions of oxide minerals and comparison with the same minerals from Ural-Alaskan-type complexes having an ankaramine affinity. Methods. The study was performed on a Tescan Mira scanning electron microscope at the “Geoanalitic” Center of Common Use (Ekaterinburg). The images were obtained in backscattered electron mode. The composition of minerals was determined in points and using an area scanning facilities of SEM for the unmixing structures of spinels. Results. Chrome spinel containing more than 25 wt % Cr2O3 and corresponding to the earliest stage of crystallization has been discovered in izrandites of the Alexandrovsky polymetamorphic complex in the Southern Urals. The several stages of Cr-Fe-Ti-oxide and rock-forming silicates crystallization were determined. It was shown that during cooling and subsolidus transformation, oxide minerals undergo complex multistage decomposition of the solid solution with the formation of phases enriched in aluminum and ferric iron in equilibrium with ilmenite. The compositions of these phases are distributed along the Cr-spinel solvus. The earliest primary hypersolvus spinels form inclusions in olivine and clinopyroxene. They are characterized by 3–4 wt % of TiO2 and 15–20 wt % of Cr2O3. The late spinel forms inclusions in kaersutite and are situated in the intergranular space. Their compositions are poor in Cr2O3 < 7%, but rich in TiO2 10–25 wt %, corresponding to titanomagnetite and ulvospinel. Conclusions. The composition of rocks, silicate minerals and Cr-Fe-Ti-oxides confirm the similarity of izrandites with ankaramites and tilaites from complexes of Ural-Alaskan-type. High titanium content in izrandites in comparison with similar rocks of the Ural Platinum Belt reflect the geochemical peculiarities of the primary melt which was formed by melting of the metasomatically transformed Mesoproterozoic mantle under the influence of a plume.

About the authors

S. V. Pribavkin

A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RAS

Email: pribavkin@igg.uran.ru

A. P. Biryuzova

A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RAS

E. V. Pushkarev

A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RAS

I. A. Gottman

A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RAS

References

  1. Ефимов А.А. (1984) Габбро-гипербазитовые комплексы Урала и проблема офиолитов. М.: Наука, 232 с.
  2. Кориневский В.Г., Котляров В.А. (2009) Минералогия плагиоклаз-оливинового клинопироксенита (израндита) Урала. Литосфера, (4), 27-40.
  3. Носова А.А., Сазонова Л.В., Каргин А.В., Ларионова Ю.О., Горожанин В.М., Ковалев С.Г. (2012) Мезопротерозойская внутриплитная магматическая провинция Западного Урала: основные петрогенетические типы пород и их происхождение. Петрология, 20(4), 392-428.
  4. Овчинников Л.Н., Дунаев В.А. (1968) О древнейшей глубинной породе Урала. Глубинное строение Урала. М.: Наука, 200-209.
  5. Плаксенко А.Н. (1989) Типоморфизм акцессорных хромшпинелидов ультрамафит-мафитовых магматических формаций. Воронеж: Изд-во Воронежск. ун-та, 224 с.
  6. Пушкарев Е.В. (2000) Петрология Уктусского дунит-клинопироксенит-габбрового массива (Средний Урал). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 296 с.
  7. Пушкарев Е.В., Готтман И.А. (2011) Оливиновые клинопироксениты и израндиты (тылаиты) александровского и уфалейского метаморфических комплексов – фрагменты древней платиноносной ассоциации? Тектоника, рудные месторождения и глубинное строение земной коры. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 215-219.
  8. Пушкарев Е.В., Готтман И.А. (2017) Состав вкрапленников клинопироксена и включений хромшпинелида и титаномагнетита как индикаторы анкарамитовой природы порфировидных тылаитов Уктусского дунит-клинопироксенит-габбрового массива на Среднем Урале. Вестн. Уральск. отд-я РМО, (14), 107-118.
  9. Пушкарев Е.В., Лавренчук А.В., Готтман И.А., Скляров Е.В. (2023) Кальциевые ультрамафиты, анкарамиты и клинопироксен-порфировые габбро Бирхинского массива в Приольхонье: решение проблемы первичного расплава и формирования интрузии. Геология и геофизика, 64(9), 1279-1302. https://doi.org/10.15372/GiG2023126
  10. Пушкарев Е.В., Рязанцев А.В., Готтман И.А., Дегтярев К.Е., Каменецкий В.С. (2018) Анкарамиты – новый тип магнезиальных, высококальциевых примитивных расплавов в Магнитогорской островодужной зоне на Южном Урале. Докл. АН, 479(4), 433-437. https://doi.org/10.7868/s0869565218100171
  11. Пушкарев Е.В., Хиллер В.В. (2017) От хромита до титаномагнетита – полный цикл кристаллизации оксидных минералов в интрузивных анкарамитах молостовского комплекса на Южном Урале. Вестн. Уральск. отд-я РМО, (14), 119-130.
  12. Пучков В.Н. (2010) Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280 с.
  13. Пыстин А.М. (1978) Александровский гнейсово-амфиболитовый комплекс. Вулканизм, метаморфизм и железистые кварциты обрамления Тараташского комплекса. Свердловск: УНЦ АН СССР, 3-32.
  14. Пыстин А.М., Пыстина Ю.И. (2015) Архейско-палеопротерозойская история метаморфизма пород Уральского сегмента земной коры. Тр. Карельск. НЦ РАН, (7), 3-18. https://doi.org/10.17076/geo163
  15. Ронкин Ю.Л., Синдерн С., Лепихина О.П. (2012) Изотопная геология древнейших образований Южного Урала. Литосфера, (5), 50-76.
  16. Савельев Д.Е., Масагутов Р.Х., Cирота С.Н. (2022) Минералогические особенности и субсолидусные структуры израндитов Александровского комплекса. Геол. вестн., (2), 30-47. https://doi.org/10.31084/2619-0087/2022-2-3
  17. Степанов А.И., Ронкин Ю.Л., Главатских С.П. (2013) Титаномагнетит в породах израндит-клино-пироксенитового комплекса массива горы Карандаш (Южный Урал). Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 160, 293-295.
  18. Тевелев А.В., Кошелева И.А., Тевелев А.В., Хотылев А.О., Мосейчук В.М., Петров В.И. (2015) Новые данные об изотопном возрасте тараташского и александровского метаморфических комплексов (Южный Урал). Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геол., (1), 27-42.
  19. Ферштатер Г.Б., Беа Ф., Пушкарев Е.В., Гарути Дж., Монтеро П., Заккарини Ф. (1999) Новые данные по геохимии Платиноносного пояса Урала: вклад в понимание петрогенезиса. Геохимия, (4), 352-370.
  20. Ahmed A.H., Helmy H.M., Arai S., Yoshikawa M. (2007) Magmatic unmixing in spinel from late Precambrian concentrically-zoned mafic-ultramafic intrusions, Eastern Desert, Egypt. Lithos, 104, 85-98. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2007.11.009
  21. Arai S. (1994) Characterization of spinel peridotites by olivine-spinel compositional relationships: Review and interpretation. Chem. Geol., 113, 191-204.
  22. Barnes S.J. (2000) Chromite in komatiites. II. Modification during greenschist to mid-amphibolite facies metamorphism. J. Petrol., 41, 387-409. https://doi.org/10.1093/petrology/41.3.387
  23. Barnes S., Li Z. (1999) Chrome spinel from the Jinchua Ni-Cu sulfide deposit, Gansu Province, People Republic of China. Econ. Geol., 94, 343-356. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.94.3.343
  24. Barnes S.J., Roeder P.L. (2001) The range of spinel compositions in terrestrial mafic and ultramafic rocks. J. Petrol., 42, 2279-2302. https://doi.org/10.1093/petrology/42.12.2279
  25. Barsdell M., Berry R.F. (1990) Origin and evolution of primi tive island-arc ankaramites from Western Epi, Vanu atu. J. Petrol., 31, 747-777. https://doi.org/10.1093/petrology/31.3.747
  26. Candia M.A.F., Gaspar J.C. (1997) Chromian spinels in metamorphosed ultraafic rocks from Mangabal I and II complexes, Goias, Brazil. Mineral. Petrol., 60, 27-40.
  27. Cawthorn R.G., Wet M., Hatton C.J., Cassidy K.F. (1991) Ti-rich chromite from the Mount Ayliff Intrusion, Transkei: Further evidence for high Ti tholeiitic magma. Amer. Miner., 76, 561-573.
  28. Della-Pasqua F.N., Varne R. (1997) Primitive ankarami tic magmas in volcanic arcs: A melt-inclusion approach. Canad. Miner., 35, 29l-312.
  29. Eales H.V., Wilson A.H., Reynolds I.M. (1988) Complex unmixed spinels in layered intrusions within an obducted ophiolite in the Natal-Namaqua mobile belt. Miner. Depos., 23, 150-157.
  30. Garuti G., Pushkarev E.V., Thalhammer O.A.R., Zaccarini F. (2012) Chromitites of the Urals (pt 1): Overview of chromite mineral chemistry and geo-tectonic setting. Ofiolity, 37(1), 27-53. https://doi.org/10.4454/ofioliti.v37i1.404
  31. Garuti G., Pushkarev E.V., Zaccarini P.F., Cabella R., Anikina E. (2003) Chromite composition and platinum-group mineral assemblage in the Uktus Uralian-Alaskan-type complex (Central Urals, Russia). Miner. Depos., 38, 312-326.
  32. Henderson P., Wood R.J. (1982) Reaction relationships of chrome-spinels in igneous rocks – further evidence from the layered intrusion of Rhum and Mull, Inner Hebrides, Scotland. Contrib. Miner. Petrol., 78, 225-229.
  33. Irvine T.N. (1977) Origin of chromite layers in the Muskox intrusion and other stratiform intrusions: A new perspective. Geology, 5, 273-277.
  34. Kamenetsky V.S., Crawford A.J., Meffre S. (2001) Factors controlling chemistry of magmatic spinel: An empirical study of associated olivine, Cr-spinel and melt inclusions from primitive rocks. J. Petrol., 42, 655-671. https://doi.org/10.1093/petrology/42.4.655
  35. Krause J., Brügmann G.E., Pushkarev E.V. (2007) Accessory and rock forming minerals monitoring the evolution of zoned maficultramafic complexes in the Central Ural Mountains. Lithos, 95, 19-42. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2006.07.018
  36. Leake B., Woolley A., Arps C., Birch W., Gilbert C., Grice J., Hawthorne F., Kato A., Kisch H., Krivovichev V., Linthout K., Laird J., Mandarino J., Maresch W., Nickel E., Rock N., Schumacher J., Smith D., Stephenson N., Guo Y. (1997) Nomenclature of amphiboles: Report of the subcommittee on amphiboles of the International Mineralogical Association. Commission on new minerals and mineral names. Amer. Miner., 82, 1019-1037.
  37. Loferski P.J., Lipin B.R. (1983) Exsolution in metamorphosed chromite from the Red Lodge District, Montana. Amer. Miner., 68(7-8), 777-789.
  38. Luo Y., Su B.-X., Thakurta J., Xiao Y., Bai Y. (2022) Fluid-Induced Inhomogeneous Cr-spinel in Dunite and Wehrlite from the Duke Island Complex, Southeastern Alaska. Minerals, 12(6), 717. https://doi.org/10.3390/min12060717
  39. Morimoto N. (1988) Nomenclature of Pyroxenes. Mineral. Petrol., 39, 55-76.
  40. Mossman D.J. (2000) High-Mg arc-ankaramitic dikes, Greenhills complex, Southland, New Zeland. Canad. Miner., 38, 191-216. https://doi.org/10.2113/gscanmin.38.1.191
  41. Muir J.E., Naldrett A.J. (1973) A natural occurrence of two-phase chromium-bearing spinels. Canad. Miner., 11, 930-939.
  42. O’Driscoll B., Emeleus C.H., Donaldson C.H., Daly J.S. (2010) Cr-spinel seam petrogenesis in the Rum Layered Suite, NW Scotland: Cumulate assimilation and in situ crystallization in a deforming crystal mush. J. Petrol., 51, 1171-1201. https://doi.org/10.1093/petrology/egq013
  43. Sack R.O., Ghiorso M.S. (1991) An internally consistent model for the thermodynamic properties of Fe-Mg-titanomagnetite-aluminate spinels. Contrib. Mineral. Petrol., 106, 474-505.
  44. Tamura A., Arai S. (2004) Inhomogeneous spinel in chromitite from the Iwanai-dake peridotite complex, Hokkaido, Japan: Variations of spinel unmixing texture and chemical composition. Sci. Rep. Kanazawa Univ., 48(1-2), 9-29.
  45. Warr L.N. (2021) IMA–CNMNC approved mineral symbols. Mineral. Mag., 85, 291-320. https://doi.org/10.1180/mgm.2021.43
  46. Zakrezewski M.A. (1989) Chromian spinels from Kusa, Bergslagen, Sweden. Amer. Miner., 74, 448-455.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Lithosphere (Russia)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».