Geochemical and Sr-Nd-Pb isotopic characteristics of alkaline rocks and carbonatite of the Belaya Zima Massif (Eastern Sayan) | Geosphere Research. 2020. № 1. DOI: 10.17223/25421379/14/3

Geochemical and Sr-Nd-Pb isotopic characteristics of alkaline rocks and carbonatite of the Belaya Zima Massif (Eastern Sayan)

There are the evolution trend of HFSE and REEs from early calcite carbonatite to calcite-dolomite and ankerite carbonatites. The calcite and calcite-dolomite carbonatites have the highest contents of Nb-Ta and Zr-Hf and reflect the early crystallization of pyrochlore and zirconolite. Late ankerite carbonatites are enriched in REEs in comparison with calcite and calcite-dolomite carbonatites, are REEs are concentrated in rare earth carbonates and monazite (Ce). Isotopic data (87Sr/86Sr = 0.702672-0.703125 and sNd (Т) = 3.14-4.97) for rocks of the Belaya Zima complex indicate that primary melts were formed from a heterogeneous, moderately depleted mantle source. The high concentration of incompatible elements in the rocks (Sr and Nb, La/Sm ratio), the presence of carbonatites in the complex indicate that the possible mantle metasomatic agent had a carbonate initial composition. This conclusion is confirmed by the results of melt inclusions study in minerals from the Belaya Zima ijolites [Andreeva et al., 2007]. A high Gd/Yb ratio (up to 7) in the rocks indicates that they were derivatives of primary melts formed by low degree of partial melting of a garnet-bearing source.

Download file

Counter downloads: 189

Keywords

Белозиминский массив, карбонатиты, щелочные силикатные породы, изотопные данные, мантийные источники, возраст, раскол суперконтинента Родиния, Belaya Zima massif, carbonatites, alkaline silicate rocks, trace elements, Sr-Nd isotopic data, mantle source, Pb/Pb age, breakup of the Rodinia supercontinent

Authors

Name	Organization	E-mail
Khromova Elena А.	Geological Institute SB RA	lena.khromova.00@mail.ru
Doroshkevich Anna G.	Geological Institute SB RA; V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy SB RAS	doroshkevich@igm.nsc.ru
Izbrodin Ivan А.	Geological Institute SB RA	izbrodin@ginst.ru

Всего: 3

References

Андреева И.А. Карбонатитовые расплавы в оливине и магнетите из редкометальных карбонатитов щелочного карбонатитового комплекса Белая Зима (Восточный Саян, Россия) // Доклады Академии наук. 2014. Т. 455, № 3. С. 562-566

Андреева И.А., Коваленко В.И., Кононкова Н.Н. Химический состав магмы (расплавных включений) мелилитсодержащего нефелинита карбонатитового комплекса Белая Зима, Восточный Саян // Доклады Академии наук. 2004. Т. 394, № 4. С. 518-522

Андреева И.А., Коваленко В.И., Никифоров А.В., Кононкова Н.Н. Состав магм, условия образования и генезис карбонатсодержащих ийолитов и карбонатитов щелочного комплекса Белая Зима, Восточный Саян // Петрология. 2007. Т. 15, № 6. С. 594-619

Арзамасцев А.А., Арзамасцева Л.В. Геохимические индикаторы эволюции щелочно-ультраосновных серий палеозойских массивов Фенноскандинавского щита // Петрология. 2013. T. 2 (3). С. 277-308

Багдасаров Ю.А. О типах танталониобиевых руд и некоторых особенностях их размещения в карбонатитах // Геология рудных месторождений. 1974. Т. 16, № 5. С. 15-24

Багдасаров Ю.А. Редкометальный рудный потенциал магматических и гидротермально-метасоматических карбонатитов // Геология рудных месторождений. 1994. № 4. С. 326-335

Багдасаров Ю.А., Вороновский С.Н. Новые данные K-Ar-возраста ультраосновных-щелочных карбонатитовых комплексов Восточного Саяна и некоторые вопросы их образования // Доклады Академии наук СССР. 1980. Т. 254, № 1. С. 171-175

Березина Л.А. Геохимия радиоактивных элементов в редкометальных карбонатитовых комплексах (на примере одного из массивов Сибири) // Геология месторождений редких элементов. М. : Недра, 1972. С. 154-174

Бородин Л.С., Капустин Ю.Л. Бербанкит первая находка в СССР // Доклады Академии наук СССР. 1962. Т. 147, № 2. С. 462-465

Булах А.Г., Иваников В.В. Проблемы минералогии и петрологии карбонатитов. Л. : Изд-во ЛГУ, 1984. 244 с

Верниковская А.Е., Верниковский В.А., Сальникова Е.Б., Котов А.Б., Ковач В.П., Травин А.В., Вингейт М.Т.Д. Лейкогранитный магматизм А-типа в эволюции континентальной коры западного обрамления Сибирского кратона // Геология и геофизика. 2007. Т. 48 (1). С. 5-21

Владыкин Н.В. Геохимия изотопов Sr и Nd щелочных и карбонатитовых комплексов Сибири и Монголии и некоторые геодинамические следствия // Проблемы источников глубинного магматизма и плюмы / ред. Н.В. Владыкин. Иркутск, 2005. С. 13-30

Врублевский В.В., Ревирдатто В.В., Изох А.Э., Гертнер И.Ф., Юдин Д.С., Тишин П.А. Неопротерозойский карбонатитовый магматизм Енисейского кряжа, центральная Сибирь: 40Ar/Ar39 - геохронология пенченгинского комплекса // Доклады Академии наук. 2011. Т. 437, вып. 4. С. 514-519

Врублевский В.В., Сазонов А.М., Гертнер И.Ф., Тишин П.А., Колмаков Ю.В. Геохронология и магматические источники щелочных пород и карбонатитов южного Заангарья, Енисейский Кряж // Известия Томского политехнического университета. 2012. Т. 320, № 1. С. 63-70

Гайдукова В.С., Здорик Т.Б. Минералы редких элементов в карбонатитах // Геология месторождений редких элементов. М. : Госгеолтехитздат, 1962. С. 86-117

Гладкочуб Д.П., Донжая Т.В., Мазукабзов А.М., Маневич А.М., Cкляpов Е.В., Пономаpчук В.А. Комплексы-индикаторы процессов растяжения на юге Сибирского кратона в докембрии // Геология и геофизика. 2007. T. 48 (1). С. 22-41

Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 1 000 000 (третье поколение). Сер. Алдано-Забайкальская. Лист O-52 - Томмот. СПб., 2016

Егоров Л.С. Ийолит-карбонатитовый плутонизм. Л. : Недра, 1991. 260 с

Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.М. Тектоника литосферных плит территории СССР. М. : Недра, 1990. Т. 2. 334 с

Когарко Л.Н., Хендерсон М., Фоланд К. Эволюция и изотопные источники Гулинского ультраосновного щелочного массива (Полярная Сибирь) // Доклады Академии наук. 1999. Т. 364, № 2. С. 235-237

Никифоров А.В., Лыхин А.В. Геохимия изотопов Sr и Nd в породах щелочно-ультраосновных массивов Восточно-Саянской провинции // Семинар «Геохимия щелочных пород» школы «Щелочной магматизм Земли». 2008. С. 24-27

Никифоров А.В., Лыхин Д.А. Источники рудных компонентов в породах щелочноультраосновных массивов Восточно-Саянской провинции: на основе изучения изотопного состава Sr и Nd // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). 2007. Вып. 5. С. 24-26

Ножкин А.Д., Туркина О.М., Баянова Т.Б., Бережная Н.Г., Ларионов А.Н., Постников А.А., Травин А.В., Эрнст Р.Е. Неопротерозойский рифтогенный и внутрипоитный магматизм Енисейского кряжа как индикатор процессов распада Родинии // Геология и геофизика. 2008. Т. 49 (7). С. 666-688

Панина Л.И., Подгорных Н.М. Включения расплавов в минералах карбонатитов Белозиминского массива // Доклады Академии наук СССР. 1975. Т. 233, № 6. С. 1447-1450

Панина Л.И., Подгорных Н.М. Температуры кристаллизации минералов в карбонатитах щелочно-ультраосновных комплексов // Проблемы глубинного магматизма. М. : Наука, 1979. С. 222-230

Пожарицкая Л.К. Минералого-петрографические особенности карбонатитов // Геологические месторождения редких элементов. 1962. Вып. 17. С. 70-86

Пожарицкая Л.К, Самойлов B.C. Петрология, минералогия и геохимия карбонатитов Восточной Сибири. М. : Наука, 1972. 268 с

Рассказов С.В., Ильясова A.M., Конев А.А., Ясныгина Т.А., Масловская М.Н., Фефелов Н.Н., Демонтерова Е.И., Саранина Е.В. Геохимическая эволюция Задойского щелочно-ультраосновного массива Присаянья, юг Сибири // Геохимия. 2007. № 1. С. 3-18

Рипп Г.С., Дорошкевич А.Г., Посохов В.Ф. Возраст карбонатитового магматизма Забайкалья // Петрология. 2009. Т. 17, № 1. С. 79-96

Рыцк Е.В., Шалаев B.C., Pизванова Н.Г., Крымжий Р.Ш., Манеев А.Ф., Pилc Г.В. Олокитская зона Байкальской складчатой области: новые изотопно-геохронологические и петрогеохимические данные // Геотектоника. 2002. № 1. C. 29-41

Собаченко В.С., Плюснин Г.С., Сандимирова Г.П., Пахольченко Ю.А. Рубидий-стронциевый возраст приразломных щелочных метосоматитов и гранитов Татарско-Пенченгинской зоны (Енисейский кряж) // Доклады Академии наук СССР. 1986. Т. 287, Вып. 5. С. 1220-1224

Соболев А.В., Соболев С.В., Кузьмин Д.В., Малич К.Н., Петрунин А.Г. Механизм образования сибирских меймечитов и природа их связи с траппами и кимберлитами // Геология и геофизика. 2009. Т. 50 (12). С. 1293-1334

Сомина М.Я. Доломитовые и анкеритовые карбонатиты Восточной Сибири. М. : Недра, 1975. 191 с

Субботин В.В., Субботина Г.Ф. Минералы группы пирохлора в фоскоритах и карбонатитах кольского полуострова // Вестник МГТУ Станкин. 2000. Т. 3, № 2. С. 273-284

Фролов А.А. Структура и оруденение карбонатитовых массивов. М. : Недра. 1975. 161 с

Фролов А.А., Толстов А.Р., Белов С.В. Карбонатитовые месторождения России. М. : НИА Природа, 2003. 287 с

Хромова Е.А., Дорошкевич А.Г., Избродин И.А. Распределение редкоземельных элементов в минералах из пород щелочного карбонатитового комплекса Белая Зима (Восточный Саян, Россия) // Геодинамика и минерагения северной и центральной Азии : V Всерос. науч.-практ. конф. 2017. С. 367-369

Чернышева Е.А., Конусова В.В., Смирнова Е.В., Чувашова Л.А. Редкоземельные элементы в плутонической и дайковой сериях щелочных пород Нижнесаянского карбонатитового комплекса // Геохимия. 1994. № 11. С. 1591-1610

Шарыгин В.В., Дорошкевич А.Г., Хромова Е.А. Nb-Fe-минералы группы цирконолита в кальцитовых карбонатитах Белозиминского массива (Восточный Саян) // Минералогия. 2016. № 4. С. 3-18

Ярмолюк В.В., Коваленко В.И. Позднерифейский раскол Сибири и Лаврентии в проявлениях внутриплитного магматизма // Доклады Академии наук. 2001. Т. 379, № 1. С. 94-98

Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Сальникова Е.Б., Никифоров А.В., Котов А.Б., Владыкин Н.В. Позднерифейский рифтогенез и распад Лавразии: данные геохронологических исследований щелочно-ультраосновных комплексов южного обрамления Сибирской платформы // Доклады Академии наук. 2005. Т. 404, № 3. С. 400-406

Andersen T., Taylor P.N. Pb isotope geochemistry of the Fen carbonatite сотр1ех, S.E. Norway: Age and petrogenetrc impl^a-tions // Geo^m. Cosmo^im. Ada. 1988. V. 52. P. 209-215

£imen O., Kuebler С., Simonetti S.S, Corcoran L., Mitchell R., Simonetti A. Combined boron, radiogenic (Nd, Pb, Sr), stable (C, O) isotopk and geochemical investigations of carbonatites from the Blue River Region, British Columbia (Canada): Implications for mantle sources and гесусН^ of distal carbon Show affiliations // Chemrcal Geology. 2019. № 529. P. 119-240. DOI: 10.1016/jxhemgeo.2019.07.015

Dawson J.B., Smith J.V., Steele I.M. Petrology and mineral ^misty of plutonk igneous xenoliths from the carbonatite vokano, Oldoinyo Lengai, Tanzania // Journal of Petrology. 1995. V. 36, № 3. P. 797-826. DOI: 10.1093/petrology/36.3.797

Doroshkevich A.G., Veksler I.V., Izbrodin I.A., Ripp G.S., Khromova E.A., Posokhov V.F., Travin A.V., Vladykin N.V. Stable isotope composition of minerals in the Belaya Zima plutonic implex, Russia: Implkations for the sources of the parental magma and metasomatizing fluids // J. Asian Earth Sd. 2016. V. 26. P. 81-96. DOI: 10.1016/jjseaes.2015.11.011

Doroshkevich A.G., Veksler I.V., Klemd R., Khromova E.A., Izbrodin LA. Trace-element composition of minerals and rocks in the Belaya Zima carbonatite complex (Russia): Implications for the mechanisms of magma evolution and carbonatite formation // Lithos. 2017. V. 284. P. 91-108. DOI: 10.1016/j.lithos.2017.04.003

Doroshkevich A.G., Wall F., Ripp G.S. Caldte-bearing dolomite carbonatite dykes from Veseloe, North Transbaikalia, Russia and possible 29 Cr-rkh mantle xenoliths // Mineralogy and Petrology. 2007. V. 90. P. 19-49

Doroshkevich A.G., Wall F., Ripp G.S. Magmatk graphite in dolomite carbonatite at Pogranichnoe, North Transbaikalia, Russia // Contribution to Mineralogy and Petrology. 2007. V. 153. P. 339-353. DOI: 10.1007/s00410-006-0150-z

Khromova E.A., Doroshkevich A.G., Sharygin V.V., Izbrodin LA. Compositional Evolution of Pyroddore-Group Minerals in Carbonatites of the Belaya Zima Pluton, Eastern Sayan // Geology of Ore Deposit. 2017. № 8. P. 752-764. DOI: 10.1134/S1075701517080037

Kwon S.T., Tilton G.R., Grunenfelder M.H. Lead isotope relationships in carbonatites and alkali wmplexes: an overview // Carbonatites: Genesis and Evolution / K. Bell (ed.). London : Unwin Hyman, 1989. P. 360-387

Le Bas M.J. Nephelinites and carbonatites // Alkaline Igneous Rocks / J.G. Fitton and B.G.J. Upton (eds.) // Geol. So^ Spe^ Publ. 1987. № 30. P. 53-83. DOI: 10.1144/GSL.SP.1987.030.01.05

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

Morikiyo T., Takano K., Miyazaki T., Kagami H., Vladykin N.V. Sr, Nd, C and O isotopic compositions of carbonatite and per-alkaline silicate rocks from the Zhidoy complex, Russia: evidence for binary mixing, liquid immiscibility and a heterogeneous depleted mantle source region // Jour. Mineral. Petrol. Sci. 2000. V. 95/ P. 162-172. DOI: 10.2465/jmps.95.162

Prowatke S., Klemme S. Trace element partitioning between apatite and silicate melts // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2006. V. 70. P. 4513-4527

Salnikova E.B., Chakhmouradian A.R., Stifeeva M.V., Reguir E.P., Kotov A.B., Gritsenko Y.D., Nikiforov A.V. Calcic garnets as a geochronological and petrogenetic tool applicable to a wide variety of rocks // Lithos. 2019. V. 338. P. 141-154. DOI: 10.1016/j.lithos.2019.03.032

Savatenkov V.M., Morozova I.M., Levsky L.K.. Behavior of the Sm-Nd, Rb-Sr, K-Ar, and U-Pb isotopic systems during alkaline metasomatism: Fenites in the outer-contact zone of an ultramafic-alkaline intrusion // Geochemistry International. 2004. V. 42 (10). P. 899-920

Sklyarov E.V., Gladkochub D.P., Mazukabzov A.M., Menshagin Yu.V., Watanabe T., Pisarevsky S.A. Neoproterozoic mafic dike swarms of the Sharyzhalgai metamorphic massif (southern Siberian craton) // Prec. Res. 2003. V. 22. P. 359-377. DOI: 10.1016/S0301-9268(02)00219-X

Sun S.-s., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Geol. Soc. London, Spec. Publ. 1989. V. 42. P. 313-345. DOI: 10.1144/GSL.SP.1989.042.01.19

Veksler I.V., Nielsen T.F., Sokolov S.V. Mineralogy of crystallized melt inclusions from Gardiner and Kovdor ultramafic alkaline complexes: implications for carbonatite genesis // J. Petrol. 1998. V. 39. P. 2015-2031. DOI: 10.1093/petroj/39.11-12.2015

Veksler I.V., Teptelev M.P. Conditions for crystallization and concentration of perovskite-type minerals in alkaline magmas // Lithos. 1990. V. 26, № 1/2. P. 177-189. DOI: 10.1016/0024-4937(90)90047-5

Vladykin N.V., Morikiyo Т., Miyazaki T. Geochemistry of Sr and Nd isotopes in 19 carbonatites of Siberia and Mongolia and some geodynamic consequences // Problems of sources of deep magmatism and plumes. Petropavlovsk-Kamchatsky-Irkutsk. 2005. P. 19-35

Watson E.B., Green T.H. Apatite/liquid partition coefficients for the rare earth elements and strontium // Earth and Planetary Science Letters. 1981. V. 56. P. 405-421

Woolley A.R., Kempe D.R.C. Carbonatites: nomenclature, average chemical composition and element distribution // Carbonatites: genesis and evolution. London, 1989. P. 1-46