Unserpentinized harzburgites of the Voikaro-Synyinsky massif of the Polar Urals as the initial source of chromium for the formation of deposits

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The composition and age of unserpentinized harzburgites, which are found in the Voikaro-Synyinsky massif in the form of budins and relict bodies in the fields of olivine-antigorite rocks development, have been studied. The structure, compositions of rocks and minerals, as well as the distribution of rare-earth elements and Sm-Nd absolute dating (≈2330 million years) allow us to consider these unserpentinized harzburgites as fragments of the mantle and the earliest formations among the ultramafic Voikaro-Synyinsky massif. The silicates of these harzburgites are characterized by increased chromium content, which in subsequent different processes turns into chromium spinelide. Based on the data obtained, the resources of chromium mobilized during the transformation of primary ultramafics were evaluated.

Full Text

Restricted Access

About the authors

K. S. Ivanov

Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: pavel-shirvaev@mail.ru
Russian Federation, Yekaterinburg

N. V. Vakhrusheva

Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: pavel-shirvaev@mail.ru
Russian Federation, Yekaterinburg

V. N. Puchkov

Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: pavel-shirvaev@mail.ru

Corresponding Member of the RAS

Russian Federation, Yekaterinburg

P. B. Shiryaev

Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: pavel-shirvaev@mail.ru
Russian Federation, Yekaterinburg

N. N. Farrakhova

Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: pavel-shirvaev@mail.ru
Russian Federation, Yekaterinburg

A. E. Bogomolova

Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: pavel-shirvaev@mail.ru
Russian Federation, Yekaterinburg

References

  1. Бортников Н. С., Лобанов К. В., Волков А. В., Галямов А. Л., Викентьев И. В., Тарасов Н. Н., Дистлер В. В., Лаломов А. В., Аристов В. В., Мурашов К. Ю. Месторождения стратегических металлов Арктической зоны // Геология рудных месторождений. 2015. Т. 57. № 6. С. 479–500.
  2. Arai S., Miura M. Formation and modification of chromitites in the mantle // Lithos., 2016. V. 264. P. 277–295.
  3. Макеев А. Б., Брянчанинова Н. И. Топоминералогия ультрабазитов Полярного Урала. СПб.: Наука, 1999. 252 с.
  4. Вахрушева Н. В., Ширяев П. Б., Степанов А. Е., Богданова А. Р. Петрология и хромитоносность ультраосновного массива Рай-Из Полярный Урал. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2017. 265 с.
  5. Макеев А. Б. Эволюция минеральных парагенезисов альпинотипных ультрабазитов Урала. Дисс. на соиск. уч. степ. доктора г.-м. наук в форме доклада. СПб.: Горный институт, 1992. 46 с.
  6. Макеев А. Б. Модель строения и прогноз хромитоносности альпинотипных ультрабазитов // Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН. 1997. № 2. С. 3–5.
  7. Вахрушева Н. В. Метаморфизм хромитоносных гипербазитов Полярного Урала: автореф. дис. канд. геол.-мин. наук. Екатеринбург, 1996. 24 с.
  8. Мельгунов А. Н., Морозов А. Ф., Водолазская В. П., Жданов А. В., Берлянд Н. Г., Верник И. И. Основные черты геологического строения и минерально-сырьевой потенциал Северного, Приполярного и Полярного Урала. СПб.: “ВСЕГЕИ”, 2010. 273 с.
  9. Arai S., Ishimaru S. Insights into Petrological Characteristics of the Lithosphere of Mantle Wedge beneath Arcs through Peridotite Xenoliths: a Review // Journal of Petrology. 2008. V. 49 (4). P. 665–695. https://doi.org/10.1093/petrology/egm069
  10. Плечов П. Ю., Щербаков В. Д., Некрылов Н. А. Экстремально магнезиальный оливин в магматических породах // Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 12. С. 2129–2147.
  11. Sun S.-S., McDonough W. F. Chemical and Isotopic Systematic of Oceanic Basalts: Implications for Mantle Composition and Processes // Geol. Soc. Spec. Publ. London. 1989. V. 42. P. 313–345.
  12. Sharma M., Wasserburg G. J., Pappanastassiou D. A., Quick J. E., Sharkov E. V., Laz’ko E. E. High 143Nd/144Nd in extremely depleted mantle rocks // Earth and Planetary Science Letters. 1995. V. 135. № 1–4. P. 101–114.
  13. Буякайте М. И., Виноградов В. И., Кулешов В. Н., Покровский Б. Г., Савельев А. А., Савельева Г. Н. Геохимия изотопов в офиолитах Полярного Урала // Труды ГИН АН СССР. № 376. М.: Наука, 1983. 184 с.
  14. Савельева Г. Н., Батанова В. Г., Соболев А. В. Твердофазовый распад пироксен-хромшпинель в мантийных лерцолитах офиолитового массива Сыум-Кеу на Полярном Урале // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 10. С. 1808–1827.
  15. Савельев Д. Е., Пучков В. Н., Сергеев С. Н., Мусабиров И. И. О деформационно-индуцированном распаде энстатита в мантийных перидотитах и его значении для процессов частичного плавления и хромитообразования. // ДАН. 2017. Т. 476. № 2. С. 200–204.
  16. Warren J. M. Global variations in abyssal peridotite compositions // Lithos. 2016. V. 248–251. P. 193–219.
  17. Пучков В. Н., Таврин И. Ф., Перевозчиков Б. В., Волченко Ю. А., Алимов В. Ю., Царицын Е. П., Чащухин И. С. и др. Строение, эволюция и минерагения гипербазитового массива Рай-Из. Свердловск: ИГГ УрО АН СССР, 1990. 229 с.
  18. Перевозчиков Б. В., Булыкин Л. Д., Попов И. И., Орфаницкий В. Л., Андреев М. И., Сначев В. И. Реестр хромитопроявлений в альпинотипных ультрабазитах Урала. Пермь: КАМНИИКИГС, 2000. 474 с.
  19. Белоусов И. А., Батанова В. Г., Савельева Г. Н., Соболев А. В. Свидетельство надсубдукционной природы мантийных пород Войкаро-Сыньинского офиолитового массива, Полярный Урал // ДАН. 2009. Т. 429. № 2. C. 238–243
  20. Савельева Г. Н., Суслов П. В., Ларионов А. Н. Вендские тектоно-магматические события в мантийных комплексах офиолитов Полярного Урала: данные U-Pb датирования циркона из хромититов // Геотектоника. 2007. № 2. С. 23–33.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Geological map of the Payty ore occurrence area of ​​the Voikar-Synya massif (Polar Urals), according to [7] with modifications (b). Map of the location of the main chromite-bearing ultramafic massifs of the Polar Urals (a) according to [8]. 1–3 – rocks of the metamorphosed dunite-harzburgite complex: 1 – with a dunite component content of 10–30%, 2 – with a dunite component content of 30–50%, 3 – with a dunite component content of more than 50%; 4 – dunites; 5 – Quaternary deposits; 6 – gabbro veins; 7 – tectonic faults; 8 – streams; 9 – lakes; 10 – location of sampling for absolute age; 11 – olivine-antigorite rocks; 12 – amphibole-olivine and amphibole-olivine-antigorite rocks; 13 – amphibole-enstatite-olivine rocks; 14 – zones of development of non-serpentinized harzburgites among amphibole-olivine and amphibole-olivine-antigorite rocks.

Download (995KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Unserpentinized harzburgite (sample 3891). Photo of a section in transmitted light; left – without analyzer, right – with analyzer. Ol – olivine, En – enstatite, Spl – spinel.

Download (1MB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. REE spectra in non-serpentinized ultramafites of Mount Paity, Voikaro-Synya massif, normalized to chondrite [11]; samples 3890, 3891, 3907 – harzburgite; sample 3906 – websterite.

Download (123KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Sm–Nd isochrones for harzburgite and websterite samples from Mt. Paity. Opx – orthopyroxene; Cpx – clinopyroxene; Ol – olivine; WR – bulk sample of the corresponding rock.

Download (179KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Forms of chrome-spinel lamellae in rhombic pyroxene grains from weakly metamorphosed harzburgite from the Bezymyanny Creek (66°51ʹ57.5ʹʹ N; 65°36ʹ51.1ʹʹ E): a, b – along cleavage cracks: a – BSE image, b – transmitted light without analyzer; c – enlargement of chrome-spinel lamellae in the deformation zone of enstatite grain from weakly metamorphosed harzburgite.

Download (545KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences