Nghiên cứu chi tiết về khoáng vật và hóa học của một xenolit lớn spinel Lherzolite trong bazan kiềm của núi lửa cổ Shavaryn Tsaram, Mông Cổ

Geochemistry International - Tập 47 - Trang 18-40 - 2009
F. P. Lesnov1, S. V. Palesskii1, I. V. Nikolaeva1, O. A. Koz’menko1, A. M. Kuchkin1, V. N. Korolyuk1
1Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russia

Tóm tắt

Dữ liệu khoáng vật-hóa học thu được trên một xenolit lớn spinel lherzolite từ basanit của núi lửa Shavaryn Tsaram (Thế Pleistocen giữa) cung cấp bằng chứng rằng xenolit đã bị ảnh hưởng bởi nhiệt và chất lỏng từ sự nóng chảy của bazan, tạo ra sự không đồng nhất về hóa học của xenolit. Các tinh thể olivin từ phần trung tâm của xenolit chứa nhiều CaO hơn so với khoáng vật này từ các vùng ngoại vi của xenolit, cũng như trong các tinh thể ngoại lai của các bazan chủ. Xenolit lớn này đã được xử lý không đồng đều bởi sự nóng chảy của bazan chủ, điều này đã xác định sự “tinh chế” theo điều kiện khuếch tán không đồng nhất của các tinh thể olivin ra khỏi tạp chất CaO của chúng. Xenolit có sự giàu có không đồng nhất về LREE và một số nguyên tố vi lượng (Zr, Hf, Nb, Th và U), và sự phân bố của chúng cho thấy vùng phân lớp đồng tâm không rõ ràng: những nguyên tố này làm giàu phần ngoài của xenolit. Sự làm giàu của xenolit về LREE và các nguyên tố vi lượng di động khác được giải thích bởi sự xuất hiện của chúng không chỉ là các thành phần gắn kết cấu (đồng hình) trong khoáng vật mà còn dưới dạng tạp chất không cấu trúc (chất ô nhiễm), như các hạt nhỏ của các hợp chất nằm trong không gian giữa các hạt và các vết nứt nhỏ cắt ngang các hạt khoáng vật. Sự làm giàu của xenolit về các tạp chất này diễn ra qua sự xâm nhập kiểm soát của chúng với chất lỏng từ bazan dọc theo các vết nứt nhỏ.

Từ khóa

#xenolit #spinel lherzolite #hóa học khoáng vật #bazan kiềm #Mông Cổ

Tài liệu tham khảo

D. A. Ionov, “Xenoliths in Continental Basalts,” in Magmatic Rocks. Ultrabasic Rocks, Ed. by E. E. Laz’ko and E. V.Sharkov (Nauka, Moscow, 1988), pp. 311–332 [in Russian]. D. A. Ionov, A. W. Hofmann, and N. Shimizu, “Metasomatism-Induced Melting in Mantle Xenoliths from Mongolia,” J. Petrol. 35, 753–785 (1994). F. P. Lesnov, “Deep-Seated Ultramafic Xenoliths in Alkaline Basaltic Provinces: Features of Rare-Earth Geochemistry,” Tikhookean. Geol., No. 2, 15–37 (2003). L. V. Agafonov, G. V. Pinus, F. P. Lesnov, et al., “Deep-Seated Xenoliths in the Alkaline Basaltoid Pipes of Shavaryn Tsaram, Mongolia,” Dokl. Akad. Nauk SSSR 224, 1163–1165 (1975). L. V. Agafonov, G. V. Pinus, F. P. Lesnov, et al., “Xenoliths of Pyrope Lherzolites in the Cenozoic Basalts of Central Khangai,” in Principal Geological Problems of Mongolia (Nauka, Moscow, 1977), pp. 156–167 [in Russian]. L. V. Agafonov, V. A. Kutolin, and F. P. Lesnov, “Influence of Basaltic Magma on Ultrabasic Xenoliths and the Relative Stability of Minerals in the Basaltic Melt,” in Materials on Petrology and Mineralogy of Ultrabasic and Alkaline Rocks (Nauka, Novosibirsk, 1978), pp. 67–84 [in Russian]. F. P. Lesnov, L. V. Agafonov, G. V. Pinus, and Yu. O. Lipovskii, “On the First Find of Moissanite in Mongolia,” Geol. Geofiz., No. 6, 119–122 (1976). L. V. Agafonov and Yu. A. Erkushev, “Rare Earth Element Distribution in Rocks from Shavaryn Tsaram Volcano, Mongolia,” Geol. Geofiz., No. 6, 65–76 (1984). V. V. Kepezhinskas, Cenozoic Alkaline Basaltoids of Mongolia and Mantle Nodules in Them (Nauka, Moscow, 1979) [in Russian]. H.-G. Stosch, G. W. Lugmair, and V. I. Kovalenko, “Spinel Peridotite Xenoliths from the Tariat Depression, Mongolia. II: Geochemistry and Nd and Sr Isotopic Composition and Their Implications for the Evolution of the Subcontinental Lithosphere,” Geochim. Cosmochim. Acta 50, 2601–2614 (1986). I. D. Ryabchikov, L. N. Kogarko, V. I. Kovalenko, et al., “Rare-Earth Elements as Indicators of the Geochemical Evolution of the Mantle: Evidence from Peridotite Nodules,” Dokl. Akad. Nauk SSSR 302, 440–443 (1988). V. I. Kovalenko, I. D. Ryabchikov, and H.-G. Stosch, “Rare-Earth Element Geochemistry in Spinel Lherzolite Nodules: A Model of Primitive Mantle,” Geokhimiya, No. 6, 771–784 (1989). F. P. Lesnov, “Moissanite,” in Minerals of Mongolia (2006), p. 22. Minerals. A Guidebook. Vol. 3, Vyp. 1 (Nauka, Moscow, 1972) [in Russian]. W. F. McDonough and F. A. Frey, “Rare Earth Elements in Upper Mantle Rocks,” in Geochemistry and Mineralogy of Rare Earth Elements, Ed. by B. R. Lipin and G. A. McKay, Rev. Mineral. 21, 99–146 (1989). V. S. Shatskii, E. S. Sitnikova, O. A. Koz’menko, et al., “Behavior of Incompatible Elements during High-Pressure Metamorphism,” Geol. Geofiz. 47(4), 485–498 (2006). F. P. Lesnov, A. A. Mongush, G. N. Anoshin, et al., “ICPMS Studies of REE and PGE Distribution in Rocks from Mafic-Ultramafic Massifs of Tuva: First Data,” in Petrology of Magmatic and Metamorphic Complexes (Izd-vo Tomsk. Gos. Univ., Tomsk, 2005), pp. 268–277 [in Russian]. E. V. Krivonosova, V. V. Yarmolyuk, and A. A. Mongush, “Geological-Geomorphological Features and Evolution of the Formation of the Late Cenozoic Volcanic Area of the Tariat Depression, Mongolia,” in State and Development of Natural Resources of Tuva and Adjacent Regions of Central Asia. Geoecology of Nature and Socium. Vyp. 8 (Tuv. IKOPR. SO RAN, 2005), pp. 92–99 [in Russian]. S. S. Sun and W. F. McDonough, “Chemical and Isotopic Systematics of Oceanic Basalt: Implications for Mantle Composition and Processes,” in Magmatism in Ocean Basins, Ed. by A. D. Saunders and M. J. Norry, Geol. Soc. Spec. Publ. 42, 313–345 (1989). N. M. Evensen, P. J. Hamilton, and R. K. O’Nions, “Rare Earth Abundances in Chondritic Meteorites,” Geochim. Cosmochim. Acta 42, 1199–1212 (1978). A. E. Ringwood, I. D. MacGregor, and F. R. Boyd, “Petrographic Composition of the Upper Mantle,” in Petrological Composition of the Upper Mantle (Mir, Moscow, 1968), pp. 272–277 [in Russian]. A. G. Betekhtin, Treatise on Mineralogy (Gosgeoltekhizdat, Moscow, 1956) [in Russian]. L. P. Rikhvanov, Radiogeochemical Systematics of Ore-Magmatic Systems (Geo, Novosibirsk, 2002) [in Russian]. H.-G. Stosch and H. A. Seck, “Geochemistry and Mineralogy of Two Spinel Peridotite Suites from Dreiser Weiher, West Germany,” Geochim. Cosmochim. Acta 44, 457–470 (1980). H.-G. Stosch, “Rare Earth Partitioning between Minerals from Anhydrous Peridotite Xenoliths,” Geochim. Cosmochim. Acta 46, 793–811 (1982). S. M. Eggins, R. L. Rudnick, and W. F. McDonough, “The Composition of Peridotites and Their Minerals: A Laser-Ablation ICP-MS Study,” Earth Planet. Sci. Lett. 154, 53–71 (1998). I. V. Ashchepkov, N. V. Vladykin, I. V. Nikolaeva, et al., “Mineralogy and Geochemistry of Mantle Inclusions and Mantle Column Structure of the Yubileinaya Kimberlite Pipe, Alakit Field, Yakutia,” Dokl. Akad. Nauk 395(4), 1–7 (2004) [Dokl. Earth Sci. 395, 378–384 (2004)]. E. I. Dontsova, “Distribution of Oxygen Isotopes in Mineral and Rocks and Problem of Their Genesis,” in Proceedings of 23rd International Geological Congress (Academia, Prague, 1968), pp. 67–78. I. N. Bindeman, V. V. Ponomareva, J. C. Bailey, and J. W. Valley, “Volcanic Arc of Kamchatka: A Province with a High-δ18O Magma Source and Large-Scale 18O/16O Depletion of the Upper Crust,” Geochim. Cosmochim. Acta 68, 841–865 (2004). J. W. Velley, P. D. Kinny, D. J. Schulze, and M. J. Spicuzza, “Zircon Megacrysts from Kimberlite: Oxygen Isotope Variability among Mantle Melts,” Contrib. Mineral. Petrol. 133, 1–11 (1998).