Условия образования и кристаллизации коматиитов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.09, кандидат наук Асафов Евгений Владимирович
Асафов Евгений Владимирович
кандидат наук
2019
- Специальность ВАК РФ25.00.09
- Количество страниц 337
Оглавление диссертации кандидат наук Асафов Евгений Владимирович
Содержание
1. Введение
1.1. Актуальность
1.2. Цели и Задачи
1.3. Личный вклад автора
1.4. Научная новизна
1.5. Практическая значимость
1.6. Апробация работы
1.7. Структура работы
2. Современные проблемы и методы исследования коматиитов
2.1. Общие характеристики коматиитов
2.2. Изменения коматиитов
2.3. Геохимия коматиитов
2.3.1. Геохимия главных и примесных элементов в коматиитах
2.3.2. Геохимия несовместимых элементов в коматиитах
2.3.3. Геохимия совместимых элементов в коматиитах
2.4. Летучие компоненты и генезис коматиитов
2.5. Выводы
3. Методы исследования
3.1. Объекты исследования
3.2. Подготовка образцов
3.3. Гомогенизация расплавных включений
3.4. Электронный микрозонд
3.5. Ионный зонд
3.6. ИСП-МС с лазерной абляцией
3.7. ИСП-МС в растворах
3.8. Обработка данных
3.9. Геотермометры
3.10. Геобарометры
1
3.11. Выводы
4. Коматииты Белингве
4.1. Геология района
4.2. Петрография
4.3. Результаты
4.3.1. Оливин
4.3.2. Хромшпинель
4.3.3. Расплавные включения: главные и примесные элементы
4.3.4. Расплавные включения: летучие компоненты
4.3.5. Геотермометры
4.3.6. Фугитивность кислорода
4.4. Выводы
5. Коматииты Абитиби, Мунро и Алексо
5.1. Геология района
5.2. Петрография коматиитов Абитиби
5.3. Результаты
5.3.1. Оливин
5.3.2. Хромшпинель
5.3.3. Расплавные включения: главные и примесные элементы
5.3.4. Расплавные включения: летучие компоненты
5.3.5. Оценки температур коматиитов Абитиби
5.3.6. Фугитивность кислорода
5.4. Выводы
6. Коматииты Барбертон
6.1. Геология района
6.2. Петрография
6.3. Результаты
6.3.1. Оливин
6.3.2. Хромшпинель
6.3.3. Расплавные включения: главные и примесные элементы
6.3.4. Летучие вещества в расплавных включениях
6.3.5. Геотермометры
6.3.6. Фугитивность кислорода
6.4. Выводы
7. Изотопный состав водорода в расплавах коматиитов
8. Обсуждение
8.1. Признаки контаминации и подвижность элементов
8.2. Реконструкция первичных расплавов
8.3. Независимые оценки воды в расплавах
8.4. Избыточные концентрации летучих компонентов
8.5. Петрогенезис коматиитов
8.6. Причины избытка воды в расплавах
8.7. Изотопная метка субдукции в палеоархее
9. Выводы
Защищаемые положения
Благодарности
Список использованной литературы
Список публикаций по теме
Тезисы
Список рисунков
Список таблиц
Приложения
1. Введение
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых», 25.00.09 шифр ВАК
Фазовые равновесия в мантии в связи с проблемой происхождения высокомагнезиальных магм1998 год, доктор геолого-минералогических наук Гирнис, Андрей Владиславович
Состав и особенности кристаллизации расплавов при формировании калиевых базитовых пород Центрального Алдана: на примере Ыллымахского, Рябинового и Инаглинского массивов2014 год, кандидат наук Рокосова, Елена Юрьевна
«Петрогенезис посткальдерного вулканизма кальдеры Медвежья на примере вулкана Меньший Брат, о. Итуруп»2022 год, кандидат наук Низаметдинов Ильдар Рафитович
Родоначальные расплавы голоценовых вулканитов Срединного хребта Камчатки и роль коровой ассимиляции в их магматической эволюции2016 год, кандидат наук Некрылов Николай Андреевич
Петрология палеопротерозойских (суйсарских) вариолитовых лав онежской структуры, Центральная Карелия, Балтийский щит2011 год, кандидат геолого-минералогических наук Гудин, Александр Николаевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Условия образования и кристаллизации коматиитов»
1.1. Актуальность
Коматииты - ультраосновные эффузивные магматические породы,
содержащие более 18 мас.% MgO и обладающие структурами спинифекс, либо
генетически связанные с породами, обладающими такими структурами (Arndt
et al., 2008). Коматииты кристаллизовались из высокотемпературных магм с
высоким содержанием магния, низкими концентрациями несовместимых
элементов, обладающих большим потенциалом к ассимиляции вмещающих
пород. Большинство известных коматиитов образовалось из магм, излившихся
в архейское время, и расположено в пределах древних кратонов.
Единственные из пока описанных фанерозойских коматиитов - эффузивы
коматиитового состава с о. Горгона (вблизи Тихоокеанского побережья
Колумбии), образовавшиеся в меловой период - приблизительный возраст 90
млн. лет (Echeverría, 1980). С момента открытия условия образования и
кристаллизации коматиитов вызывали большой интерес у исследователей.
Одним из важных вопросов является петрогенезис коматиитов и роль воды в
нем. Эти породы обладают крайне высокими содержаниями MgO и низкими
содержаниями несовместимых элементов (деплетированные составы),
поэтому преобладающей точкой зрения сегодня является образование
коматиитовых магм, связанное с высокими степенями плавления мантии
(более 30%) при высокотемпературных и глубинных условиях без
существенного участия H2O (Пухтель и др., 1995, Nisbet et al., 1977, Herzberg,
1992, Walter, 1998, Herzberg, 2004, Puchtel et al., 2013). Альтернативная
гипотеза предлагает присутствие значительных количеств H2O (до 4 мас.%) в
петрогенезисе коматиитов и связывает их происхождение с плавлением
мантии в субдукционных условиях (Brooks and Hart., 1974, Allegre, 1982, Inoue,
1994, Asahara and Ohtani, 2001, Parman et al., 1997, Barr et al., 2009). Вопрос
петрогенезиса остается дискуссионным в связи с отсутствием прямых данных
4
о содержаниях воды в коматиитовых магмах из-за их существенного преобразования вторичными процессами и отсутствия вулканического стекла. Для изучения доступны лишь реликты первичных магматических минералов (Arndt et al., 2008; Гирнис et al., 1987). Неопределенность в содержаниях летучих компонентов в коматиитах препятствует определению глубин образования коматиитовых магм, способа их транспортировки к поверхности, глубин и температур кристаллизации.
Ряд недавних экспериментальных исследований (Bercovici and Karato, 2003; Mibe et al., 2006; Roberge et al., 2015) позволяет предположить наличие воды в переходной зоне мантии. Эти сведения пока мало подтверждены природными наблюдениями: известно только одно включение рингвудита в алмазе с повышенными содержаниями воды (Pearson et al., 2014). Исследование содержаний летучих компонентов в коматиитах предоставит дополнительную информацию о составе глубинной мантии и наличии воды в ее переходной зоне.
В этой работе представлены данные по изучению составов главных, примесных и летучих компонентов расплавных включений из оливина, нетронутых процессами вторичного преобразования и сохранивших информацию о составах родоначальных магм коматиитов. Получены первые данные по изотопному составу водорода в расплавных включениях архейских коматиитов. Проведена реконструкция составов первичных магм, условий их образования и кристаллизации. Предложена модель формирования коматиитовых магм в архейском мантийном плюме. Отобранная коллекция образцов включает коматииты палеоархея и неоархея, отвечает продолжительному периоду эволюции Земли и дает представление о роли летучих компонентов в этот период истории планеты.
Рис. 1. Карта проявлений коматиитов. Коматииты представлены в большинстве древних кратонов. (Arndt, 2008).
1.2. Цели и Задачи
Цели:
Целью данной работы является определение содержаний главных и примесных элементов, а также летучих компонентов в родоначальных магмах коматиитов, определение температуры и глубины образования и кристаллизации магм, оценка составов мантийных источников и роли летучих компонентов в архее.
Задачи:
1. Определение содержаний главных, примесных элементов и летучих компонентов в расплавных включениях во вкрапленниках оливина из серии образцов коматиитов с помощью электронного микрозонда (ЕРМА), ИСП-МС с лазерной абляцией и ионного зонда (SIMS).
2. Определение состава включений шпинели во вкрапленниках оливина коматиитов методом EPMA.
3. Определение состава (главные и примесные элементы) оливина-хозяина включений расплава и шпинели методами EPMA, LA-ICP-MS и SIMS.
4. Применение известных физико-химических методов определения условий кристаллизации (температура, давление, летучесть кислорода) и образования (температура, давление, степень плавления, потенциальная температура и состав источника) исследованных коматиитов.
1.3. Личный вклад автора
1. Участие в полевых работах в Канаде на зеленокаменном поясе Абитиби и на зеленокаменном поясе Барбертон (ЮАР).
2. Подготовка отобранного каменного материала для изготовления шлифов и проведения различного вида анализов.
3. Отбор мономинеральных фракций оливина и участие в экспериментах по высокотемпературной закалке включений при контролируемой фугитивности кислорода.
4. Подготовка расплавных включений в оливине к исследованиям. Проведение микрозондового, ионно-зондового анализа, а также анализа на масс-спектрометре с индуктивно связанной плазмой и лазерной абляцией.
5. Обработка результатов исследования. Применение методов моделирования магматического процесса. Оценка составов родоначальных магм и условий их генезиса и кристаллизации. Анализ полученных данных, обобщение результатов и сравнение с литературными данными.
1.4. Научная новизна
1. Впервые установлены содержания летучих компонентов (Р, С1, S, С02) в расплавных включениях и первичных расплавах неоархейских коматиитов из зеленокаменных поясов Белингве (Зимбабве) и Абитиби (Канада) - возрастом 2.7 млрд. лет и палеоархейских коматиитов зеленокаменного пояса Барбертон (ЮАР) возрастом 3.3 млрд. лет. Содержания Н20 в расплавных включениях коматиитов впервые определены для коматиитов Абитиби и Велтевреден.
2. Проведены первые исследования изотопного состава водорода в расплавных включениях из архейских коматиитов.
3. Установлены температуры кристаллизации коматиитовых расплавов с помощью независимых геотермометров ^с^ равновесие оливин-расплав и А1-равновесие оливин-шпинель). Впервые проведены оценки температур первичных расплавов архейских коматиитов по Fe-Mg равновесию оливин-расплав с учетом измеренных содержаний Н20.
4. На основе распределения V между оливином и расплавом впервые определена фугитивность кислорода в расплавных включениях и первичных расплавах архейских коматиитов.
1.5. Практическая значимость
Представленная работа является фундаментальным вкладом в решение вопросов происхождения коматиитового магматизма, включающим количественные оценки содержаний главных, примесных и летучих компонентов, первые данные об изотопном составе водорода, информацию о фугитивности кислорода в коматиитовых магмах, различные независимые оценки температур и глубин кристаллизации коматиитов и температуры и давления образования коматиитовых магм. Данные о составах первичных расплавов архейских коматиитов, в том числе, новая информации о содержаниях летучих компонентов, таких как вода, хлор, фтор и углекислый газ, позволяют уточнить модель формирования коматиитов и могут дать представления о роли летучих компонентов в архейский период истории планеты.
1.6. Апробация работы
По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе 4 в журналах РИНЦ, включая 2 статьи в журналах входящих в международные реферативные базы Scopus и Web of Science (1-ый квартиль), рекомендуемых ВАК, и 14 работ в виде тезисов докладов, сделанных автором на различных Российских и международных конференциях и семинарах, в том числе: Генеральная Ассамблея Европейского Союза Геонаук (EGU), Международная геохимическая конференция имени Гольдшмидта (Goldschmidt), Международная школа International School of Earth Sciences, 13 международный платиновый симпозиум (13th Ni-Cu-PGE Symposium), Международная школа International School of Earth Sciences, American
9
Geophysical Union Fall Meeting, European Current Research On Fluid Inclusions (ECROFI).
1.7. Структура работы
Работа состоит из 9 Глав. Глава 1 включает введение, в котором сформулирована актуальность проводимого исследования, цели и задачи, указаны личный вклад автора, научная новизна, практическая значимость, апробация и структура работы. В Главе 2 дан обзор литературы и описаны общие сведения о коматиитах, их геохимические особенности и современные представления об их генезисе. Глава 3 представляет собой описание методов исследования, в ней перечислены объекты исследования, особенности подготовки образцов, аналитические методы и методика обработки данных. В Главах 4-6 приведены результаты исследования коматиитов Белингве, Абитиби и Велтевреден, соответственно. В этих главах приведены геологические данные, петрография образцов, изложены полученные данные по исследованиям оливина, шпинели и расплавных включений в оливине. Также в этих главах приводятся оценки условий кристаллизации расплавов (температуры, давления и фугитивности кислорода). В Главе 7 приводятся данные исследования изотопии H в расплавных включениях изученных коматиитов. Глава 8 является обсуждением результатов, которое включает анализ признаков контаминации и вторичных преобразований изучаемых расплавов, реконструкцию составов первичных магм, независимые оценки воды с помощью геотермометров, обсуждение избыточных концентраций воды и галогенов в родоначальных магмах и их генезис и возможные модели их формирования. Глава 9 - краткие выводы проведенной работы. В конце работы приведены благодарности, список использованной литератур, список опубликованных работ по теме диссертации, список рисунков, список таблиц и приложения, которые включают таблицы данных по составам минералов, расплавных включений, температур кристаллизации и фугитивности, включая
погрешности измерений концентраций элементов (изотопов водорода) и оценок физико-химических параметров.
Диссертационная работа изложена на 335 страницах и состоит из 214 страниц основного текста, который включает 76 рисунков и 121 страницы приложений, которые включают 21 таблицу. Список литературы включает 223 наименования.
2. Современные проблемы и методы исследования
коматиитов
2.1. Общие характеристики коматиитов
Коматииты были впервые описаны как ультрамафические лавовые потоки в конце 60-х годов в зеленокаменном поясе Барбертон, ЮАР (Viljoen and Viljoen, 1969). Ранее возможность существования высокомагнезиальных магм (также называемых в более ранней литературе как пикритовые магмы) ставилась под сомнение из-за необходимой крайне высокой температуры для генерации таких магм. Считалось, что родоначальной магмой как для мафических, так и для ультрамафических пород является базальтовая магма (Yoder Jr and Tilley, 1962). Происхождение пикритовых и богатых оливином магм традиционно связывалось с кумулятивным накоплением оливина в толеитовых базальтах (Bowen, 1956; Macdonald, 1949). Тем не менее, некоторые исследователи предполагали наличие таких ультрамагнезиальных и высокотемпературных расплавов до открытия коматиитов (Drever and Johnston, 1966). В работе 1969 (Viljoen and Viljoen) впервые надежно выявлены характерные эффузивные черты ультрамафических пород - наличие дифференциированных лавовых потоков, которые залегают согласно на большом протяжении с серией базальтов. Это позволило предположить, что коматииты являются лавами из той же вулканической серии. Исследователями было отмечено наличие закалочных поверхностей в кровле потока, гиалокластитовых брекчий. Текстуры спинифекс были интерпретированы как закалочные вулканические текстуры. Сравнение химического состава коматиитов Барбертон выявило более низкие содержания MgO и более высокие содержания SiO2 по сравнению с другими типами ультрамафических пород, в частности, альпинотипными перидотитами и мантийными ксенолитами. Также было отмечено повышенное содержание MgO и
пониженное содержание SiO2, TiÜ2, K2O и Na2O в коматиитах относительно других типов мафических лав. Авторами была отмечена еще одна важная геохимическая особенность коматиитов - высокое отношение CaO/Al2Ü3.
В последующие годы коматииты были идентифицированы в пределах других Архейских местностей: кратон Илгарн, Австралия (McCall and Leishman, 1971; Nesbitt, 1971), зеленокаменный пояс Абитиби, Канада (Pyke et al., 1973), Балтийский щит (Гирнис и др., 1990, Куликов и др., 1988, Рябчиков и Богатиков, 1984), Алданский щит (Пухтель и др. 1992) и другие.
С момента открытия условия образования коматиитов остаются дискуссионными. Это связано, в первую, очередь с отсутствием прямых данных о составе летучих компонентов (главным образом - воды) в коматиитовых магмах, т.к. все изучаемые коматииты являются древними, претерпели различные постмагматические метаморфические преобразования, и в них отсутствует первичное вулканическое стекло. Свежий магматогенный материал коматиитов представлен, главным образом, оливином, клинопироксеном, шпинелью. Также в некоторых локациях отмечаются амфиболсодержащие и амфиболовые (с содержанием паргасита до 40%, Sarkar et al., 2018) коматииты.
Термин «коматииты» как название для класса пород был предложен в 1980 году на Пенроузской конференции в Канаде. К тому моменту были уже открыты коматииты в Южной Африке - зеленокаменный пояс Барбертон, Зимбабве - зеленокаменный пояс Белингве, Канаде - зеленокаменный пояс Абитиби и Австралии- кратон Илгарн. В более ранней литературе можно встретить устаревшие варианты «Архейский зеленокаменный перидотит» (Nesbitt, 1971), «магнезиальная магматическая серия» (Arndt et al., 2008), перидотитовый коматиит и базальтовый коматиит (Viljoen and Viljoen, 1969). Первоначальное определение этого типа пород было: ультрамафичская вулканическая порода, петрологический аналог базальта и андезита. Базальты,
которые повсеместно ассоциируют с коматиитами в зеленокаменных поясах были приняты как часть коматиитовой серии и были названы коматиитовыми базальтами. Позже определение коматиита было дополнено текстурным признаком: коматииты - такие породы, которые по текстурным признакам или характеру залегания имеют признаки вулканического или субвулканического происхождения и по минералогическому составу или составу главных элементов отвечают ультрамафическим породам. К признакам, позволяющим определить вулканическое происхождение пород относится наличие мелкокристаллических закалочных зон, брекчий или гиалокластитов. Сама по себе мелкокристаллическая структура в потоке, текстуры спинифекс, миндалины и пустоты, согласное залегание в серии пород также являются признаками вулканического происхождения, но не являются достаточными критериями для подобного утверждения.
По химическому составу для определения коматиитов используется граница в 18 мас.% MgO, величина, отвечающая минимальным содержаниям MgO во многих коматиитах из большинства (но не всех) зеленокаменных поясов. Соответственно, породы, которые приурочены к коматиитам, но содержат менее 18 мас.% MgO называются коматиитовыми базальтами. Т.к. существуют другие магматические породы, которые содержат более 18 мас. % MgO, например, богатые оливином пикриты (Гирнис и др., 1989, Пухтель и Журавлев, 1992) или более редкие меймечиты (Соболев и др., 1991), был введен дополнительный критерий, ставший обязательным - наличие текстур спинифекс. Текстуры спинифекс - это крупные дендритовые кристаллы оливина, которые характерны для коматиитов, хотя встречаются в них не всегда (клинопироксен также иногда образует структуры спинифекс, но такие структуры на являются класификационным признаком коматиитов). Поэтому к коматиитам относят породы обладающие структурами спинифекс или, которые непосредственно связаны с породами, обладающими структурами спинифекс (Kerr and Arndt, 2001). Это определение позволяет включить в
14
понятие коматиита различные зоны коматиитовых потоков без текстур спинифекс, таких как оливиновый кумуляты в базальных частях потоков и исключает из него меймечиты и пикриты, которые не обладают подобными структурами. Также дополнительно для различия с пикритами и меймечитами вводится пороговые значения содержания суммы щелочей (№20+К20 мас.%) <2 % и ТЮ2 менее 1 мас.% для коматиитов.
Рис. 2. Продольный и поперечный разрез коматиитового потока, показывающий образование эрозионного канала со временем. (Huppert et
al., 1984)
Коматиитовые лавы извергались на поверхность Земли при экстремальных температурах (1500-1600 °С). Внутри потока происходили турбулентные движения, которые способствовали эффективному теплопереносу, в результате чего коматиитовые лавы обладали крайне высоким потенциалом к термоэрозии окружающих пород (Huppert et al., 1984). Т.к. породы, которые часто ассоциируют с коматиитами в зеленокаменных поясах (базальты и осадочные породы) обладают существенно более низкими температурами плавления, то при извержении коматиитовые лавы формировали глубокие каналы (Рис. 2) и контаминировались веществом окружающих пород.
12 3 4
Рис. 3. Кристаллизация коматиитовой лавы: 1) При извержении лавы коматиитового состава в верхней части потока формируется брекчия и закалочные зоны (в кровле и подошве), начинаются кристаллизоваться полиэдрические кристаллы оливина. Пока поток находится в движении -спинифекс не образуется. 2) По мере остывания и остановки потока в кровле оливин кристаллизуется в тонкие разнонаправленные текстуры спинифекс (беспорядочный спинифекс), в базальной части начинает аккумулироваться полиэдрический оливин. 3,4) В результате высокой
степени кристаллизации турбулентные движения в потоке прекращаются. В верхней части потока начинает кристаллизоваться более крупный и ориентированный оливиновый спинифекс (шевронный и пластинчатый). В базальной части потока завершается аккумуляция полиэдрического оливина. Между зонами спинифекс и кумулятной частью потока формируется тонкий слой В1 (Arndt, 1986a; Renner et al., 1994).
Наличие турбулентных движений внутри коматиитовых лав также обуславливает наличие выраженной зональности коматиитовых потоков. Схема кристаллизации коматиитового потока изображена на Рис. 3. При извержении лавы образуются закалочные зоны в кровле и подошве потока. Также часто в обнажениях наблюдается брекчия, которая образуется в самой верхней части потока. Во время движения потока происходит нуклеация и кристаллизация полиэдрического оливина, который постепенно осаждается в базальной части потока (Рис. 3, сегмент 1). После остановки потока продолжается фракционная кристаллизация оливина, и в кровле потока начинается рост тонких разнонаправленных скелетных кристаллов оливина
(беспорядочный спинифекс, Рис. 3, сегмент 2). По мере остывания коматиитового расплава уменьшается сила турбулентности в потоке, продолжается формирование базального оливинового кумулята, в верхней части потока кристаллизация завершается более крупным упорядоченным оливиновым спинифексом (шевронный и пластинчатый спинифекс, Рис. 3; сегменты 3 и 4).
В конце процесса кристаллизации на верхней границе кумулятной зоны образуется тонкий слой, называемый В1 (Arndt, 1986a; Renner et al., 1994), который вызывает интерес у исследователей, благодаря текстурным особенностям. Кристаллы оливина в зоне В1 имеют вытянутую форму длиной до 1 см и ориентированы вдоль потока, в отличие от текстур спинифекс, которые растут поперек направления потока. Формирование этой зоны могло происходить на позднем этапе после завершения кристаллизации текстур спинифекс и уплотнения оливинового кумулята в базальной части, в результате чего остаточный расплав свободный от кристаллов оливина отжимался в свободную зону потока. На этом этапе конвекция в расплаве сменялась циркуляцией остаточного расплава сквозь поровое пространство оливинового кумулята и свободную зону потока, в результате чего образовавшийся слой В1 приобретал ориентацию вдоль потока.
Классическая зональность коматиитовых лав наблюдается в обнажениях коматиитов Барбертон, Южная Африка, Абитиби, Канада и ряда других проявлений (Куликов и др., 1989). Тем не менее, встречаются коматиитовые толщи, где подобная зональность не представлена вовсе, и можно дифференцировать только кумулятивные части потока. Формирование последних может быть связано с т.н. лавовыми озерами, которые образовывались в углублениях лавовых потоков, где происходила кумуляция оливина и не формировался спинифекс.
Дифференциация коматиитовых потоков в процессе кристаллизации приводит к существенному различию составов оливина и остаточного расплава на разных этапах, т.к. по мере кристаллизация оливина расплав существенно обедняется MgO. Кроме того, высокий потенциал к ассимиляции коматиитовых магм в процессе подъема из очага и извержения может привести к тому, что фазы на поздних этапах кристаллизации будут существенно отличаться по составу от продуктов фракционной кристаллизации родоначального расплава. Поэтому для изучения наименее подверженного контаминации материала лучше всего подходят закалочные зоны потоков, а также наиболее примитивные оливины (максимальное содержание Fo) из кумулятивных частей потока.
2.2. Изменения коматиитов
Архейские коматииты повсеместно претерпели большое количество постмагматических преобразований после кристаллизации и представляют из себя замещенные вторичной минералогией потоки с остатками первичных магматических фаз (оливин, пироксен, шпинель, реже амфибол, магматическая природа которого является дискуссионной). Коматииты, которые не были подвержены каким-либо вторичным преобразованиям, не известны. Даже относительно современные коматииты Мелового возраста с о. Горгона, Колумбия, возрастом ~90 млн. лет, были частично замещены и содержат прожилки низкотемпературных вторичных минералов.
По ассоциирующим с коматиитами осадочным породам (например,
магматические серии зеленокаменных поясов Белингве, Абитиби и Барбертон
чередуются с мелководными и глубоководными морскими осадками)
считается, что извержение коматиитовых лав происходило, вероятнее всего, в
подводных условиях. С этим связаны преобразования пород от контакта
раскаленной лавы с морской водой. Древние зеленокаменные пояса, в которых
обнаруживаются коматииты являются результатом длительного
18
регионального метаморфизма в фации зеленых сланцев (низкотемпературные преобразования при низких давлениях, Пухтель и др., 1991). В некоторых регионах (Пояс Лимпопо (Sarkar et al., 2018) и др.) Р-Т параметры метаморфизма достигали фации голубых сланцев.
Вулканическое стекло. Существенная переработка коматиитов вторичными процессами привела к полному замещению вулканического стекла и первичной минералогии. В общем случае наиболее подвержены замещению закалочные зоны и структуры спинифекс (Рис. 4, Рис. 5). Кумулятные части потока чаще сохраняют первичные магматические фазы. Подробное описание процессов замещения и замещающих фаз сделано на примере потока Алексо, зеленокаменный пояс Абитиби, Канада (Lahaye and Arndt, 1996).
Рис. 4. Псевдоморфозы вторичной минералогии по оливину из коматиитов:
а) Барбертон, Южная Африка, Ь) Абитиби, Канада.
В ряде случаев, вторичные преобразования коматиитов привели к полному не изохимическому замещению коматиитов, как, например, многие коматииты кратона Илгарн, Австралия, которые сохранили лишь первичные магматические текстуры, но по составу являются агрегатами талька и карбоната. В случае коматиитов Абитиби, Белингве и Барбертон наблюдается изохимический метаморфизм, в результате которого валовые составы образцов сохранили информацию по содержаниям неподвижных элементов в
первичной магме, но содержания подвижных элементов, таких как Ba, Sr, Pb и др., а также летучих компонентов (Н20, С02, О и др.) были сильно модифицированы.
Рис. 5. Микрофотографии (оливиновый кумулят Пайк Хилл, Канада). А. в отраженных электронах. Зерно оливина представляет собой останцы
свежего магматического материала, разделенного трещинами, заполненными серпентином и вторичным магнетитом. В интерстициях пироксенового спинифекса находится раскристаллизованная и измененная основная масса коматиита. В. Во вторичных электронах. Зерно шпинели
на границе серпентинизированного оливина. Между пластинами пироксенового спинифекса хорошо видна раскристаллизованная основная
масса.
Основные вопросы об условиях происхождения коматиитовых магм связаны именно с отсутствием прямых данных о содержаниях воды в первичных магмах.
Оливин. Оливин в коматиитах часто полностью или частично серпентинизирован. При этом зоны спинифекс, где оливин образует дендритовые формы, как правило подвергнуты более существенным изменениям. В кумулятивных зонах потоков, где оливин образует идиоморфные кристаллы, часто наблюдаются останцы свежего материала (Рис. 5), разбитые трещинами, заполненными серпентином и вторичным магнетитом.
Шпинель. Вторая ликвидусная фаза после оливина - хромистая шпинель часто представлена трещиноватыми идиоморфными кристаллами в виде фенокристаллов и включений в вкрапленниках оливина. Сохранность шпинели как правило на высоком уровне, при этом часто края вкрапленников хромшпинели окаймляются вторичным магнетитом.
Пироксен. Как правило, пироксен представлен моноклинной высококальциевой разностью, образует текстуры спинифекс в коматиитах и характеризуется достаточно высокой степенью сохранности.
Похожие диссертационные работы по специальности «Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых», 25.00.09 шифр ВАК
Петрология мелилитсодержащих пород вулканов Купаелло и Колле Фаббри: Центральная Италия2014 год, кандидат наук Николаева, Александра Тимофеевна
Петрология палеопротерозойских (2.40 млрд лет) базитов Кольско-Норвежского террейна, Фенноскандинавский щит2021 год, кандидат наук Ерофеева Ксения Геннадьевна
Геология и рудоносность Кингашского базальт-коматиитового комплекса2000 год, кандидат геолого-минералогических наук в форме науч. докл. Еханин, Александр Георгиевич
Магматическая эволюция вулкана Чанбайшань Тяньчи (Северо-Восточный Китай) по данным изучения включений минералообразующих сред2017 год, кандидат наук Андреева, Ольга Андреевна
Плейстоцен-голоценовый вулканизм Срединного хребта Камчатки: вещественный состав и геодинамическая модель2006 год, кандидат геолого-минералогических наук Волынец, Анна Олеговна
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Асафов Евгений Владимирович, 2019 год
Список использованной литературы
1. Васильев Ю.Р., Симон А.К. Ультраосновные расплавы в земной коре. В кн.: Проблемы петрологии. М: Наука, 1976, стр.106-108.
2. Вревский А.Б., Крымский Р.Ш. Sm-Nd систематика и геохимия архейских перидотитовых коматиитов Балтийского щита. ДАН, т.352, №1, смтр.80-82, 1997.
3. Гирнис А.В., Рябчиков И.Д., Саддэби П., Куликов В.С., Куликова В.В. Эволюция докембрийской мантии: интерпретация результатов изотопного Sm-Nd-анализа коматиитов Восточной Карелии. Геохимия, №10, стр.1391-1399, 1990.
4. Гирнис А.В., Саддеби П., Рябчиков И.Д., Бочаров В.Л., Плаксенко А.Н. Геохимия элементов-примесей коматиитов Воронежского кристаллического массива. Геохимия, №8, стр.1145-1152, 1989.
5. Гирнис А.В., Рябчиков И.Д., Богатиков О.А. Генезис коматиитов и коматиитовых базальтов. М.: Наука, 1987. 121 с.
6. Куликов В.С., Куликова В.В., Бычкова Я.В. Находка коматиитов саамия (раннего архея) на Балтийском щите. ДАН СССР, т.308, №6, стр.1441-1445,1989
7. Куликов В.С., Светова А.И., Раевская М.Б., Горьковец В.Я., Вяхирев С.А., Куликова В.В., Гирнис А.В., Рябчиков И.Д. Коматииты и высокомагнезиальные вулканиты раннего докембрия Балтийского щита. ИГ Карельск.фил.АН СССР. Л.: Наука, ЛО, 1988, 192 стр.
8. Пухтель И.С., Богатиков О.А., Куликов В.С. и др. Роль коровых и мантийных источников в петрогенезисе континентального магматизма: изотопно-геохимические данные по раннепротерозойским пикритам Онежского плато, Балтийский щит. Петрология, т.3, №4, стр.397-419, 1995.
9. Пухтель И.С., Журавлев Д.З. Раннепротерозойские пикриты Олекминской гранит-зеленокаменной области: изотопная систематика и петрогенезис. Геохимия, №8, стр.1111- 1123, 1992. Данные о химическом составе 8 проб и содержании второстепенных элементов - см.в моей сводке.
10.Пухтель И.С., Журавлев Д.З., Куликов В.С., Куликова В.В. Петрография и Sm-Nd-возраст дифференцированного потока коматиитовых базальтов Ветреного пояса (Балтийский щит). Геохимия, №5, стр.625-634, 1991.
11.Пухтель И.С., Журавлев Д.З., Самсонов А.В. Петрология и геохимия коматиитов и метабазальтов Тунгурчинского зеленокаменного пояса, Алданский щит. Геохимия, №4, стр.544- 562, 1992.
12.Рябчиков И.Д., Богатиков О.А. Физико-химические условия генерации и дифференциации карельских коматиитов // Геохимия. 1984. № 5. С. 625-638.
13.Смолькин В.Ф. Коматиитовый и пикритовый магматизм раннего докембрия Балтийского щита. СПб.: Наука, 1992. 272 с
14.Соболев А.В., Каменецкий В.С., Кононкова Н.Н. Новые данные по петрологии сибирских меймечитов. Геохимия, №8, стр.1084-1095, 1991.
15.Agee, C.B., 1998. Crystal-liquid density inversions in terrestrial and lunar magmas. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 107(1-3): 63-74.
16.Allègre, C., 1982. Genesis of Archaean komatiites in a wet ultramafic subducted plate. Komatiites: 495-500.
17.Andrault, D. et al., 2018. Deep and persistent melt layer in the Archaean mantle. Nature Geoscience, 11(2): 139.
18.Armstrong, R., Compston, W., De Wit, M., Williams, I., 1990. The stratigraphy of the 3.5-3.2 Ga Barberton Greenstone Belt revisited: a single zircon ion microprobe study. Earth and Planetary Science Letters, 101(1): 90106.
19.Arndt, N., 1985. Komatiites: a dirty window to the Archean mantle. Terra cognita, 6(1): 59-66.
20.Arndt, N. et al., 1998. Were komatiites wet? Geology, 26(8): 739-742.
21.Arndt, N., Lesher, C., Czamanske, G., 2005. Mantle-derived magmas and magmatic Ni-Cu-(PGE) deposits.
22.Arndt, N., Lesher, M., Barnes, S., 2008. Komatiite. Cambridge university press.
23.Arndt, N., Naldrett, A., Pyke, D., 1977. Komatiitic and iron-rich tholeiitic lavas of Munro Township, northeast Ontario. Journal of Petrology, 18(2): 319-369.
24.Arndt, N.T., 1977. Ultrabasic magmas and high-degree melting of the mantle. Contributions to Mineralogy and Petrology, 64(2): 205-221.
25.Arndt, N.T., 1986a. Differentiation Of Komatiite Flows. Journal of Petrology, 27(2): 279-301.
26.Arndt, N.T., 1986b. Spinifex And Swirling Olivines In A Komatiite Lava Lake, Munro Township, Canada. Precambrian Research, 34(2): 139-155.
27.Arth, J.G., Arndt, N.T., Naldrett, A.J., 1977. Genesis Of Archean Komatiites From Munro-Township, Ontario - Trace-Element Evidence. Geology, 5(10): 590-594.
28.Asafov, E., Sobolev, A., Arndt, N., Batanova, V., 2015. Composition of komatiite melts from Abitibi and Belingwe inferred from melt inclusions in olivine phenocrysts, EGU General Assembly Conference Abstracts.
29.Asafov, E. et al., 2017. Water in the 2.7 Ga Belingwe komatiite magma inferred from the melt inclusions in olivine.
30.Asafov, E. et al., 2018. Belingwe komatiites (2.7 Ga) originate from a plume with moderate water content, as inferred from inclusions in olivine. Chemical Geology, 478: 39-59.
31.Asafov, E. et al., 2016. Paleoarchean mantle hydrous reservoir beneath South Africa?
32.Asahara, Y., Ohtani, E., 2001. Melting relations of the hydrous primitive mantle in the CMAS-H2O system at high pressures and temperatures, and implications for generation of komatiites. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 125(1-4): 31-44.
33.Asahara, Y., Ohtani, E., Suzuki, A., 1998. Melting relations of hydrous and dry mantle compositions and the genesis of komatiites. Geophysical Research Letters, 25(12): 2201-2204.
34.Ballhaus, C., Berry, R., Green, D., 1991. High pressure experimental calibration of the olivine-orthopyroxene-spinel oxygen geobarometer: implications for the oxidation state of the upper mantle. Contributions to Mineralogy and Petrology, 107(1): 27-40.
35.Barnes, S.J., 1985. The Petrography And Geochemistry Of Komatiite Flows From The Abitibi Greenstone-Belt And A Model For Their Formation. Lithos, 18(4): 241-270.
36.Barnes, S.J., 1998. Chromite in komatiites, 1. Magmatic controls on crystallization and composition. Journal of Petrology, 39(10): 1689-1720.
37.Barr, J.A., Grove, T.L., Wilson, A.H., 2009. Hydrous komatiites from Commondale, South Africa: An experimental study. Earth and Planetary Science Letters, 284(1-2): 199-207.
38.Barrat, J. et al., 1996. Determination of rare earth elements in sixteen silicate reference samples by ICP-MS after Tm addition and ion exchange separation. Geostandards Newsletter, 20(1): 133-139.
39.Bercovici, D., Karato, S., 2003. Whole-mantle convection and the transitionzone water filter. Nature, 425(6953): 39-44.
40.Berry, A.J., Danyushevsky, L.V., O'Neill, H.S.C., Newville, M., Sutton, S.R., 2008. Oxidation state of iron in komatiitic melt inclusions indicates hot Archaean mantle. Nature, 455(7215): 960-963.
41.Bickle, M. et al., 1993. Geochemistry of the igneous rocks of the Belingwe greenstone belt: alteration, contamination and petrogenesis. The Geology of the Belingwe Greenstone Belt, Zimbabwe: 175-213.
42.Bickle, M.J., Ford, C.E., Nisbet, E.G., 1977. Petrogenesis Of Peridotitic Komatiites - Evidence From High-Pressure Melting Experiments. Earth and Planetary Science Letters, 37(1): 97-106.
43.Bickle, M.J., Martin, A., Nisbet, E.G., 1975. Basaltic And Peridotitic Komatiites And Stromatolites Above A Basal Unconformity In Belingwe Greenstone Belt, Rhodesia. Earth and Planetary Science Letters, 27(2): 155162.
44.Blichert-Toft, J., Arndt, N.T., 1999. Hf isotope compositions of komatiites. Earth and Planetary Science Letters, 171(3): 439-451.
45.Borisov, A., Shapkin, A., 1990. A new empirical equation rating Fe3+/Fe2+ in magmas to their composition, oxygen fugacity, and temperature. Geochem. Int, 27(1): 111-116.
46.Bowen, N.L., 1956. The evolution of the igneous rocks. Dover Publications.
47.Brévart, O., Dupré, B., Allègre, C.J., 1986. Lead-lead age of komatiitic lavas and limitations on the structure and evolution of the Precambrian mantle. Earth and Planetary Science Letters, 77(3-4): 293-302.
48.Brooks, C., Hart, S., 1974. On the significance of komatiite. Geology, 2(2): 107-110.
49.Brown, P.E., 1989. FLINCOR; a microcomputer program for the reduction and investigation of fluid-inclusion data. American Mineralogist, 74(11-12): 1390-1393.
50.Bucholz, C.E., Gaetani, G.A., Behn, M.D., Shimizu, N., 2013. Post-entrapment modification of volatiles and oxygen fugacity in olivine-hosted melt inclusions. Earth and Planetary Science Letters, 374: 145-155.
51.Byerly, B.L., Kareem, K., Bao, H., Byerly, G.R., 2017. Early Earth mantle heterogeneity revealed by light oxygen isotopes of Archaean komatiites. Nature Geoscience, 10(11): 871.
52.Byerly, G.R., 1999. Komatiites of the Mendon Formation: late-stage ultramafic volcanism in the Barberton Greenstone Belt. Special Papers-Geological Society Of America: 189-212.
53.Byerly, G.R., Kroner, A., Lowe, D.R., Todt, W., Walsh, M.M., 1996. Prolonged magmatism and time constraints for sediment deposition in the early Archean Barberton greenstone belt: evidence from the Upper Onverwacht and Fig Tree groups. Precambrian Research, 78(1-3): 125-138.
54.Campbell, I.H., Griffiths, R.W., Hill, R.I., 1989. Melting in an Archean mantle plume - heads its basalts, tails its komatiites. Nature, 339(6227): 697699.
55.Canil, D., 1997. Vanadium partitioning and the oxidation state of Archaean komatiite magmas. Nature, 389(6653): 842-845.
56.Cawthorn, R.G., 1975. Degrees of melting in mantle diapirs and the origin of ultrabasic liquids. Earth and Planetary Science Letters, 27(1): 113-120.
57.Cawthorn, R.G., Strong, D., 1974. The petrogenesis of komatiites and related rocks as evidence for a layered upper mantle. Earth and Planetary Science Letters, 23(3): 369-375.
58.Chauvel, C., Dupré, B., Arndt, N., 1993. Pb and Nd isotopic correlation in Belingwe komatiites and basalts. The Geology of the Belingwe Greenstone Belt, Zimbabwe: Geological Society of Zimbabwe, Special Publication, 2: 167-174.
59.Connolly, B.D. et al., 2011. Highly siderophile element systematics of the 3.3 Ga Weltevreden komatiites, South Africa: implications for early Earth history. Earth and Planetary Science Letters, 311(3): 253-263.
60.Coogan, L.A., Saunders, A.D., Wilson, R.N., 2014. Aluminum-in-olivine thermometry of primitive basalts: Evidence of an anomalously hot mantle source for large igneous provinces. Chemical Geology, 368(0): 1-10.
61.Dann, J.C., 2001. Vesicular komatiites, 3.5-Ga Komati Formation, Barberton Greenstone Belt, South Africa: inflation of submarine lavas and origin of spinifex zones. Bulletin of Volcanology, 63(7): 462-481.
62.Danyushevsky, L., 1992. Methods of studying magma inclusions in minerals during investigations on water-bearing primitive mantle melts (Tonga trench boninites). Geochem. Int., 29: 48-62.
63.Danyushevsky, L., Gee, M., Nisbet, E., Cheadle, M., 2002a. Olivine-hosted melt inclusions in Belingwe komatiites: Implications for cooling history, parental magma composition and its H2O content, Geochimica et Cosmochimica Acta. Pergamon-Elsevier Science Ltd The Boulevard, Langford Lane, Kidlington, Oxford Ox5 1gb, England, pp. A168-A168.
64.Danyushevsky, L.V., Della-Pasqua, F.N., Sokolov, S., 2000. Re-equilibration of melt inclusions trapped by magnesian olivine phenocrysts from subduction-related magmas: petrological implications. Contributions to Mineralogy and Petrology, 138(1): 68-83.
65.Danyushevsky, L.V., McNeill, A.W., Sobolev, A.V., 2002b. Experimental and petrological studies of melt inclusions in phenocrysts from mantle-derived magmas: an overview of techniques, advantages and complications. Chemical Geology, 183(1-4): 5-24.
66.Danyushevsky, L.V., Plechov, P., 2011. Petrolog3: Integrated software for modeling crystallization processes. Geochemistry Geophysics Geosystems, 12.
67.De Wit, M.J., Hart, R.A., Hart, R.J., 1987. The Jamestown Ophiolite Complex, Barberton mountain belt: a section through 3.5 Ga oceanic crust. Journal of African Earth Sciences (1983), 6(5): 681-730.
68.Dixon, J.E., Stolper, E.M., Holloway, J.R., 1995. An experimental study of water and carbon dioxide solubilities in mid-ocean ridge basaltic liquids. Part I: calibration and solubility models. Journal of Petrology, 36(6): 1607-1631.
69.Drever, H., Johnston, R., 1966. A natural high-lime silicate liquid more basic than basalt. Journal of Petrology, 7(3): 414-420.
70.Dupre, B., Arndt, N.T., 1990. Pb Isotopic Compositions Of Archean Komatiites And Sulfides. Chemical Geology, 85(1-2): 35-56.
71.Dupre, B., Chauvel, C., Arndt, N.T., 1984. Pb and Nd isotopic study of two Archean komatiitic flows from Alexo, Ontario. Geochimica et Cosmochimica Acta, 48(10): 1965-1972.
72.Esposito, R. et al., 2011. Volatile evolution of magma associated with the Solchiaro eruption in the Phlegrean Volcanic District (Italy). Journal of Petrology, 52(12): 2431-2460.
73.Evans, K., Elburg, M., Kamenetsky, V., 2012. Oxidation state of subarc mantle. Geology, 40(9): 783-786.
74.Falloon, T.J., Danyushevsky, L.V., 2000. Melting of refractory mantle at 1.5, 2 and 2.5 GPa under, anhydrous and H2O-undersaturated conditions: Implications for the petrogenesis of high-Ca boninites and the influence of
subduction components on mantle melting. Journal of Petrology, 41(2): 257283.
75.Fan, J., Kerrich, R., 1997. Geochemical characteristics of aluminum depleted and undepleted komatiites and HREE-enriched low-Ti tholeiites, western Abitibi greenstone belt: A heterogeneous mantle plume convergent margin environment. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 61(22): 4723-4744.
76.Fleet, M., Crocket, J., Stone, W., 1996. Partitioning of platinum-group elements (Os, Ir, Ru, Pt, Pd) and gold between sulfide liquid and basalt melt. Geochimica et Cosmochimica Acta, 60(13): 2397-2412.
77.Ford, C.E., Russell, D.G., Craven, J.A., Fisk, M.R., 1983. Olivine liquid equilibria - temperature, pressure and composition dependence of the crystal liquid cation partition-coefficients for Mg, Fe-2+, Ca and Mn. Journal of Petrology, 24(3): 256-265.
78.Gale, G.H., 1973. Paleozoic Basaltic Komatiite And Ocean-Floor Type Basalts From Northeastern Newfoundland. Earth and Planetary Science Letters, 18(1): 22-28.
79.Ghomshei, M., Arkani-Hamed, J., Strangway, D., Russell, R., 1990. Underplating of oceanic lithosphere in the Archean: a possible mechanism for the formation of Archean komatiites. Tectonophysics, 172(3-4): 291-302.
80.Green, D., 1972. Archaean greenstone belts may include terrestrial equivalents of lunar maria? Earth and Planetary Science Letters, 15(3): 263270.
81.Green, D., 1975. Genesis of Archean peridotitic magmas and constraints on Archean geothermal gradients and tectonics. Geology, 3(1): 15-18.
82.Green, D., Nicholls, I., Viljoen, M., Viljoen, R., 1975. Experimental demonstration of the existence of peridotitic liquids in earliest Archean magmatism. Geology, 3(1): 11-14.
83.Gurenko, A., Sobolev, A., Kononkova, N., 1992. New petrological data on Icelandic rift alkali basalts. Geochem. Int, 29: 41-53.
84.Gurenko, A., Sobolev, A., Polyakov, A., Kononkova, N., 1988. Primary melt of rift tholeiites of Iceland: composition and conditions of crystallization, Trans (Doklady) USSR Acad Sci, pp. 109-113.
85.Gurenko, A.A., Kamenetsky, V.S., 2011. Boron isotopic composition of olivine-hosted melt inclusions from Gorgona komatiites, Colombia: New evidence supporting wet komatiite origin. Earth and Planetary Science Letters, 312(1-2): 201-212.
86.Gurenko, A.A., Kamenetsky, V.S., Kerr, A.C., 2016. Oxygen isotopes and volatile contents of the Gorgona komatiites, Colombia: A confirmation of the deep mantle origin of H 2 O. Earth and Planetary Science Letters, 454: 154165.
87.Hartley, M.E., Maclennan, J., Edmonds, M., Thordarson, T., 2014. Reconstructing the deep CO 2 degassing behaviour of large basaltic fissure eruptions. Earth and Planetary Science Letters, 393: 120-131.
88.Hauri, E.H., Gaetani, G.A., Green, T.H., 2006. Partitioning of water during melting of the Earth's upper mantle at H2O-undersaturated conditions. Earth and Planetary Science Letters, 248(3-4): 715-734.
89.Herzberg, C., 1992. Depth and degree of melting of komatiites. Journal of Geophysical Research-Solid Earth, 97(B4): 4521-4540.
90.Herzberg, C., 1995. Generation of plume magmas through time: an experimental perspective. Chemical Geology, 126(1): 1-16.
91.Herzberg, C., 2004. Geodynamic information in peridotite petrology. Journal of Petrology, 45(12): 2507-2530.
92.Herzberg, C., 2016. Petrological evidence from komatiites for an early Earth carbon and water cycle. Journal of Petrology, 57(11-12): 2271-2288.
93.Herzberg, C., Asimow, P.D., 2015. PRIMELT3 MEGA.XLSM software for primary magma calculation: Peridotite primary magma MgO contents from the liquidus to the solidus. Geochemistry Geophysics Geosystems, 16(2): 563-578.
94.Herzberg, C., Zhang, J.Z., 1996. Melting experiments on anhydrous peridotite KLB-1: Compositions of magmas in the upper mantle and transition zone. Journal of Geophysical Research-Solid Earth, 101(B4): 8271-8295.
95.Hofmann, A.W., 1988. Chemical differentiation of the Earth: the relationship between mantle, continental crust, and oceanic crust. Earth Planet. Sci. Lett., 90: 297-314.
96.Huppert, H.E., Sparks, R.S.J., Turner, J.S., Arndt, N.T., 1984. Emplacement And Cooling Of Komatiite Lavas. Nature, 309(5963): 19-22.
97.Inoue, T., 1994. Effect of water on melting phase relations and melt composition in the system Mg2Si04 • MgSi03 • H20 up to 15 GPa. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 85(3-4): 237-263.
98.Inoue, T. et al., 2000. Garnet fractionation in a hydrous magma ocean and the origin of Al-depleted komatiites: melting experiments of hydrous pyrolite with REEs at high pressure. Earth and Planetary Science Letters, 177(1): 8187.
99.Inoue, T., Sawamoto, H., 1992. In High Pressure Research: Application to Earth and Planetary Sciences. Terrapub, Tokyo and AGU, Washington, DC: 323-331.
100. Ionov, D.A., Chazot, G., Chauvel, C., Merlet, C., Bodinier, J.-L., 2006. Trace element distribution in peridotite xenoliths from Tok, SE Siberian craton: a record of pervasive, multi-stage metasomatism in shallow refractory mantle. Geochimica et Cosmochimica Acta, 70(5): 1231-1260.
101. Jahn, B.-m., Gruau, G., Glikson, A., 1982. Komatiites of the Onverwacht Group, S. Africa: REE geochemistry, Sm/Nd age and mantle evolution. Contributions to Mineralogy and Petrology, 80(1): 25-40.
102. Jarosevich, E.J., Nelen, J.A., Norberg, J.A., 1980. Reference sample fro electron microprobe analysis. Geostand. Newsl., 4: 43-47.
103. Jochum, K.P. et al., 2006. MPI-DING reference glasses for in situ microanalysis: New reference values for element concentrations and isotope ratios. Geochemistry Geophysics Geosystems, 7.
104. Kamenetsky, V.S., Gurenko, A.A., Kerr, A.C., 2010. Composition and temperature of komatiite melts from Gorgona Island, Colombia, constrained from olivine-hosted melt inclusions. Geology, 38(11): 1003-1006.
105. Kareem, K., 2005. Komatiites of the Weltevreden Formation, Barberton Greenstone Belt, South Africa: implications for the chemistry and temperature of the Archean mantle.
106. Kato, T., Ringwood, A., Irifune, T., 1988. Experimental determination of element partitioning between silicate perovskites, garnets and liquids: constraints on early differentiation of the mantle. Earth and Planetary Science Letters, 89(1): 123-145.
107. Kawamoto, T., Hervig, R.L., Holloway, J.R., 1996. Experimental evidence for a hydrous transition zone in the early Earth's mantle. Earth and Planetary Science Letters, 142(3-4): 587-592.
108. Kawamoto, T., Holloway, J.R., 1997. Melting temperature and partial melt chemistry of H2O-saturated mantle peridotite to 11 gigapascals. Science, 276(5310): 240-243.
109. Kendrick, M. et al., 2017. Seawater cycled throughout Earth/'s mantle in partially serpentinized lithosphere. Nature Geoscience.
110. Kerr, A., Arndt, N., 2001. A note on the IUGS reclassification of the high-Mg and picritic volcanic rocks. Journal of Petrology, 42(11): 2169-2171.
111. Kerrich, R., Xie, Q.L., 2002. Compositional recycling structure of an Archean super-plume: Nb-Th-U-LREE systematics of Archean komatiites and basalts revisited. Contributions to Mineralogy and Petrology, 142(4): 476-484.
112. Kilinc, A., Carmichael, I., Rivers, M.L., Sack, R.O., 1983. The ferric-ferrous ratio of natural silicate liquids equilibrated in air. Contributions to Mineralogy and Petrology, 83(1-2): 136-140.
113. Kinzler, R.J., Grove, T.L., Recca, S.I., 1990. An experimental study on the effect of temperature and melt composition on the partitioning of nickel between olivine and silicate melt. Geochimica et Cosmochimica Acta, 54(5): 1255-1265.
114. Kodolanyi, J., Pettke, T., Spandler, C., Kamber, B.S., Gméling, K., 2011. Geochemistry of ocean floor and fore-arc serpentinites: constraints on the ultramafic input to subduction zones. Journal of Petrology, 53(2): 235270.
115. Korenaga, J., 2008. Urey ratio and the structure and evolution of Earth's mantle. Reviews of Geophysics, 46(2).
116. Kress, V.C., Carmichael, I.S.E., 1988. Stoichiometry of the iron oxidation reaction in silicate melts. American Mineralogist, 73: 1267-1274.
117. Kroner, A., Hegner, E., Wendt, J., Byerly, G., 1996. The oldest part of the Barberton granitoid-greenstone terrain, South Africa: evidence for crust formation between 3.5 and 3.7 Ga. Precambrian Research, 78(1-3): 105-124.
118. Lahaye, Y., Arndt, N., 1996. Alteration of a komatiite flow from Alexo, Ontario, Canada. Journal of Petrology, 37(6): 1261-1284.
119. Lahaye, Y., Barnes, S.J., Frick, L.R., Lambert, D.D., 2001. Re-Os isotopic study of komatiitic volcanism and magmatic sulfide formation in the southern Abitibi greenstone belt, Ontario, Canada. Canadian Mineralogist, 39: 473-490.
120. Le Bas, M., 2000. IUGS reclassification of the high-Mg and picritic volcanic rocks. Journal of Petrology, 41(10): 1467-1470.
121. Lee, C.-T.A., Luffi, P., Plank, T., Dalton, H., Leeman, W.P., 2009. Constraints on the depths and temperatures of basaltic magma generation on Earth and other terrestrial planets using new thermobarometers for mafic magmas. Earth and Planetary Science Letters, 279(1): 20-33.
122. Lowe, D.R., Byerly, G.R., 1999. Stratigraphy of the west-central part of the Barberton Greenstone Belt, South Africa. Special Papers-Geological Society Of America: 1-36.
123. Lowe, D.R., Byerly, G.R., 2007. .3 An Overview of the Geology of the Barberton Greenstone Belt and Vicinity: Implications for Early Crustal Development. Developments in Precambrian geology, 15: 481-526.
124. Macdonald, G.A., 1949. Hawaiian petrographic province. Geological Society of America Bulletin, 60(10): 1541-1596.
125. Mallmann, G., O'Neill, H.S., 2013. Calibration of an Empirical Thermometer and Oxybarometer based on the Partitioning of Sc, Y and V between Olivine and Silicate Melt. Journal of Petrology, 54(5): 933-949.
126. McCall, G., Leishman, J., 1971. Clues to the origin of Archaean eugeosynclinal peridotites and the nature of serpentinisation. Spec. Publ. Geol. Soc. Aust, 3: 281-299.
127. McDonough, W.F., Ireland, T.R., 1993. Intraplate origin of komatiites inferred from trace-elements in glass inclusions. Nature, 365(6445): 432-434.
128. McDonough, W.F., Sun, S.-S., 1995. The composition of the Earth. Chemical Geology, 120(3-4): 223-253.
129. Mibe, K., Orihashi, Y., Nakai, S., Fujii, T., 2006. Element partitioning between transition-zone minerals and ultramafic melt under hydrous conditions. Geophysical Research Letters, 33(16).
130. Michael, P.J., Cornell, W.C., 1998. Influence of spreading rate and magma supply on crystallization and assimilation beneath mid-ocean ridges: Evidence from chlorine and major element chemistry of mid-ocean ridge basalts. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 103(B8): 1832518356.
131. Milman-Barris, M.S. et al., 2008. Zoning of phosphorus in igneous olivine. Contributions to Mineralogy and Petrology, 155(6): 739-765.
132. Mironov, N. et al., 2015. Quantification of the CO 2 budget and H 2 O-CO 2 systematics in subduction-zone magmas through the experimental hydration of melt inclusions in olivine at high H 2 O pressure. Earth and Planetary Science Letters, 425: 1-11.
133. Moore, L.R. et al., 2015. Bubbles matter: An assessment of the contribution of vapor bubbles to melt inclusion volatile budgets. American Mineralogist, 100(4): 806-823.
134. Muir, J., Comba, C., 1979. The Dundonald deposit; an example of volcanic-type nickel-sulfide mineralization. The Canadian Mineralogist, 17(2): 351-359.
135. Naldrett, A., 1978. Field guide to Alexo area, Guide Book for Sulphide Field Conference.
136. Nesbitt, R., 1971. Skeletal crystal forms in the ultramafic rocks of the Yilgarn block, western Australia: Evidence for an Archean ultramafic liquid. Spec. Publ. Geol. Soc. Australia, 3: 331-347.
137. Nesbitt, R., Sun, S.-S., Purvis, A., 1979. Komatiites; geochemistry and genesis. The Canadian Mineralogist, 17(2): 165-186.
138. Nesbitt, R.W., Sun, S.-S., 1976. Geochemistry of Archaean spinifex-textured peridotites and magnesian and low-magnesian tholeiites. Earth and Planetary Science Letters, 31(3): 433-453.
139. Newman, S., Lowenstern, J.B., 2002. VOLATILECALC: a silicate melt-H2O-CO2 solution model written in Visual Basic for excel. Computers & Geosciences, 28(5): 597-604.
140. Nisbet, E.G. et al., 1987. Uniquely Fresh 2.7 Ga Komatiites From The Belingwe Greenstone-Belt, Zimbabwe. Geology, 15(12): 1147-1150.
141. Nisbet, E.G., Bickle, M.J., Martin, A., 1977. Mafic And Ultramafic Lavas Of Belingwe Greenstone Belt, Rhodesia. Journal of Petrology, 18(4): 521-566.
142. Nisbet, E.G., Cheadle, M.J., Arndt, N.T., Bickle, M.J., 1993. Constraining the potential temperature of the Archean mantle - a review of the evidence from komatiites. Lithos, 30(3-4): 291-307.
143. Nisbet, E.G., Walker, D., 1982. Komatiites And The Structure Of The Archean Mantle. Earth and Planetary Science Letters, 60(1): 105-113.
144. O'Neill, H.S.C., Dingwell, D., Borisov, A., Spettel, B., Palme, H., 1995. Experimental petrochemistry of some highly siderophile elements at high temperatures, and some implications for core formation and the mantle's early history. Chemical Geology, 120(3-4): 255-273.
145. Ohtani, E., 1984. Generation Of Komatiite Magma And Gravitational Differentiation In The Deep Upper Mantle. Earth and Planetary Science Letters, 67(2): 261-272.
146. Ohtani, E., Mibe, K., Kato, T., 1996. Origin of Cratonic Peridotite and Komatiite. Proceedings of the Japan Academy, Series B, 72(6): 113-117.
147. Parman, S.W., Dann, J.C., Grove, T.L., deWit, M.J., 1997. Emplacement conditions of komatiite magmas from the 3.49 Ga Komati Formation, Barberton Greenstone Belt, South Africa. Earth and Planetary Science Letters, 150(3-4): 303-323.
148. Parman, S.W., Grove, T.L., Dann, J.C., de Wit, M.J., 2004. A subduction origin for komatiites and cratonic lithospheric mantle. South African Journal of Geology, 107(1-2): 107-118.
149. Parman, S.W., Shimizu, N., Grove, T.L., Dann, J.C., 2003. Constraints on the pre-metamorphic trace element composition of Barberton komatiites from ion probe analyses of preserved clinopyroxene. Contributions to Mineralogy and Petrology, 144(4): 383-396.
150. Pearson, D.G. et al., 2014. Hydrous mantle transition zone indicated by ringwoodite included within diamond. Nature, 507(7491): 221-+.
151. Pope, E.C., Bird, D.K., Rosing, M.T., 2012. Isotope composition and volume of Earth's early oceans. Proceedings of the National Academy of Sciences.
152. Portnyagin, M., Almeev, R., Matveev, S., Holtz, F., 2008. Experimental evidence for rapid water exchange between melt inclusions in olivine and host magma. Earth and Planetary Science Letters, 272(3-4): 541-552.
153. Puchtel, I.S. et al., 2013. Insights into early Earth from Barberton komatiites: Evidence from lithophile isotope and trace element systematics. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 108: 63-90.
154. Puchtel, I.S., Humayun, M., Campbell, A.J., Sproule, R.A., Lesher, C.M., 2004. Platinum group element geochemistry of komatiites from the Alexo and Pyke Hill areas, Ontario, Canada. Geochimica et Cosmochimica Acta, 68(6): 1361-1383.
155. Puchtel, I.S., Walker, R.J., Brandon, A.D., Nisbet, E.G., 2009. Pt-Re-Os and Sm-Nd isotope and HSE and REE systematics of the 2.7 Ga Belingwe and Abitibi komatiites. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 73(20): 63676389.
156. Pyke, D., Naldrett, A., Eckstrand, O., 1973. Archean ultramafic flows in Munro township, Ontario. Geological Society of America Bulletin, 84(3): 955-978.
157. Rehkaemper, M. et al., 1999. Ir, Ru, Pt, and Pd in basalts and komatiites: new constraints for the geochemical behavior of the platinum-group elements in the mantle. Geochimica et Cosmochimica Acta, 63(22): 3915-3934.
158. Renner, R. et al., 1994. Komatiite Flows From The Reliance Formation, Belingwe Belt, Zimbabwe .1. Petrography And Mineralogy. Journal of Petrology, 35(2): 361-400.
159. Roberge, M. et al., 2015. Is the transition zone a deep reservoir for fluorine? Earth and Planetary Science Letters, 429: 25-32.
160. Roberge, M. et al., 2017. Chlorine in wadsleyite and ringwoodite: An experimental study. Earth and Planetary Science Letters, 467: 99-107.
161. Robin-Popieul, C.C.M. et al., 2012. A New Model for Barberton Komatiites: Deep Critical Melting with High Melt Retention. Journal of Petrology, 53(11): 2191-2229.
162. Rosenthal, A., Hauri, E., Hirschmann, M., 2015. Experimental determination of C, F, and H partitioning between mantle minerals and carbonated basalt, CO 2/Ba and CO 2/Nb systematics of partial melting, and the CO 2 contents of basaltic source regions. Earth and Planetary Science Letters, 412: 77-87.
163. Ruscitto, D.M., Wallace, P.J., Cooper, L.B., Plank, T., 2012. Global variations in H2O/Ce: 2. Relationships to arc magma geochemistry and volatile fluxes. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 13(3).
164. Sack, R.O., Carmichael, I.S.E., Rivers, M.L., Ghiorso, M.S., 1980. Ferric-ferrous equilibria in natural silicate liquids at 1 bar. Contributions to Mineralogy and Petrology, 75: 369-376.
165. Sarkar, T., Dubinina, E.O., Harris, C., Maier, W.D., Mouri, H., 2018. Petrogenesis of ultramafic rocks of komatiitic composition from the Central Zone of the Limpopo Belt, South Africa: Evidence from O and H isotopes. Journal of African Earth Sciences.
166. Shaw, A., Hauri, E., Fischer, T., Hilton, D., Kelley, K., 2008. Hydrogen isotopes in Mariana arc melt inclusions: Implications for subduction dehydration and the deep-Earth water cycle. Earth and Planetary Science Letters, 275(1-2): 138-145.
167. Shimizu, K., Komiya, T., Hirose, K., Shimizu, N., Maruyama, S., 2001. Cr-spinel, an excellent micro-container for retaining primitive melts -implications for a hydrous plume origin for komatiites. Earth and Planetary Science Letters, 189(3-4): 177-188.
168. Shimizu, K., Nakamura, E., Maruyama, S., 2005. The geochemistry of ultramafic to mafic volcanics from the Belingwe Greenstone Belt, Zimbabwe: magmatism in an Archean continental large igneous province. Journal of Petrology, 46(11): 2367-2394.
169. Smith, H., 1982. Geochemistry and petrogenesis of komatiites from the Barberton greenstone belt, South Africa. Komatiites, 526: 347-398.
170. Smith, H.S., Erlank, A.J., Duncan, A.R., 1980. Geochemistry Of Some Ultramafic Komatiite Lava Flows From The Barberton Mountain Land South-Africa. Precambrian Research, 11(3-4): 399-415.
171. Sobolev, A.V. et al., 2016. Komatiites reveal a hydrous Archaean deep-mantle reservoir. Nature, 531(7596): 628-632.
172. Sobolev, A.V., Danyushevsky, L.V., 1994. Petrology and geochemistry of boninites from the North termination of the Tonga trench - constraints on the generation conditions of primary high-ca boninite magmas. Journal of Petrology, 35(5): 1183-1211.
173. Sobolev, A.V. et al., 2007. The amount of recycled crust in sources of mantle-derived melts. Science, 316(5823): 412-417.
174. Sossi, P.A. et al., 2016. Petrogenesis and geochemistry of Archean komatiites. Journal of Petrology, 57(1): 147-184.
175. Sproule, R., Lesher, C., Ayer, J., Thurston, P., Herzberg, C., 2002. Spatial and temporal variations in the geochemistry of komatiites and komatiitic basalts in the Abitibi greenstone belt. Precambrian Research, 115(1): 153-186.
176. Steele-Macinnis, M., Esposito, R., Bodnar, R.J., 2011. Thermodynamic model for the effect of post-entrapment crystallization on the H2O-CO2 systematics of vapor-saturated, silicate melt inclusions. Journal of Petrology, 52(12): 2461-2482.
177. Stiegler, M.T., Cooper, M., Byerly, G.R., Lowe, D.R., 2012. Geochemistry and petrology of komatiites of the Pioneer Ultramafic Complex of the 3.3 Ga Weltevreden Formation, Barberton greenstone belt, South Africa. Precambrian Research, 212: 1-12.
178. Stone, W.E., Deloule, E., Larson, M.S., Lesher, C.M., 1997. Evidence for hydrous high-MgO melts in the Precambrian. Geology, 25(2): 143-146.
179. Sun, S.-S., Nesbitt, R.W., 1978. Petrogenesis of Archaean ultrabasic and basic volcanics: evidence from rare earth elements. Contributions to Mineralogy and Petrology, 65(3): 301-325.
180. Tait, S., 1992. Selective preservation of melt inclusions in igneous phenocrysts. American Mineralogist, 77(1-2): 146-155.
181. Takahashi, E., 1990. Speculations On The Archean Mantle - Missing Link Between Komatiite And Depleted Garnet Peridotite. Journal of Geophysical Research-Solid Earth and Planets, 95(B10): 15941-15954.
182. Takahashi, E., Scarfe, C.M., 1985. Melting Of Peridotite To 14 Gpa And The Genesis Of Komatiite. Nature, 315(6020): 566-568.
183. Viljoen, M., Viljoen, R.P., 1969. The geology and geochemistry of the lower ultramafic unit of the Onverwacht Group and a proposed new class of igneous rocks. Geological Society of South Africa Special Publication, 2: 5586.
184. Walker, R.J., Shirey, S.B., Stecher, O., 1988. Comparative Re-Os, Sm-Nd And Rb-Sr Isotope And Trace-Element Systematics For Archean Komatiite Flows From Munro-Township, Abitibi-Belt, Ontario. Earth and Planetary Science Letters, 87(1-2): 1-12.
185. Wallace, P.J., Kamenetsky, V.S., Cervantes, P., 2015. Melt inclusion CO2 contents, pressures of olivine crystallization, and the problem of shrinkage bubbles. American Mineralogist, 100(4): 787-794.
186. Walowski, K.J., Wallace, P.J., Hauri, E., Wada, I., Clynne, M.A., 2015. Slab melting beneath the Cascade Arc driven by dehydration of altered oceanic peridotite. Nature Geoscience, 8(5): 404.
187. Walter, M.J., 1998. Melting of garnet peridotite and the origin of komatiite and depleted lithosphere. Journal of Petrology, 39(1): 29-60.
188. Wei, K., Trannes, R.G., Scarfe, C.M., 1990. Phase relations of aluminum-undepleted and aluminum-depleted komatiites at pressures of 412 GPa. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 95(B10): 1581715827.
189. Wendlandt, R.F., 1982. Sulfide saturation of basalt and andesite melts at high pressures and temperatures. American Mineralogist, 67: 877-885.
190. Yoder Jr, H., Tilley, C.E., 1962. Origin of basalt magmas: an experimental study of natural and synthetic rock systems. Journal of Petrology, 3(3): 342-532.
191. Pineau F, Javoy M (1983) Carbon isotopes and concentrations in mid-oceanic ridge basalt. Earth and Planetary Science Letters 62 : 239-257
192. Hekinian R, Walker D (1987) Diversity and spatial zonation of volcanic rocks from the East Pacific Rise near 21° N. Contributions to Mineralogy and Petrology 96 : 265-280
193. Fine G, Stolper E (1986) Dissolved carbon dioxide in basaltic glasses: concentrations and speciation. Earth and Planetary Science Letters 76 : 263278
194. Metrich N, Clocchiatti R (1989) Melt inclusion investigation of the volatile behaviour in historic alkali basaltic magmas of Etna. Bulletin of Volcanology 51 : 185-198
195. Metrich N, Clocchiatti R (1996) Sulfur abundance and its speciation in oxidized alkaline melts. Geochimica et Cosmochimica Acta 60 : 4151-4160
196. Metrich N, Sigurdsson H, Meyer PS, Devine JD (1991) The 1783 Lakagigar eruption in Iceland: geochemistry, CO2 and sulfur degassing. Contributions to Mineralogy and Petrology 107 : 435-447
197. Mosbah M, Metrich N, Massiot P (1991) PIGME fluorine determination using a nuclear microprobe with application to glass inclusions. Nucl Instr Meth Phys Res B58 : 227-231
198. Jambon A, Déruelle B, Dreibus G, Pineau F (1995) Chlorine and bromine abundance in MORB: the contrasting behaviour of the Mid-Atlantic Ridge and East Pacific Rise and implications for chlorine geodynamic cycle. Chemical Geology 126 : 101-117
199. Macpherson CG, Hilton DR, Newman S, Mattey DP (1999) CO2, 13C/12C and H2O variability in natural basaltic glasses: a study comparing stepped heating and FTIR spectroscopic techniques. Geochimica et Cosmochimica Acta 63 : 1805-1813
200. Hauri E, Wang J, Dixon JE, King PL, Mandeville C, Newman S (2002) SIMS analysis of volatiles in silicate glasses - 1. Calibration, matrix effects and comparisons with FTIR. Chemical Geology 183 : 99-114
201. Неопубликованные данне Гуренко А.А.
202. Langmuir CH, Bender JF, Bence AE, Hanson GN, Taylor SR (1977) Petrogenesis of basalts from the FAMOUS area: Mid-Atlantic Ridge. Earth and Planetary Science Letters 36 : 133-156.
203. Гуренко А.А., персональная коммуникация, 2018.
204. Helo C, Longpre M-A, Shimizu N, Clague DA, Stix J (2011) Explosive eruptions at mid-ocean ridges driven by CO2-rich magmas. Nature Geoscience 4 : 260-263
205. Jarosewich EJ, Nelen JA, Norberg JA (1980) Reference samples for electron microprobe analysis. Geostandards Newsletter 4 : 43-47
206. Dixon JE, Clague DA, Stolper EM (1991) Degassing history of water, sulfur and carbon in submarine lavas from Kilauea volcano, Hawaii. Journal of Geology 99 : 371-394
207. Thordarson T, Self S, Oskarsson N, Hulsebosch T (1996) Sulfur, chlorine, and fluorine degassing and atmospheric loading by the 1783-1784 AD Laki (Skaftár Fires) eruption in Iceland. Bulletin of Volcanology 58 : 205-225
208. Straub SM, Layne GD (2003) The systematics of chlorine, fluorine, and water in Izu arc front volcanic rocks: Implications for volatile recycling in subduction zones. Geochimica et Cosmochimica Acta 67 : 4179-4203
209. Gurenko AA, Trumbull RB, Thomas R, Lindsay JM (2005) A melt inclusion record of volatiles, trace elements and Li-B isotope variations in a single magma system from the Plat Pays Volcanic Complex, Dominica, Lesser Antilles. Journal of Petrology 46 : 2495-2526
210. Gurenko AA, Belousov AB, Trumbull RB, Sobolev AV (2005) Explosive basaltic volcanism of the Chikurachki Volcano (Kurile arc, Russia): Insights on pre-eruptive magmatic conditions and volatile budget revealed from phenocryst-hosted melt inclusions and matrix glasses. Journal of Volcanology and Geothermal Research 147 : 203-232
211. Gurenko A, Sobolev A (2006) Crust-primitive magma interaction beneath neovolcanic rift zone of Iceland recorded in gabbro xenoliths from Midfell, SW Iceland. Contributions to Mineralogy and Petrology 151 : 495520
212. Witter JB, Kress VC, Newhall CG (2005) Volcán Popocatépetl, Mexico. Petrology, Magma Mixing, and Immediate Sources of Volatiles for the 1994-Present Eruption. Journal of Petrology 46 : 2337-2366
213. Gurenko, A. A., Kamenetsky, V. S., & Kerr, A. C. (2016). Oxygen isotopes and volatile contents of the Gorgona komatiites, Colombia: a confirmation of the deep mantle origin of H2O. Earth and Planetary Science Letters, 454, 154-165.
214. Jochum KP, Stoll B, Herwig K et al (2006) MPI-DING reference glasses for in situ microanalysis: New reference values for element concentrations and isotope ratios. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 7 : Q02008
215. Chaussidon M, Sheppard SM, Michard A (1991) Hydrogen, sulphur and neodymium isotope variations in the mantle beneath the EPR at 12°50'N. In: Taylor HP, O'Neil JR, Kaplan IR (eds), Stable Isotope Geochemistry: A Tribute to Samuel Epstein. Geochem Soc Spec Pub, vol 3 : 325-337
216. Labidi J, Cartigny P, Birck JL, Assayag N, Bourrand JJ (2012) Determination of multiple sulfur isotopes in glasses: A reappraisal of the MORB 534S. Chemical Geology 334 : 189-198
217. ETNA II-6 и ETNA II-7 - экспериментальные стекла синтезированные в ISTO (Orléans, France); Гуренко А.А., персональная коммуникация, 2018
218. Kamenetsky, V. S., Everard, J. L., Crawford, A. J., Varne, R., Eggins, S. M., & Lanyon, R. (2000). Enriched end-member of primitive MORB melts: petrology and geochemistry of glasses from Macquarie Island (SW Pacific). Journal of Petrology, 41(3), 411-430.
219. Bindeman, I. N., Kamenetsky, V. S., Palandri, J., & Vennemann, T. (2012). Hydrogen and oxygen isotope behaviors during variable degrees of upper mantle melting: Example from the basaltic glasses from Macquarie Island. Chemical Geology, 310, 126-136.
220. Chaussidon, M., Sheppard, S. M., & Michard, A. (1991). Hydrogen, sulphur and neodymium isotope variations in the mantle beneath the EPR at 12 50' N. Stable isotope geochemistry: A tribute to samuel Epstein, 3, 325.
221. Métrich, N., & Deloule, E. (2014). Water content, 5D and 5 11 B tracking in the Vanuatu arc magmas (Aoba Island): insights from olivine-hosted melt inclusions. Lithos, 206, 400-408.
222. Wetzel, D. T., Hauri, E. H., Saal, A. E., & Rutherford, M. J. (2015). Carbon content and degassing history of the lunar volcanic glasses. Nature Geoscience, 8(10), 755.
223. Hauri, E. H., Shaw, A. M., Wang, J., Dixon, J. E., King, P. L., & Mandeville, C. (2006). Matrix effects in hydrogen isotope analysis of silicate glasses by SIMS. Chemical Geology, 235(3-4), 352-365.
Список публикаций по теме
1. Sobolev A.V, Asafov E.V., Gurenko A,A. Arndt N.T., Batanova V.B., Portnyagin M.V., Garbe-Schönberg D. & Krasheninnikov S.P., Komatiites reveal a hydrous Archaean deep-mantle reservoir// Nature, 2016, V. 531, p. 628-632. (ВАК, WoS-Q1, РИНЦ)
2. Asafov E.V., Sobolev A.V., Gurenko A.A., Arndt N.T., Batanova V.G., Portnyagin M.V., Garbe-Schonberg D., Krasheninnikov S.P., Belingwe komatiites (2.7 Ga) originate from a plume with moderate water content, as inferred from inclusions in olivine// Chemical Geology, 2018 (ВАК, WoS -Q1, РИНЦ).
Тезисы
1. Асафов Е.В., Соболев А.В., Гуренко А.А., Арндт Н.Т., Батанова В.Г., Крашенинников С.П., Вилсон А.Х., Бирли Г.Р., Состав расплавов коматиитов зеленокаменного пояса Барбертон (Ю. Африка) по данным изучения расплавных включений в оливине// Труды Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии, 2016, стр.29-30 (РИНЦ)
2. Asafov E.V., Sobolev A.V., Gurenko A.A., Arndt N.T., Batanova V.G., Krasheninnikov S.P., Wilson A.H., Byerly G.R., Early seawater-brine contamination of 3.3-3.5 ga komatiite melts inferred from melt inclusions// 2016, in book Moscow International School of Earth Sciences, p.29-30 (РИНЦ)
3. Asafov E.V., Sobolev A.V., Gurenko А.А., Portnyagin M.V., Arndt N.T., Batanova V.G., Krasheninnikov S.P., Water in the Achaean komatiites: results of the melt inclusion studies.// Abstracts, International Conference dedicated to the 110th anniversary of Academician Vladimir Stepanovich Sobolev, 2018.
4. Asafov E.V., Sobolev A.V., Gurenko A.A., Arndt N.T., Batanova V.G., Portnyagin M.V., Garbe-Schonberg D., Krasheninnikov S.P., Water in the 2.7 Ga Belingwe komatiite magma inferred from the melt inclusions in olivine.//Abstracts, Goldschmidt 2017
5. Asafov E.V., Sobolev A.V., Gurenko A.A., Arndt N.T., Batanova V.G., Portnyagin M.V., Garbe-Schonberg D., Krasheninnikov S.P., A. H. WILSON and G.R. BYERLY, Olivine-Hosted Melt Inclusions in the Ancient Komatiites - the Potential Key to the Archean Mantle Composition/Abstracts, S3.T02, p.50, ECR0FI-2017
6. Асафов Е.В., Соболев А.В., Гуренко А.А., Портнягин М.В., Арндт Н.Т. , Батанова В.Г., Крашенинников С.П., Состав расплавов коматиитов зеленокаменного пояса белингве (зимбабве) по данным
изучения расплавных включений в оливине.//Тезисы, 139, ВЕСЭМПГ-2017
7. E. V. Asafov , A.V. Sobolev , A. A. Gurenko , N.T. Arndt, V.G. Batanova, M.V. Portnyagin, D. Garbe-Schonberg, S.P., Krasheninnikov, A.H. Wilson, G.R. Byerly, Parental melts of 3.3 Ga Barberton and 2.7 Ga Belingwe komatiites were significantly contaminated by seawater brines// Abstratcs, p.5, 13th International NI-CU-PGE Symposium, Fremantle, Australia
8. Nicholas Arndt, Alexander Sobolev, E. V. Asafov, Wet and moist komatiites - what is the source of the water?// Abstratcs, p.4, 13th International NI-CU-PGE Symposium, Fremantle, Australia
9. E. V. Asafov, A.V. Sobolev, A. A. Gurenko, N. T. Arndt, V.G. Batanova, M.V. Portnyagin, D. Garbe-Schonberg, S. P. Krasheninnikov, A. H. Wilson and G.R. Byerly, A hydrous mantle reservoir in the Paleoarchean?// Abstracts, p113,секция 4d, международная конференция Goldschmidt-2016, 26.06.2016-01.07.2016, Йокогама, Япония
10. A.V. Sobolev, E.V. Asafov, A. A. Gurenko, N. T. Arndt, V.G. Batanova, M.V. Portnyagin, D. Garbe-Schonberg, S. P. Krasheninnikov, Evidence for Neoarchean Hydrous Deep-Mantle Reservoir Provided by Abitibi Komatiites// Abstracts, p.2901, секция 4b, международная конференция Goldschmidt-2016, 26.06.2016-01.07.2016, Йокогама, Япония
11. Асафов Е.В., Соболев А.В., Гуренко А.А., Арндт Н.Т., Батанова В.Г., Крашенинников С.П., Вилсон А.Х., Бирли Г.Р., Состав расплавов коматиитов зеленокаменного пояса Барбертон (Ю. Африка) по данным изучения расплавных включений в оливине, Сборник тезисов ВЕСЭМПГ-2016 - 010, Всероссийский семинар ВЕСЭМПГ-2016. (РИНЦ). 19.04.2016-20.04.2016, Москва, Россия
12. E. V. Asafov, A.V. Sobolev, A. A. Gurenko, N. T. Arndt, V.G. Batanova, S. P. Krasheninnikov, A. H. Wilson and G.R. Byerly, Early seawater-brine contamination of 3.3-3.5 Ga komatiite melts inferred from melt inclusions// , Abstracts M.: GEOKHI RAS, 2016. p.11 - ISBN 978-5905049-13-2, международная школа ISES-2016(Pm^), 23.05.201616-28.05.2016, Москва, Россия
13. A.V. Sobolev, V.G. Batanova, E.V. Asafov, A. A. Gurenko, N. T. Arndt, M.V. Portnyagin, D. Garbe-Schonberg, S. P. Krasheninnikov, How Hot and Wet are Mantle Derived Magmas and Their Sources?// Abstracts, DI51C-04, международная конференция Американского Геофизического Союза AGU Fall meeting 2015, 14.12.201518.12.2015, Сан-Франциско, США .
14. Асафов Е.В., Соболев А.В., Гуренко А.А., Арндт Н.Т., Батанова В.Г. , Состав расплавов коматиитов Абитиби и Белингве по данным
изучения расплавных включений в оливине.Тезисы докладов, Москва, 2015, Сборник тезисов -ВЕСЭМПГ-2015-008, Всероссийский семинар ВЕСЭМПГ-2015, 21.04.2015-22.04.2015, Москва, Россия
15. E.V. Asafov, A.V. Sobolev, A.A. Gurenko, N.T. Arndt, V.G. Batanova, Elevated H2O and Cl contents in komatiite melts from Abitibi and Belingwe// Goldschmidt2015 Abstracts, p122, международная конференция Goldschmidt 2015, 16.08.2015-21.08.2015 Прага, Чехия
16. E.V. Asafov, A.V. Sobolev, N.T. Arndt, V.G. Batanova, Composition of komatiite melts from Abitibi and Belingwe inferred from melt inclusions in olivine phenocrysts// Geophysical Research Abstracts, vol.17, EGU2015-7281-1, международная конференция European Geosciences Union-2015, 12.04.2015-17.04.2015, Вена, Австрия
Список рисунков
Рис. 1. Карта проявлений коматиитов. Коматииты представлены в большинстве
древних кратонов. (Arndt, 2008)...................................................................................................6
Рис. 2. Продольный и поперечный разрез коматиитового потока, показывающий
образование эрозионного канала со временем. (Huppert et al., 1984).....................................15
Рис. 3. Кристаллизация коматиитовой лавы: 1) При извержении лавы коматиитового состава в верхней части потока формируется брекчия и закалочные зоны (в кровле и подошве), начинаются кристаллизоваться полиэдрические кристаллы оливина. Пока поток находится в движении - спинифекс не образуется. 2) По мере остывания и остановки потока в кровле оливин кристаллизуется в тонкие разнонаправленные текстуры спинифекс (беспорядочный спинифекс), в базальной части начинает аккумулироваться полиэдрический оливин. 3,4) В результате высокой степени кристаллизации турбулентные движения в потоке прекращаются. В верхней части потока начинает кристаллизоваться более крупный и ориентированный оливиновый спинифекс (шевронный и пластинчатый). В базальной части потока завершается аккумуляция полиэдрического оливина. Между зонами спинифекс и кумулятной частью потока формируется тонкий слой В1 (Arndt, 1986a;
Renner et al., 1994)........................................................................................................................16
Рис. 4. Псевдоморфозы вторичной минералогии по оливину из коматиитов: а)
Барбертон, Южная Африка, b) Абитиби, Канада.....................................................................19
Рис. 5. Микрофотографии (оливиновый кумулят Пайк Хилл, Канада). А. в отраженных электронах. Зерно оливина представляет собой останцы свежего магматического материала, разделенного трещинами, заполненными серпентином и вторичным магнетитом. В интерстициях пироксенового спинифекса находится раскристаллизованная и измененная основная масса коматиита. B. Во вторичных электронах. Зерно шпинели на границе серпентинизированного оливина. Между пластинами пироксенового спинифекса хорошо видна раскристаллизованная основная
масса..............................................................................................................................................20
Рис. 6. Диаграмма, иллюстрирующая геохимические различия между
ультрамафическими и мафическими породами (Le Bas, 2000)..............................................22
Рис. 7. Вариационные диаграммы главных элементов против MgO для свежих коматиитов Белингве, Зимбабве. AI2O3, TiÜ2 и SiO2 ведут себя как неподвижные компоненты и формируют четкие тренды отвечающие линии оливинового контроля. Пересечение с составом форстерита отражает наиболее магнезиальный оливин в равновесии с первичным расплавом. Na2O является мобильным элементом в процессе вторичных преобразований, с чем связан разброс данных на диаграмме (Arndt et al., 2008).
.......................................................................................................................................................23
Рис. 8. Вариации содержаний главных элементов в разрезе коматиитовой толщи
Алексо, Канада (Arndt et al., 2008).............................................................................................24
Рис. 9. Сравнение содержаний SiO2 и TiO2 между пикритами, меймечитами и
коматиитами (Arndt et al., 2008).................................................................................................25
Рис. 10. Нормализованные на состав примитивной мантии концентрации примесных элементов коматиитов из поселения Мунро, Абитиби, Канада (Arndt et al., 2008). Также на диаграмме представлены данные по расплавным включениям коматиитов Белингве, Зимбабве (McDonough and Ireland, 1993) и коматиитов Абитиби, Канада (Lahaye et al., 2001).
.......................................................................................................................................................27
Рис. 11. A) Вариационные диаграммы (MgO против Ni и Cr) для коматиитов Алексо, Абитиби, Канада (Lahaye and Arndt, 1996). Стрелка на риснуке отражает модельное изменение содержаний Ni в расплаве и в оливине, который кристаллизуется из этого расплава. Эволюция состава расплава считается с применением уравнения зависимости
между коэффициентом распределения никеля и содержанием MgO в расплаве. (Arndt, 1985). B) Вариации Cr в коматиитах из различных зеленокаменных поясов. В более магнезиальных коматиитах происходит увеличение содержаний хрома с уменьшением MgO. На поздних стадиях кристаллизации коматиитовых магм на ликвидусе появляется хромшпинель, что приводит к постепенному исчерпанию Cr в расплаве. Аккумуляция хромшпинели в магме приводит к возникновению потоков коматиитов, существенно
обогащенных хромом (Arndt et al., 2008)..................................................................................29
Рис. 12. Оценки воды в коматиитовых магмах в разных исследованиях..................32
Рис. 13. Содержания волластонита (Wo) против магнезиальности авгита из коматиитов Барбертон. Кругами на диаграмме показаны составы пироксена из зон оливинового спинифекса. Серые поля отвечают экспериментально полученным пироксенам. Поле составов пироксенов, полученных при водонасыщенных экспериментах лучше соответствует диапазону природно-наблюдаемых пироксенов (Parman et al., 1997).
.......................................................................................................................................................39
Рис. 14. Схематический рисунок образования коматиитовых магм и базальтов в водосодержащем плюме при Тр=1700 оС и в сухом плюме при Тр=1800 оС во внутриплитной обстановке. Р-Т пути двух магм показаны сплошными и прерывистыми стрелкам соответственно. Числа в скобках отражают максимальные содержания воды в главных минеральных фазах перидотитовой мантии. «Мокрый» солидус перидотита при 0.5 мас.% воды на глубине более 410 км можем быть сопоставим с сухим солидусом, т.к. вода может быть в минеральных фазах. При подъеме плюма вода может быть высвобождена при полиморфном переходе вадслеит-оливин. При этом из-за высвобождения водного флюида резко понижается температура солидуса мантийного перидотита и происходит
выплавление коматиитовой магмы (Shimizu et al., 2001)........................................................43
Рис. 15. Микрофотографии расплавных включений из оливина коматиитов Велтевреден. А. Частично раскристаллизованное расплавное включение с усадочной полостью до эксперимента по регомогенизации. B,c - стекловатые расплавные включения после эксперимента по регомогенизации с усадочной полостью. D - то же, с структурами оливинового спинифекса из-за недостаточной скорости закалки. e,f - полностью
гомогенные включения...............................................................................................................49
Рис. 16. Расплавные включения в оливине коматиитов Белингве z6: a, b, c - нагретые и закаленные включения в проходящем свете; d -не гретое расплавное включение в оливине из шлифа, изображение в отраженных электронах. Включения содержат стекло и усадочная
полость. Включение b содержит шпинель, d - шпинель и пироксен.....................................50
Рис. 17. Переуравновешивание расплавных включениях в оливине на примере бонинитов Тонга. Первичный расплав - А. Прерывистые линии отражают составы остаточных расплавов внутри включений в равновесии с окружающим оливином в момент извержения. Сплошные линии - эволюция расплава до извержения (Danyushevsky et al.,
2000). Комментарии к рисунку в тексте....................................................................................62
Рис. 18. Схема химического профиля через расплавное включение на примере бонинитов Тонга. А- первичный расплав в равновесии с оливином Fo93.1. B- профиль через расплавное включение без переуравновешивания с оливином-хозяином. В2- профиль через полностью переуравновешенное включение (модифицировано за Danyushevsky et al., 2000).
Комментарии в тексте.................................................................................................................64
Рис. 19. Схема шагов расчета в процессе моделирования кристаллизации оливина и переуравновешивания с оливином-хозяином. (модифицировано за Danyushevsky et al.,
2000). Комментарии в тексте......................................................................................................65
Рис. 20. Геологическая карта Зеленокаменного пояса Белингве, южный участок-центрального района Зимбабве (модифицированная после Shimizu et al., 2005). Анализируемые образцы z6 и z4 взяты из потока Тони, Белингве (отмечено звездой).......78
Рис. 21. Содержания главных элементов оливина из коматиитовых кумулятов z4 и
z6 проанализированных на электронном микрозонде. Все содержания даны в мас.%........80
Рис. 22. Фотография в отраженных электронах и карты распределения элементов в зерне оливина из шлифа коматиитового кумулята z6. Оригинальные магматические черты зерна и нормальная зональность по Cr, Al и P свидетельствуют об отсутствии влияния постмагматических преобразований на зерна оливина, и оливин является хорошим
микроконтейнером для расплавных включений......................................................................81
Рис. 23. Составы главных элементов индивидуальных расплавных включений в оливине из коматиитов Белингве. SiO2, AI2O3, Na2O, CaO и TiO2 следуют тренду фракционной кристаллизации оливина. Расплавное включение Z6-C1 (черный кружок) -высокохлористое включение, которое демонстрирует хорошее соответствие по главным элементам с другими расплавными включениями; wr (Z, ZV, TN) - данные составов пород в целом, некоторые образцы вне масштаба диаграмм (Bickle et al., 1993; Nisbet et al., 1987;
Puchtel et al., 2009; Shimizu et al., 2005).....................................................................................83
Рис. 24. Составы примесных элементов в индивидуальных расплавных включениях коматиитов Белингве. Расплавное включение Z6-Cl (черная точка) - высокохлористое включение, которое демонстрирует хорошее соответствие по главным элементам с другими расплавными включениями; wr (Z, ZV, TN) - данные составов пород в целом, некоторые образцы вне масштаба диаграмм (Bickle et al., 1993; Nisbet et al., 1987; Puchtel et al., 2009; Shimizu et al., 2005). Содержания Sc систематически сдвинуты относительно пород в целом из-за перераспределения в оливин-хозяин. Ba и Rb демонстрируют несоответствие с линиями оливинового контроля и были подвержены AFC процессу. Y, Ba и Ce следуют линиям оливинового контроля в пределах ошибки. Данные по породам в целом более
репрезентативны для Sc, V и Y..................................................................................................84
Рис. 25. Спайдер-диаграмма с расплавными включениями и образцами пород в целом потока Тони, нормализованные на 0.39 мас.% TiO2 (среднее значение для захваченных расплавов). Все данные нормализованы на содержания несовместимых литофильных элементов в примитивной мантии по Hofmann (1988). Вода, фтор и хлор в примитивной мантии были оценены по отношениям H2O/Ce=166, Cl/K=0.10, F/Nd=22.7 -средние отношения в неконтаминированных стеклах OIB и MORB (Kendrick et al., 2017). Данные по породам в целом взяты из Bickle et al. (1993). Z6-Cl - расплавное включение с крайне высокими содержаниями хлора (1300 ppm Cl) согласуется с другими расплавными включениями по всем несовместимым элементам кроме K. Серое заштрихованное поле -
диапазон составов расплавных включений...............................................................................87
Рис. 26. Содержания летучих компонентов в расплавных включениях. Z6-Cl расплавное включение с крайне высокими содержаниями хлора. Данные коррелируют с содержанием форстерита в оливине, но углы корреляции отличаются от линий оливинового
контроля.......................................................................................................................................89
Рис. 27. Содержания воды против Cl, S, F и размера включений. Mi- расплавные включения; Корр - линии корреляции. Корреляции между водой и другими летучими компонентами свидетельствуют о том, что расплавные включения не теряли или приобретали воду после захвата оливином и, вероятно, отвечают по составу первичной магме. Отсутствие корреляции с размерами включений является сильным аргументом
против диффузионной потери воды из включений..................................................................90
Рис. 28. Оценки давления по измеренным и с корректированным данным. Пунктирная линия - среднее давление, рассчитанное по скорректированным данным CO2 в расплавных включениях (Newman and Lowenstern, 2002) отвечает глубине кристаллизации
оливина-хозяина..........................................................................................................................91
Рис. 29. А. Температуры кристаллизации коматиитов Белингве против состава оливина. Температуры определены с использованием Sc/Y оливин-расплавного, Mg-Fe оливин-расплавного и Al оливин-шпинелевого геотермометров (См. Методы). Пунктирные
линии отражают ликвидусные температуры коматиитового расплава с различными содержаниями воды. B. Фугитивность кислорода, оцененная по разделению V между оливином и расплавом, соответствует тренду кристаллизации в закрытой системе
(пунктирная линия).....................................................................................................................93
Рис. 30. Карта Зеленокаменного пояса Абитиби (модифицированная за Pyke et al., 1973), показывающая местоположение поселения Мунро (место отбора проб коматиитов
Алексо и Пайк Хилл)...................................................................................................................98
Рис. 31. Обнажение коматиитов Пайк Хилл, северо-восток Онтарио, Зеленокаменный Пояс Абитиби, Канада. Обнажение демонстрирует классическое переслаивание коматиитовых потоков. Вверху общий вид. Внизу зональные коматиитовые
потоки...........................................................................................................................................99
Рис. 32. Три стратиграфических разреза вулканических толщ северной части района
Мунро (Arndt et al., 1977)..........................................................................................................100
Рис. 33. А. Коматиитовый поток Алексо, северо-восток Онтарио, Зеленокаменный
Пояс Абитиби, Канада. В. Текстуры спинифекс в коматиитах Алексо...............................101
Рис. 34. Разрез через поток коматиитов Алексо, Абитиби, Канада. В потоке выделяется типичная коматиитовая зональность. Gl - стекло (измененное), ol - оливин, px - пироксен. Черные точки в правой части рисунка отражают наиболее магнезиальный оливин, линии отвечают диапазону составов оливина (модифицировано за (Arndt, 1986a)
.....................................................................................................................................................102
Рис. 35. Оливиновые кумуляты Пайк Хилл, зеленокаменный пояс Абитиби, Канада.
Вверху образец 805, внизу - 810..............................................................................................103
Рис. 36. Микрофотографии оливинового кумулята 805, коматиитовый поток Пайк Хилл, зеленокаменный пояс Абитиби, Канада. A, B - Идиоморфные кристаллы оливина в обычном и поляризованном свете. C, D - пироксеновый спинифекс и оливин второй генерации в поляризованном и обычном свете. Е, F - Пироксеновый спинифекс и
девитрифицированная основная масса кумулята в простом и поляризованном свете......104
Рис. 37. Микрофотографии оливинового кумулята 810, коматиитовый поток Пайк Хилл, зеленокаменный пояс Абитиби, Канада. A, B - Идиоморфные кристаллы оливина в обычном и поляризованном свете. C, D - пироксеновый спинифекс и оливин второй генерации в поляризованном и обычном свете. Е - Пироксеновый спинифекс и девитрифицированная основная масса кумулята в поляризованном свете. F- кристаллы
шпинели захваченные в краевой части оливина первой генерации.....................................105
Рис. 38.Оливиновый кумулят из потока Алексо, зеленокаменный пояс Абитиби, Канада, с структурами крупного оливинового спинифекса и тонкого пироксенового
спинифекса в интерстициях.....................................................................................................106
Рис. 39. Микрофотографии оливинового кумулята 823, коматиитовый поток Алексо, зеленокаменный пояс Абитиби, Канада. A-D - Идиоморфные и скелетные кристаллы оливина. E. Скелетный оливин с включением шпинели. F. Скелетный кристалл оливина в
матрице пироксенового спинифекса. A, D, F - поляризованный свет.................................107
Рис. 40. Микрофотографии оливинового кумулята 823, коматиитовый поток Алексо, зеленокаменный пояс Абитиби. А. Пироксеновый спинифекс и измененное девитрифицированное стекло в основной массе коматиитового кумулята. В. Оливиновый
спинифекс. С, D. Пироксеновый спинифекс в поляризованном и обычном свете.............108
Рис. 41. Микрофотографии коматиитов Алексо (обр. 820) в шлифах. Зерна оливина представлены останцами неизмененного материала, помещенного в серпентин; клинопироксен образует вытянутые кристаллы спинифекс, между которыми находится
полностью раскристаллизованная и замещенная основная масса породы..........................109
Рис. 42. Микрофотография в отраженных электронах. Частично раскристаллизованное расплавное включение в оливине из образца 823, Алексо,
зеленокаменный пояс Абитиби, Канада. Включение на врезке крупным планом -
фотография в проходящем свете..............................................................................................110
Рис. 43. Содержания главных элементов в оливине из коматиитовых кумулятов Пайк Хилл и Алексо проанализированных на электронном микрозонде. Все содержания даны в
мас.%...........................................................................................................................................111
Рис. 44. Составы главных элементов индивидуальных расплавных включений в оливине из коматиитов Абитиби. SiO2, AI2O3, Na2Ü, K2O, CaO и TiO2 следуют тренду фракционной кристаллизации оливина; Породы в целом (Barnes, 1985; Fan and Kerrich, 1997; Kerrich and Xie, 2002; Lahaye and Arndt, 1996; Puchtel et al., 2004) соответствуют данным по расплавным включениям для неподвижных элементов. Мобильные элементы
образуют существенный разброс в породах...........................................................................114
Рис. 45. Составы примесных элементов индивидуальных расплавных включений в оливине из коматиитов Абитиби; Породы в целом (Barnes, 1985; Fan and Kerrich, 1997; Kerrich and Xie, 2002; Lahaye and Arndt, 1996; Puchtel et al., 2004) соответствуют данным по расплавным включениям для неподвижных элементов. Y, V и Sc в расплавных включениях
систематически сдвинуты относительно пород в целом. Комментарии в тексте...............115
Рис. 46. Составы примесных элементов индивидуальных расплавных включений в оливине из коматиитов Абитиби; Породы в целом (Barnes, 1985; Fan and Kerrich, 1997; Kerrich and Xie, 2002; Lahaye and Arndt, 1996; Puchtel et al., 2004) демонстрируют широкий разброс данных по мобильным элементам, в то время как расплавные включения
формируют четкие тренды.......................................................................................................116
Рис. 47. Составы примесных элементов индивидуальных расплавных включений в оливине из коматиитов Абитиби; Породы в целом (Barnes, 1985; Fan and Kerrich, 1997; Kerrich and Xie, 2002; Lahaye and Arndt, 1996; Puchtel et al., 2004) соответствуют данным по расплавным включениям для неподвижных элементов. Данные по литию вне масштаба
диаграммы..................................................................................................................................117
Рис. 48. Спайдер-диаграмма с расплавными включениями и образцами пород в целом. Все данные нормализованы на содержания несовместимых литофильных элементов в примитивной мантии по Hofmann (1988) Серое заштрихованное поле - породы в целом (Barnes, 1985; Fan and Kerrich, 1997; Kerrich and Xie, 2002; Lahaye and Arndt, 1996; Puchtel
et al., 2004) для диапазона магнезиальности расплавных включений..................................119
Рис. 49. Содержания летучих компонентов в расплавных включениях Пайк Хилл и Алексо. Расплавное включение с крайне высокими содержаниями хлора вынесено в отдельном масштабе. Данные коррелируют с содержанием форстерита в оливине, но углы
корреляции отличаются от линий оливинового контроля....................................................122
Рис. 50. Оценки давления кристаллизации коматиитов по содержаниям СО2 в расплавных включениях (Newman and Lowenstern, 2002). Оценки отражают минимальные
давления равновесия флюид-расплав......................................................................................123
Рис. 51. Температуры кристаллизации коматиитов Абитиби против состава оливина. Температуры определены с использованием Sc/Y оливин-расплавного, Mg-Fe оливин-расплавного и Al оливин-шпинелевого геотермометров (См. Методы). Пунктирные линии отражают ликвидусные температуры коматиитового расплава с различными содержаниями
воды.............................................................................................................................................124
Рис. 52. А. Общая геологическая карта западного фрагмента зеленокаменного пояса Барбертон (модифицировано за (Lowe and Byerly, 1999); B. Участок пробоотбора- район
Соу Милл, фм. Велтевреден, модифицировано за (Byerly et al., 2017)................................130
Рис. 53. Микрофотографии оливинового кумулята 1521. А и В - идиоморфные кристаллы оливина в поляризованном свете. С и D - клинопироксен в интерстициях в
поляризованном и обычном свете...........................................................................................132
Рис. 54. Микрофотографии оливинового кумулята 1521, Велтевреден, Ю Африка. A - Идиоморфное зерно оливина в поляризованном свете. В - частично раскристаллизованные
расплавные включения в оливине. С и D. Микрокристалл шпинели в оливине в проходящем
и отраженном свете...................................................................................................................133
Рис. 55. Микрофотографии оливинового кумулята 1522, Велтевреден, Ю Африка. A,B - Идиоморфные кристаллы оливина в обычном и поляризованном свете. Си D.
Клинопироксен в интерстициях в обычном и поляризованном свете.................................133
Рис. 56. Микрофотографии оливинового кумулята 1523, Велтевреден, Ю Африка. AD - Идиоморфные кристаллы оливина в поляризованном (слева) и обычном свете (справа).
Е и F - Клинопироксен в интерстициях в поляризованном и обычном свете.....................134
Рис. 57. Содержания главных элементов оливина из серии коматиитовых кумулятов Велтевреден проанализированы на EPMA. Все содержания даны в мас.%.Другие - оливин
из прочих кумулятов формации Велтевреден........................................................................136
Рис. 58. Составы главных элементов индивидуальных расплавных включений в оливине из коматиитов Барбертон. SiO2, AI2O3, Na2O, CaO и TiO2 следуют тренду фракционной кристаллизации оливина. Данные составов пород в целом (Connolly et al., 2011; Kareem, 2005; Puchtel et al., 2013; Robin-Popieul et al., 2012; Stiegler et al., 2012),
некоторые образцы вне масштаба диаграмм..........................................................................138
Рис. 59.Составы примесных элементов в индивидуальных расплавных включениях коматиитов Барбертон; Данные составов пород в целом по (Connolly et al., 2011; Kareem, 2005; Puchtel et al., 2013; Robin-Popieul et al., 2012; Stiegler et al., 2012), некоторые образцы вне масштаба диаграмм. Содержания Sc систематически сдвинуты относительно пород в целом из-за перераспределения в оливин-хозяин. V демонстрирует несоответствие с линиями оливинового контроля и были подвержены AFC процессу. Y, La, Ce и Sm следуют линиям оливинового контроля в пределах ошибки. Данные по породам в целом более
репрезентативны для Sc, V и Y................................................................................................139
Рис. 60. Составы примесных элементов в индивидуальных расплавных включениях коматиитов Барбертон; Данные составов пород в целом по (Connolly et al., 2011; Kareem, 2005; Puchtel et al., 2013; Robin-Popieul et al., 2012; Stiegler et al., 2012), некоторые образцы вне масштаба диаграмм. Подвижные компоненты в расплавных включениях образуют четкие тренды, в то время как породы в целом имеют широкий диапазон значений. Часть
значений для пород в целом вне масштаба.............................................................................140
Рис. 61. Составы примесных элементов в индивидуальных расплавных включениях коматиитов Барбертон; Данные составов пород в целом по (Connolly et al., 2011; Kareem, 2005; Puchtel et al., 2013; Robin-Popieul et al., 2012; Stiegler et al., 2012) некоторые образцы
вне масштаба диаграмм............................................................................................................141
Рис. 62. Спайдер-диаграмма с наиболее магнезиальными (более 25.5 мас.% MgO) расплавными включениями и данными по составу пород в целом, нормализованными на 5 ppm Y (среднее значение для захваченных расплавов с MgO более 25.5 мас.%). Все данные нормированы на содержания несовместимых литофильных элементов в примитивной мантии по Hofmann (1988). Вода, фтор и хлор в примитивной мантии были оценены по отношениям H2O/Ce=166, Cl/K=0.10, F/Nd=22.7 - средние отношения в неконтаминированных стеклах OIB и MORB (Kendrick et al., 2017). Данные по породам в целом проанализированы с помощью ICP-MS в растворах. Серое заштрихованное поле -
диапазон составов расплавных включений.............................................................................142
Рис. 63. Содержания летучих компонентов в расплавных включениях Велтевреден, Барбертон. Данные по F, Cl и H2O коррелируют с содержанием форстерита в оливине, но
углы корреляции хлора и воды отличаются от линий оливинового контроля...................145
Рис. 64. Содержания воды против Cl, S, F и размера включений. Пунктиром нанесены линии корреляции. Корреляции между водой и хлором и фтором свидетельствуют о том, что все эти элементы вели себя несовместимо. Ильная взаимосвязь с размерами включений не позволяет исключить диффузионную потерю воды и однозначно интерпретировать полученные прямым измерением данные...............................................146
Рис. 65. Оценки давления по измеренным и с корректированным данным в расплавах Велтевреден. Пунктирная линия - среднее давление, рассчитанное по скорректированным данным CO2 в расплавных включениях (Newman and Lowenstern, 2002) отвечает глубине
кристаллизации оливина-хозяина............................................................................................148
Рис. 66. Температуры кристаллизации коматиитов Велтевреден против состава оливина. Температуры определены с использованием Sc/Y оливин-расплавного, Mg-Fe оливин-расплавного и Al оливин-шпинелевого геотермометров (См. Методы). Пунктирные линии отражают ликвидусные температуры коматиитового расплава с различными
содержаниями воды...................................................................................................................149
Рис. 67. Фугитивность кислорода в магмах Белингве, Абитиби и Велтевреден, определенная с помощью V оливин-расплавного оксигеобарометра (Mallmann and O'Neil,
2013). Тренды следуют линиям кристаллизации в закрытой системе (пунктир)...............160
Рис. 68. Реконструированные первичные расплавы Белингве, Абитиби и
Велтевреден - главные элементы............................................................................................161
Рис. 69. Реконструированные первичные расплавы Белингве, Абитиби и
Велтевреден - летучие компоненты........................................................................................162
Рис. 70. Нормированные на примитивную мантию спектры примесных элементов первичных расплавов коматиитов Белингве, Абитиби и Велтевреден. Вода, фтор и хлор в примитивной мантии были оценены по отношениям H2O/Ce=166, Cl/K=0.10, F/Nd=22.7 -средние отношения в мантийных источниках фанерозойских базальтов срединно-
океанических хребтов (MORB) и океанических островов (OIB, Kendrick et al., 2017)......168
Рис. 71. H2O/CI против K/Cl с данными для расплавных включений коматиитов Белингве, Абитиби, Велтевреден и Горгона(Gurenko and Kamenetsky, 2011; Gurenko et al., 2016). Остр. дуги -Островодужные лавы - подборка составов примитивных расплавов из Ruscitto et al. (2012). Данные по стеклам MORB и OIB - подборка из Kendrick et al.(2017). Контам. обозначает образцы, которые могли ассимилироватьО из морской воды. AOC -измененная океаническая кора (Michael and Cornell, 1998). Данные по серпентинам
ro(Kodolânyi et al., 2011). Пунктиром обозначены линии смешения...................................169
Рис. 72. FeO-MgO содержания потенциальных магм при плавлении необедненного перидотита (McDonough and Sun, 1995) в условиях критического и равновесного плавления. Серые поля отражают составы расплавов, отделяющихся от гарцбургитового рестита. Черная линия - составы расплавов, образующихся при фракционной кристаллизации модельного первичного коматиитового расплава (черный кружок). Модифицировано за
(Herzberg, 2004)..........................................................................................................................171
Рис. 73. SiO2 против MgO в коматиитовых магмах Белингве, Абитиби и Велтевреден в сравнении с модельными составами магм без летучих компонентов, образованных при плавлении перидотита KR 4003. A. Равновесное плавление без отделения от рестита. Б. Критическое плавление с периодическим отделением продуцируемой магмы от рестита.
Модифицировано за (Herzberg, 2016)......................................................................................172
Рис. 74. Нормированные на примитивную мантию (Hofmann, 1988) спектры примесных элементов в первичных расплавах коматиитов Белингве, Абитиби и Велтевреден в сравнении с расплавными включениями и вулканическими стеклами Мауна-
Лоа, Гавайи.................................................................................................................................176
Рис. 75. Модель плюмового механизма образования коматиитов. Архейский плюм пересекает переходную зону мантии, содержащую повышенные концентрации структурной воды в высокобарных полиморфах оливина, также возможно фтор и хлор (Bercovici and Karato, 2003; Inoue, 1994; Roberge et al., 2015; Roberge et al., 2017). Потенциальная температура плюма превышает 1600 оС, поэтому на глубинах переходной зоны он находится в частично расплавленном состоянии (Andrault et al., 2018) и захватывает ее материал. При дальнейшем подъеме плюма происходит трансформация материала переходной зоны в низкобарическую форму оливина и высвобождение структурной воды.
Появление свободного водного флюида понижает температуру солидуса мантийного перидотита, и способствует экстенсивному плавлению. На глубинах прибл. 250 км происходит инверсия плотностей (Agee, 1988), что позволяет магме отделиться от рестита.
.....................................................................................................................................................177
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.