Инд. авторы:	Савельев Д.П., Палесский С.В., Портнягин М.В.
Заглавие:	Элементы платиновой группы в базальтах офиолитового комплекса п-ова камчатский мыс (восточная камчатка): источники вещества
Библ. ссылка:	Савельев Д.П., Палесский С.В., Портнягин М.В. Элементы платиновой группы в базальтах офиолитового комплекса п-ова камчатский мыс (восточная камчатка): источники вещества // Геология и геофизика. - 2018. - Т.59. - № 12. - С.1997-2010. - ISSN 0016-7886.
Внешние системы:	DOI: 10.15372/GiG20181205; РИНЦ: 36528305;
Реферат:	rus: В базальтах различных геохимических типов из офиолитового комплекса п-ова Камчатский Мыс методом изотопного разбавления с масс-спектрометрическим окончанием были определены концентрации элементов платиновой группы (ЭПГ - Os, Ir, Ru, Rh, Pt, Pd) и рения. Суммарные содержания ЭПГ в различных базальтах близки (1.4-3.6 мг/т), но соотношения между элементами значительно варьируют. Характерной чертой изученных пород является невысокая степень фракционирования ЭПГ (Pd/Ir = = 0.9-6.6, Pt/Pd = 1.0 - 7.3), что сближает их с толеитовыми базальтами и пикритами Гавайских островов. Наиболее дифференцированным является спектр щелочного базальта (Pd/Ir = 6.6), наименее дифференцированным - спектр базальта типа E-MORB (Pd/Ir = 1.7). Близость спектров ЭПГ в базальтах различных геохимических типов может свидетельствовать о сходстве мантийных источников. Предложена модель, объясняющая геохимические особенности базальтов офиолитового комплекса Камчатского Мыса примесью материала земного ядра в плюмовом источнике. Для идентификации обогащенных (плюмовых) базальтов по содержанию платиноидов предложены дискриминационные диаграммы Ir/Pd - Ru/Pd и Pd/10 - Ir - Ru. eng: Contents of platinum group elements (PGE - Os, Ir, Ru, Rh, Pt, and Pd) and rhenium in basalts of different geochemical types from the ophiolite complex of the Kamchatsky Mys Peninsula have been determined by the isotope dilution-mass spectrometry method. The total contents of PGE in different basalts are commensurate (1.4-3.6 ppb), but the element ratios vary considerably. A specific feature of the rocks is the low degree of PGE fractionation (Pd/Ir = 0.9-6.6, Pt/Pd = 1.0-7.3), which makes them similar to the Hawaiian tholeiitic basalts and picrites. The most fractionated PGE pattern is observed for alkali basalt (Pd/Ir = 6.6), and the least fractionated one, for E-MORB (Pd/Ir = 1.7). The similarity of the PGE patterns of basalts of different geochemical types suggests their similar mantle sources. We propose a model explaining the geochemical features of the basalts of the Kamchatsky Mys ophiolite complex by an impurity of the Earth’s core material in the plume source. The Ir/Pd-Ru/Pd and Pd/10-Ir-Ru discrimination diagrams can be used to identify enriched (plume) basalts based on their PGE content.
Ключевые слова:	Earth's core; mantle plume; Pge; basalts; Восточная Камчатка; земное ядро; мантийный плюм; элементы платиновой группы; базальты; Eastern Kamchatka;
Издано:	2018
Физ. характеристика:	с.1997-2010
Цитирование:	1. Батанова В.Г., Лясковская З.Е., Савельева Г.Н., Соболев А.В. Перидотиты п-ова Камчатский Мыс: свидетельство плавления океанической мантии вблизи горячей точки // Геология и геофизика, 2014, т. 55 (12), с. 1748-1758. 2. Бояринова М.Е. Государственная геологическая карта Российской Федерации м-ба 1:200 000. Изд. 2-е. Серия Восточно-Камчатская. Лист 0-58-XXVI, XXXI, XXXII (Усть-Камчатск). СПб., Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2007. 3. Бояринова М.Е., Вешняков Н.А., Коркин А.Г., Савельев Д.П. Государственная геологическая карта Российской Федерации м-ба 1:200 000. Изд. 2-е. Серия Восточно-Камчатская. Лист 0-58-XXVI, XXXI, XXXII (Усть-Камчатск). Объяснительная записка. СПб., Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2007, 226 с. + 2 вкл. 4. Брагин Н.Ю., Зинкевич В.П., Ляшенко О.В., Политов А.Г., Цуканов Н.В. Среднемеловые (апт-туронские) отложения в тектонической структуре Восточной Камчатки // Очерки по геологии востока СССР. М., Наука, 1986, с. 21-34. 5. Вишневская В.С. Радиоляриевая биостратиграфия юры и мела России. М., ГЕОС, 2001, 376 с. 6. Добрецов Н.Л., Шацкий А.Ф. Глубинный цикл углерода и глубинная геодинамика: роль ядра и карбонатитовых расплавов в нижней мантии // Геология и геофизика, 2012, т. 53 (11), с. 1455-1475. 7. Иванов А.В., Перепелов А.Б., Палесский С.В., Николаева И.В. Первые данные по распределению элементов платиновой группы (Ir, Os, Ru, Pt, Pd) и Re в островодужных базальтах Камчатки // ДАН, 2008, т. 420, № 1, с. 92-96. 8. Изох А.Э., Медведев А.Я., Федосеев Г.С., Поляков Г.В., Николаева И.В., Палесский С.В. Распределение элементов платиновой группы в пермотриасовых базальтах Сибирской крупной изверженной провинции // Геология и геофизика, 2016, т. 57 (5), с. 1028-1042. 9. Костоянов А.И., Ланда Э.А., Марковский Б.А., Осипенко А.Б., Сидоров Е.Г. Особенности изотопного состава осмия минералов платиновой группы (МПГ) из россыпных проявлений Солдатского ультрамафитового комплекса (п-ов Камчатский Мыс, Восточная Камчатка) // Геохимия, 2000, № 10, с. 1127-1131. 10. Литасов К.Л., Шацкий А.Ф. Современные представления о составе ядра Земли // Геология и геофизика, 2016, т. 57 (1), с. 31-62. 11. Палесский С.В., Николаева И.В., Козьменко О.А., Аношин Г.Н. Определение элементов платиновой группы и рения в стандартных геологических образцах изотопным разбавлением с масс-спектрометрическим окончанием // Журнал аналитической химии, 2009, т. 64, № 3, с. 287-291. 12. Палечек Т.Н., Савельев Д.П., Савельева О.Л. Альб-сеноманский комплекс радиолярий из смагинской свиты Камчатского Мыса (Восточная Камчатка) // Стратиграфия. Геологическая корреляция, 2010, т. 18, № 1, с. 67-87. 13. Перепелов А.Б. Кайнозойский магматизм Камчатки на этапах смены геодинамических обстановок: Автореф. дис.. д.г.-м.н., Иркутск, ИГХ СО РАН, 2014, 41 с. 14. Портнягин М.В., Савельев Д.П., Хёрнле К. Плюмовая ассоциация меловых океанических базальтов Восточной Камчатки: особенности состава шпинели и родоначальных магм // Петрология, 2005, т. 13, № 6, с. 626-645. 15. Савельев Д.П. Внутриплитные щелочные базальты в меловом аккреционном комплексе Камчатского полуострова (Восточная Камчатка) // Вулканология и сейсмология, 2003, № 1, с. 14-20. 16. Савельев Д.П. Меловые внутриплитные вулканиты Восточной Камчатки: геологическая позиция и влияние на островодужный вулканизм // Геология и разведка, 2004, № 2, с. 16-19. 17. Савельев Д.П. Плагиоклазовые пикриты п-ова Камчатский Мыс (Восточная Камчатка) // Вулканология и сейсмология, 2014, № 4, с. 43-53. 18. Савельев Д.П., Философова Т.М. Минералогические особенности меловых щелочных базальтов п-ова Камчатский Мыс (Восточная Камчатка) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле, 2005, № 5, с. 94-102. 19. Савельев Д.П., Философова Т.М. Микровключения минералов ЭПГ и золота в породах офиолитового комплекса п-ова Камчатский Мыс // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле, 2017, № 2, с. 5-13. 20. Федорчук А.В., Пейве А.А., Гулько Н.И., Савичев А.Т. Петрохимические типы базальтов офиолитовой ассоциации полуострова Камчатский Мыс (Восточная Камчатка) // Геохимия, 1989, № 12, с. 1710-1717. 21. Флеров Г.Б., Колосков А.В., Пузанков М.Ю., Перепелов А.Б., Щербаков Ю.Д., Дриль С.И., Палесский С.В. Пространственно-временные соотношения вулканических ассоциаций разной щелочности Белоголовского массива (Срединный хребет Камчатки). Часть II. Геохимия вулканических пород и источники магм // Вулканология и сейсмология, 2016, № 4, с. 3-26. 22. Хотин М.Ю., Шапиро М.Н. Офиолиты Камчатского Мыса (Восточная Камчатка): строение, состав, геодинамические условия формирования // Геотектоника, 2006, № 4, с. 61-89. 23. Aulbach S., Mungall J.E., Pearson D.G. Distribution and processing of highly siderophile elements in cratonic mantle lithosphere // Rev. Miner. Geochem., 2016, v. 81, p. 239-304. 24. Avdeiko G.P., Savelyev D.P., Palueva A.A., Popruzhenko S.V. Evolution of the Kurile-Kamchatkan volcanic arcs and dynamics of the Kamchatka-Aleutian junction // Volcanism and subduction: The Kamchatka Region / Eds. J. Eichelberger, E. Gordeev, P. Izbekov, J. Lees. Geophysical Monograph 172. American Geophysical Union, Washington, DC, 2007, p. 37-55. 25. Barnes S.-J., Ripley E.M. Highly siderophile and strongly chalcophile elements in magmatic ore deposits // Rev. Miner. Geochem., 2016, v. 81, p. 725-774. 26. Barnes S.-J., Boyd R., Korneliussen A., Nilsson L.-P., Often M., Pedersen R. B., Robins B. The use of mantle normalization and metal ratios in discriminating between the effects of partial melting, crustal fractionation and sulphide segregation on platinum group elements, gold, nickel and copper: Examples from Norway // Geoplatinum-87. Elsevier, London, 1988, p. 113-143. 27. Barnes S.-J., Mungall J.E., Maier W.D. Platinum group elements in mantle melts and mantle samples // Lithos, 2015, v. 232, p. 395-417. 28. Bezos A., Lorand J.-P., Humler E., Gros M. Platinum-group element systematics in Mid-Oceanic Ridge basaltic glasses from the Pacific, Atlantic, and Indian Oceans // Geochim. Cosmochim. Acta, 2005, v. 69, p. 2613-2627. 29. Bockrath C., Ballhaus Ch., Holzheid A. Fractionation of the platinum-group elements during mantle melting // Science, 2004, v. 305, p. 1951-1953. 30. Boehler R., Chopelas A., Zerr A. Temperature and chemistry of the core-mantle boundary // Chem. Geol., 1995, v. 120, p. 199-205. 31. Brandon A.D., Walker R.J., Morgan J.W., Norman M.D., Prichard H.M. Coupled 186Os and 187Os evidence for core-mantle interaction // Science, 1998, v. 280, p. 1570-1573. 32. Brenan J.M. The platinum-group elements: «Admirably adapted» for science and industry // Elements, 2008, v. 4, p. 227-232. 33. Chazey III W.J., Neal C.R. Platinum-group element constraints on source composition and magma evolution of the Kerguelen Plateau using basalts from ODP Leg 183 // Geochim. Cosmochim. Acta, 2005, v. 69, p. 4685-4701. 34. Day J.M.D. Hotspot volcanism and highly siderophile elements // Chem. Geol., 2013, v. 341, p. 50-74. 35. Dilek Y., Furner H. Ophiolites and their origin // Elements, 2014, v. 10, p. 93-100. 36. Ely J.C., Neal C.R. Using platinum-group elements to investigate the origin of the Ontong Java Plateau, SW Pacific // Chem. Geol., 2003, v. 196, p. 235-257. 37. Garbe-Schönberg D. Simultaneous determination of 37 trace elements in 28 international rock standards by ICP-MS // Geostand. Newslett., 1993, v.17, p. 81-93. 38. Garnero E.J., McNamara A.K. Structure and dynamics of Earth’s lower mantle // Science, 2008, v. 320, p. 626-628. 39. Ireland T.J., Walker R.J., Garcia M.O. Highly siderophile element and 187Os isotope systematics of Hawaiian picrites: Implications for parental melt composition and source heterogeneity // Chem. Geol., 2009, v. 260, p. 112-128. 40. Kepezhinskas P., Defant M.J., Widom E. Abundance and distribution of PGE and Au in the island-arc mantle: implications for sub-arc metasomatism // Lithos, 2002, v. 60, p. 113-128. 41. Lander A.V., Shapiro M.N. The origin of the modern Kamchatka subduction zone // Volcanism and subduction: The Kamchatka Region / Eds. J. Eichelberger, E. Gordeev, P. Izbekov, J. Lees // Geophysical Monograph 172. American Geophysical Union, Washington, D.C., 2007, p. 57-64. 42. Lorand J.-P., Luguet A. Chalcophile and siderophile elements in mantle rocks: trace elements controlled by trace minerals // Rev. Miner. Geochem., 2016, v. 81, p. 441-488. 43. Lorand J.-P., Alard O., Luguet A. Platinum-group element micronuggets and refertilization process in Lherz orogenic peridotite (northeastern Pyrenees, France) // Earth Planet. Sci. Lett., 2010, v. 289, p. 298-310. 44. Maier W.D., Barnes S.-J. Pt/Pd and Pd/Ir ratios in mantle-derived magmas: A possible role for mantle metasomatism // South African J. Geol., 2004. v. 107, p. 333-340. 45. McDonough D.V., Wen L., Ding X. Seismic evidence that the source of the Iceland hotspot lies at the core-mantle boundary // Nature, 1998, v. 396, p. 251-255. 46. McDonough W.F. Compositional model for the Earth’s core / Ed. R.W. Carlson // The mantle and core. Treatise on geochemistry. V. 2. Elsevier-Pergamon, Oxford, 2003, p. 547-568. 47. McDonough W.F., Sun S.-S. The composition of the Earth // Chem. Geol., 1995, v. 120, p. 223-253. 48. Meisel T., Moser J. Reference materials for geochemical PGE analysis: new analytical data for Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt and Re by isotope dilution ICP-MS in 11 geological reference materials // Chem. Geol., 2004, v. 208, № 1-4, p. 319-338. 49. Meisel T., Fellner N., Moser J. A simple procedure for the determination of platinum group elements and rhenium (Ru, Rh, Pd, Re, Os, Ir and Pt) using ID-ICP-MS with an inexpensive on-line matrix separation in geological and environmental materials // J. Anal. At. Spectrom., 2003, v. 18, p. 720-726. 50. Mungall J.E., Naldrett A.J. Ore deposits of the platinum-group elements // Elements, 2008, v. 4, p. 253-258. 51. Mungall J.E., Brenan J.M. Partitioning of platinum-group elements and Au between sulfide liquid and basalt and the origins of mantle-crust fractionation of the chalcophile elements // Geochim. Cosmochim. Acta, 2014, v. 125, p. 265-289. 52. Palme H. Platinum-group elements in cosmochemistry // Elements, 2008, v. 4, p. 233-238. 53. Park J.W., Campbell I.H., Arculus R.J. Platinum-alloy and sulfur saturation in an arc-related basalt to rhyolite suite: Evidence from the Pual Ridge lavas, the Eastern Manus Basin // Geochim. Cosmochim. Acta, 2013, v. 101, p. 76-95. 54. Pearson D.G., Woodland S.J. Solvent extraction/anion exchange separation and determination of PGEs (Os, Ir, Pt, Pd, Ru) and Re-Os isotopes in geological samples by isotope dilution ICP-MS // Chem. Geol., 2000, v. 165, p. 87-107. 55. Portnyagin M., Savelyev D., Hoernle K., Hauff F., Garbe-Schönberg D. Mid-Cretaceous Hawaiian tholeiites preserved in Kamchatka // Geology, 2008, v. 36, p. 903-906. 56. Portnyagin M., Hoernle K., Savelyev D. Ultra-depleted melts from Kamchatkan ophiolites: Evidence for the interaction of the Hawaiian plume with an oceanic spreading center in the Cretaceous? // Earth Planet. Sci. Lett., 2009, v. 287, p. 194-204. 57. Pretorius W., Chipley D., Kysor K., Helmstaedt H. Direct determination of trace levels of Os, Ir, Ru, Pt and Re in kimberlite and other geological materials using HR-ICP-MS // J. Anal. At. Spectrom., 2003, v. 18, p. 302-309. 58. Puchtel I.S., Humayun M. Highly siderophile element geochemistry of 187Os-enriched 2.8 Ga Kostomuksha komatiites, Baltic shield // Geochim. Cosmochim. Acta, 2005, v. 69, № 6, p. 1607-1618. 59. Puchtel I.S., Humayun M. Campbell A.J., Sproule R.A., Lesher C.M. Platinum group element geochemistry of komatiites from the Alexo and Pyke Hill areas, Ontario, Canada // Geochim. Cosmochim. Acta, 2004, v. 68, № 6, p. 1361-1383. 60. Saha A., Basu A.R., Jacobsen S.B., Poreda R.J., Yin Q.-Z., Yogodzinski G.M. Slab devolatilization and Os and Pb mobility in the mantle wedge of the Kamchatka arc // Earth Planet. Sci. Lett., 2005, v. 236, p. 182-194. 61. Savelyev D.P., Kamenetsky V.S., Botcharnikov R.E., Danyushevsky L.V., Kamenetsky M.B., Park J.-W., Portnyagin M.V., Krasheninnikov S.P., Zelenski M.E. Immiscible sulfide melts in primitive oceanic magmas: evidence and implications from picrite lavas (Eastern Kamchatka, Russia) // Amer. Miner., 2018, v. 103, p. 886-898. 62. Savelyeva O., Palesskiy S., Savelyev D. PGE in carbonaceous beds in the Cretaceous carbonate-siliceous section of the Kamchatsky Mys Peninsula (Russia) // Goldschmidt Abstracts, 2015, 2779. 63. Sun S.-S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes / Eds. A.D. Saunders, M.I. Narry // Magmatism in the ocean basins. Geol. Soc. Spec. Publ., 1989, № 42, p. 313-345. 64. Tatsumi Y., Oguri K., Shimoda G. The behaviour of platinum-group elements during magmatic differentiation in Hawaiian tholeiites // Geochem. J., 1999, v. 33, p. 237-247. 65. Tolstykh N., Sidorov E., Kozlov A. Platinum-group minerals from the Olkhovaya-1 placers related to the Karaginsky ophiolite complex, Kamchatskiy Mys peninsula, Russia // Can. Miner., 2009, v. 47, p. 1057-1074. 66. Wood D.A. The application of a Th-Hf-Ta diagram to problems of tectonomagmatic classification and to establishing the nature of crustal contamination of basaltic lavas of the British Tertiary volcanic province // Earth Planet. Sci. Lett., 1980, v. 50, p. 11-30. 67. Zelenski M., Kamenetsky V.S., Mavrogenes J.A., Danyushevsky L.V., Matveev D., Gurenko A.A. Platinum-group elements and gold in sulfide melts from modern arc basalt (Tolbachik volcano, Kamchatka) // Lithos, 2017, v. 290-291, p. 172-188. 68. Zhao D. Global tomographic images of mantle plumes and subducting slabs: insight into deep earth dynamics // Phys. Earth Planet. Inter., 2004, v. 146, p. 3-34.