Инд. авторы:	Секисова В.С, Смирнов С.З., Кузьмин Д.В., Шевко А.Я., Гора М.П.
Заглавие:	Корово-мантийные ксенолиты: минералогия и петрогенезис
Библ. ссылка:	Секисова В.С, Смирнов С.З., Кузьмин Д.В., Шевко А.Я., Гора М.П. Корово-мантийные ксенолиты: минералогия и петрогенезис // Геология и геофизика. - 2021. - Т.62. - № 3. - С.422-442. - ISSN 0016-7886.
Внешние системы:	DOI: 10.15372/GiG2020118; РИНЦ: 44885558;
Реферат:	rus: Приведены новые данные по минералогии и геохимии ксенолитов глубинных пород из некка вулкана Харчинский (Центральная Камчатская депрессия, ЦКД). Показано, что породы ксенолитов представлены перидотитами и клинопироксенитами. Среди перидотитов установлены верлиты, дуниты и гарцбургиты, сложенные различными количествами оливина (Ol), клино- и ортопироксена, а также амфибола (Amp) и хромита (Chr). Пироксениты преимущественно состоят из клинопироксена (Cpx), реже наблюдаются Ol, Amp, герцинит (Hc) и магнетит (Mgt). Ксенолиты содержат интерстициальные обособления и прожилки, сложенные хлоритом (Chl), плагиоклазом (Pl), щелочным полевым шпатом (Kfs), ортопироксеном (Opx), баритом (Brt), фторапатитом (Ap), ильменитом (Ilm), реже ангидритом (Anh), флогопитом (Phl) и некоторыми другими минералами. Установлено, что минералы прожилков иногда замещают первичные минералы, вплоть до образования псевдоморфоз, указывая на метасоматическое происхождение интерстициальных и жильных ассоциаций. На основании минералотермобарометрических расчетов установлено, что перидотиты образовывались на глубинах от шпинелевой (Sp) фации до границы Мохо при температурах около 1140 °С и давлениях, не превышающих 10 кбар в промежуточных камерах. Метасоматические преобразования пород, проявленные в интерстициях, происходили при температурах ~400-850 °C. eng: We present results of a study of plutonic-rock xenoliths from the Kharchinsky Volcano (Central Kamchatka depression). The studied xenolith collection comprises nine samples of peridotites and clinopyroxenites. The peridotites are identified as wehrlites, dunites, and harzburgites composed of olivine, clino- and orthopyroxenes, amphibole, and chromite in varying amounts. The clinopyroxenites consist mostly of clinopyroxene and often contain subordinate olivine, amphibole, hercynite, and magnetite. The xenoliths have interstitial segregations and veins composed of chlorite, plagioclase, K-feldspar, orthopyroxene, barite, fluorapatite, ilmenite, and, more seldom, anhydrite, phlogopite, and some other minerals. The study has revealed that veinlet minerals sometimes replace primary minerals and form pseudomorphs, thus indicating the metasomatic origin of interstitial and vein mineral assemblages. The thermobarometric calculations for minerals have shown that peridotites formed at ~1140 ºC and ≤10 kbar in the intermediate chambers at the depths from the spinel stability field to the Moho. Interstitial metasomatic alterations of rocks took place at ~400-850 ºC.
Ключевые слова:	clinopyroxenites; peridotites; xenoliths; камчатка; оливин; клинопироксениты; перидотиты; ксенолиты; kamchatka; olivine;
Издано:	2021
Физ. характеристика:	с.422-442
Цитирование:	1. Батанова В.Г., Савельева Г.Н. Миграция расплавов в мантии под зонами спрединга и образование дунитов замещения: обзор проблемы // Геология и геофизика, 2009, т. 50 (9), с. 992-1012. 2. 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. 3. Волынец О.Н., Мелекесцев И.В., Пономарева В.В., Ягодзински Дж. М. Харчинский и Заречный вулканы - уникальные центры позднеплейстоценовых магнезиальных базальтов на Камчатке: структурная приуроченность, морфология, возраст и геологическое строение вулканов // Вулканология и сейсмология, 1998, № 4-5, c. 5-18. 4. Грин Д.Х., Рингвуд А.Э. Происхождение базальтовых магм // Петрология верхней мантии / Ред. И.Д. Рябчиков. М., Мир, 1968, с. 132-227. 5. Добрецов Н.Л., Кулаков И.Ю., Литасов Ю.Д. Пути миграции магм и флюидов и составы вулканических пород Камчатки // Геология и геофизика, 2012, т. 53 (12), c.1633-1661. 6. Колосков А.В., Пузанков М.Ю., Пирожкова Е.С. Включения ультрамафитов в базальтоидах островных дуг: к проблеме состава и генезиса переходного слоя "корово-мантийной смеси" // Геодинамика и вулканизм Курило-Камчатской островодужной системы, Петропавловск-Камчатский, ИВГиГ ДВО РАН, 2001, с. 123-152. 7. Колосков А.В., Мартынов Ю.А., Ананьев В.В. Новые изотопно-геохимические и минералогические данные о составе ксенолитов ультрамафитов в вулканитах Камчатско-Корякского региона. Два типа мантийного субстрата в современной островодужной системе // Тихоокеанская геология, 2017, т. 36, № 2, с. 17-31. 8. Меняйлов А.А. Вулканы Харчинских гор // Тр. лаборатории вулканологии, 1949, № 6, с. 53-61. 9. Петрографический кодекс России / Ред. Л.Н. Шарпенок. СПб., Изд-во ВСЕГЕИ, 2009, 200 с. 10. Тимина Т.Ю., Ковязин С.В., Томиленко А.А. Состав расплавных и флюидных включений в шпинели из ксенолитов перидотитов Авачинского вулкана (Камчатка) // ДАН, 2012, т. 442, № 2, с. 239-243. 11. Тимина Т.Ю., Томиленко А.А., Ковязин С.В. Особенности флюидного режима при образовании клинопироксенитов надсубдукционного мантийного клина под Авачинским вулканом (Камчатка) // ДАН, 2015, т. 463, № 6, с. 696-699. 12. Шарапов В.Н., Кузнецов Г.В., Тимина Т.Ю., Томиленко А.А., Чудненко К.В. Численное моделирование неизотермического метасоматического преобразования ультрабазитов мантийного клина под Авачинской группой вулканов (Камчатка) // Геология и геофизика, 2017, т. 58 (5), с. 674-700. 13. Щербаков В.Д., Плечов П.Ю. Петрология мантийных ксенолитов в породах вулкана Безымянный (Камчатка) // ДАН, 2010, т. 434, № 6, с. 1-4. 14. Ackerman L., Mahlen N., Jelinek E., Medaris G. Jr., Ulrych J., Strnad L., Mihaljevič M. Geochemistry and evolution of subcontinental lithospheric mantle in Central Europe: evidence from peridotite xenoliths of the Kozákov volcano, Czech Republic // J. Petrol., 2007, v. 48 (12), p. 2235-2260. 15. Aldanmaz E., Schmidt M.W., Gourgaud A., Meisel T. Mid-ocean ridge and supra-subduction geochemical signatures in spinel-peridotites from the Neotethyan ophiolites in SW Turkey: Implications for upper mantle melting processes // Lithos, 2009, v. 113, p. 691-708. 16. Arai S. Characterization of spinel peridotites by olivine-spinel compositional relationships: Review and interpretation // Chem. Geol., 1994, v. 113, p. 191-204. 17. Asimow P.D., Stolper E.M. Steady-state mantle-melt interaction in one dimension: I Equilibrium transport and melt focusing // J. Petrol., 1999, v. 40 (3), p. 475-494. 18. Bach W., Klein F. The petrology of seafloor rodingites: insights from geochemical reaction path modeling // Lithos, 2009, v. 112 (1-2), р. 103-117. 19. Ballhaus C. Redox state of lithospheric and asthenospheric upper mantle // Contrib. Mineral. Petrol., 1993, v. 114, p. 331-348. 20. 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 (1), p. 27-40. 21. Barnes S.J., Roeder P.L. The range of spinel compositions in terrestrial mafic and ultramafic rocks // J. Petrol., 2001, v. 42 (12), p. 2279-2302. 22. Bédard J.H. Parameterizations of calcic clinopyroxene-Melt trace element partition coefficients // Geochem. Geophys. Geosyst., 2014, v. 15 (2), p. 303-336. 23. Boudier F., Nicolas A. Structural controls on partial melting in the Lanzo peridotites // Magma genesis. Portland, Oregon Department of Geology and Mineral Industries Bulletin, 1977, v. 96, p. 59-62. 24. Boynton W.V. Geochemistry of the rare earth elements: meteorite studies // Rare earth element geochemistry. Amsterdam, Elsevier, 1984, v. 2, p. 63-114. 25. Bryant J.A., Yogodzinski G.M., Churikova T.G. Melt-mantle interactions beneath the Kamchatka arc: Evidence from ultramafic xenoliths from Shiveluch volcano // Geochem. Geophys. Geosyst., 2007, v. 8 (4), p. 24. 26. Buckley V.J.E., Sparks R.S.J., Wood B.J. Hornblende dehydration reactions during magma ascent at Soufriere Hills Volcano, Montserrat // Contrib. Mineral. Petrol., 2006, v. 151, p. 121-140. 27. Cameron W.E. Petrology and origin of primitive lavas from the Troodos ophiolite, Cyprus // Contrib. Mineral. Petrol., 1985, v. 89, p. 239-255. 28. Coltorti M., Bonadiman C., Hinton R.W., Siena F., Upton B.G.J. Carbonatite metasomatism of the oceanic upper mantle: evidence from clinopyroxenes and glasses in ultramafic xenoliths of Grande Comore, Indian Ocean // J. Petrol., 1999, v. 40 (1), p. 133-165. 29. Dick H.J.B., Bullen T. Chromian spinel as a petrogenetic indicator in abyssal and Alpine-type peridotites and spatially associated lavas // Contrib. Mineral. Petrol., 1984, v. 86, p. 54-76. 30. Dorendorf F., Churikova T., Koloskov A., Wörner G. Late Pleistocene to Holocene activity at Bakening volcano and surrounding monogenetic centers (Kamchatka): volcanic geology and geochemical evolution // J. Volcanol. Geotherm. Res., 2000, v. 104, p. 131-151. 31. Ellis D.J., Thompson A.B. Subsolidus and partial melting reactions in the quartz-excess CaO + MgO + + Al2O3 + SiO2 + H2O system under water-excess and water-deficient conditions to 10 kb: some implications for the origin of peraluminous melts from mafic rocks // J. Petrol., 1986, v. 27, р. 91-121. 32. Fabries J. Spinel-olivine geothermometry in peridotite from ultramafic complex // Contrib. Mineral. Petrol., 1979, v. 69, p. 329-336. 33. Fleet M. E., Macrae N. D., Herzberg C. T. Partition of nickel between olivine and sulfides: a test for immiscible sulfide liquids // Contrib. Mineral. Petrol., 1977, v. 65, p. 191-197. 34. Frey F.A., Green D.H. The mineralogy, geochemistry and origin of Iherzolite inclusions in Victorian basanites // Geochim. Cosmochim. Acta, 1974, v. 38 (7), p. 1023-1059. 35. Frey F.A., Prinz M. Ultramafic inclusions from San Carlos, Arizona: Petrology and geochemical data bearing on their petrogenesis // Earth Planet. Sci. Lett., 1978, v. 38, p. 129-176. 36. Gaetani G.A., Grove T.I. The influence of water on melting of mantle peridotites // Contrib. Mineral. Petrol., 1998, v. 131, p. 323-346. 37. Halama R., Savov I.P., Rudnick R.L., McDonough W.F. Insights into Li and Li isotope cycling and sub-arc metasomatism from veined mantle xenoliths, Kamchatka // Contrib. Mineral. Petrol., 2009, v. 158 (2), p. 197-222. 38. Holland T., Blundy J. Non-ideal interactions in calcic amphiboles and their bearing on amphibole-plagioclase thermometry // Contrib. Mineral. Petrol., 1994, v. 116, p. 433-447. 39. Hollister L.S., Grissom G.C., Peters E.K., Stowell H.H., Sisson V.B. Confirmation of the empirical correlation of Al in hornblende with pressure of solidification of calc-alkaline plutons // Am. Mineral., 1987, v. 72, p. 231-239. 40. Ionov D.A. Petrology of mantle wedge lithosphere: new data on supra-subduction zone peridotite xenoliths from the andesitic Avacha volcano, Kamchatka // J. Petrol., 2010, v. 51 (1-2), p. 327-361. 41. Ionov D.A., Bénard A., Plechov P.Yu., Shcherbakov V.D. Along-arc variations in lithospheric mantle compositions in Kamchatka, Russia: first trace element data on mantle xenoliths from the Klyuchevskoy group volcanoes // J. Volcanol. Geotherm. Res., 2013, v. 263, p. 122-131. 42. Ishii T., Robinson P. T., Maekawa H., Fiske R. Petrological studies of peridotites from diapiric serpentinite seamounts in the Izu-Ogasawara-Mariana Forearc, LEG 125 // Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results, 1992, v. 125, p. 445-485. 43. Ishimaru S., Arai S., Ishida Y., Shirasaka M., Okrugin V.M. Melting and multi-stage metasomatism in the mantle wedge beneath a frontal arc inferred from highly depleted peridotite xenoliths from the Avacha volcano, Southern Kamchatka // J. Petrol., 2007, v. 48 (2), p. 395-433. 44. Kelemen P.B., Joyce D.B., Webster J.D., Holloway J.R. Reaction between ultramafic rock and fractionating basaltic magma II. Experimental investigation of reaction between olivine tholeiite and harzburgite at 1150-1050 °C and 5 kb // J. Petrol., 1990, v. 31, p. 99-134. 45. Konzett J., Ulmer P. The stability of hydrous potassic phases in lherzolitic mantle - an experimental study to 9.5 GPa in simplified and natural bulk compositions // J. Petrol., 1999, v. 40, p. 629-652. 46. Koulakov I., Abkadyrov I., Al Arifi N., Deev E., Droznina S., Gordeev E.I., Jakovlev A., El Khrepy S., Kulakov R.I., Kugaenko Y., Novgorodova A., Senyukov S., Shapiro N., Stupina T., West M. Three different types of plumbing system beneath the neighboring active volcanoes of Tolbachik, Bezymianny, and Klyuchevskoy in Kamchatka // J. Geophys. Res. Solid Earth, 2017, v. 122, p. 3852-3874. 47. Leake B.E., Woolley A.R., Arps C.E.S., Birch W.D., Gilbert M.C., Grice J.D., Hawthorne F.C., Kato A., Kisch H.J., Krivovichev V.G., Linthout K., Laird J., Mandarino J., Maresch W.V., Nickel E.H., Rock N.M.S., Schumacher J.C., Smith D.C., Stephenson N.C.N., Ungaretti L., Whittaker E.J.W., Youzhi G. Nomenclature of amphiboles: report of the Subcommittee on Amphiboles of the International Mineralogical Association, Commission on New Minerals and Mineral Names // Can. Mineral., 1997, v. 35, p. 219-246. 48. Le Roux V., Dick H.J.B., Shimizu N. Tracking flux melting and melt percolation in supra-subduction peridotites (Josephine ophiolite, USA) // Contrib. Mineral. Petrol., 2014, v. 168, Article 1064. 49. Li X.P., Zhang L., Wei C., Al Y., Chen J. Petrology of rodingite derived from eclogite in western Tianshan, China // J. Metamorph. Geol., 2007, v. 25, p. 363-382. 50. Loucks R.R. A precise olivine-augite Mg-Fe-exchange geothermometer // Contrib. Mineral. Petrol., 1996, v. 125 (2), p. 140-150. 51. Mandler B.E., Grove T.L. Controls on the stability and composition of amphibole in the Earth's mantle // Contrib. Mineral. Petrol., 2016, v. 171, Article 68. 52. McDonough W.F., Frey F.A. Rare earth elements in upper mantle rocks // Geochemistry and mineralogy of the rare earth elements. Washington, D.C., Mineral. Soc. Am., Reviews in Mineralogy, 1989, v. 21, p. 99-145. 53. Nicolas A., Prinzhofer A. Cumulative or residual origin for the transition zone in ophiolites: structural evidence // J. Petrol., 1983, v. 24 (2), p. 188-206. 54. Parkinson I.J., Pearce J.A. Peridotites from the Izu-Bonin-Mariana forearc (ODP Leg 125): Evidence for mantle melting and melt-mantle interaction in a supra-subduction zone setting // J. Petrol., 1998, v. 39 (9), p. 1577-1618. 55. Pearce J.A., Barker P.F., Edwards S.J., Parkinson I.J., Leat P.T. Geochemistry and tectonic significance of peridotites from the South Sandwich arc-basin system, South Atlantic // Contrib. Mineral. Petrol., 2000, v. 139, p. 36-53. 56. Pirajno F. Effects of metasomatism on mineral systems and their host rocks: alkali metasomatism, skarns, greisens, tourmalinites, rodingites, black-wall alteration and listvenites // Metasomatism and the chemical transformation of rock. Lecture notes in Earth system sciences / Eds. D.E. Harlov, H. Austrheim. Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2013, p. 253-288. 57. Putirka K.D. Thermometers and barometers for volcanic systems // Rev. Mineral. Geochem., 2008, v. 69, p. 61-120. 58. Rudnick R.L., McDonough W.F., Chappell B.W. Carbonatite metasomatism in the northern Tanzanian mantle: petrographic and geochemical characteristics // Earth Planet. Sci. Lett., 1993, v. 114, p. 463-475. 59. Seyler M., Cannat M., Mével C. Evidence for major-element heterogeneity in the mantle source of abyssal peridotites from the Southwest Indian Ridge (52° to 68°E) // Geochem. Geophys. Geosyst., 2003, v. 4 (2), p. 9101. 60. Siegrist M., Yogodzinski G., Bizimis M., Fournelle J., Churikova T., Dektor C., Mobley R. Fragments of metasomatized forearc: origin and implications of mafic and ultramafic xenoliths from Kharchinsky Volcano, Kamchatka // Geochem. Geophys. Geosyst., 2019, v. 20 (9), p. 4426-4456. 61. Simkin T., Smith J.V. Minor-element distribution in olivine // J. Geol., 1970, v. 78 (3), p. 304-325. 62. Sobolev A.V., Hofmann A.W., Kuzmin D.V., Yaxley G.M., Arndt N.T., Chung S.-L., Danyushevsky L.V., Elliott T., Frey F.A., Garcia M.O., Gurenko A.A., Kamenetsky V.S., Kerr A.C., Krivolutskaya N.A., Matvienkov V.V., Nikogosian I.K., Rocholl A., Sigurdsson I.A., Sushevskaya N.M., Teklay M. The amount of recycled crust in sources of mantle-derived melts // Science, 2007, v. 316, p. 412-417. 63. Soustelle V., Tommasi A., Demouchy S., Ionov D.A. Deformation and fluid-rock interaction in the supra-subduction mantle: microstructures and water contents in peridotite xenoliths from the Avacha volcano, Kamchatka // J. Petrol., 2010, v. 51 (1-2), p. 363-394. 64. Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Magmatism in the ocean basins / Eds. A.D. Saunders, M.J. Norry, Geol. Soc. Spec. Publ., 1989, № 42, p. 313-345. 65. Suhr G., Seck H.A., Shimizu N., Günther D., Jenner G. Infiltration of refractory melts into the lowermost oceanic crust: evidence from dunite- and gabbro-hosted clinopyroxenes in the Bay of Islands Ophiolite // Contrib. Mineral. Petrol., 1998, v. 131, p. 136-154. 66. Till C.B., Grove T.L., Withers A.C. The beginnings of hydrous mantle wedge melting // Contrib. Mineral. Petrol., 2012, v. 163, p. 669-688. 67. Wallace M.E., Green D.H. The effect of bulk rock composition on the stability of amphibole in the upper mantle // Mineral. Petrol., 1991, v. 44, p. 1-19. 68. Wyllie P.J., Wolf M.B. Amphibolite dehydration-melting: sorting out the solidus // Geol. Soc. Spec. Publ., 1993, № 76, p. 405-416. 69. Vielzeuf D., Schmidt M.W. Melting relations in hydrous systems revisited: application to metapelites, metagreywackes and metabasalts // Contrib. Mineral. Petrol., 2001, v. 141, p. 251-267. 70. Yaxley G.M., Green D.H., Kamenetsky V. Carbonate metasomatism in the southeastern Australian lithosphere // J. Petrol., 1998, v. 39, p. 1917-1931. 71. Yaxley G.M., Kamenetsky V., Green D.H., Fallon T.J. Evidence for carbonatite metasomatism in spinel peridotite xenoliths from western Victoria, Australia // Earth Planet. Sci. Lett., 1991, v. 148, p. 433-446.