Инд. авторы:	Барков А.Ю., Мартин Р., Изох А.Э., Никифоров А.А., Королюк В.Н.
Заглавие:	Гипермагнезиальный оливин в расслоенных массивах мончеплутон (fo96) и падос-тундра (fo93) (кольский полуостров)
Библ. ссылка:	Барков А.Ю., Мартин Р., Изох А.Э., Никифоров А.А., Королюк В.Н. Гипермагнезиальный оливин в расслоенных массивах мончеплутон (fo96) и падос-тундра (fo93) (кольский полуостров) // Геология и геофизика. - 2021. - Т.62. - № 3. - С.403-421. - ISSN 0016-7886.
Внешние системы:	DOI: 10.15372/GiG2020112; РИНЦ: 44885557;
Реферат:	eng: The paper focuses on compositional variations of olivine and chromian spinel in the Monchepluton and Pados-Tundra layered intrusions, which host significant chromitite mineralization. Ore-bearing dunite (with up to 25-30 vol.% Mcr) in the Sopcheozerskoe chromite deposit from the Monchepluton complex, Kola Peninsula, Russia, bears an assemblage of phases with exceptionally high magnesium contents: Fo96 + augite (Mg# = 94) + magnesiochromite, Mcr (Mg# ≈ 65); Mg# = 100·Mg/(Mg + Fe2+ + Mn). However, olivine in the host dunite has normal maximum values of Mg# comparable to those in cumulus olivine from layered intrusions worldwide (Fo≤91-92). The Fo96 phase in the Sopcheozerskoe deposit shows the most primitive composition ever reported from any layered intrusion. Magnesiochromite occurs as unzoned homogeneous euhedral crystals unaffected by subsolidus exchange or metasomatic effects. Olivine in ore-bearing dunite (20-25 vol. % magnesian chromite) from the Pados-Tundra complex attains Fo93, with the Mg# value notably higher than the range (Fo85.5-90.6) in olivine from orthopyroxenite, harzburgite, and dunite within the intrusion. Olivine and chromian spinel in the two complexes behave coherently, with covarying patterns of Mg# and Ni contents in olivine at R = 0.75 ( n = 160) and positive correlation between Mg# in coexisting chromian spinel and olivine grains at R = 0.8 ( n = 150). This behavior indicates that the two phases attained equilibrium during crystallization. It appears unlikely that the extremely high Mg enrichment in olivine (Fo96), as well as in all associated phases of the Monchepluton complex, would result from a subsolidus reaction between olivine and chromian spinel or low-temperature alteration of olivine. We suggest a more realistic explanation that the olivine (+ high-Mg augite)-chromian spinel assemblage crystallized from komatiitic magma under the conditions of progressively increasing oxygen fugacity ( f O2). The high Mg# in the Mcr-chromite-enriched system, above the maximum values common in cumulus olivine from layered intrusions (up to Fo96 against Fo≤91-92), may be caused by shortage of ferrous iron. rus: Рассматриваются вариации составов оливина и хромшпинелидов в расслоенных массивах Мончеплутон и Падос-Тундра, которые содержат значительное хромититовое оруденение. Парагенетическая ассоциация чрезвычайно высокомагнезиальных фаз [Fo96 + авгит (Mg# = 94) + магнезиохромит, Mcr (Mg# ≈ 65); Mg# = 100·[Mg/(Mg+Fe2++Mn)] установлена в минерализованном дуните (до 25-30 об. % Mcr) в Сопчеозерском хромитовом месторождении массива Мончеплутон, Кольский полуостров. Aссоциирующий оливин вмещающего дунитового блока показывает нормальные значения максимальной магнезиальности, согласующиеся с вариациями кумулусного оливина в целом в расслоенных интрузиях (Fo≤91-92). Фаза Fo96 из Сопчеозерского месторождения представляет собой наиболее примитивный состав оливина, когда-либо сообщенный из расслоенной интрузии. Идиоморфные кристаллы Mcr в этом парагенезисе не имеют зональности; они однородны и не испытали субсолидусных модификаций или трансформаций. В дунитовом блоке расслоенного массива Падос-Тундра состав оливина достигает Fo93 в минерализованном дуните (до 20-25 об. % магнезиального хромита). Это значение Mg# заметно превышает величины в ряду составов (Fo85.5-90.6), установленных в зернах оливина в породах серии оливиновый ортопироксенит-гарцбургит-дунит в пределах всего массива. Оливин и хромшпинелид ведут себя когерентно в кумулатах обоих массивов, с положительной ковариацией между Mg# и содержанием Ni в оливине ( R = 0.75; n = 160) и положительной корреляцией в значениях Mg# сосуществующих зерен оливина и хромшпинелида ( R = 0.8; n = 150), что доказывает достижение ими равновесия в процессе магматической кристаллизации. Представляется весьма маловероятным, что субсолидусная реакция между оливином и хромшпинелидом или процессы низкотемпературного изменения оливина обусловили чрезвычайное обогащение Mg, наблюдаемое не только в оливине (Fo96), но и во всех ассоциирующих с ним фазах в массиве Мончеплутон. Необычайно высокие степени обогащения Mg связываются с повышенными значениями f O2 и прогрессивным увеличением уровня окисления при кристаллизации ассоциации оливин (+ высокомагнезиальный авгит) - хромшпинелид из коматиитовой магмы. Значительное снижение содержаний Fe2+ в рудно-магматической системе, обогащенной хромшпинелидами, вероятно, обусловило наблюдаемое увеличение значений Mg# (до Fo96) относительно обычных максимальных значений в расслоенных интрузиях (Fo≤91-92).
Ключевые слова:	массив Падос-Тундра; массив Мончеплутон; расслоенные интрузии; ультрамафит-мафитовые комплексы; коматиитовая магма; высокомагнезиальная ассоциация; Гипермагнезиальный оливин; Kola Peninsula; Pados-tundra complex; Monchepluton complex; layered intrusions; ultramafic-mafic complexes; komatiitic magma; high-magnesium mineral assemblage; Ultramagnesian olivine; кольский полуостров;
Издано:	2021
Физ. характеристика:	с.403-421
Цитирование:	1. Виноградов Л.А. Формация альпинотипных гипербазитов юго-западной части Кольского полуострова (Нотозерский гипербазитовый пояс) // Проблемы магматизма Балтийского щита. Л., Наука, 1971, c. 147-153. 2. Гроховская Т.Л., Бакаев Г.Ф., Шолохнев В.В., Лапина М.И., Муравицкая Г.Н., Войтехович В.С. Рудная платинометалльная минерализация в расслоенном Мончегорском магматическом комплексе (Кольский полуостров, Россия) // Геология рудных месторождений, 2003, т. 45, № 4, с. 239-352. 3. Зак С.И. Нижнепротерозойская гипербазитовая формация Кольского полуострова. Л., Наука, 1980, 160 с. 4. Королюк В.Н., Нигматулина Е.Н., Усова Л.В. О точности определения состава основных породообразующих силикатов и оксидов на микроанализаторе JXA-8100 // Журнал аналитической химии, 2009, т. 64, № 10, с. 1070-1074. 5. Лаврентьев Ю.Г., Королюк В.Н., Усова Л.В., Нигматулина Е.Н. Рентгеноспектральный микроанализ породообразующих минералов на микроанализаторе JXA-8100 // Геология и геофизика, 2015, т. 56 (10), с. 1813-1824. 6. Лавров М.М., Трофимов Н.Н., Голубев А.И., Слюсарев В.Д. Геология и петрология Бураковского расслоенного интрузива // Отечественная геология, 2004, № 2, с. 23-30. 7. Леонтьева О.П., Белонин М.Д. Геологическая карта минеральных ресурсов СССР 8. М-б 1:200 000. Лист Q-35-VI. Кольская серия / Ред. К.А. Шуркин. М., Госгеолтехиздат, 1964. 9. Мамонтов В.П., Докучаева В.С. Геология и рудоносность массива Падос-Тундра на Кольском полуострове // Отечественная геология, 2005, № 6, с. 52-60. 10. Мурашов Д.Ф. Ультрабазитовые интрузии Серпентинитового пояса (Падос-Тундра и др.) // Геология СССР, Мурманская область, геологическое описание. Т. 27(1). М., Госгеолтехиздат, 1958, с. 318-321. 11. Никифоров А.А. Ассоциации и тренды кристаллизации хромшпинелидов в комплексе Падос-Тундра, Кольский полуостров // Актуальные проблемы геологии, геофизики и геоэкологии. Материалы XXIX молодежной научной школы-конференции, посвященной памяти члена-корреспондента АН СССР К.О. Кратца и академика РАН Ф.П. Митрофанова. Петрозаводск, 2018, с. 76-79. 12. Печерский Д.М., Бураков К.С., Захаров В.С., Начасова И.Е. Детальная запись геомагнитного поля во время остывания Мончегорского интрузива // Физика Земли, 2004, № 8, c. 14-24. 13. Плечов П.Ю., Щербаков В.Д., Некрылов Н.А. Экстремально магнезиальный оливин в магматических породах // Геология и геофизика, 2018, т. 59 (12), с. 2129-2147. 14. Поляков Г.В., Толстых Н.Д., Мехоношин А.С., Изох А.Э., Подлипский М.Ю., Орсоев Д.А., Колотилина Т.Б. Ультрамафит-мафитовые магматические комплексы Восточно-Сибирской докембрийской металлогенической провинции (южное обрамление Сибирского кратона): возраст, особенности состава, происхождения и рудоносности // Геология и геофизика, 2013, т. 54 (11), с. 1689-1704. 15. Серов П.А., Баянова Т.Б., Стешенко Е.Н., Кунаккузин Е.Л., Борисенко Е.С. Дунит-гарцбургит-пироксенитовый массив Падос-Тундра: новые Sm-Nd данные о возрасте пород ритмично-расслоенной серии // Геология и минерагения Северной Евразии. Материалы совещания к 60-летию ИГГ СО АН СССР (Новосибирск, 3-5 октября 2017 г.). Новосибирск, 2017, с. 213-214. 16. Чащин В.В., Митрофанов Ф.П. Палеопротерозойская Имандра-Варзугская рифтогенная структура (Кольский полуостров): интрузивный магматизм и минерагения // Геодинамика и тектонофизика, 2014, т. 5, № 1, с. 231-256. 17. Чащин В.В., Галкин А.С., Озерянский В.В., Дедюхин А.Н. Сопчеозерское месторождение хромитов и его платиноносность, Мончегорский плутон (Кольский полуостров, Россия) // Геология рудных месторождений, 1999, т. 41, № 6, с. 507-515. 18. Шапкин С.С., Баянова Т.Б., Серов П.А. Падос-Тундра - новые Sm-Nd и U-Pb данные для пород массива (западная часть Kольского полуострова) // Материалы XIХ конференции молодых ученых, памяти члена-корреспондента АН СССР профессора К.О. Кратца (Апатиты, 24-28 ноября 2008 г.). Апатиты, Изд-во Кольского НЦ РАН, 2008, с. 63-66. 19. Шарков Е.В. Формирование расслоенных интрузивов и связанного с ними оруденения / Ред. О.А. Богатиков. М., Научный мир, 2006, 367 с. 20. Шарков Е.В., Чистяков А.В. Геолого-петрологические аспекты ЭПГ-Cu-Ni-оруденения в раннепалеопротерозойском Мончегорском расслоенном мафит-ультрамафитовом комплексе (Кольский полуостров) // Геология рудных месторождений, 2014, т. 56, № 3, с. 171-194. 21. Alapieti T. The Koillismaa layered igneous complex, Finland - its structure, mineralogy and geochemistry, with emphasis of the distribution of chromium // Bull. Geol. Survey Finl., 1982, v. 319, 116 p. 22. Alapieti T.T., Huhtelin T.A. The Kemi intrusion and associated chromitite deposit // Early Palaeoproterozoic (2.5-2.4) Tornio-Näränkävaara layered intrusion belt and related chrome and platinum-group element mineralization, northern Finland. Field trip guidebook for the Tenth Platinum Symposium (Oulu, Finland, 2005) / Eds. T.T. Alapieti, A.J. Kärki. Geol. Survey of Finland, 2005, Guide 51a, Chapter 2, p. 13-32. 23. Alapieti T., Filen B., Lahtinen J., Lavrov M., Smolkin V., Voitsekhovsky S. Early Proterozoic layered intrusions in the northeastern part of the Fennoscandian Shield // Mineral. Petrol., 1990, v. 42, p. 1-22. 24. Arndt N.T. Differentiation of komatiite flows // J. Petrol., 1986, v. 27, № 2, p. 279-301. 25. Arndt N.T., Guitreau M., Boullier A.-M., Le Roex A., Tommasi A., Cordier P., Sobolev A. Olivine, and the origin of kimberlite // J. Petrol., 2010, v. 51, p. 573-602. 26. Atkins F.B. Pyroxenes of the Bushveld intrusion, South Africa // J. Petrol., 1969, v. 10, p. 222-249. 27. Ballhaus C.G., Glikson A.Y. The petrology of layered mafic-ultramafic intrusions of the Giles Complex, western Musgrave Block, central Australia // J. Aust. Geol. Geophys., 1995, v. 16, p. 69-89. 28. Barkov A.Y., Fleet M.E. An unusual association of hydrothermal platinum-group minerals from the Imandra layered complex, Kola Peninsula, northwestern Russia // Can. Mineral., 2004, v. 42, p. 455-467. 29. Barkov A.Y., Martin R.F. Anomalous Cr-rich zones in sector-zoned clinopyroxene macrocrysts in gabbro, Mont Royal, Montreal, Quebec, Canada // Can. Mineral., 2015, v. 53, p. 895-910. 30. Barkov A.Y., Martin R.F., Shi L., Feinglos M.N. New data on PGE alloy minerals from a very old collection (probably 1890s), California // Am. Mineral., 2008, v. 93, p. 1574-1580. 31. Barkov A.Y., Nixon G.T., Levson V.M., Martin R.F. Patterns of zonation in magnesiochromite-chromite from placers of British Columbia, Canada // Can. Mineral., 2009, v. 47, p. 953-968. 32. Barkov A.Y., Nikiforov A.A., Martin R.F. A novel mechanism of spheroidal weathering: a case study from the Monchepluton layered complex, Kola Peninsula, Russia // Bull. Geol. Soc. Finl., 2015, v. 87, p. 79-85. 33. Barkov A.Y., Nikiforov A.A., Halkoaho T.A.A., Konnunaho J.P. The origin of spheroidal patterns of weathering in the Pados-Tundra ultramafic complex, Kola Peninsula, Russia // Bull. Geol. Soc. Finl., 2016, v. 88, p. 105-113. 34. Barkov A.Y., Nikiforov A.A., Martin R.F. The structure and cryptic layering of the Pados-Tundra ultramafic complex, Serpentinite belt, Kola Peninsula, Russia // Bull. Geol. Soc. Finl., 2017a, v. 89, p. 35-56. 35. Barkov A.Y., Nikiforov A.A., Tolstykh N.D., Shvedov G.I., Korolyuk V.N. Compounds of Ru-Se-S, alloys of Os-Ir, framboidal Ru nanophases and laurite-clinochlore intergrowths in the Pados-Tundra complex, Kola Peninsula, Russia // Eur. J. Mineral., 2017b, v. 29, p. 613-621. 36. Barkov A.Y., Korolyuk V.N., Barkova L.P., Martin R.F. Double-front crystallization in the Chapesvara ultramafic subvolcanic complex, Serpentinite Belt, Kola Peninsula, Russia // Minerals, 2019, v. 10, p. 14. 37. Bayanova T., Ludden J., Mitrofanov F. Timing and duration of Palaeoproterozoic events producing ore-bearing layered intrusions of the Baltic Shield: metallogenic, petrological and geodynamic implications // Geol. Soc. Spec. Publ., 2009, v. 323, p. 165-198. 38. Chistyakova S., Latypov R., Zaccarini F. Chromitite dykes in the Monchegorsk layered intrusion, Russia: in situ crystallization from chromite-saturated magma flowing in conduits // J. Petrol., 2016, v. 56, p. 2395-2424. 39. Cortés J.A., Wilson M., Condliffe E., Francalanci L. The occurrence of forsterite and highly oxidizing conditions in basaltic lavas from Stromboli volcano, Italy // J. Petrol., 2006, v. 47, p. 1345-1373. 40. Czamanske G.K.,Wones D.R. Oxidation during magmatic differentiation, Finnmarka complex, Oslo area, Norway. 2. Mafic silicates // J. Petrol., 1973, v. 14, p. 349-380. 41. Dedeev A.V., Khashkovskaya T.N., Galkin A.S. PGE mineralization of the Monchegorsk layered mafic-ultramafic intrusion of the Kola Peninsula // The geology, geochemistry, mineralogy and mineral beneficiation of platinum-group elements / Ed. L.J. Cabri. Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum, 2002, spec. v. 54, p. 569-577. 42. Eales H.V., Costin G. Crustally contaminated komatiite: primary source of the chromitites and Marginal, Lower, and Critical Zone magmas in a staging chamber beneath the Bushveld Complex // Econ. Geol., 2012, v. 107, p. 645-665. 43. Eggins S.M., Rudnick R.L., McDonough W.F. The composition of peridotites and their minerals: a laser-ablation ICP-MS study // Earth Planet. Sci. Lett., 1998, v. 154, p. 53-71. 44. Frey F.A., Prinz M. Ultramafic inclusions from San Carlos, Arizona: petrologic and geochemical data bearing on their petrogenesis // Earth Planet. Sci. Lett., 1978, v. 38, p. 129-176. 45. Garuti G., Pushkarev E.V., Zaccarini F., Cabella R., Anikina E. Chromite composition and platinum-group mineral assemblage in the Uktus Uralian-Alaskan-type complex (Central Urals, Russia) // Mineral. Deposita, 2003, v. 38 (3), p. 312-326. 46. Hulbert L.J., von Gruenewaldt G. Textural and compositional features of chromite in the Lower and Critical zones of the Bushveld Complex south of Potgietersrus // Econ. Geol., 1985, v. 80, p. 872-895. 47. Johan Z., Martin R.F., Ettler V. Fluids are bound to be involved in the formation of ophiolitic chromite deposits // Eur. J. Mineral., 2017, v. 29, p. 543-555. 48. Maier W.D., Smithies R.H., Spaggiari C.V., Barnes S.J., Kirkland C.L., Yang S., Lahaye Y., Kiddie O., MacRae C. Petrogenesis and Ni-Cu sulphide potential of mafic-ultramafic rocks in the Mesoproterozoic Fraser Zone within the Albany-Fraser orogen, western Australia // Precambrian Res., 2016, v. 281, p. 27-46. 49. Matzen A.K., Baker M.B., Beckett J.R., Stolper E.M. Fe-Mg partitioning between olivine and high-magnesian melts and the nature of Hawaiian parental liquids // J. Petrol., 2011, v. 52, p. 1243-1263. 50. Mutanen T., Huhma H. U-Pb geochronology of the Koitelainen, Akanvaara and Keivitsa layered intrusions and related rocks // Geol. Surv. Finl., 2001, Special paper, v. 33, p. 229-246. 51. Nishizawa T., Nakamura H., Churikova T., Gordeychik B., Ishizuka O., Haraguchi S., Miyazaki T., Vaglarov B.S., Chang Q., Hamada M., Kimura J.-I., Ueki K., Toyama C., Nakao A., Iwamori H. Genesis of ultra-high-Ni olivine in high-Mg andesite lava triggered by seamount subduction // Nature, 2017, Scientific reports 7, № 11515. 52. Roeder P.L., Emslie R.F. Olivine-liquid equilibrium // Contrib. Mineral. Petrol., 1970, v. 29, p. 275-289. 53. Roeder P.L., Campbell I.H., Jamieson H.E. A re-evaluation of the olivine-spinel geothermometer // Contrib. Mineral. Petrol., 1979, v. 68, p. 325-334. 54. Rollinson H. The Archean komatiite-related Inyala chromitite, southern Zimbabwe // Econ. Geol., 1997, v. 92, p. 98-107. 55. Shapkin S., Bayanova T. Geochronological Sm-Nd dating of the Cr-PGE-bearing Pados Massif (North-West Baltic Shield): new mineral and rock isochrons // Geophys. Res. Abstr., 2009, v. 11, EGU2009-339-3. 56. Sharkov E.V., Chistyakov A.V. The Early Paleoproterozoic Monchegorsk layered mafic-ultramafic massif in the Kola Peninsula: Geology, petrology, and ore potential // Petrology, 2012, v. 20, № 7, p. 607-639. 57. Sobolev S.V., Sobolev A.V., Kuzmin D.V., Krivolutskaya N.A., Petrunin A.G., Arndt N.T., Radko V.A., Vasiliev Y.R. Linking mantle plumes, large igneous provinces and environmental catastrophes // Nature, 2011, v. 477, p. 312-316. 58. Upton B.G.J., Skovgaard A.C., McClurg J., Kirstein L., Cheadle M., Emeleus C.H., Wadsworth W.J., Fallick A.E. Picritic magmas and the Rum ultramafic complex, Scotland // Geol. Mag., 2002, v. 139, p. 437-452. 59. Wilson A.H. The Great Dyke of Zimbabwe // Layered intrusions / Ed. R.G. Cawthorn. Amsterdam, Elsevier, 1996, p. 365-402. 60. Wilson A.H. The earliest stages of emplacement of the eastern Bushveld complex: development of the Lower Zone, Marginal Zone and Basal Ultramafic Sequence // J. Petrol., 2015, v. 56, p. 347-388. 61. Yang S.-H., Maier W.D., Hanski E.J., Lappalainen M., Santaguida F., Määttä S. Origin of ultra-nickeliferous olivine in the Kevitsa Ni-Cu-PGE-mineralized intrusion, northern Finland // Contrib. Mineral. Petrol., 2013, v. 166, p. 81-95. 62. Yudovskaya M.A., Naldrett A.J., Woolfe J.A.S., Costin G., Kinnaird J.A. Reverse compositional zoning in the Uitkomst chromitites as an indication of crystallization in a magmatic conduit // J. Petrol., 2015, v. 56, p. 2373-2394.