Conditions for the formation of nepheline ores of the Kiya-Shaltyr deposit based on structure analysis of rock-forming minerals (North-Eastern slope of the Kuznetsk Alatau Ridge, Siberia)
Questions of the formation of the structure of the Kiya-Shaltyr deposit of nepheline ores have been raised many times. However, there were quite a few questions about the origin of this deposit. The absolute age of the Sm-Nd method, taking into account the error, showed almost the same age of both urtites and gabbroids at the level of 405-400 Ma. From the contact of the urtite body and the gabbroids, as well as their close interaction, it is quite difficult to determine their formation. In this paper, we show the features of the orientation of nepheline grains, which reflect the features of the introduction of an urtite melt containing a cumulative component of nepheline crystals as an early phase of crystallization. Additionally, the orientations of interstitial clinopyroxene, which reflects the late stage of urtite formation, were studied. The variety of orientations of the rockforming minerals of the urtites of the Kiya-Shaltyr pluton can be interpreted from the perspective of several probable processes of introduction of the foidolite melt. First, the specifics of this melt suggested its porridge-like state, in which there was a sufficiently large number of early nepheline crystals, which could lead to heterogeneity of its geochemical composition. the presence of different types of nepheline and pyroxene orientations can be considered as probable combinations of laminar filling of the intrusive chamber with the subsequent complication of turbulence. The features of the mineralogical composition of the main rock-forming minerals and the features of the geochemical composition of urtites are considered separately. The distribution of rare-earth elements in nepheline cumulates of the urtite type and their residual melts in the form of the pegmatoid phase of ijolites is also shown, which allowed us to determine the lower REE content in urtites in relation to micro-iyolites, pegmatoid ijolites and nepheline syenites, which complete the formation of the Kiya-Shaltyr pluton. This point is one of the confirmations of the cumulative nature of urtites, since nepheline is not a rare earth concentrator, and higher REE concentrations in micro-ijolites and pegmatoid ijolites are due to their accumulation in the residual melt and concentrations in clinopyroxene. The presence of a negative Nb-Ta anomaly and the relative enrichment of Rb, Sr, and U indicate a probable interaction of the plume substance with the previously formed accretion complexes of the subduction zones.
Keywords
Alkaline magmatism,
urtite deposit,
optical orientations of nepheline and pyroxene,
REE,
Kuznetsk Alatau Ridge,
Central Asian orogenic beltAuthors
| Gertner Igor F. | National Research Tomsk State University | labspm@ggf.tsu.ru |
| Mustafaev Agababa A. | National Research Tomsk State University | alishka010593@gmail.com |
| Krylova Vera A. | National Research Tomsk State University | krylova.vera1994@yandex.ru |
| Voitenko Dmitry N. | Schlumberger Technology Company | dvoitenko@slb.com |
Всего: 4
References
Андреева Е.Д. Щелочной магматизм Кузнецкого Алатау. М. : Наука, 1968. 169 с
Аношкина Ю.В., Асочакова Е.М., Бухарова О.В., Тишин П.А. Усовершенствование схем химической пробоподготовки углеродистых пород с последующим анализом высокозарядных элементов методом масс-спектрометрии с индуктивносвязанной плазмой // Вестник Томского государственного университета. 2012. Т. 359. С. 178-181
Базаров Л.Ш., Гордеева В.И., Шевченко В.С., Петрушин Е.И. Экспериментальное моделирование процессов массовой кристаллизации в объеме плоской камеры // Петрология. 2002. Т. 10, № 5. С. 532-542
Бозин А.В. Петрология Кия-Шалтырского, Кургусульского и Горячегорского массивов (Кузнецкий Алатау) : автореф. дис. ... канд. геол.-минерал. наук. Красноярск, 1968. 35 с
Войтенко Д.Н. Микроструктурный анализ нефелина из уртитов Кия-Шалтырского плутона (Кузнецкий Алатау) // Труды международного научного симпозиума им. акемика М. А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр». Томск : Изд-во НТЛ, 2002. С. 73
Войтенко Д.Н., Гертнер И.Ф. Особенности микроструктурного строения уртитов Кия-Шалтырского плутона (Кузнецкий Алатау) // Проблемы геологии и географии Сибири : материалы научн. конф. Т. 3. Томск : Изд-во Том. гос. ун-та, 2003. С. 156-158
Войтенко Д.Н., Селятицкий А.М., Гертнер И.Ф., Врублевский В.В. Уртиты Кия-Шалтырского массива: изменчивость химического состава породообразующих минералов как отражение структурно-петрологических условий их формирования // Петрология магматических и метаморфических комплексов : материалы Всерос. конф. Томск : Изд-во Том. гос. ун-та, 2004. Вып. 4. С. 75-85
Войтенко Д.Н. Петрология Кия-Шалтырского массива (Кузнецкий Алатау) : автореф. дис. . канд. геол.-минерал. наук. Томск, 2007. 22 с
Врублевский В.В., Гертнер И.Ф., Тишин П.А., Баянова Т.Б. Возрастной диапазон циркона и источники щелочных пород Кургусульского интрузива, Кузнецкий Алатау: первые изотопные U-Pb- (SHRIMP-II) и Sm-Nd-данные // Доклады Академии наук. 2014. Т. 459, № 5. С. 601-606
Врублевский В.В. Источники и геодинамические условия петрогенезиса Верхнепетропавловского щелочно-базитового интрузивного массива (средний кембрий, Кузнецкий Алатау, Сибирь) // Геология и геофизика. 2015. Т. 56, № 3. С. 488-515
Врублевский В.В., Гринев О.М., Изох А.Э., Травин А.В. Геохимия, изотопная (Nd-Sr-O) триада и 40Ar-39Ar возраст палеозойских щелочно-мафитовых интрузий Кузнецкого Алатау (на примере Белогорского плутона) // Геология и геофизика. 2016. Т. 57, № 3. С. 592-602
Вульф М.В. Неоднородность химического состава нефелиновой руды и золотоплатиноносность Кия-Шалтырского месторождения : автореф. дис. . канд. геол.-минерал. наук. Красноярск, 2003. 17 с
Галахов А.В. Рисчорриты Хибинского щелочного массива. М. : Наука, 1959. 170 с
Гертнер И.Ф., Врублевский В.В., Тишин П.А., Гутиерес-Алонсо Г., Баянова Т.Б., Серов П.С. Временные рубежи, источники магм и формационный статус палеозойских фельдшпатоидных интрузий Северо-Востока Кузнецкого Алатау // Геоди-намическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту) : материалы конф. Иркутск, 2013. Вып. 11. С. 71-73
Гринев О.М. Эволюция щелочно-габброидного магматизма Кузнецкого Алатау : автореф. дис. ... канд. геол.-минерал. наук. Томск, 1990. 19 с
Дроздов Б.В., Чайко В.Я. Структура и генезис Кия-Шалтырского нефелинового месторождения. Фонды ФГУГП. Новокузнецк : Кузбасс, ТФГИ, 1972
Дроздов Б.В. К вопросу о формировании уртитов Кия-Шалтырского месторождения (Кузнецкий Алатау). Нефелиновое сырье. М. : Наука, 1978. С. 71-74
Дроздов Б.В. Нефелиновые интрузивные и эффузивные породы Кузнецкого Алатау // Советская геология. 1990. № 11. С. 85-96
Елисеев Н.А. Структурная петрология. Л. : Изд-во ЛГУ, 1953. 309 с
Макаренко Н.А., Осипов П.В., Гринев О.М., Номоконова Г.Г., Рихванов Л.П. Геолого-геофизические особенности рудоносных щелочно-габброидных массивов Мариинской тайги и критерии контроля нефелинового оруденения. Люберцы : ВИНИТИ, 1988. 180 с
Макаренко Н.А., Котельников А.Д. Кашпарский кембро-ордовикский габбро-диорит-кварцмонцодиорит-сиенитовый комплекс - новое петрографическое подразделение на восточном склоне Кузнецкого Алатау // Геосферные исследования. 2018. № 2. С. 52-71
Мостовской А.И. Условия формирования щелочных массивов и связанных с ними нефелиновых руд в Кузнецком Алатау. Нефелиновое сырье. М. : Наука, 1978. С. 66-70
Мустафаев А.А., Гертнер И.Ф. Изотопно-геохимический (Sm-Nd, Rb-Sr, REE, HFSE) состав Университетского фойдо-лит-габбрового плутона, Кузнецкий Алатау, Сибирь // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. 2020. Т. 65, № 4. C. 681-701
Опарин И.А., Баргесян О.М., Гринев О.М. Кия-Шалтырский габбро-уртитовый массив - эталон месторождения высокосортных уртитовых руд и его дальнейшая судьба // Современные проблемы географии и геологии : материалы Всерос. молодежной науч. конф. с междунар. участием. Томск : Изд-во Том. ун-та, 2011. С. 225-227
Покровский Б.Г., Андреева Е.Д., Врублевский В.В., Гринев О.М. Природа контаминации щелочно-габброидных интрузий южного обрамления Сибирской платформы по данным изотопии стронция и кислорода // Петрология. 1998. Т. 6, № 3. С. 259-273
Сазонов А.М., Леонтьев С.И., Гринев О.М., Звягина Е.А., Чекушин В.С., Бетхер М.Я. Геология и золотоплатинонос-ность нефелиновых пород Западной Сибири. Томск : Изд-во Том. политехн. ун-та, 2000. 248 с
Уваров А.Н, Черных А.И., Уварова Н.М. и др. Геологическое строение и полезные ископаемые листа N-45-XI (Белогорск). Информационный отчет Едиганской партии по геологическому доизучению масштаба 1:200 000, проведённому в 20002002 гг. : в 3 кн. и 1 папке. Елань : ФГУ ГП Запсибгеолсъемка, 2002. 647 с
Ageeva O.A., Abart R., Habler G., Borutzky B.Ye., Trubkin N.V. Oriented feldspar-feldspathoid intergrowths in rocks of the Khibiny massif: genetic implications // Miner. Petrol. 2012. V. 106. P. 1-17
Bonczar L.J., Barsch G.R. Elastic and thermoelastic constants of nepheline //j. Appl. Physics. 1975. Vol. 46, No. 10. P. 4339-4340
Cole R.B., Stewart B.W. Continental margin volcanism at sites of spreading ridge subduction: Examples from southern Alaska and western California // Tectonophysics. 2009. V. 464. P. 118-136
Ernst R.E. Large Igneous Provinces. Cambridge : Cambridge University Press, 2014. 667 p
Gertner I.F., Grinev O.M., Vrublevskii V.V., Sazonov A.M., Oparin I.A., Tishin P.A., Krasnova T.S., Mustafaev A.A. Plume-Related Alkaline Basic Magmatism of the Kuznetsk Alatau: The Kia-Shaltyr Complex // Geological Tour of Devonian and Ordovician Magmatism of Kuznetsk Alatau and Minusinsk Basin / ed. by R.E. Ernst, V.V. Vrublevskii, P.A. Tishin.Netherlands : Springer, 2020. P. 21-41
La Fontaine A., Piazolo S., Trimby P., Yang L., Cairney J.M. Laser-Assisted Atom Probe Tomography of Deformed Minerals: A Zircon Case Study // Microscopy and Microanalysis. 2017. V. 23, No. 02. P. 404-413
Mustafayev A.A., Gertner I.F., Serov P.A. Features of geology and composition of rocks from the alkaline-gabbroic University massif (N-E Kuznetsk Alatau ridge, Siberia) // IOP Conference «Earth and Environmental Science». 2017. V. 319. 012026
Mustafaev A.A., Gertner I.F., Ernst R.E., Serov P.A., Kolmakov Y.V. The Paleozoic-Aged University Foidolite-Gabbro Pluton of the Northeastern Part of the Kuznetsk Alatau Ridge, Siberia: Geochemical Characterization, Geochronology, Petrography and Geophysical Indication of Potential High-Grade Nepheline Ore // Minerals. 2020. V. 10, No. 10. 1128. DOI: 10.3390/min10121128
Pearce J.A., Ernst R.E., Peate D.W., Rogers C. LIP printing: Use of immobile element proxies to characterize Large Igneous Provinces in the geologic record // Lithos. 2021. V. 392-393, No. 106068. DOI: 10.1016/j.lithos.2021.106068
Ramsay J.G. The geometry of conjugate fold systems // Geol. Mag. 1962. V. 99, No. 6. P. 516-526
Sun S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Magmatism in the ocean basins / eds. by A.D. Saunders, M.J. Norry // Geol. Soc. Special Publ. 1989. No. 42. P. 313-345
van Hinsbergen D.J.J., Spakman W., de Boorder H., van Dongen M., Jowitt S.M., Mason P.R.D. Arc type magmatism due to continental edge plowing through ancient subduction enriched mantle // Geophysical Research Letters. 2020. V. 47. e2020GL087484
Vrublevskii V.V., Gertner IF., Gutierrez-Alonso G., Hofmann M., Grinev O.M., Tishin P.A. Isotope (U-Pb, Sm-Nd, Rb-Sr) geochronology of alkaline basic plutons of the Kuznetsk Alatau // Russian Geology and Geophysics. 2014. V. 55, No. 11. P. 1598-1614
Vrublevskii V.V., Gertner I.F., Gutierrez-Alonso G., Hofmann M., Grinev O.M., Mustafaev A.A. Multiple intrusion stages and mantle sources of the Paleozoic Kuznetsk Alatau alkaline province, Southern Siberia: Geochemistry and Permian U-Pb, Sm-Nd ages in the Goryachegorsk ijolite-foyaite intrusion // Int. Geol. Rev. 2020. V. 63. P. 2215-2231. DOI: 10.1080/00206814.2020.1830312
Vrublevskii V.V., Gertner I.F. Paleozoic Alkaline-Mafic Intrusions of the Kuznetsk Alatau, Their Sources and Conditions for Magma Generation // Petrology. 2021. V. 29, No. 1. P. 24-53
