Энстатит офиолитовых перидотитов: пластическая деформация и связанные с ней геохимические изменения
Д.Е. Савельев, С.Н. Сергеев
УДК 552.321.6+553.46
Аннотация
Об авторах
Список литературы
Аннотация
Приведены результаты изучения пластически деформированного энстатита из мантийных перидотитов массива Средний Крака (Южный Урал). Рассмотрен случай, когда ориентировка поля напряжений в перидотите является неблагоприятной для активизации единственно возможной системы скольжения в энстатите – (100)[001], и аккомодация деформации происходит путём вращения решётки. Показано, что изгиб крупного первичного кристалла энстатита сопровождается образованием ламелей в плоскости скольжения, а в дальнейшем – химическим распадом, приводящим к образованию двух комплементарных ассоциаций: 1) более низкотемпературной, включающей Na-Cr-паргасит, оливин Fo75, сульфиды и твёрдые растворы состава Ni-Fe, и 2) более тугоплавкой, представленной деплетированным энстатитом, форстеритом и мелкими новообразованными зёрнами хромшпинелида. Обсуждается роль пластической деформации в инициации частичного плавления перидотитов и образовании новых зёрен хромшпинелидов.
Илл. 9. Табл. 6. Библ. 39.
Ключевые слова: ультрамафиты, пластическая деформация, энстатит, паргасит, рекристаллизация, частичное плавление, Южный Урал, Крака.
Об авторах
Д.Е. Савельев, Институт геологии Уфимского федерального исследовательского центра РАН, г. Уфа, Россия; savl71@mail.ru
С.Н. Сергеев, Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, г. Уфа; sem17@mail.ru
Список литературы
- Базылев Б.А. (2003) Петролого-геохимическая эволюция мантийного вещества в литосфере: сравнительное изучение океанических и альпинотипных шпинелевых перидотитов. Дисс… доктора геол.-мин. наук. М., ГЕОХИ, 371 с.
- Кадик А.А. (2006) Флюиды литосферы как отражение окислительно-восстановительного режима в мантии: следствия для геофизических свойств глубинного вещества / Флюиды и геодинамика. М., Наука, 19–46.
- Литасов К.Д. (2011) Физико-химические условия плавления мантии Земли в присутствии С-О-Н флюида по экспериментальным данным. Геология и геофизика, 52(5), 613–635.
- Максимов А.П. (2009) Влияние воды на температуру стабильности амфибола в расплавах. Вулканология и сейсмология, (1), 1–8.
- Николя А. (1992) Основы деформации горных пород. М., Мир-Эльф Акитен. 166 с.
- Савельев Д.Е., Блинов И.А. (2015) Синдеформационные выделения хромшпинелидов в пластически деформированных агрегатах оливина (офиолиты Крака, Южный Урал). Вестник Пермского университета. Геология, 4, 44–69.
- Савельев Д.Е., Белогуб Е.В., Блинов И.А., Кожевников Д.А., Котляров В.А. (2016) Петрологические свидетельства синдеформационной сегрегации вещества при образовании дунитов (на примере офиолитов Крака, Южный Урал). Минералогия, 2(4), 56–77.
- Савельев Д.Е., Сначев В.И., Савельева Е.Н., Бажин Е.А. (2008) Геология, петрогеохимия и хромитоносность габбро-гипербазитовых массивов Южного Урала. Уфа, ДизайнПолиграфСервис, 320 с.
- Савельева Г.Н. (1987) Габбро-ультрабазитовые комплексы офиолитов Урала и их аналоги в современной океанической коре. М., Наука, 230 с.
- Саранчина Г.М., Кожевников В.Н. (1985) Фёдоровский метод (определение минералов, микроструктурный анализ). Л., Недра, 208 с.
- Хоникомб Р. (1972) Пластическая деформация металлов. М., Мир, 408 с.
- Bell D.R., Ihinger P.D., Rossman G.R. (1995) Quantitative analysis of trace OH in garnet and pyroxenes. Am. Mineral., 80, 465–474.
- Bell D.R., Rossman G.R. (1992) Water in the earth′s mantle; the role of nominally anhydrous minerals. Science, 255, 1391–1397.
- Boland J.N. (1974) Lamellar structures in low calcium orthopyroxenes. Contrib. Mineral. Petrol., 47, 215–222.
- Buseck P., Nord G.L., Veblen D.R. (1980) Subsolidus phenomena in pyroxenes. In: Ribbe PH (ed) Reviews in mineralogy 7: Pyroxenes Mineral Soc Am, Washington DC, 117–212.
- Carter N.L. (1976) Steady state flow of rocks. Rev. Geophys. and Space Phys., 14 (3), 301–360.
- Champness P. E., Lorimer G. W. (1973) Precipitation (exsolution) in an orthopyroxene. J. Mater. Sci., 8, 467–474.
- Coe R.S., Kirby S.H. (1975) The orthoenstatite to clinoenstatite transformation by shearing and reversion by annealing: mechanism and potential applications. Contrib. Miner. Petrol., 52, 20–55.
- Coe R.S., Müller W.F. (1973) Crystallographic orientation of clinoenstatite produced by deformation of rthoenstatite. Science, 80, 64–66.
- Grant K., Ingrin J., Lorand J.-P., Dumas P. (2007) Water partitioning between mantle minerals from peridotite xenoliths. Contrib. Mineral. Petrol., 154, 15–34.
- Grant K.J., Kohn S.C., Brooker R.A. (2006) Solubility and partitioning of water in synthetic forsterite and enstatite in the system MgOSiO2–H2O ± Al2O3. Contrib. Mineral. Petrol 151, 651–664.
- Green H.W., Radcliffe S.V. (1972) The nature of deformation lamellae in silicates. Geol. Soc. Amer. Bull., 83, 847–852.
- Keppler H., Rauch M. (2000) Water solubility in nominally anhydrous minerals measured by FTIR and 1H MAS NMR: the effect of sample preparation. Phys. Chem. Miner., 27, 371–376.
- Kirby S.H. (1976) The role of crystal defects in the shearinduced transformation of orthoenstatite to clinoenstatite. Applications of Electron Microscopy in Mineralogy. Springer, Berlin–Heidelberg–New York, 465–472.
- Kirby S.H., Etheridge M.A. (1981) Exsolution of Ca pyroxene from orthopyroxene aided by deformation. Phys. Chem. Minerals., 7, 105–109.
- McLaren A.C., Etheridge M.A. (1976) A transmission electron microscope study of naturally deformed orthopyroxene. I. Slip mechanisms. Contrib. Mineral. Petrol., 57, 163–177.
- Nicolas A., Bouchez J.L., Boudier F., Mercier J.C. (1971) Textures, structures and fabrics due to solid state flow in some European lherzolites. Tectonophysics, 12, 55–86.
- Paterson M.S. (1982) The determination of hydroxyl by infrared absorption in quartz, silicate glasses and similar materials. Bull. Mineral., 105, 20–29.
- Prechtel F., Stalder R. (2011) The potential use of OH-defects in enstatite as geobarometer. Contrib Mineral. Petrol., 162, 615–623.
- Raleigh C.B. (1967) Plastic deformation of upper-mantle silicate minerals. Geophys. J. Res. Astron. Soc., 14, 45–56.
- Rauch M., Keppler H. (2002) Water solubility in orthopyroxene. Contrib. Mineral. Petrol. 14, 525–536.
- Spray J.G. (1988) Generation and crystallization of an amphibolite shear melt: an investigation using radial friction welding apparatus. Contrib. Mineral. Petrol., 99, 464–475.
- Spray J.G. (1992) A physical basis for the frictional melting of some rock-forming minerals. Tectonophysics, 204, 205–221.
- Skrotzki W. (1994) Defect structure and deformation mechanisms in naturally deformed augite and enstatite. Tectonophysics, 229 (1–2/15), 43–68.
- Trommsdorf V., Wenk H.R. (1968) Terrestrial metamorphic clinoenstatite in kinks of bronzite crystals. Contrib. Mineral. Petrol., 19, 158–168.
- Turner F.J., Heard H., Griggs D.T. (1960) Experimental deformation of enstatite and accompanying inversion to clinoenstatite. Int. Geol. Congr. Rep. XXI Session, Norden, 399–408.
- Wells P.R.A. (1977) Pyroxene thermometry in simple and complex systems. Contrib.Miner. Petrol., 62, 129–139.
- Wood B.J., Banno S. (1973) Garnet-orthopyroxene and orthopyroxene-clinopyroxene relationships in simple and complex systems. Contr. Mineral. Petrol. 42, 109–124.
- Yamamoto J., Ando J., Kagi H., Inoue T., Yamada A., Yamazaki D., Irifune T. (2008) In situ strength measurements on natural upper-mantle minerals. Phys. Chem. Minerals., 35, 249–257.
- Yamamoto J., Kagi H., Kaneoka I., Lai Y., Prikhod′- ko V.S., Arai S. (2002) Fossil pressures of fluid inclusions in mantle xenoliths exhibiting rheology of mantle minerals: implications for the geobarometry of mantle minerals using micro Raman spectroscopy. Earth Planet. Sci. Lett., 198, 511–519.
МИНЕРАЛОГИЯ № 1 2018