Определение изотопного равновесия между силикатной и карбонатной частью в карбонатитах островов Фуэртевентура и Сантьягу
 
М. В. Грознова *, Л. Н. Когарко *, Ю. А. Костицын *
* - Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского, Москва, marusya@id.ru.
 
Были исследованы карбонатиты острова Фуртевентура (Канарский архипелаг) и карбонатиты острова Сантьягу (Острова Зелёного мыса) с целью определения связи карбонатного и силикатного компонентов этих пород с помощью изотопов систем Rb-Sr, Sm-Nd. Для исследования были взяты образцы 5 карбонатитов с этих островов. Карбонатиты представлены сёвитами. Главными породообразующими минералами этих карбонатитов являются кальцит, полевой шпат, пироксен, амфибол, флогопит. Акцессорными минералами являются апатит, сфен, гранат, пирохлор. Отмечается большое разнообразие рудных минералов в этих породах, таких как пирит, халькопирит, сфалерит и ильменит. Карбонаты представлены тремя минеральными фазами: 1) в пироксене, амфиболе и полевом шпате карбонат находится в виде мелких глобулей и выделений неправильной формы; 2) в основной массе карбонат образует самостоятельные крупные хорошо оформленные кристаллы, двойники; 3) удлинённые тончайшие игольчатые сростки.
Химический состав карбонатов анализировался на электронном микрозонде ⌠CamecaSX-100■ в ГЕОХИ РАН. Карбонат по химическим данным подразделяется на собственно кальцит, на стронциевый кальцит и на железистый кальцит (табл. 1).
Для изучения изотопного состава карбонатитов были выбраны две изотопные системы √Sm-Nd √ и Rb-Sr-вая. Карбонатиты делились на силикатную и карбонатную части. Для этого брали навески примерно по 50 мг (четыре пробы с острова Фуэртевентура и одна проба с острова Сантьягу). Затем разлагали взвешенные пробы карбонатита в соляной кислоте (2H*HCl), после чего карбонатная часть породы перешла в раствор, а силикатная часть породы осталась. Далее отдельно исследовались изотопные характеристики двух слагающих частей одной породы. Изотопный анализ 10 проб проводился на термоионизационном масс-спектрометре с твердофазовым источником ⌠TIMSTRITON■ в ГЕОХИ РАН. Данные исследования показали, что карбонатная часть пород по химическому составу значительно обогащена стронцием, ниодимом и самарием (таблица 2).
Изотопное отношение 87Sr/86Sr для карбонатитов в целом острова Фуертеветрура варьирует в пределах 0.703149√0.703543. Изотопное отношение 87Sr/86Srдля карбонатитов в целом острова Сантьягу варьирует в пределах 0.703308√0.703622. Изотопное отношение 143Nd/144Nd для карбонатитов острова Фуернтаветуре варьирует в пределах 0.512835 √ 0.512900. Изотопное отношение 143Nd/144Nd для карбонатитов острова Саньтьягу варьирует в пределах 0.512858 √ 0.512870. Выяснилось, что в трёх образцах карбонатитов о-ва Фуэртевентура существует изотопное равновесие в системе 87Sr/86Sr между силикатной и карбонатной частью, а в двух других образцах нет изотопного равновесия (рис.1). В изотопной системе 143Nd/144Nd во всех карбонатитах отсутствует изотопное равновесие между силикатной и карбонатной частями (рис. 2).
Полученные данные свидетельствуют о сложной эволюции карбонатитовых магм океанических островов Юго-Восточной Атлантики, по-видимому, протекающей в открытой системе.
Другим объяснением полученных фактов может быть принятие двустадийной модели генезиса карбонатитов, согласно которой частичное плавление верлитизированной и карбонатизированной мантии приводит к возникновению карбонатитовых расплавов, выносящих мантийный материал на поверхность. В этом случае изотопное равновесие между карбонатитовой и силикатной мантийной матрицей не достигается.
 
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ грант 05-05-64144-а и гранта Президента РФ для государственной поддержке ведущих научных школ НШ-4818.2006.5.
 
 
Литература
1. Munoz M., de Ignacio C., Sagredo J. What Controls the Location and Timing of Transfer of mantle carbon through the crust? // Fieldtrip guide Fuenteventura. IV Eurocarb workshop, Canary Islands, Spain. 16- 21 September, 2003. Convenors: F. Stopppa, G. Rosatell, Mercedes Munoz, Cristino de Ignacio, Frances Wall. 83 p.
2. Kogarko L.N. Geochemical characteristics of oceanic carbonatites from the Cape Verde Islands // S. Afr. J. Geol. 1993. 96(3). P. 119-125.
3. Мазарович А.О., Фридрих-Хар Д.И., Когарко Л.Н. и др. Тектоника и магматизм островов Зелёного Мыса // Тр. ГИН. М.: Наука,1990. Т. 451. 246 с.

 
                                                                                                                                                                                                    Таблица 1
Химические составы карбонатов из карбонатитов острова Фуетевентура.
           
 
 
 
Na2O
MgO
CaO
MnO
FeO
SrO
BaO
Total
стронциевый кальцит
Fue-03-10
Центр вкрапленника
0.04
0
53.01
0.12
0.04
2.12
0.09
55.42
стронциевый кальцит
Fue-03-10
Край вкрапленника
0.05
0
53.59
0.13
0.04
2.08
0.1
56.01
железистый кальцит
Fue-03-10
глобуль в ПШ
0.03
0
55.29
0.71
0.24
0.1
0
56.38
стронциевый кальцит
Fue-03-10
игольчатые разности
0.03
0
52.02
0.07
0.03
3.84
0.02
56.02
стронциевый кальцит
Fue-03-10
вкрапленник
0.12
0
51.62
0.03
0.01
3.41
0
55.18
железистый кальцит
Fue-03-11
включение в ПШ
0.02
0.37
51.23
0.86
1.38
0.46
0
54.31
железистый кальцит
Fue-03-11
включение в ПШ
0
0.2
51.88
0.71
1.02
0.52
0
54.33
стронциевый кальцит
Fue-03-11
глобуль в пироксене
0.04
0
53.07
0.03
0.05
2.15
0.25
55.59
стронциевый кальцит
Fue-03-11
глобуль в пироксене
0.06
0
56.4
0.05
0.41
1.27
0.26
58.45
стронциевый кальцит
Fue-03-11
глобуль в амфиболе
0.01
0
55.27
0.04
0.23
0.54
0.01
56.1
стронциевый кальцит
Fue-03-15
центр вкрапленника
0.2
0
47.93
0.22
0.04
6.11
0.01
54.52
стронциевый кальцит
Fue-03-15
край вкрапленника
0.01
0
49.73
0.67
0.12
3.71
0.02
54.26
стронциевый кальцит
Fue-03-15
вкрапленник
0.02
0
50.9
0.22
0.09
3.3
0.02
54.56
кальцит
Fue-03-16
глобуль в силикате
0.06
0
55.46
0.03
0.07
0
0.01
55.63
кальцит
Fue-03-16
глобуль в силикате
0.03
0
55.71
0
0
0.04
0.01
55.78
кальцит
Fue-03-16
глобуль в силикате
0.04
0
55.26
0.01
0.06
0.01
0
55.37
 

 
 
 
                                                                                                                                              Таблица 2                                               Содержание Sm, Nd, Rb, Sr в силикатной и карбонатной фазах
                                          карбонатитов острова Фуэртевентура и острова Сантьягу.
 
 
номер образца
[Sm]ppm
[Nd]ppm
[Rb]ppm
[Sr]ppm
силикатная фаза
fue0310
1,4
9,2
2,8
1518,8
карбонатная фаза
fue0310L
10,0
68,0
3,2
6207,0
силикатная фаза
fue0311
2,3
15,1
23,4
430,5
карбонатная фаза
fue0311L
4,2
28,5
5,23
978,1
силикатная фаза
fue0315
2,5
14,1
26,4
1040,7
карбонатная фаза
fue0315L
5,4
25,5
22,81
1657,6
силикатная фаза
fue0316
7,0
76,6
0,1
253,9
карбонатная фаза
fue0316L
3,1
18,3
8,67
4760,2
силикатная фаза
cv57285
2,4
17,4
0,3
48,3
карбонатная фаза
cv57285L
18,4
122,7
0,18
312,9
 

 
Подписи к рисункам.
 
Рис. 1. Изотопная система 86Sr/ / Sr ..
 
Рис. 2. Изотопная система 143Nd / 144Nd.
 

зеркало на сайте "Все о геологии"
зеркало на сайте "Все о геологии"