Температуры кристаллизации коматиитовых базальтов ветреного пояса, Карелия по данным распределения алюминия между оливином и хромитом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рубеж архея и протерозоя в истории Земли отмечен значительными изменениями динамики мантии и её температурных режимов. Заметным следствием является исчезновение обеднённых алюминием коматиитов в конце архея и практически полное отсутствие характерных для архея перидотитовых коматиитов начиная с протерозойского времени. В данной работе мы представляем исследование коматиитовых базальтов Ветреного пояса возрастом 2.41 млрд лет, относящихся к начальному периоду протерозоя. Представлены уникальные данные по составам оливина и хромита, а также по температурам кристаллизации по Al-геотермометру в оливине для коматиитовых базальтов Ветреного пояса. Температуры наиболее ранних стадий кристаллизации составляли приблизительно 1240±25°C, что свидетельствует о наличии воды в расплаве и согласуется с измеренными содержаниям 0.4±0.2 мас. % H2O в расплавленных включениях. При этом в процессе кристаллизации расплав коматиитовых базальтов испытал дегазацию, что привело к массовой кристаллизации системы и подъёму температур на ~20°С за счёт высвобождения скрытой теплоты плавления. Дегазация воды из расплава свидетельствует о кристаллизации в поверхностных условиях.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. В. Асафов

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: asafoff@geokhi.ru
Россия, Москва

А. Н. Кошлякова

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской Академии наук

Email: asafoff@geokhi.ru
Россия, Москва

А. В. Соболев

Университет Гренобль Альпы

Email: asafoff@geokhi.ru

академик РАН, Институт наук о Земле

Франция, CS40700, 38058 Гренобль CEDEX 9

Д. П. Тобелко

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской Академии наук

Email: asafoff@geokhi.ru
Россия, Москва

Н. Н. Кошлякова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: asafoff@geokhi.ru

Геологический факультет

Россия, Москва

С. В. Межеловская

Геологический институт Российской Академии наук

Email: asafoff@geokhi.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Bickle M. J., Hawkesworth C. J., Martin A., et al. Mantle composition derived from the chemistry of ultramafic lavas // Nature. 1976. V. 263. № 5578. P. 577–580.
  2. Barnes S. J., Often M. Ti-rich komatiites from northern Norway // Contrib. Mineral. Petrol. 1990. V. 105. № 1. P. 42–54.
  3. Arndt N. T., Brügmann G. E., Lehnert K. et al. Geochemistry, petrogenesis and tectonic environment of Circum-Superior Belt basalts, Canada // Geol. Soc. Lond. Spec. Publ. 1987. V. 33. № 1. P. 133–145.
  4. Echeverria L. M. Tertiary or Mesozoic komatiites from Gorgona Island, Colombia: field relations and geochemistry // Contrib. Mineral. Petrol. 1980. V. 73. № 3. P. 253–266.
  5. Hanski E., Walker R. J., Huhma H. et al. Origin of the Permian-Triassic komatiites, northwestern Vietnam // Contrib. Mineral. Petrol. 2004. V. 147. P. 453–469.
  6. Puchtel I. S., Haase K. M., Hofmann A. W. et al. Petrology and geochemistry of crustally contaminated komatiitic basalts from the Vetreny Belt, southeastern Baltic Shield: evidence for an early Proterozoic mantle plume beneath rifted Archean continental lithosphere // Geochim. Cosmochim. Acta. 1997. V. 61. № 6. P. 1205–1222.
  7. Puchtel I. S., Touboul M., Blichert-Toft J. et al. Lithophile and siderophile element systematics of Earth’s mantle at the Archean–Proterozoic boundary: Evidence from 2.4 Ga komatiites // Geochim. Cosmochim. Acta. 2016. V. 180. P. 227–255.
  8. Nekrylov N., Kamenetsky V. S., Savelyev D. P. et al. Platinum-group elements in Late Quaternary high-Mg basalts of eastern Kamchatka: Evidence for minor cryptic sulfide fractionation in primitive arc magmas // Lithos. V. 412. P. 106608.
  9. Batanova V. G., Thompson J. M., Danyushevsky L. V. et al. New olivine reference material for in situ microanalysis // Geostand. Geoanal. Res. 2019. V. 43 № 3. P. 453–473.
  10. Sobolev A. V., Hofmann A. W., Kuzmin D. V. et al. The amount of recycled crust in sources of mantle-derived melts // Science. 2007. V. 316. № 5823. P. 412–417.
  11. Асафов Е. В., Кошлякова А. Н., Соболев А. В. и др. Температуры кристаллизации коматиитовых базальтов Ветреного пояса, Карелия // Труды ВЕСЭМПГ. 2023. Т. 782. С. 53–56.
  12. Coogan L. A., Saunders A. D., Wilson R. N. Aluminum-in-olivine thermometry of primitive basalts: Evidence of an anomalously hot mantle source for large igneous provinces // Chem. Geol. 2014. V. 368. P. 1–10.
  13. Ballhaus C., Berry R. F., Green D. H. High pressure experimental calibration of the olivine-orthopyroxene-spinel oxygen geobarometer: implications for the oxidation state of the upper mantle // Contrib. Mineral. Petrol. 1991. V. 107. P. 27–40.
  14. Gaetani G. A., Grove T. L. The influence of water on melting of mantle peridotite // Contrib. Mineral. Petrol. 1998. V. 131. P. 323–46.
  15. Sobolev A. V., Asafov E. V., Gurenko A. A. et al. Komatiites reveal a hydrous Archaean deep-mantle reservoir // Nature. 2016. V. 531. № 7596. P. 628–632.
  16. Blundy J., Cashman K., Humphreys M. Magma heating by decompression-driven crystallization beneath andesite volcanoes // Nature. 2006. V. 443. № 7107. P. 76–80.
  17. Danyushevsky L. V., Plechov P. Y. Petrolog3: Integrated software for modeling crystallization processes // Geochem. Geophys. Geosyst. 2011. V. 12. № 7.
  18. Ford C. E., Russell D. G., Craven J. A. et al. Olivine-liquid equilibria: temperature, pressure and composition dependence of the crystal/liquid cation partition coefficients for Mg, Fe2+, Ca and Mn // J. Petrol. 1983. V. 24. № 3. P. 256–266.
  19. Ariskin A. A., Frenkel M. Y., Barmina G. S., Nielsen R. L. COMAGMAT: a Fortran program to model magma differentiation processes // Comput. Geosci. 1993. V. 19. № 8. Р. 1155–1170.
  20. Ariskin A. A., Nikolaev G. S. An empirical model for the calculation of spinel-melt equilibria in mafic igneous systems at atmospheric pressure: 1. Chromian spinels // Contrib. Mineral. Petrol. 1996. V. 123. P. 282–292.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схематический разрез лавового озера Виктория, Ветреный пояс, Карелия [7]. Стрелками на разрезе показаны участки отбора образцов из кумулятивной зоны, использованных в работе.

Скачать (991KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Микрофотография оливина из образца оливинового кумулата 12103: а) изображение в отражённых электронах, б) карта распределения Р демонстрирует характерную для оливина магматическую зональность. Ol – оливин, cpx – клинопироксен.

Скачать (1MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Состав оливина из коматиитовых базальтов Ветреного пояса образца 12103 (эта работа) в сравнении с составами оливина из типичных архейско-протерозойских коматиитов [10] и образца 12105 [11].

Скачать (708KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Температуры кристаллизации коматиитовых базальтов Ветреного пояса, полученные с помощью Al-термометрии в оливине [12]. Данные для образца 12105 из [11]. Пунктирными линиями показаны линии кристаллизации расплава коматиитовых базальтов без водного флюида и исходного расплава, содержавшего 1 мас. % H2O. Крупными значками показаны средние температуры кристаллизации для образцов 12105 и 12103 (для Fo <86 мол. %). Стрелка отражает повышение температуры в расплаве.

Скачать (378KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

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».