Микроэлементный состав апатита в метаморфических породах Приполярного Урала | Геосферные исследования. 2025. № 4. DOI: 10.17223/25421379/37/5

Микроэлементный состав апатита в метаморфических породах Приполярного Урала

Приведены результаты изучения геохимических особенностей акцессорного апатита из различно метаморфизованных пород докембрийского разреза Приполярного Урала: продуктов проградного метаморфизма зеленосланцевой и амфиболитовой фаций и низкотемпературных диафторитов по метаморфитам амфиболитовой фации. Установлено, что с повышением степени метаморфизма в апатите увеличивается количество F и РЗЭ, а также проявляется отчетливая отрицательная Eu аномалия на мультиэлементных спектрах, нормированных по хондриту. При диафторезе пород в апатите снижается содержание легких РЗЭ и увеличивается отношение Sr/Y, а также изменяется знак Sr аномалий на мультиэлементных спектрах, нормированных по хондриту, с отрицательных на положительные. При этом состав апатита при диафторезе может изменяться незначительно, поскольку даже в случае полного замещения первичных метаморфических минеральных парагенезисов новообразованными низкотемпературными минералами, этот минерал испытывает только частичную перекристаллизацию и не утрачивает полностью геохимические свойства, приобретенные им на более ранних стадиях кристаллизации. Показано, что особенности состава и некоторые морфологические признаки акцессорного апатита (постоянное присутствие детритовых ядер в апатитах из проградно метаморфизованных низкотемпературных пород, наличие перламутрового блеска и включений монацита в апатитах из низкотемпературных диафторитов и др.) могут быть использованы как надежный минералогический критерий для разделения пород, испытавших низкотемпературный проградный метаморфизм от ретроградно измененных метаморфических образований (диафторитов), которые часто визуально не различимы. Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 1

Ключевые слова

микроэлементный состав, акцессорный апатит, проградный и ретроградный метаморфизм, докембрий, Приполярный Урал

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Пыстина Юлия Ивановна	Институт геологии им. Н.П. Юшкина ФИЦ Коми НЦ УрО РАН	доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник, лаборатория региональной геологии	yuliya_pystina@mail.ru
Пыстин Александр Михайлович	Институт геологии им. Н.П. Юшкина ФИЦ Коми НЦ УрО РАН	доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник, лаборатория региональной геологии	pystin.48@mail.ru
Потапов Игорь Леонидович	Институт геологии им. Н.П. Юшкина ФИЦ Коми НЦ УрО РАН	кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник, лаборатория региональной геологии	ilpotapov@geo.komisc.ru

Всего: 3

Ссылки

Zhu C., Sverjensky D.A. F-Cl-OH partitioning between biotite and apatite // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1992. V. 56 (9). P. 3435-3467.

Zhu C. Sverjensky D.A. Partitioning of F-Cl-OH between minerals and hydrothermal fluids // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1991. V. 55 (7). P. 1837-1858.

Tang Y.T., Han C.M., Bao Z.K., Huang Y.Y., Hea W., Hua W. Analysis of apatite crystals and their fluid inclusions by synchrotron radiation X-ray flourescence microprobe // Spectrochim Acta. 2005. V. 60. P. 439-446.

Veselovskiy R.V., Thomson S.N., Arzamastsev A.A., Zakharov V.S. Apatite fission track thermochronology of Khibina Massif (Kola Peninsula, Russia): Implications for post-Devonian Tectonics of the NE Fennoscandia // Tectonophysics: International Journal of Geotectonics and the Geology and Physics of the Interior of the Earth. 2015. V. 665. P. 157-163.

Smith M.P., Yardley B.W.D. Fluid evolution during metamorphism of the Otago Schist, New Zealand; (II), Influence of detrital apatite on fluid salinity // Metamorphic Geology. 1999. V. 17. P. 187-193.

Spear F.S., Joseph M.P. Apatite, Monazite and Xenotime in Metamorphic Rocks // Reviews on mineralogy and geochemistry. 2002. V. 48 (1). P. 293-335.

Sallet R., Sabatier H. A new formulation of the biotite-apatite geothermometer. Applications to magmatic and sub-solidus conditions: Santa Catarina, Brazil, and Bingham, USA mining districts; Bishop Tuff, USA and Ploumanac'h granite, France. Sociedade Brasileira de Geologia // Congresso Brasileiro de Geologia. 1996. V. 39. P. 115-119.

Pan Y., Fleet M.E.Compositions of the apatite-group minerals:Substitution mechanisms and controlling factors // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2002. V. 48. P. 13-49.

Pystin A.M., Pystina Yu., Ulyasheva N.S., Grakova O.V. U-Pb dating of detrital zircons from basal Post Paleoproterozoic metasediments in the Subpolar and Polar Urals: Evidence for a Cryogenian, not Mesoproterozoic Age // International Geology Review. 2020. V. 62 (17). P. 2189-2202.

Palma G., Barra F., Reich M., Valencia V., Simon A.C., Vervoort J., Leisen M., Romero R. Halogens, trace element concentrations, and Sr-Nd isotopes in apatite from iron oxideapatite (IOA) deposits in the Chilean iron belt: Evidence for magmatic and hydrothermal stages of mineralization // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2019. V. 246. P. 515-540.

O’Sullivan G.J., Chew D., Kenny G., Henrichs I., Mulligan D. The trace elementcomposition of apatite and its applicationto detrital provenance studies // Earth-Science Review. 2020. V. 201. P. 1-20. 103044. doi: 10.1016/j.earscirev.2019.103044.

O’Sullivan G.J., Chew D. M., Morton A.C., Mark C., Henrichs I.A. Antegrated Apatite Geochronology and Geochemistry Tool for Sedimentary Provenance Analysis // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2018. V. 19 (4). P. 1309-1326.

O’Sullivan G.J., Chew D.M., Samson S.D. Detecting magma-poor orogens inthe detrital record // Geology. 2016. V. 44. P. 871-874.

Nutman A.P. Apatite recrystallisation during prograde metamorphism, Cooma,southeast Australia: implications for using an apatite -graphite association as a biotracerin ancient metasedimentary rocks // Australian Journal of Earth Sciences. 2007. V. 54. P. 1023-1032.

Mao M., Rukhlov A.S., Rowins S.M., Spence J., Coogan L.A. Apatite trace elements compositions: A robust new tool for mineral exploration // Economic Geology. 2016. V. 111. P. 1187-1222.

McDonough W.F., Sun S.S. The composition of the Earth // Chemical Geology. 1995. V. 120. P. 223-253.

Nishizawa M., Takahata N., Terada K., Komiya T., Ueno Y., Sano Y. Rare-earth element, lead, carbon, and nitrogen geochemistry of apatite-bearing metasediments from the similar to 3.8 Ga Isua supracrustal belt, West Greenland // International Geology Review. 2018. V. 47 (9). P. 952-970.

Malusa M.G., Fitzgerald P.G. (Eds.). Fission-Track Thermochronology and its Application to Geology. Cham : Springer, 2019. 393 p.

Kusebauch C., John T., Whitehouse M.J., Engvik A.R. Apatite as probe for the halogen composition of metamorphic fluids (Bamble Sector, SE Norway) // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2015. V. 170. P. 1-20.

Jung S., Hellebrand E. Textural, geochronological and chemical constraints from polygenetic titanite and monogenetic apatite from a mid-crustal shear zone: An integrated EPMA, SIMS, and TIMS study // Chemical Geology. 2007. V. 241 (1-2). P. 88-107.

Jepson G., Carrapa B., George S.W.M., Triantafyllou A., Ega S.M., Constenius K.N., Gehrels G.E., Ducea M.N. Resolving midto upper-crustalexhumation through apatite petrochronology and thermochronology // Chemical Geology. 2021. V. 565 (1):120071. doi: 10.1016/j.chemgeo.2021.12007.

Hughes J.M, Rakovan J.F. Structurally robust, chemically diverse:apatite and apatite supergroup minerals // Elements. 2015. V. 11. P. 165-170.

Horie K., Hidaka H., Gauthier-Lafaye F. Elemental distribution in apatite, titanite and zircon during hydrothermal alteration: Durability of immobilization mineral // Physics and Chemistry of the Earth. 2008. V. 33. P. 962-968.

Henrichs L.A., O’Sullivan G.J., Chew D.M., Mark C., Babechuk M.G., McKenna C., Emo R. The trace element and U-Pb sys-tematics of metamorphic apatite // Chemical Geology. 2018. V. 483. P. 218-238.

Henrichs L.A., Chew G.J. O’Sullivan G.J., Mark C., McKenna C., Guyett P. Trace-element (Mn-Sr-Y-Th-REE) and U-Pb isotope systematics ofmetapelitic apatite during progressive greenschistto amphibolite-facies Barrovian metamorphism // Geochemistry, Geophysics, Geosystems.2019. V. 20 (8). P. 4103-4129.

Harlov D.E., Wirth R., Hetherington C.J. Fluid-mediated partial alteration in monazite: the role of coupled dissolution-reprecipitation in element redistribution and mass transfer // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2011. V. 162. P. 329 -348. doi: 10.1007/ s00410-010-0599-7.

Harlov D.E. Apatite: A fingerprint for metasomatic processes // Elements. 2015. V. 11. P. 171-176.

Harlov D.E., Wirth R., Hetherington C.J. The relative stability of monazite and huttonite at 300-900 °C and 200-1000 MPa: Metasomatism and the propagation of metastable mineral phases // American Mineral. 2007. V. 92. P. 1652-1664. doi: 10.2138/ am.2007.2459.

Harlov D.E., Wirth R., Forster H.J. An experimental study of dissolution-reprecipitation in fluorapatite: fluid infiltration and the formation of monazite // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2005. V. 150. P. 268-286. doi: 10.1007/ s00410-005-0017-8.

Harlov D.E., Forster H.J. Fluid-induced nucleation of REE phosphate minerals in apatite: nature and experiment. Part II. Fluorapatite // American Mineralogist. 2003. V. 88. P. 1209-1229. doi: 10.2138/am-2003-8-905.

Harlov D.E., Forster H.J., Nijland T.G. Fluid-induced nucleation of (Y + REE)-phosphate minerals within apatite: nature and experiment. Part I Chlorapatite // American Mineralogist. 2002. V. 87. P. 245-261.

Gawęda А., Szopa K., Chew D.M, Gary J., O'Sullivan G.J., Burda J., Klötzli U., Golonka J. Variscan post-collisional cooling and uplift of the Tatra Mountains crystalline block constrained by integrated zircon, apatite and titanite LA-(MC)-ICP-MS U-Pb dating and rare earth element analyses // Chemical Geology. 2018. V. 484. P. 191-209.

Enkelmann E., Ehlers T.A., Buck G., Schatz A.K. Advantages and challenges of automated apatite fission track counting // Chemical Geology. 2012. V. 322-323. P. 278-289.

Danisik M Integration of fission-track thermochronology with other geochronologic mrthods on single crystals // Fission-track thermochronology and its application to geology. Cham : Springer, 2019. P. 93-108.

El Korh A., Schmidt S.T., Ulianov A., Potel S. Trace element partitioning in hp-lt metamorphic assemblages during subduction-related metamorphism, Ile de Groix, France: a Detailed LA-ICPMS Study // Journal of Petrology. 2009. V. 50 (6). P. 1107-1148.

Chu M.F., Wang K.L., Griffin W.L., Chung S.L., O’Reilly S.Y., Pearson N.J., Iizuka Y. Apatite Composition: Tracing Petrogenetic Processes in Transhimalayan Granitoids // Journal of Petrology. 2009. V. 50 (10). P. 1829-1855.

Carrapa B., DeCelles P.C., Reiners P.W., Gehrels G.E., Sudo M Apatite triple dating and white mica 40Ar/39Ar thermochonology of syntectonci detritus in the Central Andes: A multiphase tectonothermal history // Geology. 2009. V. 37 (5). P. 407-410.

Brenan J.M Partitioning of fluorine and chlorine between apatite and aqueous fluids at high pressure and temperature: implications for the F and Cl content of high P-T fluids // Earth and Planetary Sciences Letters. 1993. V. 117. P. 251-263.

Bingen B., Demaiffe D., Hertogen J. Redistribution of rare earth elements, thorium, and uranium over accessory minerals in the course of amphibolite to granulite facies metamorphism: the role of apatite and monazite in orthogneisses from southwestern N orway // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1996. V. 60. P. 1341-1354.

Belousova E.A., Walters S., Griffin W.L., O’Reilly S.Y. Trace-elementsignatures of apatites in granitoids fromthe Mt Isa Inlier, Northwestern Queensland // Australian Journal of Earth Sciences. 2001. V. 48. P. 603-619.

Belousova E.A., Griffin W.L., O'Reilly S.Y., Fisher N.L. Igneous zircon: trace element composition as an indicator of source rock type // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2002. V. 143 (5). P. 602-622.

Bea F., Montero P. Behavior of accessory phases and redistribution of Zr, REE, Y, Th, and U during metamorphism and partial melting of metapelites in the lower crust: an example from the Kinzigite Formation of Ivrea-Verbano, NW Italy // Geochimica et Cosmo-chimica Acta. 1999. V. 63 (7-8). P. 1133-1153.

Antignano A., Manning C.E. Fluorapatite solubility in H2O and H2O-NaCl at 700 to 900 °C and 0.7 to 2.0 GPa // Chemical Geology. 2008. V. 251. P. 112-119.

Abdullin F., Sole J., Solari L., Shchepetilnikova V., Meneses-Rocha J.J., Pavlinova N., Rodriguez-Trejo A. Single-grain apatite geochemistry of Permian-Triassic granitoids and Mesozoic and Eocene sandstones from Chiapas, southeast Mexico: implications for high pressure and temperature: implications for the F and Cl content of high P-T fluids // Earth Planet Sci. Let. 2016. V. 117. P. 251-263.

Стратиграфические схемы Урала (докембрий, палеозой). Екатеринбург: Уралгеолком, 1993. 152 с.

Юдович Я.Э., Кетрис М.П., Рыбина Н.В. Обманщик-апатит - уникальный индикатор материнских горных пород и руд, а также петро-, литои рудогенеза // Уральский геологический журнал. 2022. № 1. С. 3-88.

Соболев А.В., Батанова В.Г. Мантийные лерцолиты офиолитового комплекса Троодос, о-в Кипр: геохимия клинопироксена // Петрология. 1995. Т. 3, № 5. С. 487-495.

Сафонов О.Г., Бутвина В.Г.,Лиманов Е.В., Косова С.А Минеральные индикаторы реакций с участием солевых компонентов флюидов в глубокой литосфере // Петрология. 2019. Т. 27, № 5. С. 525-556.

Савко К.А., Пилюгин С.М., Новикова М.А Состав апатита из пород разного возраста железисто-кремнистых образований Воронежского кристаллического массива как индикатор флюидного режима метаморфизма // Вестник Воронежского государственного университета. Геология. 2007. № 2. С. 78-93.

Пыстина Ю.И. Типоморфизм апатитов метаморфических пород северной части Приполярного Урала // Известия Коми НЦ УрО РАН. Науки о Земле. 2022. № 2. С. 55-63.

Пыстина Ю.И., Пыстин А.М., Хубанов В.Б. Нижний докембрий в структуре палеозоид на Приполярном Урале // Доклады Российской академии наук. 2019. Т. 486, № 5. С. 572-576.

Пыстин А.М., Пыстина Ю.И., Хубанов В.Б. Первые результаты U-Pb датирования детритовых цирконов из базальных отложений верхнего докембрия Приполярного Урала // Доклады Российской академии наук. 2019. Т. 488, № 2. С. 54-57.

Пыстин А.М., Пыстина Ю.И. Геологическая позиция и возраст щокурьинской свиты на Приполярном Урале // Вестник Института геологии Коми НЦ УрO РАН. 2018б. № 10. С. 3-9.

Пыстин А.М., Пыстина Ю.И. Докембрий Приполярного Урала: хроностратиграфический аспект // Труды Карельского научного центра РАН. Геология докембрия. 2019. Т. 7, № 2. С. 34-52.

Пыстин А.М., Пыстина Ю.И. Геологическая позиция и возраст маньхобеинской свиты (RF1?) на Приполярном Урале // Вестник Института геологии Коми НЦ УрO РАН. 2018а. № 9. С. 3-9.

Пыстин А.М. Карта метаморфизма Приполярного и южной части Полярного Урала // Серия препринтов «Научные доклады». Сыктывкар : Коми НЦ УрО АН СССР, 1991. 20 с.

Попвасев К.С. Минералогия и P-T условияобразования амфиболитов няртинского метаморфического комплекса и маньхо-беинской свиты Приполярного Урала // Вестник Пермского университета. Геология. 2022. Т. 21, № 3. С. 216-228.

Путивцева Н.В. Морфология апатита // Известия вузов. Геология и разведка. 1985. № 2. С. 31-37.

Краснобаев А.А., Холоднов В.В. Редкоземельные элементы в апатитах и цирконах из гранитоидов и метаморфитов гнейсово-мигматитовых комплексов Урала и их петрологическая информативность // Кристаллохимические особенности силикатных минералов Урала. Свердловск : УНЦ АН сСсР, 1981. С. 14-40.

Иванов А.И., Журавлев В.А., Кравченко А.А., Лоскутов Е.Е. Типоморфизм апатитов Медведевского, Юхтинского и Джелтулинского мезозойских щелочных массивов (Южная Якутия) // Г еология и полезные ископаемые Северо-Востока России: Материалы 8-й Всесоюз. Рос. науч.-практ. конф. Т. 2. Якутск : Издательство СВФУ, 2018. С. 71-75.

Денисова Ю.В. Термометрия апатита из гранитов Николайшорского массива (Приполярный Урал // Материалы Всероссийской . научной конференции. Екатеринбург : ИГГ УрО РАН, 2018. C. 61-63.

Гордиенко В.В. Типоморфизм химического состава граната и апатита в гранитных пегматитах // Вопросы геохимии и типоморфизм минералов. 2008. № 6. С. 114-128.

Ветров Е.В., Буслов М.М., Де Г.И Эволюция тектонических событий и рельефа юго-восточной части Горного Алтая в позднем мезозое-кайнозое по данным трековой термохронологии апатита // Геология и геофизика. 2016. Т. 57, № 1. С. 125-142.

Бочарникова Т.Д., Холоднов В.В., Шагалов Е.С. Состав минералов (апатит, магнетит, ильменит и др.) как отражение процессов формирования рудных тел и расслоенности в Кусинской габбровой интрузии (Южный Урал). Литосфера. 2019. Т. 19, № 4.С. 533-557.

Багдасарян Т.Э., Г айдук А.В., Хубанов В.Б., Латышев А.В., Веселовский Р.В. Первые результаты трекового датирования апатита с применением LA-ICP-MS из кровли фундамента Сибирской платформы (Непско-Ботуобинская антеклиза) // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2023. Т. 510, № 2. С. 39-43.