Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2024
Идентификатор DOI: 10.31857/S0869590324030053
Ключевые слова: paralava, pyrogenic processes, alkaline ultrabasic melts, melilite leucite clinopyroxenite, cryptic zonation in clinopyroxene, Esseneite, Purtovino, Vologda oblast, паралава, пирогенные процессы, щелочные ультраосновные расплавы, лейцит-мелилитовый клинопироксенит, скрытая зональность клинопироксена, эссенеит, Пуртовино, вологодская область
Аннотация: Представлена новая петрогенетическая схема формирования тела лейцит-мелилитового клинопироксенита р-на Пуртовино из паралавы щелочно-ультраосновного состава. Протолитом тела, по всей вероятности, была смесь осадочных пород верхнепермского возраста (алевролиты, мергели и др.). Явления дегазации, эвапорации и контактового термального метаморфизма оказали существенное воздействие на петрогенезис, обусловив значительное разнообразие минеральных видов в ассоциациях. Кристаллизация паралавы в близповерхностных условиях сопровождалась интенсивной дегазацией и везикуляцией расплава, обусловившей локально значительную пористость пород. Высокая степень окисления расплава и прогрессивный рост <i>f</i>O2, вероятно вследствие удаления H2 при везикуляции и диссоциации воды, способствовали ранней кристаллизации магнезиохромита <i>(Mchr)</i> и хромистой шпинели, обогащенных Fe3+, затем минералов серии магнезиоферрит-магнетит. Плавление <i>in situ</i> кварцсодержащих и карбонатно-глинистых пород привело к развитию обособлений перщелочного фельзитового стекла, окружающего частично резорбированные зерна кварца. Обильные выделения волластонита и редкого ларнита формировались в ходе контактного термального пирометаморфизма. Прогрессивное накопление щелочей в расплаве в ходе его кристаллизации вело к росту содержания Na в минералах серии акерманит-геленит. Лейцит формировался после мелилита. Кристаллы клинопироксена обладают концентрической скрытой зональностью. Зона аномального обогащения Mg в Cpx образована в связи с локальным дефицитом Fe2+. В результате продолжающегося роста <i>f</i>O2 в каймах зональных зерен клинопироксена состав эссенеита достигает значений Fe3+ = 0.48-0.54 а.ф.е. Две схемы парных изоморфных замещений: Mg2+ + Si4+ → (Fe3+ + Al3+) и (Ti4+ + Al3+) + (Na + K)+ → 2Mg2+ + Si4+ прослеживаются в разных текстурно-структурных разновидностях Cpx. Возможно, ранее существовавшие зерна оливина (в парагенезисе с <i>Mchr</i>) были полностью замещены сепиолитом-палыгорскитом в ассоциации с браунмиллеритом и сребродольскитом (Fe3+-доминантным аналогом). Пласт щелочного микроклинопироксенита является уникальным для Русской плиты, и другие пирогенные образования здесь нуждаются в дальнейшем изучении. Последующие исследования также призваны оценить содержание и объем каменного угля (или другого источника углеводородов), возгорание и длительное горение которого обеспечило формирование значительного объема щелочно-ультраосновной паралавы р-на Пуртовино. A novel petrogenetic scheme is discussed for the formation of a melilite leucite clinopyroxenite body from an alkaline-ultrabasic paralava in the Purtovino area. Its protolith was likely a mixture of Upper Permian sedimentary rocks (aleurolite, marl, among others). Degassing, evaporation, and thermal (contact) metamorphism have significantly influenced the petrogenesis to produce a wide diversity of species present in mineral associations. The crystallization of paralava in a shallow setting was accompanied by an intense degassing and vesiculation of the melt, causing locally high porosity in the rock. An elevated degree of oxidation of the initial melt and progressive growth of <i>f</i>O2 were likely related to the H2 loss during the vesiculation and dissociation of H2O. Consequently, ferrian magnesiochromite (<i>Mchr)</i> and chromian spinel (Fe3+-enriched) were the early phases to crystallize; they were followed by members of the magnesioferrite-magnetite series. In situ melting of quartz-bearing and carbonate-clay rocks led to the development of domains of peralkaline felsic glass that surround partially resorbed quartz grains. Numerous grains of wollastonite and rare larnite formed during contact pyrometamorphism. The alkalis increased progressively during crystallization, with a notable enrichment in Na (up to 0.30 apfu) in the akermanite-gehlenite series. The formation of leucite following melilite is indicated. Euhedral grains of Cpx display concentric cryptic zonation, with a zone of extreme Mg enrichment due to a local deficit in Fe2+. As consequences of the continuing rise in <i>f</i>O2, esseneite crystallized in the rim of zoned clinopyroxene. Two schemes of coupled substitution account for the composition of Cpx grains analyzed in various textural relationships: Mg2+ + Si4+ → (Fe3+ + Al3+) and (Ti4+ + Al3+) + (Na + + K)+ → 2Mg2+ + Si4+. The pre-existing grains of olivine (associated with Mchr) were likely replaced completely by sepiolite-palygorskite associated with brownmillerite and its probable Fe3+-dominant counterpart, srebrodolskite. The investigated layer of alkaline microclinopyroxenite is unique in the Russian Plate, and a search is thus required to recognize other pyrogenic products. Also, further research is required to evaluate the contents and volumes of coal (or other sources of hydrocarbons) that could cause spontaneous and long-lasting combustion to form the considerable volume of paralava recognized in the Purtovino area.
Журнал: Петрология
Выпуск журнала: Т. 32, № 3
Номера страниц: 363-382
ISSN журнала: 08695903
Место издания: Москва
Издатель: Российская академия наук