Major, Volatile, Ore, and Trace Elements in Magmatic Melts in the Earth’s Dominant Geodynamic Environments. I. Mean Concentrations

Issue number 12 from 01.12.2023

На основании созданной нами базы данных, включающей более 2 600 000 определений по 75 элементам в расплавных включениях в минералах и в закалочных стеклах вулканических пород, проведено обобщение по средним содержаниям петрогенных, летучих, рудных и редких элементов в магматических расплавах главных геодинамических обстановок. Среди последних выделены следующие: I – зоны спрединга океанических плит (срединно-океанические хребты), II – обстановки проявления мантийных плюмов в условиях океанических плит (океанические острова и лавовые плато), III и IV – обстановки, связанные с субдукционными процессами (III – зоны островодужного магматизма, заложенные на океанической коре, IV – зоны магматизма активных континентальных окраин, вовлекающие в процессы магмообразования континентальную кору), V – обстановки внутриконтинентальных рифтов и областей континентальных горячих точек, VI – обстановки задугового спрединга. Гистограмма распределения содержаний SiO₂ в природных магматических расплавах всех геодинамических обстановок свидетельствует о бимодальном типе распределения: первый максимум определений приходится на содержания SiO₂ = 50–52 мас. %, а второй – 72–76 мас. %. Минимальную распространенность имеют расплавы, в которых значения содержаний SiO₂ находятся в интервале 62–66 мас. %. Для каждой геодинамической обстановки подсчитаны средние температуры и давления природных магматических расплавов. Построены спайдер-диаграммы, отражающие отношения средних содержаний элементов в магматических расплавах основного, среднего и кислого составов для I–VI обстановок к содержаниям этих элементов в примитивной мантии. Оценены средние отношения некогерентных редких и летучих компонентов (H₂O/Ce, K₂O/Cl, Nb/U, Ba/Rb, Ce/Pb и др.) в магматических расплавах всех выделенных обстановок. Определены вариации этих отношений и показано, что в большинстве случаев отношения некогерентных элементов значимо различаются для различных обстановок. Особенно значительные различия наблюдаются для отношения элементов с разной степенью несовместимости (например, Nb/Yb) и некоторые отношения с участием летучих компонентов (например, K₂O/H₂O).

39 0

Major, volatile, ore, and trace elements in magmatic melts from main geodynamic settings. II. Similarity and differences

Issue number 1 from 21.01.2024

На основании средних и стандартных отклонений содержаний элементов, оцененных в первой части (Наумов и др., 2023), проводится детальное сопоставление выделенных геодинамических обстановок. Для сравнения основных расплавов введена поправка на изменение составов при фракционировании основных минералов. Используя численные критерии, определена последовательность элементов по степени когерентности при выплавлении и кристаллизации основных магматических расплавов. В рамках этой последовательности установлено закономерное изменение содержаний элементов, нормированных на средний состав расплавов океанических островов. Расплавы срединно-океанических хребтов демонстрируют монотонное увеличение нормативных содержаний от наиболее некогерентных (Cs, Ba, U, La и др.) к когерентным элементам (Sc, Ni, Cr). Обстановки конвергентных границ плит характеризуются относительным обогащением наиболее некогерентными элементами и заметной отрицательной Ta-Nb аномалией относительно элементов с близкой степенью когерентности. Магмы континентальных рифтов в наибольшей степени обогащены наиболее некогерентными элементами, а также Pb, Li и некоторыми другими элементами. Выделены индикаторные отношения элементов в основных расплавах, характеризующиеся значительными различиями между обстановками. Ряд отношений в основных расплавах идентичны (с учетом разброса значений) в разных обстановках. Сравнение средних отношений элементов в основных, средних и кислых магмах выявило три типа их поведения. Ряд отношений в средних и кислых магмах наследуется от составов основных расплавов. В эту группу попадают, в частности, «канонические» отношения, например, Nb/Ta и Zr/Hf. Некоторые отношения испытывают незакономерные вариации при переходе от основных к кислым расплавам (Sr/Cr, F/Th и др.). Кроме того, есть отношения, монотонно и существенно меняющиеся в ряду основные–кислые расплавы (Ni/Yb, Lu/P и др.). Вариации отношений связаны с кристаллизационной дифференциацией расплавов и образованием первичных магм за счет смешения расплавов, полученных при плавлении контрастных геохимических резервуаров.

41 0

Gas composition of the fluids formed ore deposits at different geological periods (from the Archean to the Cenozoic)

Issue number 9 from 15.09.2024

Создана база данных по летучим компонентам флюидных включений в минералах, включающая в настоящее время 12470 анализов из 480 публикаций. Рассчитан средний состав газовой фазы флюидов, формировавших гидротермальные месторождения в разные геологические периоды Земли — от архея до кайнозоя. Дан краткий обзор используемых методов, их возможных ошибок и ограничений. Прослежены особенности газового состава флюидов для более 300 рудных месторождений Au, Sn, W, Cu, Pb, Zn, Sb, Mo, U. Главным газовым компонентом природных флюидов в земной коре независимо от геологического возраста является углекислый газ. В меньшем количестве присутствует восстановленная форма углерода, представленная метаном, а также азот. Из компонентов, присутствующих в подчиненных количествах, наиболее распространен сероводород. Как правило, в кайнозойских флюидах содержание азота больше содержаний метана. В некоторых случаях такое соотношение наблюдается и в докембрии. Величина отношения СО₂/СН₄,показателя окислительно-восстановительного состояния системы, заметно увеличивается от флюидов ранних периодов образования месторождений к более поздним.

34 0