OXYGEN ISOTOPE FRACTIONATION IN THE SILICATE-CARBONATE SYSTEM DURING THE ROCK FORMATION OF THE KOVDOR MASSIF (KOLA PENINSULA)

E. O. Dubinina; Дубинина Е. О.; A. S. Morozova; Морозова А. С.; I. T. Rass; Расс И. Т.; A. S. Avdeenko; Авдеенко А. С.

doi:10.31857/S268673972360145X

Изотопное фракционирование кислорода в системе силикат–карбонат при формировании пород массива Ковдор (Кольский п-ов)

Авторы: Дубинина Е.О.¹, Морозова А.С.¹, Расс И.Т.¹, Авдеенко А.С.¹
Учреждения:
1. Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук
Выпуск: Том 512, № 2 (2023)
Страницы: 212-218
Раздел: ГЕОХИМИЯ
Статья получена: 18.10.2023
Статья опубликована: 01.10.2023
URL: https://journals.rcsi.science/2686-7397/article/view/140410
DOI: https://doi.org/10.31857/S268673972360145X
EDN: https://elibrary.ru/FOTBMA
ID: 140410

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Впервые проведено изучение соотношений величин δ¹⁸О как в карбонатной, так и в силикатной (Ol, Phl, Mt) составляющих пород (кальцитовые карбонатиты, фоскориты, ийолиты, турьяиты) Ковдорского массива, с целью прояснения роли процессов контаминации, ретроградного обмена и высокотемпературного фракционирования в магматической системе. Установлено, что процессы коровой контаминации не фиксируются в изотопных характеристиках силикатной части пород, а величины δ¹⁸О оливина, флогопита и магнетита занижены по сравнению с составами, характерными для равновесия с мантийным перидотитом. В то же время карбонатная составляющая пород показывает комплементарное обогащение изотопом ¹⁸О по отношению к составу производных мантийных расплавов. Оценки температуры закрытия изотопной системы кислорода оливина и скоростей остывания пород не поддерживают гипотезу о ретроградном изотопном обмене. Предложена гипотеза о наличии стадии перераспределения изотопов кислорода между силикатной и карбонатной составляющими расплавов в магматической системе, которое имело место до начала становления массива Ковдор и его остывания. Согласно кислородным изотопным данным, в этот момент карбонатная составляющая могла резко преобладать (в 1.5–4.5 раза) над силикатной.

Ключевые слова

изотопы кислорода, фракционирование, изотопы углерода, карбонатиты, оливин, температура закрытия, скорость остывания пород, массив Ковдор

Список литературы

Taylor Jr.P., Frechen J., Degens E.T. Oxygen and carbon isotope studies of carbonatites from the Laacher See District, West Germany and the Alnö District, Sweden // Geochim Cosmochim Acta. 1967. V. 31. P. 407–430.
Ray J.S., Ramesh R. Stable carbon and oxygen isotopic compositions of Indian carbonatites// Int Geol Rev. 2006. V. 48. P. 17–45.
Deines P. Stable isotope variations in carbonatites / In Bell K. (ed.) Carbonatites: Genesis and evolution: London, UK, Unwin Hyman, 1989. P. 301–359.
Santos R.V., Clayton R.N. Variations of oxygen and carbon isotopes in carbonatites: A study of Brazilian alkaline complexes// Geochim Cosmochim Acta. 1995. V. 59. № 7. P.1339–1352.
Haynes E.A., Moecher D.P., Spicuzza M.J. Oxygen isotope composition of carbonates, silicates and oxides in selected carbonatites: constraints on crystallization temperatures of carbonatite magmas // Chemical Geology. 2003. V. 193. P. 43–57.
Kyser T.K. Stable isotopes in the continental lithosphe-ric mantle// In: Menzies M.A. (ed) The Continental Lithosphere. Oxford University Press, Oxford. 1990. P. 127–156.
Кухаренко А.А., Орлова М.П., Булах А.Г. и др. Каледонский комплекс ультраосновных, щелочных пород и карбонатитов Кольского полуострова и северной Карелии. М.: “Недра”, 1965. С. 770.
Amelin Y., Zaitsev A.N. Precise geochronology of phoscorites and carbonatites: the critical role of U-series disequilibrium in age interpretations // Geochim Cosmochim Acta. 2002. V. 66. P. 2399–2419.
Римская-Корсакова О.М., Краснова Н.И. Геология месторождений Ковдорского массива. Санкт-Петербург: Изд-во СПбГУ, 2002. С. 146.
Терновой В.И., Афанасьев Б.В., Сулимов Б.И. Геология и разведка Ковдорского вермикулито-флогопитового месторождения. Ленинград: “Недра”, 1969. С. 287.
Krasnova N.I., Balaganskaya E.G., Garcia D. Kovdor–classic phoscorites and carbonatites / In Wall F., Zaitsev A.N. (eds.) Phoscorites and Carbonatites from Mantle to Mine. The Mineralogical Society Series. 2004. № 10. P. 99–132.
Краснова Н.И., Копылова Л.Н. О качестве геологической основы для проведения минералогтехнологического картирования (Ковдорское месторождение) // Известия АН СССР. Cерия геологическая. 1988. № 5. С. 81–92.
Demeny A., Sitnikova M.F., Karchevsky P.I. Stable C and O compositions of carbonatite complexes of the Kola Alkaline Province: phoscorite-carbonatite relationships and source compositions / In Wall F., Zai-tsev A.N. (eds.) Phoscorites and Carbonatites from Mantle to Mine. The Mineralogical Society Series. 2004. № 10. P. 407–431.
Keller J., Zaitsev A.N. Calciocarbonatite dykes at Oldoinyo Lengai, Tanzania: the fate of natrocarbonatite // Canad. Mineral. 2006. V. 44. P. 857–876.
Cimen O., Kuebler C., Monaco B., Simonetti S.S., et al. Boron, carbon, oxygen and radiogenic isotope investigation of carbonatite from the Miaoya complex, central China: Evidences for late-stage REE hydrothermal event and mantle source heterogeneity // Lithos. 2018. V. 322. P. 225–237.
Doroshkevich A.G., Ripp German S., Moore Kathryn R. Genesis of the Khaluta alkaline-basic Ba-Sr carbonatite complex (West Transbaikala, Russia) // Miner Petrol. 2010. V. 98. P. 245–268.
Mattey D., Lowry D., Macpherson C. Oxygen Isotope Composition of Mantle Peridotite // Earth Planet. Sci. Lett. 1994. V. 128. P. 231–241.
Reddy K.P.R., Oh S.M., Major L.D. Jr., Cooper A.R. Oxygen diffusion in forsterite // J. Geophys. Res. 1980. V. 85. P. 322–326.
Дубинина Е.О., Авдеенко А.С., Волков В.Н., Коссова С.А., Ковальчук Е.В. Высокофракционированные граниты массива Раумид (Южный Памир): изотопное (δ18О) и геохимическое изучение // Петрология. 2023. Т. 31. № 4. С. 349–375.
Chacko T., Cole D.R., Horita J. Equilibrium oxygen, hydrogen and carbon isotope fractionation factors applicable to geological systems // Stable isotope geochemistry. Rev. Mineral. Geochem. 2001. V. 43. P. 1–81.