Особенности состава породообразующих минералов лампроитовых лав вулкана Гауссберг, Восточная Антарктида

Abstract

В работе представлены новые многочисленные данные по геохимическому составу вкрапленников оливина, клинопироксена, лейцита, а также включений шпинели в оливине и закалочного стекла из лампроитов вулкана Гауссберг (восточная Антарктида). Большинство вкрапленников оливина в лампроитах Гауссберга составляют высокомагнезиальные разности (Fo89–91) с повышенными содержаниями Ni (до 4900 ppm) и высоким Ni/Co отношением. По данным около 320 анализов клинопироксенов установлены две группы вкрапленников, относящихся к группе диопсида. Группа I состоит преимущественно из высокомагнезиальных разностей (Mg# > 80), в то время как клинопироксены группы II – менее магнезиальные (Mg# 52–80). Главное различие клинопироксенов двух групп проявляется в повышенных содержаниях Al2O3, FeO и пониженных TiO2, Cr2O3 и NiO в составах группы II по сравнению с группой I, а также различных содержаниях редких элементов, что может отражать их кристаллизацию из разных типов первичных расплавов. По данным изучения около 550 зерен вкрапленников лейцита в лампроитах Гауссберга показано, что они отвечают идеальной стехиометрии лейцита K[AlSi2O6] и при этом обогащены Na2O (0.05–0.35 мас. %), но обеднены K2O (19.9–20.9 мас. %) по сравнению с лейцитами из лампроитов других провинций. Содержание BaО достигает 0.3 мас. %, SrO – 0.04 мас. %. Содержание железа в большинстве вкрапленников лейцита варьирует в пределах 0.7–1.2 мас. % Fe2O3, при этом встречаются отдельные зерна с пониженными содержаниями Fe2O3 (<0.5 мас. %). В микролитах основной массы и каймах вкрапленников содержание железа может достигать 2.4 мас. % Fe2O3, что может свидетельствовать о более окисленных условиях в момент извержения лав. На основании изучения природных образцов, существующих экспериментальных данных и расчетных моделей были восстановлены порядок и условия кристаллизации лампроитов Гауссберга. Кристаллизация происходила в порядке: хромшпинелид → хромшпинелид + оливин → оливин + лейцит (±хромшпинелид) → оливин + лейцит + клинопироксен (±хромшпинелид). Близликвидусная ассоциация, представленная вкрапленниками высокомагнезиального оливина с включениями хромшпинелида, образовалась в диапазоне температур от 1180 до 1250°С. Дальнейшая кристаллизация расплава с формированием ассоциации минералов-вкрапленников оливин + лейцит + клинопироксен могла происходить при давлении ниже 2 ГПа и температурах 1070–1180°С, соответствующих присутствию воды в магматической системе. Оценки окислительно-восстановительных условий кристаллизации лампроитов, полученные с использованием разных оксибарометров, варьируют в широком диапазоне: от QFM-0.5 до QFM + 2.3. Повышенные содержания Ni в ликвидусных оливинах Гауссберга свидетельствуют о высоких содержаниях никеля в источнике. Показано, что возможное формирование ультращелочных магм в районе вулкана Гауссберг происходило в ходе плавления континентальной литосферы, которая была гетерогенна и включала в себя как перидотитовую мантию, так и фрагменты водосодержащих пироксенитов.