Катодолюминесцентная микроскопия известково-силикатных пород сверхвысоких давлений кокчетавского массива: что мы можем узнать нового о силикатах, углеродсодержащих минералах и алмазах?

Шертл Г.П.; Нойзер Р.; Логвинова А.М.; Вирт Р.; Соболев Н.В.

Инд. авторы:	Шертл Г.П., Нойзер Р., Логвинова А.М., Вирт Р., Соболев Н.В.
Заглавие:	Катодолюминесцентная микроскопия известково-силикатных пород сверхвысоких давлений кокчетавского массива: что мы можем узнать нового о силикатах, углеродсодержащих минералах и алмазах?
Библ. ссылка:	Шертл Г.П., Нойзер Р., Логвинова А.М., Вирт Р., Соболев Н.В. Катодолюминесцентная микроскопия известково-силикатных пород сверхвысоких давлений кокчетавского массива: что мы можем узнать нового о силикатах, углеродсодержащих минералах и алмазах? // Геология и геофизика. - 2015. - Т.56. - № 1-2. - С.133-148. - ISSN 0016-7886.
Внешние системы:	РИНЦ: 23063211;
Реферат:	rus: Выполнено комплексное исследование одного из ключевых образцов известково-силикатной породы сложного состава, относящейся к серии метаморфических пород сверхвысоких давлений Кокчетавского массива. Исследование серии новых шлифов осуществлялось с помощью катодолюминесцентной микроскопии, электронно-зондового микроанализа и просвечивающей/аналитической электронной микроскопии. Полученные результаты подтвердили присутствие микроалмазов и индикаторных признаков сверхвысоких давлений (К в клинопироксене) для семи из восьми выделенных ранее прослоев образца. Только в одном прослое с парагенезисом, в который включены форстерит, Ti-клиногумит, доломит, люминесцирующий гранат (Mg# = 86-95), клинопироксен без примеси калия и перовскита, алмазы не установлены. Симплектитовые каймы, замещающие гранат данного прослоя, представлены шпинелью, прорастающей авгитовый клинопироксен с редкой примесью сапфирина и корунда, в них отсутствуют водосодержащие минералы. В алмазсодержащих прослоях (1, 2а) и (4-8) гранаты (Mg# = 81-83) и (Mg# =38-53) соответственно не проявляют люминесценции. Они вместе с К-cодержащими клинопироксенами находятся в Mg-кальцитовом матриксе. Отличительной чертой симплектитовых кайм является обилие выделений корунда, часто иглоподобных, и сапфирина в матриксе авгитового пироксена с незначительной примесью шпинели. Характерно присутствие в симплектитовых каймах высокомагнезиальных флогопита и К-амфибола, причем последний впервые установлен в метаморфических породах вообще. Различная роль водосодержащих минералов на ранних стадиях регрессивного метаморфизма для разных прослоев отражает подвижность флюидов даже в пределах отдельно взятого образца. eng: A comprehensive study of a key calc-silicate rock of complex composition, an ultrahigh-pressure metamorphic rock of the Kokchetav massif, has been studied. New thin sections were examined by cathodoluminescence microscopy, probe microanalysis, and transmission/analytical electron microscopy. The obtained results confirmed the presence of microdiamonds and indicative signs of ultrahigh pressures (K in clinopyroxene) for seven of the eight previously recognized interlayers of the sample. Only one interlayer (3) containing paragenesis forsterite + Ti-clinohumite + dolomite + luminescent garnet (Mg # = 86 to 95) + clinopyroxene free of potassium and perovskite impurities lacks diamonds. Symplectitic rims replacing garnet in this interlayer are formed by spinel growing into augite clinopyroxene with a scarce impurity of sapphirine and corundum and lack hydrous minerals. Garnets (Mg# = 81 to 82) of the diamond-containing interlayers (1 and 2a) and (4-8) having Mg#=38-53 do not exhibit luminescence. They are present, together with K-clinopyroxenes, in the Mg-calcite matrix. A distinctive feature of the symplectitic rims is abundant segregations of corundum, often needle-like, and sapphirine in the augite clinopyroxene matrix with a minor spinel impurity. The symplectitic rims contain high-Mg phlogopite and K-amphibole; the latter was found in the metamorphic rocks for the first time. The different roles of hydrous minerals at the early stages of retrograde metamorphism for different interlayers reflect different fluid mobilities even within a sample.
Ключевые слова:	pyroxene; K-amphibole; Sapphirine; corundum; Ultrahigh-pressure metamorphism; cathodoluminescence; Kokchetav Massif; алмаз; гранат; пироксен; K-амфибол; garnet; diamond; Кокчетавский массив; катодолюминесценция; Метаморфизм сверхвысоких давлений; корунд; сапфирин;
Издано:	2015
Физ. характеристика:	с.133-148
Цитирование:	1. Королюк В.Н., Лаврентьев Ю.Г., Усова Л.В., Нигматулина Е.Н. О точности электронно-зондового анализа породообразующих минералов на микроанализаторе JXA-8100 // Геология и геофизика, 2008, т. 49 (3), с. 221-225. 2. Соболев В.С., Соболев Н.В., Лаврентьев Ю.Г. Включения в алмазе из алмазоносного эклогита // Докл. АН СССР, 1972, т. 207, № 1, с. 164-167. 3. Соболев Н.В., Бакуменко И.Т., Ефимова Э.С., Похиленко Н.П. Особенности морфологии микроалмазов, содержания примесей натрия в гранатах и калия в пироксенах двух ксенолитов эклогитов из кимберлитовой трубки Удачная (Якутия) // Докл. АН СССР, 1991, т. 321, № 3, с. 585-592. 4. Соболев Н.В., Шацкий В.С., Вавилов М.А., Горяйнов С.В. Циркон высокобарических метаморфических пород складчатых областей как уникальный контейнер включений алмаза, коэсита и сосуществующих минералов // ДАН, 1994, т. 334, № 4, с. 488-492. 5. Соболев Н.В., Шертл Г.-П., Бурхард М., Шацкий В.С. Необычный пироп-гроссуляровый гранат и его парагенезис из алмазосодержащих известково-силикатных пород Кокчетавского массива, Казахстан // ДАН, 2001, т. 380, № 2, с. 237-241. 6. Соболев Н.В., Шертл Г.-П., Нойзер Р.Д. Особенности состава и парагенезиса гранатов ультравысокобарических известково-силикатных метаморфических пород Кокчетавского массива (Северный Казахстан) // Геология и геофизика, 2006, т. 47 (4), с. 521-531. 7. Шацкий В.С., Рылов Г.М., Ефимова Э.С., де Корте К., Соболев Н.В. Морфология и реальная структура микроалмазов из метаморфических пород Кокчетавского массива, кимберлитов и аллювиальных россыпей // Геология и геофизика, 1998, т. 39 (7), с. 942-955. 8. Chopin C. Coesite and pure pyrope in high-grade blueschists of the Western Alps: a first record and some consequences // Contr. Miner. Petrol., 1984, v. 86, p. 107-118. 9. Claoue-Long J.C., Sobolev N.V., Shatsky V.S., Sobolev A.V. Zircon response to diamond-pressure metamorphism in the Kokchetav massif, USSR // Geology, 1991, v. 19, № 7, p. 710-713. 10. Deer W.A., Howie R.A., Zussman J. Double-сhain silicates. 2nd ed. London, UK, The Geological Society, 1997. 11. Dobrzhinetskaya L.F., Wirth R., Rhede D., Liu Z., Green II H.W. Phlogopite and quartz lamellae in diamond-bearing diopside from marbles of the Kokchetav massif, Kazakhstan: exsolution or replacement reaction? // J. Metamorph. Geol., 2009, v. 27, p. 607-620. 12. Gebauer D., Schertl H.-P., Brix M., Schreyer W. 35 Ma old ultrahigh-pressure metamorphism and evidence for very rapid exhumation in Dora Maira Massif, Western Alps // Lithos, 1997, v. 41, p. 5-24. 13. Götze J., Schertl H.-P., Neuser R.D., Kempe U., Hanchar J. Cathodoluminescence (OM-КЛ) imaging as a powerful tool to reveal internal textures of minerals // Miner. Petrol., 2013, v. 107, p. 373-392. 14. Harlow G.E. K in clinopyroxene at high pressure and temperature: an experimental study // Amer. Mineral., 1997, v. 82, p. 259-269. 15. Hwang S.L., Shen P.Y., Chu H.T., Yui T.F., Liou J., Sobolev N.V., Zhang R.Y., Shatsky V.S., Zayachkovsky A.A. Kokchetavite: a new potassium-feldspar polymorph from the Kokchetav ultrahigh-pressure terrane // Contr. Miner. Petrol., 2004, v. 148, № 3, p. 380-389. 16. Hwang S.L., Yui T.F., Chu H.T., Shen P., Liou J.G., Sobolev N.V. Oriented kokchetavite compound rods in clinopyroxene of Kokchetav ultrahigh-pressure rocks // J. Asian Earth Sci., 2013, v. 63, p. 56-69. 17. Ishida H., Ogasawara Y., Ohsumi K., Saito A. Two stage growth of microdiamond in UHP dolomite marble from Kokchetav massif, Kazakhstan // J. Metamorphic Geol., 2003, v. 21, p. 515-522. 18. Katayama I., Maruyama S. Inclusion study in zircon from ultrahigh-pressure metamorphic rocks in the Kokchetav massif: an excellent tracer of metamorphic history // J. Geol. Soc. London, 2009, Special Publication, v. 166, p. 783-796. 19. Mazdab F.K. The diversity and occurrence of potassium-dominant amphiboles // Canad. Miner., 2003, v. 41, № 6, p. 1326-1344. 20. Ogasawara Y., Ohta M., Fukazawa K., Katayama I., Maruyama S. Diamond-bearing and diamond-free metacarbonate rocks from Kumdy-Kol in the Kokchetav Massif, northern Kazakhstan // Island Arc, 2000, v. 9, p. 400-416. 21. Okay A.I. Sapphirine and Ti-clinohumite in ultra-high pressure garnet-pyroxenite and eclogite from Dabie Shan, China // Contr. Miner. Petrol., 1994, v. 116, p. 145-155. 22. Schertl H- P., Sobolev N.V. The Kokchetav Massif, Kazakhstan: «type locality» of diamond-bearing UHP metamorphic rocks // J. Asian Earth Sci., 2013, v. 63, p. 5-38. 23. Schertl H.-P., O’Brien P. Continental crust at mantle depths: key minerals and microstructures // Elements, 2013, v. 9, № 4, p. 261-266. 24. Schertl H.-P., Schreyer W., Chopin C. The pyrope-coesite rocks and their country rocks at Parigi, Dora-Maira Massif, Western Alps: detailed petrography mineral chemistry and PT path // Contr. Miner. Petrol., 1991, v. 108, p. 1-21. 25. Schertl H.-P., Neuser R.D., Sobolev N.V., Shatsky V.S. UHP-metamorphic rocks from Dora Maira/Western Alps and Kokchetav/Kazakhstan: new insights using cathodoluminescence petrography // Eur. J. Miner., 2004, v. 16, № 1, p. 49-57. 26. Shatsky V.S., Sobolev N.V. The Kokchetav Massif of Kazakhstan // Ultrahigh pressure metamorphism / Eds. D.A. Carswell, R. Compagnoni. Eur. Mineral. Union, Notes in Mineralogy, 2003, v. 4, p. 75-100. 27. Shatsky V.S., Sobolev N.V., Vavilov M.A. Diamond-bearing metamorphic rocks from Kokchetav massif (Northern Kazakhstan) // Ultrahigh pressure metamorphism, Cambridge Univ. Press., 1995, p. 427-455. 28. Shirey S.B., Cartigny P., Frost D.J., Keshaw S., Nestola F., Nimis P., Pearson D.G., Sobolev N.V., Walter M.J. Diamonds and the geology of mantle carbon // Rev. Miner. Geochem., 2013, v. 75, p. 355-421. 29. Sobolev N.V., Shatsky V.S. Diamond inclusions in garnets from metamorphic rocks: a new environment for diamond formation // Nature, 1990, v. 343, № 6260, p. 742-746. 30. Sobolev N.V., Schertl H.-P., Neuser R.D., Shatsky V.S. Relict unusually low iron pyrope-grossular garnets in UHPM calc-silicate rocks of the Kokchetav massif, Kazakhstan // Int. Geol. Rev., 2007, v. 49, № 8, p. 717-731. 31. Sobolev N.V., Schertl H.-P., Valley J.W., Page F.Z., Kita N.T., Spicuzza M.J., Neuser R.D., Logvinova A.M. Oxygen isotope variations of garnets and clinopyroxenes in a layered diamondiferous calc-silicate rock from Kokchetav Massif, Kazakhstan: a window into the geochemical nature of deeply subducted UHPM rocks // Contr. Miner. Petrol., 2011, v. 162, № 5, p. 1079-1092. 32. Whitney D.L., Evans B.W. Abbreviations for names of rock-forming minerals // Amer. Miner., 2010, v. 95, p. 185-187. 33. Wirth R. Focused Ion Beam (FIB): a novel technology for advanced application of micro- and nanoanalysis in geosciences and applied mineralogy // Eur. J. Miner., 2004, v. 16, p. 863-876. 34. Yoshioka N., Ogasawara Y. Cathodoluminescence of microdiamond in dolomite marble from Kokchetav massif - additional evidence for two-stage growth of diamond // Int. Geol. Rev., 2005, v. 47, p. 703-715.