МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ УЛЫРАМАФИТОВ МИНДЯКСКОГО МАССИВА (ЮЖНЫЙ УРАЛ)

Савельев Дмитрий Евгеньевич; Гатауллин Руслан Азатович; Гайфуллин Руслан Юнусович

Á

ed. Alekseeva V.P. Yekaterinburg: Publishing house of USMU. 2010. 257 p.

6. Nikiforov V.V., Kotenev Yu.A. Geological and physical features of the formation and development of oil reserves of deposits, complicated by ruptured faults / Scientific and technical journal: Oil and gas business USPTU, Ufa, vol. 17, no. 6. 2019. pp. 23-30.

7. Nikiforov V. V., Stenkin A.V., Kotenev Yu.A., Sul-tanov Sh.Kh., Mukhametshin V.V. Improving the efficiency of oil reserves production in the Jurassic deposits of the Shaim region / Journal: "Geology, geophysics and development of oil and gas fields", No. 4. 2018. pp. 53-57.

8. Nikiforov V. V., Gazizova G.R. Features of the de© В.В. Никифоров,

старший преподаватель, кафедры «Геология и разведка нефтяных и газовых месторождений» УГНТУ ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», 450062, Россия, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1, тел.: (347) 242-09-39, эл. почта: kafedraGL@yandex.ru

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедры «Геология и разведка нефтяных и газовых месторождений» УГНТУ ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», 450062, Россия, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1, тел.: (347) 242-09-39, эл. почта: guk-geo@mail.ru, kafedraGL@yandex.ru, geokot@inbox.ru.

velopment of reserves of deposits complicated by discontinuous faults/ Oil and gas technologies and new materials. Problems and solutions. Annual collection of scientific papers. GANU "Institute for Strategic Studies of the Republic of Belarus". Ufa, 2020. pp. 244-251.

9. Nikiforov V.V., Gazizova G.R. Assessment of the impact of the permeability of discontinuous faults on the development of deposits/ Oil and gas technologies and new materials. Problems and solutions. Annual collection of scientific papers. GANU "Institute for Strategic Studies of the Republic of Belarus". Ufa, 2020. pp. 252-263.

Senior Lecturer, Department of Geology and Exploration of Oil and Gas Fields, UGNTU FGBOU VO «Ufa State Oil Technical University», 450062, Russia, Ufa, st. Kosmonavtov, 1, phone: (347) 242-09-39, e-mail: kafedraGL@yandex.ru

Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department «Geology and Exploration of Oil and Gas Fields» UGNTU FGBOU VO «Ufa State Oil Technical University», 450062, Russia, Ufa, st. Kosmonavtov, 1, phone: (347) 242-09-39,

e-mail: guk-geo@mail.ru, kafedraGL@yandex.ru, geokot@inbox.ru

УДК 553.461(234.853) DOI 10.24412/1728-5283_2022_1_47_57

МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ УЛЬТРАМАФИТОВ МИНДЯКСКОГО МАССИВА

(ЮЖНЫЙ УРАЛ)

Институт геологии, Уфимский Федеральный исследовательский центр РАН Институт проблем сверхпластичности металлов РАН

Приведены результаты петрографического и минералогического изучения ультрамафитов Мин-дякского массива, расположенного в зоне Главного Уральского разлома. Установлена грубая зональность массива, выраженная постепенной сменой с запада на восток следующих разновидностей пород: 1) шпинелевых лерцолитов, 2) шпинель-плагиоклазовых лерцолитов, 3) верлитов и пи-роксенитов переходного комплекса, 4) габброидов коровой части разреза. Первые две ассоциации принадлежат мантийному разрезу офиолитов. Минералы этих пород обнаруживают признаки высокотемпературной деформации при мантийном течении и проявления последующего низкотемпературного метаморфизма в коровых условиях. Первичные мантийные минералы обладают следующими характеристиками: оливин и ортопироксен являются высокомагнезиальными ^о90 92 и Еп85 91, соответственно), клинопироксен представлен диопсидом (Еп49-5^о41-4^3-4), а авгит встре-

чается только в габброидах, хромшпинелид демонстрирует низкую и среднюю хромистость (#Сг = 0,25-0,56). Оценка условий минералообразования проведена с использованием нескольких версий двупироксеновых и оливин-хромшпинелевых геотермометров, двупироксенового геобарометра и оливин-хромшпинелевого оксибарометра. Полученные данные указывают на то, что закрытие обменных реакций в породообразующих минералах лерцолитов происходило в температурном интервале 600-1200 °С, при давлениях 5-12 кбар и фугитивности кислорода, соответствующей 0...+1,2 Alog/O2(FMQ). Эти оценки близки к полученным нами ранее для лерцолитов массива Северный Крака и соответствуют условиям верхней мантии на глубинах до 30 км и окислительно-восстановительному режиму, характерному для рифтогенных областей. Подъем мантийного диапира сопровождался частичным плавлением, степень которого, оцененная по диаграмме #Сгзр|^оо| (OSMA), не превышала 15-30 %. Полученные цифры также близки к таковым, ранее рассчитанным для Азнагулов-

ской площади массивов Крака и мо-

Ключевые слова: ультрамафиты, офиолиты, лер-цолиты, оливин, хромшпинелид, энстатит, диопсид, гео-термобарометрия, Миндяк

гут рассматриваться как показатель геодинамической обстановки, характерной для верхней мантии под рифтогенной структурой.

MINERALOGICAL AND GEOCHEMICAL FEATURES AND FORMATION CONDITIONS OF ULTRAMAFITES OF THE MINDIAK MASSIF (SOUTHERN URAL)

Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences Institute for the Problems of Superplasticity of Metals of the Russian Academy of Sciences

Results of petrographical and mineralogical study of ultramafic rocks of Mindyak massif located in Main Uralian fault zone are shown. Major zonation of massif is a gradual change from east toward west several rock units: i) spinel lherzolite, ii) spinel-plagioclase lherzolite, iii) wehrlite and pyroxenite of transitional mantle-crust zone, iv) gabbroic rocks of crustal section. The first two associations belong to mantle section of ophiolites. Minerals of these rocks have markers of high-T creep during mantle con-vective flow and later low-T crustal metamorphic alteration. Primary upper mantle rock-forming minerals show following peculiarities: olivine and orthopyroxene are high-Mg (Fo90-92 and En85_91, respectively), clinopyroxene is diopside (En49 55Wo41_46Fs34) but augite was found in gabbro only; Cr-spinel is low- and mediate-Cr (#Cr = 0,25-0,56). The evaluation of mineral formation conditions was carried out using several versions of two pyroxene and olivine-spinel geothermometers, a two-pyroxene geobarometer and an olivine-spinel oxygen barometer. The obtained data indicate that the closure of exchange reactions in rock-forming minerals of lherzolites occurred in the range of 600-1200°C, at pressures of 5-12 kbar and oxygen fugacity corresponding to 0...+1,2 Alog/O2(FMQ). These data are similar to former ones for Northern Kraka lherzolites and they correspond to upper mantle conditions at deep up to 30 km and redox typical for mantle beneath paleo-rift region. Upper mantle diapir upwelling was accompanied by its partial melting (15-30% as estimated on the OSMA (#Crspl-Fool) diagram). These values are close

Key words: ultramafic rocks, ophiolite, lherzolite, olivine, chromian spinel, enstatite, diopside, geothermobarometry, Mindyak

to ones that previously were obtained for Aznagulovo lherzolite (Kraka) and correspond to tectonic setting similar to sub-rift upper mantle.

Введение. Данная статья продолжает мантийные разрезы офиолитовых комплек-

цикл работ, посвященных минералого- сов. В предыдущей работе [1] были рассмо-

геохимической характеристике ультрао- трены лерцолиты северной части массива

сновных пород Южного Урала, слагающих Северный Крака, расположенные в север-

ном замыкании Зилаирского мегасинклино-рия. В данном сообщении охарактеризован Миндякский массив зоны Главного Уральского разлома.

Научная значимость изучения ультрама-фитов, залегающих в основании офиолито-вых комплексов, заключается в том, что они представляют собой реликты верхней мантии геологического прошлого [2], претерпевшие разную степень трансформации при подъеме, сопровождавшемся частичным плавлением и твердофазными преобразованиями. Таким образом, по составу и структуре ультрамафитов можно получить важную информацию о состоянии мантии непосредственно перед завершением ее высокотемпературной эволюции, о РТ-условиях магмогенерации, в том числе приведшей к экстракции огромных объемов вулканогенных пород, слагающих современные структуры Южного Урала.

Объект и методы исследований. Образцы ультрамафитов были отобраны при полевых исследованиях Миндякского массива, проводимых в рамках Госбюджетных тем ИГ УФИЦ РАН, а также геологического доизучения листа N-40-XVII в 2003-2007 гг.

Электронно-микроскопические исследования и изучение состава минералов проводились в полированных шлифах и шашках на сканирующих электронных микроскопах Tescan Vega 3 SBH c энерго-дисперсионным анализатором x-Act Oxford Instruments (ИПСМ РАН, Уфа) и Tescan Vega 4 Compact c энерго-дисперсионным анализатором Xplorer Oxford Instruments (ИГ УФИЦ РАН, Уфа). Обработка спектров производилась автоматически при помощи программного пакета AzTec One с использованием методики TrueQ. При съемке использованы следующие установки: ускоряющее напряжение 20 кВ, ток зонда 4 нА, время накопления спектра в точке 60 секунд в режиме «Point&ID». Формулы хромшпинелидов и оливина рассчитывались на 4, пироксенов -

на 6, плагиоклазов - на 8 атомов кислорода, соответственно. В формуле хромшпинелидов количество двух- и трёхвалентного железа определялось по стехиометрии минерала.

Результаты исследований.

Геологический очерк. Миндякский массив находится в зоне Главного Уральского разлома в 40 км к северо-востоку от г. Бело-рецка. На поверхности он выражен в виде хребта меридионального простирания с пересеченным рельефом протяженностью до 25 км. Ширина выходов ультрамафитов варьирует от 0,2 до 5 км. Вдоль контактов массива развит серпентинитовый меланж с блоками сланцев, вулканогенных пород, апопе-ридотитовых серпентинитов [3, 4], изменяющийся от десятков метров вдоль западного края до первых километров на севере.

В строении массива отмечается грубая зональность, выраженная в том, что на западе преобладают шпинелевые перидотиты (лерцолиты), а в центре развиты преимущественно шпинель-плагиоклазовые. В полевых условиях они хорошо различаются: первые имеют светло-коричневую корку выветривания, в большей степени серпентинизи-рованы и почти не содержат вторичного магнетита. Шпинель-плагиоклазовые лерцоли-ты обычно представлены массивными породами темно-серого (до черного) цвета благодаря обилию магнетита. В восточной части массива происходит постепенная смена лер-цолитов верлитами, пироксенитами и габ-броидами. В отличие от сходных лерцолито-вых массивов (Крака, Нурали), на Миндяк-ском массиве отсутствует зона так называемых краевых дунитов и практически нет хро-мититовых проявлений.

Состав минералов. В составе массива преобладают высокомагнезиальные породы (MgO 39-45 мас.%), содержащие незначительные количества щелочных металлов (Ш20 0,03-0,3 мас.%, К2О 0,01-0,05 мас.%), титана (ТЮ2 0,04-0,11 мас.%), кальция (СаО

0,18-1,86 мас.%) и алюминия (А1203 0,52,1 мас.%). Породообразующие минералы перидотитов - оливин, ромбический и моноклинный пироксены. Постоянный акцессорный минерал - хромшпинелид, в шпи-нель-плагиоклазовых перидотитах - плагиоклаз.

Исследованные оливины высокомагнезиальные, доля форстеритового минала ^о) варьирует в пределах 0,895-0,942 (среднее значение - 0,914). Магнезиальность плагио-клазовых перидотитов (в среднем 0,908) несколько ниже магнезиальности шпинелевых

Рис. 1. Схема геологического строения Миндяк-ского массива и положение изученных образцов

Условные обозначения: 1 - четвертичные отложения, 2 - осадочные и вулканогенно-осадочные толщи палеозоя Магнитогорской зоны, 3 - осадочно-метаморфогенные образования зоны Уралтау, 4 - габброиды, 5 - верлит-пироксенитовый комплекс, 6 - преимущественно шпинель-плагиоклазовые перидотиты, 7 - преимущественно шпинелевые перидотиты, 8 - серпентинитовый меланж

ТАБЛ И ЦА 1. Химические составы оливина из перидотитов Миндякского массива

№ п/п № обр. Мас. % Формульные коэффициенты

SiO2 MgO FeO №0 МпО (^3 Mg Fe № Мп Сг Si Ео

1 Мн-22/1 40,15 50,86 8,67 0,32 - - 1,820 0,174 0,006 - - 0,964 0,913

2 МН-5684 40,06 50,29 9,10 0,41 0,14 - 1,806 0,183 0,008 0,003 - 0,965 0,907

3 МН-5683 40,28 51,18 8,34 0,15 0,05 - 1,829 0,167 0,003 0,001 - 0,966 0,916

4 МН-17/5 40,43 52,77 6,54 0,14 - 0,13 1,868 0,130 0,003 - 0,002 0,960 0,935

5 МН-23/2 40,32 50,02 9,22 0,40 0,04 - 1,805 0,186 0,008 0,001 - 0,977 0,906

6 Мн-5666 40,45 50,83 8,51 0,21 - - 1,825 0,171 0,004 - - 0,974 0,914

7 Мн-5718-1 40,59 51,20 7,89 0,27 - 0,06 1,836 0,159 0,005 - 0,001 0,976 0,920

8 Мн-5710-1 40,46 51,45 8,09 0,00 - - 1,838 0,162 - - - 0,969 0,919

9 Мн-5717 40,53 51,22 7,97 0,28 - - 1,835 0,160 0,005 - - 0,974 0,920

10 Мн-5685 40,33 49,97 9,30 0,31 0,09 - 1,804 0,188 0,006 0,002 - 0,977 0,905

11 Мн-5716 40,45 51,07 8,02 0,38 0,08 - 1,830 0,161 0,007 0,002 - 0,972 0,918

12 Мн-5709-2 40,31 50,65 8,65 0,38 - - 1,818 0,174 0,007 - - 0,971 0,913

13 Мн-5681 40,26 50,03 9,29 0,39 0,04 - 1,804 0,188 0,007 0,001 - 0,974 0,905

14 Мн-5684-1 40,31 49,90 9,36 0,39 0,04 - 1,802 0,190 0,008 0,001 - 0,976 0,904

Примечание: строки 1 - 1 - шпинелевые перидотиты, 12-14 - шпинель-плагиоклазовые перидотиты. Составы минералов даны в среднем по образцам. Прочерк означает содержание компонентов ниже предела обнаружения

А

ТАБЛИЦА 2. Химические составы ортопироксена из перидотитов Миндякского массива

№ п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

№ образца МН-5684 МН-5683 МН-23/2 Мн-5666 Мн-5718-1 Мн-5710-1 Мн-5717 Мн-5685 Мн-5716 Мн-5681 Мн-5684-1

Мас. %

SiO2 54,56 51,86 55,08 54,94 56,23 55,40 55,93 55,00 56,14 55,42 54,79

MgO 34,12 35,45 34,53 34,55 35,68 34,26 34,57 31,24 35,05 34,50 35,47

СаО 0,62 5,44 0,69 0,73 0,67 1,42 1,12 4,96 0,65 0,70 0,69

А12О3 3,77 2,06 2,83 3,40 1,50 3,06 2,33 2,38 1,95 2,54 2,08

FeO 6,17 4,47 6,25 5,67 5,41 5,13 5,30 5,53 5,48 6,06 6,47

С2О3 0,56 0,42 0,56 0,71 0,50 0,73 0,75 0,68 0,72 0,57 0,40

ТЮ2 0,10 - 0,06 - - - - 0,09 - 0,20 -

ш2о - - - - - - - 0,09 - - -

МпО 0,10 - - - - - - 0,03 - - 0,10

NiO - 0,30 - - - - - - - - -

Формульные коэффициенты

Mg 1,749 1,802 1,770 1,768 1,821 1,754 1,770 1,756 1,793 1,769 1,813

Са 0,023 0,199 0,026 0,027 0,025 0,052 0,041 0,040 0,024 0,026 0,026

А1 (VI) 0,029 - 0,009 0,023 - 0,027 0,016 0,007 0,005 0,010 -

ТС 0,003 - 0,002 - - - - 0,002 - 0,005 -

Сг 0,015 0,011 0,015 0,019 0,014 0,020 0,020 0,016 0,019 0,015 0,011

Мп 0,003 - - - - - - 0,001 - - 0,003

Fe 0,177 0,127 0,180 0,163 0,155 0,147 0,152 0,179 0,157 0,174 0,185

Ni - 0,008 - - - - - - - - -

А1 (IV) 0,123 0,083 0,106 0,114 0,061 0,097 0,078 0,082 0,074 0,093 0,084

Si 1,877 1,769 1,894 1,886 1,925 1,903 1,922 1,918 1,926 1,907 1,879

Еп 0,897 0,847 0,896 0,903 0,910 0,898 0,901 0,889 0,908 0,898 0,896

№го 0,012 0,094 0,013 0,014 0,012 0,027 0,021 0,020 0,012 0,013 0,013

Fs 0,091 0,060 0,091 0,083 0,077 0,075 0,078 0,091 0,080 0,089 0,092

Примечание: столбцы 1-9 - шпинелевые перидотиты, 10-11 - шпинель-плагиоклазовые перидотиты. Составы минералов даны в среднем по образцам. Прочерк означает содержание компонентов ниже предела обнаружения. Формульные коэффициенты даны в пересчёте на 6 атомов кислорода

ТАБ Л И Ц А 3. Химические составы клинопироксена из перидотитов Миндякского массива

порода 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

№ обр. МН-5684 МН-5683 МН-17/5 МН-23/2 Мн-5666 Мн-5718-1 Мн-5685 Мн-5709-2 Мн-5681 Мн-5684-1 Мн-5682 Мн-5707 Мн-5702-1

Мас. %

SiO2 53,05 52,86 54,71 52,55 52,25 54,13 52,28 52,96 52,66 52,28 50,89 51,65 50,76

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

MgO 17,66 18,25 19,66 17,67 17,29 18,27 19,17 17,51 17,15 17,37 14,43 12,28 13,58

СаО 22,39 20,98 20,32 21,74 22,75 23,41 20,87 22,28 22,62 22,10 12,06 11,82 11,00

А1203 2,73 3,57 2,69 3,68 4,20 1,45 3,15 3,39 3,39 3,83 5,93 3,80 5,39

FeO 2,42 2,46 1,80 2,75 2,49 1,88 2,74 2,32 2,67 2,91 14,79 18,93 17,17

&2°3 1,06 0,94 0,70 1,05 1,03 0,85 1,09 0,98 0,97 1,07 - 0,08 0,00

тю2 0,39 0,44 - 0,25 - - 0,22 - 0,10 0,30 0,78 0,64 0,70

Ш20 0,20 0,50 0,11 0,31 - - 0,48 0,57 0,32 0,14 0,85 0,31 0,86

МпО 0,11 - - - - - - - 0,11 - 0,27 0,35 0,42

К20 - - - - - - - - - - - 0,13 0,12

Формульные коэфс шциенты

№ 0,014 0,035 0,008 0,022 - - 0,034 0,040 0,023 0,010 0,062 0,023 0,063

К - - - - - - - - - - - 0,007 0,006

Mg 0,955 0,981 1,053 0,953 0,935 0,986 1,028 0,942 0,927 0,940 0,803 0,699 0,763

Са 0,872 0,813 0,784 0,844 0,886 0,910 0,806 0,863 0,880 0,861 0,483 0,485 0,444

А1 (IV) 0,075 0,093 0,033 0,099 0,105 0,040 0,120 0,088 0,090 0,102 0,101 0,026 0,088

П 0,011 0,012 - 0,007 - - 0,006 - 0,003 0,008 0,022 0,018 0,020

Сг 0,030 0,027 0,020 0,030 0,029 0,024 0,031 0,028 0,028 0,031 - 0,002 -

Мп 0,003 - - - - - - - 0,003 - 0,008 0,011 0,013

Fe 0,073 0,074 0,054 0,083 0,075 0,057 0,082 0,070 0,081 0,088 0,461 0,605 0,541

А1 (VI) 0,041 0,058 0,081 0,058 0,075 0,022 0,014 0,056 0,055 0,062 0,159 0,145 0,151

Si 1,925 1,907 1,967 1,901 1,895 1,960 1,880 1,912 1,910 1,898 1,899 1,974 1,912

Еп 0,503 0,525 0,557 0,507 0,493 0,505 0,536 0,502 0,491 0,497 0,459 0,391 0,436

Wo 0,459 0,435 0,415 0,449 0,467 0,466 0,421 0,460 0,466 0,456 0,277 0,271 0,254

Fs 0,039 0,040 0,029 0,044 0,040 0,029 0,043 0,037 0,043 0,047 0,264 0,338 0,309

Примечание: столбцы 1 - 7 - шпинелевые перидотиты, 8 - 10 - шпинель-плагиоклазовые перидотиты, 11 - 13 - габбро. Составы минералов даны в среднем по образцам. Прочерк означает содержание компонентов ниже предела обнаружения. Формульные коэффициенты даны в пересчёте на 6 атомов кислорода

ТАБЛИЦА 4. Химические составы хромшпинелидов из перидотитов Миндякского массива

№ п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

№ обр. Мн-5684 Мн-5683 Мн-17/5 Мн-23/2 Мн-5666 Мн-5718-1 Мн-5710-1 Мн-5717 Мн-5685 Мн-5716 Мн-5709-2 Мн-5681 Мн-5684-1

Мас.%

MgO 13,08 13,43 14,44 12,11 16,54 11,44 16,38 14,81 13,83 17,37 13,38 13,36 13,91

FeO 19,45 17,94 16,79 20,90 15,51 19,92 14,07 16,94 20,17 17,15 18,31 18,41 19,18

А12°3 32,46 34,37 36,27 32,36 42,72 22,16 38,27 32,80 29,79 31,01 31,55 34,04 34,33

Сг20з 32,13 30,53 27,37 31,85 23,68 44,39 29,40 34,35 34,44 31,85 34,43 32,58 31,70

тю2 0,29 0,14 0,04 0,11 - - - - 0,14 - 0,25 0,11 0,30

У2°3 0,17 0,11 0,18 0,15 - - - - 0,09 - - 0,19 0,05

- - - 0,04 - - - 0,10 - 0,12 0,17 0,16 0,10

Мп° - 0,05 - - - - - - - - - - -

Формульные коэффициенты

Mg 0,592 0,607 0,650 0,547 0,699 0,542 0,706 0,653 0,622 0,760 0,604 0,594 0,611

Fe2+ 0,408 0,393 0,350 0,453 0,301 0,458 0,294 0,347 0,378 0,278 0,396 0,406 0,389

А1 1,142 1,207 1,267 1,133 1,403 0,815 1,282 1,122 1,038 1,066 1,107 1,176 1,168

Сг 0,772 0,732 0,658 0,780 0,530 1,114 0,672 0,806 0,829 0,749 0,824 0,770 0,745

Fe3+ 0,086 0,062 0,076 0,087 0,066 0,070 0,046 0,073 0,133 0,147 0,068 0,054 0,087

Ti 0,007 0,003 0,001 0,002 - - - - 0,003 - 0,006 0,002 0,007

V 0,004 0,003 0,004 0,004 - - - - 0,002 - - 0,005 0,001

Мп - 0,001 - - - - - - - - - - -

- - - 0,001 - - - 0,002 - 0,003 0,004 0,003 0,002

#Сг 0,386 0,366 0,329 0,390 0,265 0,557 0,336 0,403 0,414 0,380 0,412 0,385 0,373

#Mg 0,592 0,607 0,650 0,547 0,699 0,542 0,706 0,653 0,622 0,722 0,604 0,594 0,611

Примечание: столбцы 1-10 - шпинелевые перидотиты, 11-13 - шпинель-плагиоклазовые перидотиты. Составы минералов даны в среднем по образцам. Прочерк означает содержание компонентов ниже предела обнаружения

перидотитов (в среднем 0,916). Основными элементами-примесями являются никель и марганец: Мп в количествах выше предела обнаружения содержится в 15,3% анализов, содержание - до 0,19 мас.%; № в количествах выше предела обнаружения присут-

ствует в большей части образцов, с содержанием до 0,42 мас.% (табл. 1).

По химическому составу ортопироксе-ны соответствуют энстатиту, они содержат малые количества кальция и железа (рис. 2а, табл. 2). Постоянные примеси - алюминий

ТАБЛИЦА 5. Химические составы плагиоклазов из перидотитов и габбро Миндяк-ского массива

№ п/п 1 2 3 4 5 6 7 8

№ обр. МН-5684 МН-23/2 Мн-5685 Мн-5709-2 Мн-5681 Мн-5684-1 Мн-5637-1 Мн-5682

Мас.%

SiO2 47,04 46,07 49,46 49,92 47,91 47,65 46,75 49,94

А1203 34,62 35,29 32,93 32,53 33,87 34,08 29,83 32,64

№а20 2,45 1,82 3,39 3,73 2,87 2,68 3,12 3,66

СаО 15,82 16,82 14,22 13,82 15,35 15,59 17,76 13,75

К20 0,07 - - - - - - -

FeO - - - - - - 2,54 -

Формульные коэ( эфициенты

№а 0,218 0,162 0,300 0,329 0,255 0,238 0,278 0,324

Са 0,779 0,831 0,697 0,676 0,754 0,767 0,877 0,673

К 0,004 - - - - - - -

Fe - - - - - - 0,098 -

Si 2,158 2,122 2,260 2,276 2,194 2,185 2,154 2,278

А1 1,841 1,884 1,743 1,719 1,798 1,810 1,593 1,726

Ап 0,781 0,837 0,699 0,673 0,747 0,763 0,759 0,675

Примечание: столбцы 1 - 3 - шпинелевые перидотиты, 4 - 6 - шпинель-плагиоклазовые перидотиты, 7 - 8 - габбро. Составы минералов даны в среднем по образцам. Прочерк означает содержание компонентов ниже предела обнаружения

(до 2,1 мас.%), хром (до 0,61 мас.%). В некоторых анализах определяются примеси ТС (до 0,18 мас.%), Мп (до 0,2 мас.%), № (до 0,21 мас.%).

Клинопироксены перидотитов по составу соответствуют диопсиду, реже попадают в краевую часть поля авгита, доля вол-ластонитового минала варьирует в пределах 0,4-0,5 (рис. 2а, табл. 2). Постоянные примеси - натрий (до 0,54 мас.%), алюминий (до 2,85 мас.%), хром (до 0,94 мас.%), реже определяются Мп и №. Клинопироксены из габбро по составу соответствуют авгиту, в отдельных случаях - пижониту и геденбер-гиту (рис. 2а.). Постоянные примеси: А1 до 3,25 мас.%, №а до 0,72 мас.%, ТС до 0,87 мас.%, Мп до 0,38 мас.%, частые при-

меси - К (до 0,28 мас.%), Сг (до 0,32 мас.%).

Хромшпинелиды ультрамафитов характеризуются умеренными вариациями содержаний алюминия и хрома (рис. 2б, 2в, табл. 4) и содержат мало трёхвалентного железа. Большинство исследованных хром-шпинелидов относятся к хромпикотиту, незначительное количество шпинелидов относятся к алюмохромиту, субферриалюмохро-миту, субферрихромпикотиту, пикотиту. На бинарной диаграмме #Cг-Mg# (рис. 2в) отчётливо проявлена обратная зависимость между их магнезиальностью и хромисто-стью. Хромистость (#Сг) варьирует в пределах 0,2-0,6; а вариации содержаний магния и двухвалентного железа изменяются в пределах 0,5-0,8 #Mg. Из примесных элемен-

Рис. 2. Особенности состава минералов перидотитов и габбро Миндякского массива:

а - треугольная диаграмма для пироксенов, границы миналов проведены по [5] (1 - ортопироксены шпинелевых перидотитов, 2 - ортопироксены плагиоклазовых перидотитов, 3 - клинопироксены шпинелевых перидотитов, 4 - клинопироксены плагио-клазовых перидотитов, 5 - клинопироксены габбро); б - треугольная диаграмма для трёхвалентных катионов хромшпинели-дов, границы минеральных разновидностей проведены по [6] (Поля: 1 - алюмохромит, 2 - субферриалюмохромит, 3 - хром-пикотит, 4 - субферрихромпикотит, 5 - пикотит), (1 - хромшпинелиды шпинелевых перидотитов, 2 - хромшпинелиды плагиоклазовых перидотитов); в - бинарная диаграмма состава хромшпинелидов (1 - хромшпинелиды шпинелевых перидотитов, 2 - хромшпинелиды плагиоклазовых перидотитов); г - диаграмма состава сосуществующих зерен оливина и хромшпинели-да, поля проведены в соответствии с работой [7] (1 -пары шпинелевых перидотитов, 2 - пары плагиоклазовых перидотитов). Еп, Wo, Fs - атомные доли миналов энстатита, волластонита и ферросилита в пироксенах; #Сг = Сг/(Сг+А1), ат.%; #Мд = Мд/ (Mg+Fe2+), ат.% в хромшпинелиде; Fo = Mg/(Mg+Fe), ат.% в оливине

тов часто встречаются титан (до 0,27 мас.%), ванадий (до 0,26 мас.%), реже встречены Zn (до 0,48 мас.%), Мп (до 0,28 мас.%).

Изученные плагиоклазы по химическому составу соответствуют Лабрадору и би-товниту с долей анортитового минала (Ап) от 0,58 до 0,79 (табл. 5), в единичных зёрнах отмечены калий и железо.

Обсуждение и выводы. Оценка степени плавления по диаграмме OSMA (рис. 2г) показывает, что шпинелевые перидотиты представляют собой рестит от различных степеней частичного плавления пиролита (10-

30%), фигуративные точки шпинель-плагиоклазовых перидотитов локализованы в более узком интервале вблизи значения в 20%.

Для оценки термодинамических условий образования глубинных пород нами были применены две версии геотермометров для пары оливин-хромшпинелид и две версии двупироксеновых геотермометров. Для этого из исходных данных по химическому составу были составлены стехиометрические формулы сосуществующих зёрен оливина и шпинели, а также моноклинного и ромбического пироксенов. Далее, по эмпирическим

формулам геотермометров были вычислены температуры закрытия обменных реакций в каждой паре минералов.

Для пары оливин-хромшпинель температуры минеральных равновесий рассчитывались по двух версиям геотермометров [8, 9]. Большинство значений находятся в интервале 600-750°С (в среднем 638°С для геотермометра Оно и 705 °С для геотермометра Фабри). Двупироксеновые термометры [10, 11] показали более высокие температуры закрытия обменных реакций - большинство значений находится в пределах 1000-1150°С (среднее значение для геотермометра Уэллса 1058°С, для геотермометра Вуда-Банно 1145°С).

Давление может быть оценено качественно по наличию плагиоклаза в лерцоли-тах (5-7 кбар), а для шпинелевых ассоциаций - по пироксеновому геобарометру из работы [12], который даёт значения 7-12 кбар и, соответственно, глубину до 35 км. Окислительно-восстановительные условия

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Савельев Д.Е., Гатауллин Р.А. Лерцолиты Азнагу-ловской площади: состав и P-T-fO2 условия образования // Вестник АНРБ, 2021, Т. 40, № 3(103). С. 15-25. DOI: 10.24412/1728-5283-2021-3-15-25

2. Колман Р.Г. Офиолиты. М.: Мир, 1979. 262 с.

3. Денисова Е.А. Внутренняя структура Миндякско-го ультраосновного массива (Южный Урал) // Докл. АН СССР. 1984. Т. 274, № 2. С. 382-387.

4. Савельев Д.Е., Сначев В.И., Савельева Е.Н., Ба-жин Е.А. Геология, петрогеохимия и хромито-носность габбро-гипербазитовых массивов Южного Урала. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2008. 320 с.

5. Morimoto N. Nomenclature of pyroxenes // Canadian mineralogist, 1989. V. 27, Pp.143-156.

6. Павлов Н.В. Химический состав хромшпинели-дов в связи с петрографическим составом пород ультраосновных интрузивов // Тр. Ин-та геол. наук АН СССР. Вып. 103. Серия рудных месторождений, 1949,. № 13. С. 10-35.

7. Arai S. Characterization of spinel peridotites by olivine-spinel compositional relationships: Review and interpretation // Chemical Geology. 1994.

мантийного минералообразования рассчитаны по оксибарометру из работы [13] на основе состава сосуществующих зерен оливинов и шпинелей и составляют 0 ... +1,5 Alog/O2(FMQ).

Таким образом, полученные данные Р-Т-/02 становления ультрамафитов близки к таковым, полученным для Азнагуловской площади массивов Крака [1] и могут рассматриваться как показатель геодинамической обстановки, характерной для верхней мантии под рифтогенной структурой.

Благодарности. Работа выполнена в рамках Государственного задания по теме №FMRS-2022-0011. Аналитические исследования проведены на базе ЦКП ИПСМ РАН «Структурные и физико-механические исследования материалов» и ЦКП УФИЦ РАН.

Статья публикуется впервые и не отправлена в другие редакции

Vol. 113. P. 191-204.

8. Fabries J. Spinel-olivine geothermometry in peridotites from ultramafic complexes // Contribution to Mineralogy and Petrology, 1979, vol. 6, pp. 329 - 336.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. Ono A. Fe-Mg partitioning between spinel and olivine // The Journal of the Japanese Association of Mineralogists, Petrologists and Economic Geologists. 1983. Vol. 78. P. 115-122.

10. Wells P.R.A. Pyroxene thermometry in simple and complex systems // Contribution to Mineralogy and Petrology, 1977, vol. 62, pp.129-139.

11. Wood B.J., Banno S. Garnet-orthopyroxene and orthopyroxene-clinopyroxene relationships in simple and complex systems // Contr. Mineral. Petrol. 1973. Vol. 42. P. 109-124.

12. Putirka K.D. Thermometers and barometers for volcanic systems // Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 2008, vol. 69, pp. 61-120.

13. Ballhaus C., Berry R., Green D. High pressure experimental calibration of the olivine-orthopyroxene-spinel oxygen geobarometer: implication for the oxydation state of the upper mantle // Contribution to Mineralogy and Petrology, 1991, vol.107, pp. 27 - 40.

À

R E F E R E N C E S

1. Saveliev D.E., Gataullin R.. Lherzolites of Aznagulovo area: composition and P-T-fO2 formation condition. Herald of ANRB, 2021, vol. 40, Is. 3(103), pp. 15-25. (in Russian) DOI: 10.24412/1728-5283-2021-3-15-25

2. Coleman R.G. Ophiolites: ancient oceanic lithosphere? Springer: Berlin, Heidelberg, New York, 1977.

3. Denisova E.A. Internal structure of Mindyak ultrabasic massif (the Southern Urals). Doklady of Earth Science, 1984, vol. 274, Is. 2, pp. 382-387. (in Russian)

4. Saveliev D.E., Snachev V.I., Savelieva E.N., Ba-zhin E.A. Geology, petrogeochemistry, and chromite content of gabbro-ultramafic massifs of the South Urals. Ufa: DizaynPoligrafServis, 2008. 320 p. (in Russian)

5. Morimoto N. Nomenclature of pyroxenes. Canadian mineralogist, 1989, vol. 27, pp.143-156.

6. Pavlov N.V. Chemical composition of chromian spinels in connection with rock composition of ultrabasic intrusions. Trudy Instituta geologicheskikh nauk AN USSR: seriya rudnykh mestorozhdeniy, 1949, vol. 103, Is. 13, pp. 10-35. (in Russian)

7. Arai S. Characterization of spinel peridotites by ol-ivine-spinel compositional relationships: Review and

interpretation. Chemical Geology, 1994, vol. 113, pp. 191-204. DOI: 10.1016/0009-2541(94)90066-3

8. Fabries J. Spinel-olivine geothermometry in peridotites from ultramafic complexes. Contribution to Mineralogy and Petrology, 1979, vol. 69, pp. 329 -336.

9. Ono A. Fe-Mg partitioning between spinel and olivine. The Journal of the Japanese Association of Mineralogists, Petrologists and Economic Geologists, 1983, vol. 78, pp. 115-122.

10. Wells P.R.A. Pyroxene thermometry in simple and complex systems. Contribution to Mineralogy and Petrology, 1977, vol., pp. 129-139.

11. Wood B.J., Banno S. Garnet-orthopyroxene and or-thopyroxene-clinopyroxene relationships in simple and complex systems. Contr. Mineral. Petrol., 1973, vol. 42, pp. 109-124.

12. Putirka K.D. Thermometers and barometers for volcanic systems. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 2008, vol. 69, pp. 61-120.

13. Ballhaus C., Berry R., Green D. High pressure experimental calibration of the olivine-orthopyroxene-spi-nel oxygen geobarometer: implication for the oxydation state of the upper mantle. Contribution to Mineralogy and Petrology, 1991, vol. 107, pp. 27 - 40.

доктор геолого-минералогических наук, профессор АН РБ, главный научный сотрудник, Институт геологии, Уфимский Федеральный исследовательский центр РАН, ул. К. Маркса, 16/2, 450077, г. Уфа, РФ, эл. почта: savl71@mail.ru

младший научный сотрудник, Институт геологии, Уфимский федеральный исследовательский центр РАН, ул. К. Маркса, 16/2, 450077, г. Уфа, Российская Федерация, магистр 2 года обучения, Башкирский государственный университет, ул. Заки Валиди, 32, 450076, г. Уфа, РФ, эл. почта: rusgatln97@gmail.com

инженер группы электронно-микроскопических исследований, Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, ул. Степана Халтурина 39, 450001, Уфа, Россия, магистр 2 года обучения, Башкирский государственный университет, ул. Заки Валиди 32, 450076, Уфа, РФ, эл. почта: gaifullin_1998@bk.ru

Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Professor of the Academy of Sciences of the Republic of Belarus, Chief Researcher, Institute of Geology, Ufa Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences, st. K. Marksa, 16/2, 450077, Ufa, Russian Federation, e-mail: savl71@mail.ru

Junior Researcher, Institute of Geology, Ufa Federal Research Center RAS, st. K. Marksa, 16/2, 450077, Ufa, Russian Federation, Master of 2 years of study, Bashkir State University, st. Zaki Validi, 32, 450076, Ufa, Russian Federation, e-mail: rusgatln97@gmail.com

Engineer of the Electron Microscopic Research Group, Institute for the Problems of Superplasticity of Metals of the Russian Academy of Sciences, st. Stepana Khalturina 39, 450001, Ufa, Russia, Master of 2 years of study, Bashkir State University, st. Zaki Validi 32, 450076, Ufa, Russian Federation, e-mail: gaifullin_1998@bk.ru

MINERALOGICAL AND GEOCHEMICAL FEATURES AND FORMATION CONDITIONS OF ULTRAMAFITES OF THE MINDIAK MASSIF (SOUTHERN URAL)

Текст научной работы на тему «МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ УЛЫРАМАФИТОВ МИНДЯКСКОГО МАССИВА (ЮЖНЫЙ УРАЛ)»