На главную              К списку выставок

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового и карбонатитового магматизма

Журнальные статьи

Ali S., Ntaflos T., Upton B.G.J. Petrogenesis and mantle source characteristics of Quaternary alkaline mafic lavas in the western Carpathian–Pannonian Region, Styria, Austria // Chemical Geology. 2013. Vol. 337-338. P. 99–113.

In the Styrian Basin, i.e. the westernmost part of the Carpathian–Pannonian Region (CPR), the Pliocene to Quaternary post-extensional phase was accompanied by eruption of alkaline mafic magmas, some of which carry mantle xenoliths. The rocks range from nephelinites (Stradnerkogel and Waltrafelsen) to (predominant) basanites and ne-basanites (Kloch and Steinberg). They have high Ce/Pb, Nb/U and Nb/La ratios reflecting asthenospheric mantle source characteristics with negligible crustal contamination, differentiation en route to the surface and/or interaction with the lithospheric mantle. The calculated depths of magma generation are > 100 km for the basanites and ne-basanites in comparison to 135 km or more for the nephelinites, implying an origin in the garnet stability field. The temperatures of mantle melting for the basanites and ne-basanites are from ? 1400 to 1500 °C. Modeling calculation using the most primitive Styrian sample (a basanite) gives a mantle potential temperature (Tp) of 1466 °C similar to average Tp of upper mantle sources beneath MORB indicating that the Styrian magmas were generated from asthenospheric mantle sources at ambient temperatures that preclude plume activity beneath the study area. The nephelinites have elevated Zr/Hf (51–67) and La/YbN (29–31) ratios and negative K and Ti anomalies on the PM-normalized multi-element diagrams, similar to those of carbonatites. These characteristics suggest that their source had experienced enrichment by carbonatitic liquids; an inference supported by their estimated content of ~ 5% CO2. By contrast, the trace element signatures of the basanites and ne-basanites suggest that their asthenospheric source, which experienced higher degrees of melting than the nephelinites, was nearly unaffected by carbonatite metasomatism. From the overall similarity of the trace element distribution patterns and the narrow range of their Srsingle bondNd isotopic ratios, all the rocks can be related to a similar (OIB-like) asthenospheric mantle source, approximating the European Asthenospheric Reservoir (EAR-type).

Chai F. et al. The Abagong apatite-rich magnetite deposit in the Chinese Altay Orogenic Belt: A Kiruna-type iron deposit // Ore Geology Reviews. 2014. Vol. 57. P. 482–497.

The Abagong apatite-rich iron deposit is located in the Kelang volcano-sedimentary basin in the southern margin of the Chinese Altay Orogenic Belt (AOB), which is an important polymetallic belt in China. The ore bodies are interbedded with the upper Silurian to Lower Devonian metamorphosed calc-alkaline felsic volcanic rocks that show well-preserved porphyritic and volcaniclastic textures. The ore mineralization is aligned along faults that controlled their emplacement and occurs as lenses, veins, and stratoids bodies that generally cut the host rocks at a high angle and show sharp contacts. The ore bodies and host rocks have undergone greenschist facies metamorphism, deformation and folding. The iron ores have massive, densely disseminated, banded, and brecciated structures. Magnetite from the Abagong deposit is low in Ti (TiO2 = 0.002–0.129 wt.%) and the apatites from different ore types (P-poor and P-rich ores) are typical igneous fluorapatites with minor Cl contents. Apatites of different forms and from different ore types show similar rare earth element (REE) and trace element-normalized patterns with weak-to-moderate enrichment in light REE, Th, U, and Pb, depletion in Sr, Ba, Nb, Ta, and Ti, and negative Eu anomalies, indicating a common source and genesis. The similar REE patterns for the magnetite, apatite, and volcanic host rocks suggest their close genetic linkage and support a magmatic origin for the deposit. The Abagong deposit shows the typical characteristics of Kiruna-type deposits with regard to the mineral assemblages, ore texture and structure, and the apatite and magnetite geochemistry. We propose that the Kiruna-type Abagong apatite-rich iron deposit was derived from Fe–P-rich melt through liquid immiscibility and the activity of hydrothermal fluids.

Chakhmouradian A.R. et al. Vladykinite, Na3Sr4(Fe2+Fe3+)Si8O24: A new complex sheet silicate from peralkaline rocks of the Murun complex, eastern Siberia, Russia // American Mineralogist. 2014. Vol. 99, № 1. P. 235–241.

Vladykinite, ideally Na3Sr4(Fe2+Fe3+)Si8O24, is a new complex sheet silicate occurring as abundant prismatic crystals in a dike of coarse-grained peralkaline feldspathoid syenite in the north-central part of the Murun complex in eastern Siberia, Russia (Lat. 58 degrees 22 ' 48 '' N; Long. 119 degrees 03 ' 44 '' E). The new mineral is an early magmatic phase associated with aegirine, potassium feldspar, eudialyte, lamprophyllite, and nepheline; strontianite (as pseudomorphs after vladykinite) and K-rich vishnevite are found in the same assemblage, but represent products of late hydrothermal reworking. Vladykinite is brittle, has a Mohs hardness of 5, and distinct cleavage on {100}. In thin section, it is colorless, biaxial negative [alpha = 1.624(2), beta = 1.652(2), gamma = 1.657(2), 2V(meas) = 44(1)degrees, 2V(calc) = 45(1)degrees] and shows an optic orientation consistent with its structural characteristics (X<^>a = 5.1 degrees in beta obtuse, Z<^>c = 4.7 degrees in beta acute, Y = b). The Raman spectrum of vladykinite consists of the following vibration modes (listed in order of decreasing intensity): 401, 203, 465, 991, 968, 915, 348, 167, 129, 264, 1039, and 681 cm(-1); O-H signals were not detected. The Mossbauer spectrum indicates that both Fe2+ and Fe3+ are present in the mineral (Fe3+/Fe-Sigma = 0.47), and that both cations occur in a tetrahedral coordination. The mean chemical composition of vladykinite (acquired by wavelength-dispersive X-ray spectrometry and laser-ablation inductively-coupled-plasma mass-spectrometry), with Fe-Sigma recast into Fe2+ and Fe3+ in accord with the Mossbauer data, gives the following empirical formula calculated to 24 O atoms: (Na2.45Ca0.56)(Sigma 3.01)(Sr-3.81 1(K0.04Ba0.02La0.02Ce0.01)Sigma(3.90)(Fe0.752+Fe0.663+Mn0.26Zn0.26Al0.12 Mg0.05Ti0.01)(Sigma 2.01)(Si7.81Al0.19)(Sigma 8.00)O-24. The mineral is monoclinic, space group P2(1)/c, a = 5.21381(13), b = 7.9143(2), c = 26.0888(7) angstrom, beta = 90.3556(7)degrees, V = 1076.50(5) angstrom(3), Z = 2. The ten strongest lines in the powder X-ray diffraction pattern are [d(obs) in angstrom (I) (hkl)]: 2.957 (100) ((1) over bar 23, 123); 2.826 (100) ((1) over bar 17, 117); 3.612 (58) ((1) over bar 14, 114); 3.146 (37) (120); 2.470 (32) (210, 01.10); 4.290 (30) ((1) over bar 11, 111); 3.339 (30) ((1) over tilde 06, 115, 106); 2.604 (28) (200); 2.437 (25) (034); 1.785 (25) (21.10, 234). The structure of vladykinite, refined by single-crystal techniques on the basis of 3032 reflections with F-o > 4 sigma F-o to R-1 = 1.6%, consists of tetrahedral sheets parallel to (100) and consisting of (Si8O24)(16-) units incorporating four-membered silicate rings and joined into five- and eight-membered rings by sharing vertices with larger tetrahedra hosting Fe2+, Fe3+, Mn, Zn, Al, Mg, and Ti. Larger cations (predominantly Na, Sr, and Ca) are accommodated in octahedral and square-antiprismatic interlayer sites sandwiched between the tetrahedral sheets. Structural relations between vladykinite and other sheet silicates incorporating four-, five-, and eight-membered rings are discussed. The name vladykinite is in honor of Nikolay V. Vladykin (Vinogradov Institute of Geochemistry, Russia), in recognition of his contribution to the study of alkaline rocks. Holotype and co-type specimens of the mineral were deposited in the Robert B. Ferguson Museum of Mineralogy in Winnipeg, Canada.

Diwu C. et al. Geochronological, geochemical, and Nd-Hf isotopic studies of the Qinling Complex, central China: Implications for the evolutionary history of the North Qinling Orogenic Belt // Geoscience Frontiers. 2014. Vol. 5, № 4. P. 499–513

The Qinling Complex of central China is thought to be the oldest rock unit and the inner core of the North Qinling Orogenic Belt (NQOB). Therefore, the Qinling Complex is the key to understanding the pre-Paleozoic evolution of the NQOB. The complex, which consists of metagraywackes and marbles, underwent regional amphibolite-facies metamorphism. In this study, we constrained the formation age of the Qinling Complex to the period between the late Mesoproterozoic and the early Neoproterozoic (ca. 1062–962 Ma), rather than the Paleoproterozoic as previously thought. The LA-ICP-MS data show two major metamorphic ages (ca. 499 and ca. 420–400 Ma) for the Qinling Complex. The former age is consistent with the peak metamorphic age of the high- and ultra-high pressure (HP-UHP) rocks in the Qinling Complex, indicating that both the HP-UHP rocks and their country rocks experienced intensive regional metamorphism during the Ordovician. The latter age may constrain the time of partial melting in the NQOB between the late Silurian and early Devonian. The Qinling Complex is mostly affiliated with subduction–accretion processes along an active continental margin, and should contain detritus deposited in a forearc basin. The available data indicate that the NQOB was an independent micro-continent at least prior to the Neoproterozoic, and included a portion of the Grenville orogenic belt during the period of 1.2–0.8 Ga. The NQOB has experienced a unique geological history, which is obviously different from that of the North China Craton (NCC) and the Yangtze Craton during the Precambrian. The Neoproterozoic granitoids that intruded the Qinling Complex can be interpreted as the products of assembly of the supercontinent Rodinia. The NQOB was separated from Rodinia at ca. 830–740 Ma. Subsequently, the NQOB moved closer to the northern margin of the NCC, and the initial accretion or collision with the NCC occurred from the late Cambrian to the early Ordovician.

Donmez C. et al. Chromite and PGE geochemistry of the Elekdag Ophiolite (Kastamonu, Northern Turkey): Implications for deep magmatic processes in a supra-subduction zone setting // Ore Geology Reviews. 2014. Vol. 57. P. 216–228.

The geochemistry of chromium spinel and platinum group elements (PGE) provides significant information about conditions in the mantle during the emplacement and genesis of ophiolitic complexes. The Elekdag ophiolite is a greenschist to amphibolite facies ophiolite that was emplaced onto the Sakarya Zone, in the central part of the Pontides of northern Turkey. NW–SE trending Elekdag ophiolite hosts small scale chromitite occurrences in serpentinized harzburgite and dunite, and have maximum resource of several thousands t Cr2O3. The chromitites the Elekdag ophiolite can be divided in to “high-Cr” and “high-Al” types. The calculated melt composition of the high-Cr chromitites is 9.4–13.2 wt.% Al2O3, 0.2–0.4 wt.% TiO2 with FeO/MgO ratios of 0.4–1.9, which are indicative of boninitic compositions. However, the high-Al chromitites have 14.7–17.3 wt.% Al2O3 and 0.3–0.8 wt.% TiO2 with FeO/MgO ratios of between 0.3 and 0.8, which are consistent with MORB-like tholeiitic affinities. The total PGE content of the chromitites range between 82 and 1466 ppb, and the average PGE content of the high-Cr and high-Al chromitites are 267 ppb and 195 ppb, respectively. The chromitites are characterized by low Pd/Ir ratios of 0.02–0.20 that is characteristic of non-fractionated chromitites. The chondrite normalized PGE pattern of the chromitites resemble those of mantle-derived Cr-rich chromitites in ophiolites of the supra-subduction zone (SSZ) elsewhere. Mineral and bulk rock PGE data for the Elekdag chromitites indicate that high-Cr chromitites formed from Cr-rich and, Al- and Ti-poor boninitic melts, most probably in the fore-arc setting in the deeper part of the mantle. This was succeeded by the mineralization of high-Al chromitites from a differentiated boninitic melt at shallow depths close to the Moho Discontinuity.

Harris C.R. et al. Tethyan mantle metasomatism creates subduction geochemical signatures in non-arc Cu-Au-Te mineralizing magmas, Apuseni Mountains (Romania) // Earth and Planetary Science Letters. 2013. Vol. 366. P. 122–136.

The history of processes that have affected the lithospheric mantle can be reflected in the chemical characteristics of magmas that are emplaced millions of years later during crustal extension. As a result, ore deposits normally associated with subduction can form in environments where they are not conventionally expected. Calc-alkaline magmatism in the Apuseni Mountains, Romania, occurred in response to Miocene extension and formed rich Au-Ag-Te epithermal and Cu-Au porphyry deposits. We present major, trace element and Sr-Nd-Pb isotopic data from a comprehensive suite of unaltered Apuseni samples. This dataset indicates that the Apuseni magmas were derived from partial melting of a lithospheric mantle source enriched in volatiles and incompatible elements. Mantle-like Sr and Nd isotopic signatures, combined with large ion lithophile element enrichments, Nb-Ta depletions, and Pb enrichments, are best explained by mantle refertilization during subduction. Subduction metasomatism of the Apuseni source region occurred at least 50 Ma prior to extensional magma generation in the Miocene, most likely during NE-dipping subduction associated with closure of the Neotethys Ocean in the Mesozoic. We suggest that the different types of mineralization in the region are generally related to the degree of Miocene extension and consequent partial melting of the mantle source. Initial extension is correlated with the largest Au deposits in the Apuseni Mountains. The magmatic rocks associated with these deposits contain the most isotopically enriched Pb-Sr-Nd ratios, higher SiO2 and lower Mg-number, consistent with significant lower crustal influence during the initiation of extension and associated crustal anatexis. As extension progressed, increased mantle input resulted in magmas with more isotopically depleted Pb-Sr-Nd ratios, lower SiO2 and higher Mg-numbers. Uniquely rich Te-rich Au-Ag epithermal deposits are associated with these magmas, and are followed by porphyry Cu-Au deposits. Exceptional endowment in Te-rich epithermal deposits is common to other provinces associated with extensional magmatism preceded by much older mantle metasomatism, and we suggest that these deposits are ultimately linked to this metasomatism.

Hettmann K. et al. Thallium geochemistry in the metamorphic Lengenbach sulfide deposit, Switzerland: Thallium-isotope fractionation in a sulfide melt // Am. Miner. 2014. Vol. 99, № 4. P. 793–803.

The Lengenbach (Switzerland) Pb-As-Tl-Zn deposit was formed from a sulfide melt at about 500 degrees C during Alpine metamorphism, but details on its formation and especially the source of the metals are still under debate. In this study we present two sample sets to address these questions: (1) MC-ICP-MS analyses of thallium isotopes in sulfides, sulfosalts, and melt inclusions from the Alpine metamorphic Lengenbach deposit in the Binn Valley of Switzerland, the non-metamorphic Wiesloch Mississippi Valley-type deposit in Southern Germany, and the Cu- and As-rich mineralization at Pizzo Cervandone about 2 km SW of the Lengenbach deposit, which has been discussed as potential source of the Lengenbach metals. (2) LA-ICP-MS analyses of micas from the Lengenbach deposit and surrounding country rocks between the deposit and the Pizzo Cervandone to trace potential metal-bearing fluid pathways. We found that Tl isotope compositions expressed as epsilon Tl-205 values in all investigated samples range from -4.1 +/- 0.5 to + 1.9 +/- 0.5. The whole variation can be seen in the Lengenbach deposit alone, which hence records considerable fractionation even during high-temperature processes involving a sulfide melt. This large range of epsilon Tl-205 is thought to be caused by nuclear volume-dependent fractionation. Interestingly, the common fahlores at Lengenbach behave differently, from all other investigated sulfosalts: based on their heavy isotopic composition together with a low As/S-ratio, they do not seem to be crystallized from the sulfide melt, but are interpreted to have formed from hydrothermal fluids enriched in the heavy Tl isotopes. Although As mobilization in the gneisses and dolomites surrounding the Lengenbach deposit is evident based on secondary arsenites. no traces of such a country rock fluid could be found in fissure micas at Lengenbach. Hence, considerations involving K/Rb, Rb/Tl, As/S, and Pb/Tl ratios in the sulfides and micas imply that the element enrichment in the Lengenbach deposit is either pre-Alpine or related to peak metamorphism, but occurred definitely before mica growth at Lengenbach.

Kohut M. et al. Re-Os and U-Th-Pb dating of the Rochovce granite and its mineralization (Western Carpathians, Slovakia) // Geologica Carpathica. 2013. Vol. 64, № 1. P. 71–79.

The subsurface Rochovce granite intrusion was emplaced into the contact zone between two principal tectonic units (the Veporic Unit and the Gemeric Unit) of the Central Western Carpathians (CWC), Slovakia. The Cretaceous age of this granite and its Mo-W mineralization is shown using two independent methods: U-Pb on zircon and Re-Os on molybdenite. The studied zircons have a typical homogeneous character with oscillatory zoning and scarce restite cores. SHRIMP U-Pb data provide an age of 81.5 +/- 0.7 Ma, whereas restite cores suggest a latest Neoproterozoic-Ediacaran age (similar to 565 Ma) source. Zircon epsilon Hf-(81) values -5.2 to +0.2 suggest a lower crustal source, whereas one from the Neoproterozoic core epsilon Hf-(565)= + 7.4 call for the mantle influenced old precursor. Two molybdenite-bearing samples of very different character affirm a genetic relation between W-Mo mineralization and the Rochovce granite. One sample, a quartz-molybdenite vein from the exocontact (altered quartz-sericite schist of the Ochtina Formation), provides a Re-Os age of 81.4 +/- 0.3 Ma. The second molybdenite occurs as 1-2 mm disseminations in fine-grained granite, and provides an age of 81.6 +/- 0.3 Ma. Both Re-Os ages are identical within their 2-sigma analytical uncertainty and suggest rapid exhumation as a consequence of post-collisional, orogen-parallel extension and unroofing. The Rochovce granite represents the northernmost occurrence of Cretaceous calc-alkaline magmatism with Mo-W mineralization associated with the Alpine-Balkan-Carpathian-Dinaride metallogenic belt.

Kuscu I. et al. Late Cretaceous to Middle Eocene Magmatism and Metallogeny of a Portion of the Southeastern Anatolian Orogenic Belt, East-Central Turkey // Economic Geology. 2013. Vol. 108, № 4. P. 641–666.

Rapidly changing ore deposit types in the Late Cretaceous and early Tertiary in the Southeastern Anatolian orogenic belt in east-central Turkey, from Baskil on the south to Divrigi on the north, broadly reflect shifting tectonic environments in an evolving collisional orogen, a part of the extensive Tethyan orogen. Late Cretaceous (similar to 83-79 Ma) subduction-related arc magmatism in the Baskil arc was followed by extension that exhumed the metamorphic basement, unroofed the obducted ophiolites, and filled basins with Maastrichtian to Paleocene subaerial and submarine sedimentary rocks. Calc-alkaline (Divrigi pluton, similar to 76-73 Ma) and alkaline igneous rocks (Hasangelebi and Keban districts, similar to 76-74 Ma) accompanied post-Baskil arc extension. In the early to middle Eocene, shallow and locally voluminous intrusions of intermediate composition (Copier, Kabatas, Bizmisen-Calti, Dedeyazi-Polat, Karamadazi, and Horoz), localized mainly along major strike-slip faults, formed during closure of the Neotethyan Ocean. These intrusions are dated between similar to

Leng C.-B. et al. Petrogenesis of the Late Triassic volcanic rocks in the Southern Yidun arc, SW China: Constraints from the geochronology, geochemistry, and Sr-Nd-Pb-Hf isotopes // Lithos. 2014. Vol. 190. P. 363–382.

Studies on zircon ages, petrology, major and trace element geochemistry, and Sr-Nd-Hf-Pb isotopic geochemistry of intermediate volcanic rocks from the Southern Yidun arc, Sanjiang-Tethyan Orogenic Belt, SW China have been undertaken in this paper. They are used to discuss the petrogenesis of these rocks and to constrain the tectonic setting and evolution of the Yidun arc. These intermediate volcanic rocks were erupted at ca. 220 Ma (U-Pb zircon ages). Trachyandesite is the dominant lithology among these volcanic rocks, and is mainly composed of hornblende and plagioclase, with minor clinopyroxene and biotite. A hornblende geobarometer suggests that the stagnation of magma in the lower crust, where plagioclase crystallization was suppressed while hornblende crystallized, giving rise to high Sr/Y ratios that are one of the distinguishing features of adakites, after the primary magma originated from the lithospheric mantle wedge. Steeply right-inclined Rare Earth Element (REE) pattern combined with high La/Yb ratios suggests adakitic affinity of these volcanic rocks, implying that slab-melt from the subducting oceanic crust is a necessary component in the primary magma. Besides, trace element geochemistry and isotopic geochemistry also indicate that partial melting of pelagic sediments in the subduction zone and noticeable contamination with the lower crust were involved in the evolution of parental magma of these volcanic rocks. Based on previous work on the Northern Yidun arc and this study, we propose that the subduction was initiated in the Northern Yidun arc and extended to the southern part and that the Northern Yidun arc is an island arc while the Southern Yidun arc represents a continental arc, probably caused by the existence of the Zhongza Massif, that was invoked to be derived from Yangtze Block, as a possible basement of the Southern Yidun arc.

Liu Q.Y. et al. TSR versus non-TSR processes and their impact on gas geochemistry and carbon stable isotopes in Carboniferous, Permian and Lower Triassic marine carbonate gas reservoirs in the Eastern Sichuan Basin, China // Geochim. Cosmochim. Acta. 2013. Vol. 100. P. 96–115.

The Palaeozoic and lowermost Mesozoic marine carbonate reservoirs of the Sichuan Basin in China contain variably sour and very dry gas. The source of the gas in the Carboniferous, Permian and Lower Triassic reservoirs is not known for certain and it has proved difficult to discriminate and differentiate the effects of thermal cracking-and TSR-related processes for these gases. Sixty-three gas samples were collected and analysed for their composition and carbon stable isotope values. The gases are all typically very dry (alkane gases being >97.5% methane), with low (<1%) nitrogen and highly variable H2S and CO2. Carboniferous gas is negligibly sour while the Lower Triassic gas tends to be most sour. The elevated H2S (up to 62%) is due to thermochemical sulphate reduction with the most sour Triassic and Permian reservoirs being deeper than 4800 m. The non-TSR affected Carboniferous gas is a secondary gas that was derived from the cracking of sapropelic kerogen-derived oil and primary gas and is highly mature. Carboniferous (and non-sour Triassic and Permian) gas has unusual carbon isotopes with methane and propane being isotopically heavier than ethane (a reversal of typical low-to moderate-maturity patterns). The gas in the non-sour Triassic and Permian reservoirs has the same geochemical and isotopic characteristics (and therefore the same source) as the Carboniferous gas. TSR in the deepest Triassic reservoirs altered the gas composition reaching 100% dryness in the deepest, most sour reservoirs showing that ethane and propane react faster than methane during TSR. Ethane evolves to heavier carbon isotope values than methane during TSR leading to removal of the reversed alkane gas isotope trend found in the Carboniferous and non-sour Triassic and Permian reservoirs. However, methane was directly involved in TSR as shown by the progressive increase in its carbon isotope ratio as gas souring proceeded. CO2 increased in concentration as gas souring proceeded, but typical CO2 carbon isotope ratios in sour gases remained about -4 parts per thousand V-PDB showing that it was not solely derived from the oxidation of alkanes. Instead CO2 may partly result from reaction of sour gas with carbonate reservoir minerals, such as Fe-rich dolomite or calcite, resulting in pyrite growth as well as CO2-generation.

Logan J.M., Mihalynuk M.G. Tectonic Controls on Early Mesozoic Paired Alkaline Porphyry Deposit Belts (Cu-Au Ag-Pt-Pd-Mo) Within the Canadian Cordillera // Economic Geology. 2014. Vol. 109, № 4. P. 827–858.

Paired belts of alkalic and calc-alkalic porphyry deposits are genetically linked to early Mesozoic volcanic arcs preserved as the Quesnel and Stikine terranes in western Canada. These parallel arc terranes extend for 2,000 km along the axis of the Canadian Cordillera. They are joined at their northern ends, but are otherwise separated by relics of Tethyan ocean basin and oceanic arc rocks collectively referred to as the Cache Creek terrane. Porphyry Cu ± Au-Mo-Ag deposits are concentrated within the Stikine-Quesnel arc terranes, with most of their economic metal endowment a consequence of a 15-m.y. mineralizing epoch. A particularly prolific period within the mineralizing epoch is a 6-m.y. pulse centered on 205 Ma when more than 90% of the known copper endowment was acquired. Distinct trends of Cu-Au ± Ag-Mo mineralization within both arc terranes coincide in time and space with events that are attributed to effects of slab subduction. Stratigraphy within both Stikine and Quesnel arc terranes is equivalent, with greater variation along the arcs than between them. Magmatism within both arcs began in the Late Devonian, following initiation of subduction near eastern Panthalassa and formation of the back-arc Slide Mountain ocean basin margin adjacent to Laurentia. Both terranes record further arc development in the lower Carboniferous and cessation in the Permian. Between the Late Permian and Middle Triassic, both arcs foundered, and then recorded a cryptic Early Triassic deformational event, coincident with closing of the Slide Mountain ocean. Permo-Triassic subduction and arc magmatism are recorded in the Sitlika-Kutcho-Venables arc, but this occurred far to the west, within the Tethyan realm. Early in the Late Triassic (early Carnian), both the Stikine and Quesnel arcs reignited. Later, near the end of the Triassic (late Norian), the arcs were uplifted, picrites were erupted locally, and magmatism was dominantly strongly alkaline. Monzonitic plutons hosting alkalic Cu porphyry deposits were emplaced along the arcs, followed by a widespread erosional hiatus that extends throughout much of the latest Triassic (Rhaetian).

Mackay D.A.R., Simandl G.J. Geology, market and supply chain of niobium and tantalum—a review // Mineralium Deposita. 2014. Vol. 49, № 8. P. 1025–1047.

Tantalum (Ta) and niobium (Nb) are essential metals in modern society. Their use in corrosion prevention, micro-electronics, specialty alloys and high-strength low-alloy (HSLA) steel earns them a strategic designation in most industrialised countries. The Ta market is unstable due in part to historic influx of ‘conflict’ columbite-tantalite concentrate, or “Coltan,” that caused Ta mines in Australia and Canada to be placed on care and maintenance. More recently, the growing appetite of modern society for consumer goods made of ‘conflict-free’ minerals or metals has put pressure on suppliers. Pegmatites, rare-element-enriched granites, related placer deposits and weathered crusts overlying carbonatite and peralkaline complexes account for the majority of Ta production. Several carbonatite-related deposits (e.g. Upper Fir and Crevier, Canada) are being considered for potential co-production of Ta and Nb. Pyrochlore (Nb–Ta), columbite-tantalite (Nb–Ta), wodginite (Ta, Nb and Sn) and microlite (Ta and Nb) are the main ore minerals. Approximately 40 % of Ta used in 2012 came from Ta mines, 30 % from recycling, 20 % from tin slag refining and 10 % from secondary mine concentrates. Due to rapid industrialisation and increased use of Nb in steel making in countries such as China and India, demand for Nb is rising. Weathered crusts overlying carbonatite complexes in Brazil and one hard rock carbonatite deposit in Canada account for about 92 and 7 % of Nb world mine production, respectively. Since the bulk of the production is geographically and politically restricted to a single country, security of supply is considered at risk. Other prospective resources of Nb, beside carbonatites and associated weathered crusts, are peralkaline complexes (e.g. Nechalacho; where Nb is considered as a potential co-product of REE and zirconium). Economically, significant deposits of Ta and Nb contain pyrochlore, columbite-tantalite, fersmite, loparite and struverite. Assuming continued elasticity of Ta and Nb prices and that the law of the supply and demand applies, new sources of these metals can be developed. In the long term, there is no need to worry about Ta and Nb availability. Temporary disruptions in Ta and Nb supply are possible and could be difficult to cope with, so new sources of supply may be developed to diversify geographic sources of supply for strategic reasons.

Mao Q. et al. Geochronology, geochemistry and petrogenesis of Early Permian alkaline magmatism in the Eastern Tianshan: Implications for tectonics of the Southern Altaids // Lithos. 2014. Vol. 190. P. 37–51.

In the early Permian large volumes of volcanic rocks developed in the Eastern Tianshan of the southern Altaids. The Shaerhu alkaline complex, which occurs along a NW-trending transcurrent fault in the Dananhu arc, is composed of alkaline gabbro intrusions, granites and rhyolites; the gabbros and rhyolites have similar zircon crystallization ages of 286.5 +/- 2.1 Ma and 286.7 +/- 2.1 Ma, respectively. The granitic and rhyolitic rocks have typical A-type granite geochemical signatures, i.e. high oxide ratios (in wt.%): K2O + Na2O, (K2O + Na2O)/CaO, K2O/MgO, and SiO2, high trace element values: Zr, Nb, Ga, Ce, Y, and REE, and high Zr + Ce + Y, and 10,000 * Ga/Al ratios. However, spidergrams and REE patterns indicate major depletions in Ba, Sr, P. Ti and Eu. The presence of positive epsilon(Nd)(t) values of + 7.0 to +11.2 and low (Sr-87/Sr-86)(i) (0.70148-0.70416) indicates that these alkaline rocks were derived from a depleted mantle, and not from old continental crust. The geochemical characters indicate that the rocks of the complex have the same source and that fractionation was important in their generation. A-type granitic rocks are the most highly fractionated of alkaline basic rocks. In summary, the Shaerhu complex is a product of mantle-derived alkaline magma fractionation, which is one of the main mechanisms of A-type granite genesis. The felsic rocks of the Shaerhu complex have the geochemical signature of an A(2)-type granite, and thus were not derived from a rift or mantle plume. In the early Permian, oblique subduction in the southern Altaids gave rise to strike-slip extensional faults, which controlled the emplacement of large volumes of mantle-derived melts.

McCreath J.A. et al. Geochemistry of pyrochlore minerals from the Motzfeldt Center, South Greenland: The mineralogy of a syenite-hosted Ta, Nb deposit // Am. Miner. 2013. Vol. 98, № 2-3. P. 426–438.

Pyrochlore minerals are common accessory phases in the syenite and nepheline syenite rocks of the Motzfeldt alkaline center, Gardar Province, South Greenland, and are of important economic interest due to their exceptional ability to host various high field strength elements. In this study pyrochlore from two distinct intrusive units within the Motzfeldt Center have been studied. The largely homogeneous syenite and nepheline syenite rocks of the Flinks Dal formation host oscillatory and sector-zoned pyrochlore, which have experienced minor alteration in the presence of high-temperature, dominantly juvenile magmatic fluids. Alteration is characterized by variable decrease in the Na, Ca, and F contents and addition of Sr and K, accompanied by introduction of A and Y site vacancies. Pyrochlore from the more heterogeneous and intensely altered syenite rocks of the Motzfeldt So Formation are pervasively altered through interaction with lower temperature evolved hydrothermal fluids. During this phase of alteration cations are preferentially leached from the A and Y sites, accompanied by progressively increasing hydration. In both formations the proportion of B-site cations remains unaltered regardless of the degree of alteration. The alteration encoded in the pyrochlores of the Motzfeldt Center records the different hydrothermal conditions the two formations experienced during the subsolidus, showing how evolution of fluids within one intrusive unit can vary both spatially and temporally.

Mollo S. et al. The control of cooling rate on titanomagnetite composition: implications for a geospeedometry model applicable to alkaline rocks from Mt. Etna volcano // Contrib. Mineral. Petrol. 2013. Vol. 165, № 3. P. 457–475.

In this study, we have investigated the control of cooling rate on the composition of titanomagnetite formed from a trachybasaltic melt. Results show that disequilibrium growth conditions exert a primary control on the abundance, texture, and composition of the crystals. As the degree of cooling is increased, titanomagnetites show immature textures and are progressively enriched in Al + Mg and depleted in Ti. Thus, early-formed titanomagnetite nuclei do not re-equilibrate with the melt over faster cooling rates; instead, their compositions are far from equilibrium. On the basis of the different intra-crystal redistribution rates for Ti, Al, and Mg, we have calibrated a geospeedometer that represents the first quantitative description of the effect of cooling rate on titanomagnetite composition. This model was tested using the compositions of titanomagnetites in lava and dike samples from Mt. Etna volcano whose crystallization conditions resemble those of our experiments. Cooling rates calculated for lava samples are comparable with those measured in several volcanic complexes. At Mt. Etna, compositional variations of titanomagnetite grains from the innermost to the outermost part of a dike testify to progressively higher degrees of cooling, in agreement with numerical simulations of thermal gradients in and around magmatic intrusions.

Nijland T.G., Harlov D.E., Andersen T. The Bamble Sector, South Norway: A review // Geoscience Frontiers. 2014. Vol. 5, № 5. P. 635–658.

The Proterozoic Bamble Sector, South Norway, is one of the world's classic amphibolite- to granulite-facies transition zones. It is characterized by a well-developed isograd sequence, with isolated ‘granulite-facies islands’ in the amphibolite-facies portion of the transition zone. The area is notable for the discovery of CO2-dominated fluid inclusions in the granulite-facies rocks by Jacques Touret in the late 1960's, which triggered discussion of the role of carbonic fluids during granulite genesis. The aim of this review is to provide an overview of the current state of knowledge of the Bamble Sector, with an emphasis on the Arendal-Froland-Nelaug-Tvedestrand area and off shore islands (most prominantly Tromoy and Hisoy) where the transition zone is best developed. After a brief overview of the history of geological research and mining in the area, aspects of sedimentary, metamorphic and magmatic petrology of the Bamble Sector are discussed, including the role of fluids. Issues relevant to current geotectonic models for SW Scandinavia, directly related to the Bamble Sector, are discussed at the end of the review.

18. U07669

The Late Cretaceous rocks of the Abu Khuruq ring complex (AKRC), exposed in the southern Eastern Desert, Egypt, comprise phonolite, trachyte, syenogabbro, essexite, nepheline syenite, and quartz syenite, as well as quartz- and nepheline-bearing pegmatites. The rocks of the complex are dominantly metaluminous and enriched in both large-ion lithophile (LIL) and high-field-strength (HFS) elements with a lack of a negative Nb anomaly. All rocks have high LREE content relative to HREE, show weak to steep fractionated REE patterns [5.6 < (La/Yb)n < 18.6], and possess the geochemical characteristics of anorogenic suites. Syenogabbros display REE patterns [11.8 < (La/Yb)n < 14.2] not significantly different from those of the essexite unit and the essexitic xenoliths found in the nepheline syenite [(La/Yb)n in the ranges 12.0–13.7 and 15.6–18.6, respectively]. They have relatively weakly fractionated HREE patterns [3.0 < (Gd/Yb)n < 3.7], low Ybn and Lun values (< 10), and no Eu anomaly. The syenogabbros (<3 wt.% MgO, <20 ppm Ni, and negligible Cr) presumably formed by fractional crystallization of an alkaline basaltic magma. The syenogabbroic melt yielded the essexite by removal of plagioclase and clinopyroxene. The silica-undersaturated evolved rocks have conformable trace-element and REE patterns [10.8 < (La/Yb)n < 14.2], without significant variations in LILE and HFSE, and negative Ba, Sr, Ti, and Eu anomaly. The normalized trace-element and REE patterns of these two units are quite similar. We infer a comagmatic relationship for the phonolites and nepheline syenites, both formed by simple fractional crystallization of an essexitic melt. The trachytes have lower MgO and CaO contents than the phonolites. The quartz syenite unit exhibits moderately fractionated REE patterns [9.3 < (La/Yb)n < 14.4], with (Eu/Eu*)n in the range 0.5–1.1]. This marginal unit may well have been derived from the SiO2-undersaturated syenitic magma, but it was contaminated by crustal material.

Papoutsa A.D., Pe-Piper G. The relationship between REE-Y-Nb-Th minerals and the evolution of an A-type granite, Wentworth Pluton, Nova Scotia // Am. Miner. 2013. Vol. 98, № 2-3. P. 444–462.

The Wentworth Pluton in the Eastern Cobequid Highlands consists principally of metaluminous to peralkaline A-type granite (similar to 362 Ma), a large part of which was remelted by a major gabbro intrusion (similar to 357 Ma). Magmatic minerals like allanite-(Ce), chevkinite-(Ce), zircon, and hingganite-(Y) and post-magmatic mineral phases, such as REE-bearing epidote, samarskite-(Y), aeschynite-(Y), fersmite, thorite-like phases, and hydroxylbastnasite-(Ce), were identified. The presence of fluorine in the parental magma, indicated by whole-rock geochemical data and the presence of fluorite, increased the solubility of monazite and xenotime and thus facilitated retainment of rare metals in the magmatic system. Fractionation of allanite-(Ce) and chevkinite-(Ce) led to a melt enriched in heavy rare earth elements (HREE), from which hingganite-(Y) crystallized during late magmatic stages. The remelting of the early granite led to fluorine and sulfur release in volatile phases, which circulated with hydrothermal fluids, thus mobilizing the REE and other rare metals. Reduction of fluorine activity during the late to post-solidus crystallization resulted in the precipitation of HREE and rare metals in samarskite-(Y), thereby enriching the residual hydrothermal fluids in light rare earth elements (LREE). Post-magmatic LREE minerals, such as hydroxylbastnasite-(Ce), either replaced earlier minerals or precipitated from these hydrothermal fluids. Carbonate fluids involved in a late regional hydrothermal circulation event along the Cobequid-Chedabucto fault (320-315 Ma) promoted Ti mobility and the formation of TiO2 minerals and probably of aeschynite-(Y). This mineralogical diversity, in addition to the complex geological history of the pluton, provides a unique opportunity to correlate the formation of individual rare-metal minerals to different stages of pluton evolution and thus provide an insight to the formation conditions of these minerals.

Pe-Piper G. et al. Relationship of Mediterranean type lamproites to large shoshonite volcanoes, Miocene of Lesbos, NE Aegean Sea // Lithos. 2014. Vol. 184. P. 281–299.

Shoshonites, which are high-K trachyandesitic rocks, are found in many orogenic belts and are commonly of post-collisional origin. The petrogenesis of shoshonites has been widely debated. Small lava flows and dykes of lamproite and related lamproitic rocks of early Miocene age in Lesbos are coeval with voluminous shoshonite volcanoes. Their distinctive petrology and isotope geochemistry provide an exceptional opportunity to assess the petrogenetic relationship between lamproites and shoshonites. The lamproitic rocks contain phenocrysts of forsteritic olivine (as high as Fo(93)) and clinopyroxene, both with inclusions of chrome spinel (Cr# similar to 0.9 or similar to 0.6) and carbonate melt inclusions, indicating the presence of carbonatite melts. Some complexly zoned clinopyroxene from lamproitic rocks have salite cores with chemical composition suggesting they formed in the upper mantle in a melt strongly enriched in LILE and LREE. Both lamproites and shoshonites show continuous trends of trace elements and their isotopic compositions overlap. Lack of variation in K with Mg# or SiO2 for particular temporal-spatial groups of shoshonites suggests derivation from particular inhomogeneous mantle rather than fractionation processes. In contrast to other pen-Mediterranean lamproites, the Lesbos lamproites and shoshonites have unusual Pb isotope composition that requires a common origin from subcontinental lithospheric mantle enriched in LILE in the Paleozoic. This enrichment process involved partial melting of subducted carbonate-bearing pelites. Triassic rift-related volcanism and formation of Jurassic small ocean basins produced extreme depletion of parts of the mantle. Lamproitic magma was derived from melting of enriched refractory harzburgite, whereas enriched lherzolite, wehrlite and pyroxenite partially melted to supply larger volumes of shoshonitic and related magmas. The NE Aegean Miocene shoshonite province is thus not directly related to contemporary subduction, but may have been triggered by related back-arc extension.

Pietruszka A.J. et al. Chemical heterogeneity in the Hawaiian mantle plume from the alteration and dehydration of recycled oceanic crust // Earth Planet. Sci. Lett. 2013. Vol. 361. P. 298–309.

Inter-shield differences in the composition of lavas from Hawaiian volcanoes are generally thought to result from the melting of a heterogeneous mantle source containing variable amounts or types of oceanic crust (sediment, basalt, and/or gabbro) that was recycled into the mantle at an ancient subduction zone. Here we investigate the origin of chemical heterogeneity in the Hawaiian mantle plume by comparing the incompatible trace element abundances of tholeiitic basalts from (1) the three active Hawaiian volcanoes (Kilauea, Mauna Loa, and Loihi) and (2) the extinct Koolau shield (a compositional end member for Hawaiian volcanoes). New model calculations suggest that the mantle sources of Hawaiian volcanoes contain a significant amount of recycled oceanic crust with a factor of similar to 2 increase from similar to 8-16% at Loihi and Kilauea to similar to 15-21% at Mauna Loa and Koolau. We propose that the Hawaiian plume contains a package of recycled oceanic crust (basalt and gabbro, with little or no marine sediment) that was altered by interaction with seawater or hydrothermal fluids prior to being variably dehydrated during subduction. The recycled oceanic crust in the mantle source of Loihi and Kilauea lavas is dominated by the uppermost portion of the residual slab (gabbro-free and strongly dehydrated), whereas the recycled oceanic crust in the mantle source of Mauna Loa and Koolau lavas is dominated by the lowermost portion of the residual slab (gabbro-rich and weakly dehydrated). The present-day distribution of compositional heterogeneities in the Hawaiian plume cannot be described by either a large-scale bilateral asymmetry or radial zonation. Instead, the mantle source of the active Hawaiian volcanoes is probably heterogeneous on a small scale with a NW-SE oriented spatial gradient in the amount, type (i.e., basalt vs. gabbro), and extent of dehydration of the ancient recycled oceanic crust. Published by Elsevier B.V.

Prelevic D., Jacob D.E., Foley S.F. Recycling plus: A new recipe for the formation of Alpine-Himalayan orogenic mantle lithosphere // Earth Planet. Sci. Lett. 2013. Vol. 362. P. 187–197.

The origin of the lithospheric mantle beneath accretionary orogens is enigmatic; although severe compression of the buoyant crust occurs, the mantle lithosphere is generally thought to be removed and returned to the convecting mantle. We suggest that during the accretion of oceanic arcs and small continental blocks in the Mediterranean region, and more generally throughout the whole Alpine-Himalayan orogenic belt, the mantle lithosphere is newly created and composed of intimately mixed peridotite and crustal material from the forearc region. Potassium-rich volcanic rocks emplaced sometimes more than 30 Ma after the formation of this lithosphere carry evidence for the presence of extremely depleted peridotite in their sources, but also for mica-bearing pyroxenites formed by reaction between subducted continental sediments and peridotite. Olivines crystallized from the magmas and mantle-xenocrysts derived from the enriched mantle, have elevated concentrations of Li that correlate positively with Sr-87/Sr-86 of the lavas, indicative of an origin from continental crustderived sediments. If much of the continental crust is formed in accretionary orogens of this type, then extensive tracts of the continental lithosphere may contain mixtures of ultradepleted peridotite and recycled crustal material. In this case a portion of the subducted sediment is not returned to the convecting mantle, but becomes stored within the subcontinental lithospheric mantle.

Safonova I. The Russian-Kazakh Altai orogen: An overview and main debatable issues // Geoscience Frontiers. 2014. Vol. 5, № 4. P. 537–552.

The paper reviews previous and recently obtained geological, stratigraphic and geochronological data on the Russian-Kazakh Altai orogen, which is located in the western Central Asian Orogenic Belt (CAOB), between the Kazakhstan and Siberian continental blocks. The Russian-Kazakh Altai is a typical Pacific-type orogen, which represents a collage of oceanic, accretionary, fore-arc, island-arc and continental margin terranes of different ages separated by strike-slip faults and thrusts. Evidence for this comes from key indicative rock associations, such as boninite- and turbidite (graywacke)-bearing volcanogenic-sedimentary units, accreted pelagic chert, oceanic islands and plateaus, MORB-OIB-protolith blueschists. The three major tectonic domains of the Russian-Kazakh Altai are: (1) Altai-Mongolian terrane (AMT); (2) subduction-accretionary (Rudny Altai, Gorny Altai) and collisional (Kalba-Narym) terranes; (3) Kurai, Charysh-Terekta, North-East, Irtysh and Char suture-shear zones (SSZ). The evolution of this orogen proceeded in five major stages: (i) late Neoproterozoic–early Paleozoic subduction-accretion in the Paleo-Asian Ocean; (ii) Ordovician–Silurian passive margin; (iii) Devonian–Carboniferous active margin and collision of AMT with the Siberian continent; (iv) late Paleozoic closure of the PAO and coeval collisional magmatism; (v) Mesozoic post-collisional deformation and anarogenic magmatism, which created the modern structural collage of the Russian-Kazakh Altai orogen. The major still unsolved problem of Altai geology is origin of the Altai-Mongolian terrane (continental versus active margin), age of Altai basement, proportion of juvenile and recycled crust and origin of the middle Paleozoic units of the Gorny Altai and Rudny Altai terranes.

Santosh M., Pirajno F. Ore deposits in relation to Solid Earth dynamics and surface environment: Preface // Ore Geology Reviews. 2014. Vol. 56. P. 373–375.

In this special issue of Ore Geology Reviews on “Ore deposits in relation to Solid Earth dynamics and surface environment”, we assemble a set of fourteen contributions that cover a spectrum of investigations on metallogeny including those in relation to global supercontinent amalgamation and dispersal, craton destruction and lithospheric thinning with extensive crust–mantle interaction, surface environmental changes during the early evolution of the Earth, magmatism and metamorphism, and hydrothermal activity in both submarine and terrestrial environments. We open this special issue with three review papers. The first one by Li and Santosh (2014-this issue) compiles metallogenic records from the North China Craton and evaluates the link between mineralization and destruction of the craton. The North China Craton is well known for having lost part of its cratonic keel during the Mesozoic era through thermal and chemical erosions associated with delamination and Pacific plate subduction, with extensive crustal recycling, mantle–crust interaction, multiple magmatic injections and associated metallogeny (e.g., Guo et al., 2013 and Yang et al., 2013). Li and Santosh (2014-this issue) identify that the boundaries of the Precambrian micro-blocks within the North China Craton are the principal sites of craton destruction during the Cretaceous magmatism and accompanying metallogeny. They also propose that the junctions of these micro-blocks are potential sites for future ore prospecting.

Savage P.S. et al. High temperature silicon isotope geochemistry // Lithos. 2014. Vol. 190. P. 500–519.

Silicon (Si) is the defining element of silicate reservoirs yet, despite its dominance in major Earth processes, there is still no clear understanding of how much is hosted in Earth's core, how the enriched continental crust forms or even if the crust is isotopically different from the mantle because of a long history of weathering, erosion and subduction. With the advent of multiple collector inductively coupled plasma mass spectrometry it has become relatively straightforward to explore small (100 ppm level) mass dependent variations in Si isotopic composition resulting from high temperature fractionation and to develop new isotopic fingerprints of magmatic processes and source regions. This paper reviews the technique developments, the new data and the veracity of current interpretations. Only a small Si isotopic effect is associated with basalt formation via mantle melting. However, there now is compelling evidence, based on a considerable number of samples (> 100), that the silicate Earth is isotopically fractionated by 100-200 ppm per amu to a heavy composition relative to that of chondrites and also all differentiated stony meteorites. This could reflect variability in the circumstellar disc, but this is not well supported by data for enstatite chondrites which are isotopically light. The most plausible current explanation is that Si is a light element in Earth's core and that differences in the bond stiffness between silicate- and metal-hosted Si resulted in substantial fractionation. Interestingly, the Moon has the same Si isotope composition as Earth's mantle, which is hard to explain unless the Moon's atoms were mainly derived from Earth. Differentiated magmatic sequences such as those of Hekla, Iceland display a systematic relationship between isotopic composition and Si content. More complex magmatic suites, such as I- and S-type granites, reveal a range of isotopic compositions not well correlated with chemical composition. Similar effects are found in lower crustal granulite facies xenoliths. Nonetheless the overall composition of the continental crust is only slightly heavy relative to the mantle; in fact the effect is barely resolvable. Therefore, the amounts of surface dissolved heavy Si removed to the mantle via weathering over time have been small or these losses have been balanced by subduction of isotopically light clay.

She Y.-W. et al. The formation of P-rich Fe–Ti oxide ore layers in the Taihe layered intrusion, SW China: Implications for magma-plumbing system process // Ore Geology Reviews. 2014. Vol. 57. P. 539–559.

The Taihe intrusion is one of the layered intrusions that host giant Fe–Ti oxide deposit in the central part of the Emeishan Large Igneous Province, SW China. Different from the other layered intrusions, the Taihe intrusion has a massive Fe–Ti oxide ore layer at the top of the Lower Zone (LZ), particularly, the rocks of both Middle and Upper Zones contain as much as 5–12% apatite, and the most important Fe–Ti oxide ore layers (apatite magnetite clinopyroxenite) occur at the bases of cyclic units in the Middle Zone (MZ), rather than in the Lower Zone (LZ). High Cr and Ni concentrations of clinopyroxene (65–263 ppm and 66–83 ppm, respectively) and high An contents of plagioclase (79–80) of the LZ rocks indicate their more primitive parental magmas. The clinopyroxene and plagioclase of the MZ rocks are characterized by low Cr and Ni contents (1–21 ppm and 0.4–10 ppm, respectively) and low An (51–67), indicating more evolved parental magma. The Fe–Ti oxide ore layers in the MZ are not only high in Fe and Ti, but also enriched in P2O5 and rare earth elements, indicating an unusual Fe–Ti–P-rich parental magma. It is speculated that the MZ represents a later intrusion of Fe–Ti–P-rich magmas that were produced by the Fe–Ti enriched magma from a deep-seated magma chamber mixing with the extensively evolved P-rich magma in a middle level magma chamber. Early crystallization and cumulation of Fe–Ti oxide and apatite together with clinopyroxene from the Fe–Ti–P-rich magmas from the middle level magma chamber resulted in the formation of Fe–Ti oxide ore layers in the MZ. Fe–Ti–P-rich magma and apatite magnetite clinopyroxenites occur in the base of cyclic units, whereas apatite gabbros are presented at the upper parts of each cyclic unit. The Upper Zone (UZ) is the product of the crystallization of highly differentiated magma, consists chiefly of apatite gabbro and minor intercalated apatite clinopyroxenite.

Simandl G.J. Geology and market-dependent significance of rare earth element resources // Mineralium Deposita. 2014. Vol. 49, № 8. P. 889–904.

China started to produce rare earth elements (REEs) in the 1980s, and since the mid-1990s, it has become the dominant producer. Rare earth element export quotas first introduced by the Chinese government in the early 2000s were severely reduced in 2010 and 2011. This led to strong government-created disparity between prices within China and the rest of the world. Industrialized countries identified several REEs as strategic metals. Because of rapid price increases of REE outside of China, we have witnessed a world-scale REE exploration rush. The REE resources are concentrated in carbonatite-related deposits, peralkaline igneous rocks, pegmatites, monazite ± apatite veins, ion adsorption clays, placers, and some deep ocean sediments. REE could also be derived as a by-product of phosphate fertilizer production, U processing, mining of Ti-Zr-bearing placers, and exploitation of Olympic Dam subtype iron oxide copper gold (IOCG) deposits. Currently, REEs are produced mostly from carbonatite-related deposits, but ion adsorption clay deposits are an important source of heavy REE (HREE). Small quantities of REE are derived from placer deposits and one peralkaline intrusion-related deposit. The ideal REE development targets would be located in a politically stable jurisdiction with a pro-mining disposition such as Canada and Australia. REE grade, HREE/light REE (LREE) ratio of the mineralization, tonnage, mineralogy, and permissive metallurgy are some of the key technical factors that could be used to screen potential development projects. As REEs are considered strategic metals from economic, national security, and environmental points of view, technical and economic parameters alone are unlikely to be used in REE project development decision-making. Recycling of REE is in its infancy and unless legislated, in the short term, it is not expected to contribute significantly to the supply of REE.

Wang J. et al. Determination of age and source constraints for the Bake quartz vein-type gold deposit in SE Guizhou using arsenopyrite Re-Os chronology and REE characteristics // GEOCHEMICAL JOURNAL. 2015. Vol. 49, № 1. P. 73–81.

The Bake quartz vein-type gold deposit is one of the most well-known gold deposits in SE Guizhou. The mineralization age of auriferous arsenopyrite determined using Re-Os chronology is 412 ± 21 Ma (MSWD = 2.6), which is in good agreement with the regional-scale geologic evidence and confirms that the Caledonian was an important gold metallogenetic period in the Xuefeng region. Contrastingly, the high initial 187Os/188Os ratio (2.7 ± 1.2) suggests a crustal source for the ore-forming material of the deposit. Furthermore, the REE patterns, Eu/Eu*, Ce/Ce* and Y/Ho ratios of the arsenopyrites are all similar to those of the wall rocks, indicating that the ore was perhaps derived from the wall rocks belonging to the Xiajiang Group.

Webber A.P. et al. Golden plumes: Substantial gold enrichment of oceanic crust during ridge-plume interaction // Geology. 2013. Vol. 41, № 1. P. 87–90.

Mantle plume events are increasingly implicated as the source of gold (Au) in regions of the Earth that show a high Au endowment. However, the process of enriching oceanic crust in Au by plume activity is poorly understood and unconstrained. We present the first systematic study of Au concentrations in oceanic basalts as a function of distance from a plume center. We show that the influence of the Iceland plume on the Mid-Atlantic Ridge progressively enriches the oceanic crust in Au along the Reykjanes Ridge by as much as 13 times normal levels, over a distance of ?600 km, and that the enrichment can be attributed to specific plume components. This Au enrichment by the Iceland plume implies a genetic relationship between deep mantle upwelling and major gold mineralization.

Xiujin L., Wei L. Source characteristics and tectonic setting of the Early and Middle Devonian volcanic rocks in the North Junggar, Northwest China: Insights from Nd-Sr isotopes and geochemistry // Lithos. 2014. Vol. 184. P. 27–41.

Andesite and pyroxene diorite porphyry in the North Junggar, NW China yield zircon U-Pb age of 412.9 +/- 1.7 Ma and 380.7 +/- 3.8 Ma, suggesting that they were formed in the Early and Middle Devonian. The Early Devonian lavas consist of basalt, basaltic andesite and andesite, dacitic porphyry and rhyolite. The enrichment of LILE and LREE, remarkably negative Nb, Ta and Ti anomalies, and low (Sr-87/Sr-86)(i) ratios and high epsilon(Nd)(t) values in these volcanic rocks, indicate that the Early and Middle Devonian igneous rocks were formed in an intraoceanic arc, and no continental crust was involved. The wide range of lava types, abundant phenocrysts and overall chemical and isotopic coherence of the Early Devonian lavas clearly suggest that fractional crystallization was the dominant process controlling the evolution of Early Devonian lavas, and is accompanied by the reinjection of parental melt into the magma chamber which can be clearly verified by reverse zoning of plagioclase phenocrysts and their abrupt increase of An content from sieved-textured core to rim. Andesite and basaltic andesite displaying adakitic characteristics have negligible relation to melting of subducted basaltic crust; instead, they are products of basaltic replenishment and fractional crystallization of plagioclase + clinopyroxene + hornblende from mafic magmas. The mantle source of Early Devonian lavas was enriched by much more slab-derived component than that of pyroxene diorite porphyry. With the evolvement of an island arc, involvement of slab-derived components in arc magmatism could decrease; moreover, the high-level crustal contamination may be a more important mechanism than source enrichment.

Yan X.-A. et al. Isotope geochemistry and its implications in the origin of Yangla copper deposit, western Yunnan, China // Geochem. J. 2014. Vol. 48, № 1. P. 19–28.

The Yang la copper deposit is located in western Yunnan Province, China, with an estimated Cu reserve of approximately 1.2 million tons. It is a typical giant copper deposit, and its mining started only recently. The delta C-13(V-PDB) values of the calcites studied vary from -5.1 parts per thousand to 1.0 parts per thousand, implying that the hydrothermal fluids from which the calcites precipitated were derived from the granitic magma. The delta O-18(SMOW(H2O)) and delta D-SMOW values of quartz fluid inclusions range from 0.11 parts per thousand to 2.50 parts per thousand and from -120 parts per thousand to -100 parts per thousand, respectively. These data may suggest the following: (1) mixing between meteoric and magmatic fluids, or (2) the evolution of meteoric fluid by its interaction with igneous or metamorphic rocks. The delta S-34 values of sulfides range from -4.20 parts per thousand to 1.85 parts per thousand (average: -0.85 parts per thousand), which is consistent with the magmatic origin. Based on the He-3/He-4 ratios of fluid inclusions trapped in sulfides of the deposit (0.14-0.17 Ra) and Ar-40/Ar-36 ratios of 301-1053, it can be inferred that the ore-forming fluids of the deposit were derived primarily from the crust with a minor mantle component during the metallogenic processes. Based on C, H, O, and S isotopic compositions, and the Yangla copper deposit is bordered primarily by gently dipping thrust faults near the Linong granodiorite. Moreover, the Re-187-Os-187 isochron age of molybdenite puts the time of metallogenesis at 233.3 +/- 3 Ma, which is virtually coeval with the emplacement of the Linong granodiorite (235.6-234.1 Ma) and highlights the genetic link between the Yangla copper deposit and the Linong granodiorite. It is likely that the ore-forming fluids exsolved from the Linong granodiorite, which was formed by crustal melting induced by the intrusion of mantle-derived magma. During the late Early Permian, the Jinshajiang oceanic plate was subducted to the west, resulting in the formation of a series of gently dipping thrust faults in the Jinshajiang tectonic belt. Subsequently, the thrust faults was tensional during the early Late Triassic, which was a time of transition from collision-related compression to extension in the Jinshajiang tectonic belt; such conditions produced an environment favorable for the formation of ore fluids. This extension, in turn, induced the upwelling of hot asthenosphere, triggering intense melting in the lithospheric mantle and producing voluminous basaltic magma. Subsequently, the mantle-derived magma likely ascended along the fractures and faults to underplate the lower crust, which underwent partial melting to generate voluminous granitic magma. After the magma reached the base of the early-stage Yangla granodiorite, the platy granodiorite at the base of the Yangla body shielded the late-stage magma. Then, this magma cooled slowly, releasing some of its ore-forming fluids into the gently dipping thrust faults near the Yangla granodiorite and producing mineralization.

Zhang D. et al. Perovskite and baddeleyite from kimberlitic intrusions in the Tarim large igneous province signal the onset of an end-Carboniferous mantle plume // Earth Planet. Sci. Lett. 2013. Vol. 361. P. 238–248.

Several tens of kimberlitic pipes and dykes are exposed in the Wajilitag area in the western Tarim large igneous province. Here we report for the first time secondary ion mass spectrometric U-Pb age data on perovskite and baddeleyite grains in a kimberlitic pipe and a kimberlitic dyke from the Tarim Craton. The perovskite yielded a well-defined intercept age of 299.8 +/- 4.3 Ma, which is consistent with its corresponding concordia and Pb-206/U-238 ages, corrected for the common Pb contribution, of about 300 Ma. The baddeleyite separated from two kimberlitic samples from a dyke display identical concordia U-Pb ages of 300.8 +/- 4.7 Ma and 300.5 +/- 4.4 Ma. Our age data show that the kimberlitic intrusions were emplaced at ca. 300 Ma, rather than in the late Permian as previously regarded. These new ages are slightly older than the eruption ages of Tarim flood basalts (291-273 Ma), offering a critical regional time marker for the onset of Permo-Carboniferous magmatism in the Tarim Craton. Detailed petrographic observations did not reveal any ultrahigh pressure mineral assemblage in the Wajilitag kimberlitic intrusions. Phlogopites from these intrusions show epsilon(Nd)(t) values of +3.7 to +4.2. The baddeleyites which are texturally primary and therefore inferred to have crystallized directly from the kimberlitic magma, yield a range of epsilon(Hf)(t) from +4.8 to +8.7. These results combined with previously reported geochemical data, suggest that the Wajilitag kimberlitic intrusions were most likely derived from a moderately refractory and depleted subcontinental lithosphere mantle, metasomatized by subduction components associated with an early-middle Paleozoic convergent regime. The kimberlitic magma was generated by small-degree partial melting of the lithospheric mantle in response to the impingement of the Tarim mantle plume. Thus, our new geochronological data suggest the arrival of the mantle plume beneath the Tarim lithosphere at least 10 million years before the onset of Tarim flood basalt volcanism. The end-Carboniferous Wajilitag kimberlitic intrusions, the oldest known phase associated with Carboniferous magmatism in the Tarim Craton, signals the initial magmatic pulse triggered by mantle plume impingement.

33. S16403
Zhang D. et al. Platinum-group elemental and Re–Os isotopic geochemistry of the Wajilitag and Puchang Fe–Ti–V oxide deposits, northwestern Tarim Large Igneous Province // Ore Geology Reviews. 2014. Vol. 57. P. 589–601.

The Wajilitag and Puchang complexes are two important mafic–ultramafic intrusions hosting Fe–Ti–V oxide ore deposits in the newly discovered Tarim Large Igneous Province (TLIP), NW China. The dominant rocks of the Wajilitag complex are clinopyroxenite and gabbro, while the Puchang complex is mainly gabbroic with only minor clinopyroxenite and anorthosite components. Fe–Ti oxide ores in the Wajilitag complex are mostly disseminated and principally restricted to the ultramafic rocks, whereas the Puchang complex hosts massive to disseminated Fe–Ti–V oxide ores mainly within its gabbroic section. The abundances of platinum-group elements (PGE) in the Wajilitag and Puchang silicate rocks and ores are low, with total PGE contents ranging from 0.95 to 2.69 ppb and from to 0.15 to 0.44 ppb, respectively. The low total PGE concentrations and extremely high Cu/Pd ratios (up to 5 ? 106) in both complexes clearly demonstrate that the sulfide mineral segregation may have played an important role in PGE distribution. Weak depletion of Ru relative to Ir and Rh in the Wajilitag samples may have resulted from segregation of Ru-dominant phases during magma evolution. The Wajilitag and Puchang samples exhibit more fractionated primitive mantle-normalized PGE patterns than that of nearly coeval Tarim flood basalts. The differences in previously published Sr–Nd isotopic compositions of these intrusive rocks and basalts imply that they may be derived from distinct mantle sources, although both of them could be related to the same magmatic event. The Wajilitag titanomagnetites have lower Re (0.19–0.75 ppb) and higher Os (0.04–0.19 ppb) concentrations than the Puchang titanomagnetite samples that yield relatively high Re (0.63–1.80 ppb) and exceptionally low Os (< 0.01 ppb) contents. The positive ?Os values (43–387) in the Wajilitag complex coupled with high Re and low Os contents in the Puchang complex are consistent with variable degrees of crustal contamination during magma ascent and emplacement. Different degrees of crustal contamination are proposed to have played a key role in causing variable sulfide saturation and segregation. Fractional crystallization involving abundant magnetite also may have induced sulfide saturation at the later stages of magma evolution. The identification of sulfide mineral segregation during the late stage of magma evolution in the shallow magma chamber suggests that there is a potential to find economic Cu–Ni sulfide mineralization in these complexes and other similar types of mafic–ultramafic intrusions in the TLIP.

Белов С.В., Зверев С.Н., Аули Э. Структура и оруденение месторождения Амесмесса в Алжирской Сахаре // Разведка и охрана недр. 2015. № 2. С. 11-17.

Описываются геологическое строение, структурные и минералого-геохимические особенности золотого оруденения месторождения Амесмесса, расположенного в Ин-Уззальском районе щита Ахаггар (Алжирская Сахара). Рудный объект имеет протерозойский возраст и относится к золото-кварц-малосульфидной формации. Основой его структуры и типовой геологической обстановкой нахождения рудных жил являются разрывные парагенезисы, возникшие в ходе развития крупной сдвиговой зоны во время эбурнейского тектоно-магматического цикла. Данный объект относится к формации, типичной для метал-логенических зон зеленокаменных поясов древних щитов, и имеет хорошие перспективы наращивания ресурсного потенциала.

Бискэ Ю.С., Конопелько Д.Л., Зельтманн Р. Геодинамика позднепалеозойского магматизма Тянь-Шаня и его обрамления // Геотектоника. 2013. № 4. С. 61-81.

История магматизма на современной территории Тянь-Шаня и его обрамления в девонеперми рассмотрена с использованием новых изотопных датировок. Показано, что интенсивность и состав магматических проявлений определяются взаимодействием локального теплового состояния верхней мантии региона (плюмы) и динамики литосферы в более широком региональном масштабе (движение плит). В результате амальгамации древних масс и островных дуг, а также внедрения гранитоидов в конце ордовика - начале силура был образован Казахстанский палеоконтинент, частично включавший современный Тянь-Шань и Кызылкумы. Девонский период начался здесь с разогрева мантии, что проявилось в виде внутриплитного базальтового вулканизма в южном обрамлении Казахстанского палеоконтинента (Туркестанский палеоокеан) и в развитии на его окраине обширной области надсубдукционного магматизма. В конце среднего - позднем девоне окраины Туркестанского палеоокеана пассивны, область внутриплитного океанского магматизма сместилась к востоку, активная окраина сохранилась лишь на стыке с Джунгаро-Балхашским палеоокеаном. Новый период активного магматизма вызван общим сокращением пространства региона в обстановке конвергенции плит. Он начался в раннем карбоне на Джунгаро-Балхашской окраине Казахстанского палеоконтинента и южной (Палеотетической) окраине Каракум-Таджикского палеоконтинента, а в позднем карбоне проявился вдоль северной границы закрывавшегося между ними Туркестанского палеоокеана. Исчезновение к концу карбона океанских глубоководных бассейнов сопровождалось проявлением коллизионного гранитного магматизма, наследовавшего зоны субдукции. Постколлизионный магматизм укладывается по времени в раннюю пермь и проявляет максимум около 280 млн. лет. В отличие от позднекаменноугольных, раннепермские гранитоиды более независимы в своем пространственном размещении от коллизионных швов. Магматизм этого времени включает: 1) в Тяньшаньской части бывшего Казахстанского палеоконтинента ? продолжение надсубдукционного процесса (I-граниты и др.), с переходом к бимодальному типу; 2) в Южном Тянь-Шане ? наложение А-гранитоидов на внешние герциниды и передовой прогиб окраины Таримского палеоконтинента (Кокшаал-Халыктау) и внедрение разнообразных (I, S, A-типы, вплоть до щелочных сиенитов) гранитоидов в пределах линейного орогена Кызылкумо-Алая; 3) на Таримском палеоконтиненте внутриплитные базальты и щелочные интрузии. Синхронность максимального проявления и нетипичное сочетание магматических формаций, с распространением магматизма на форланд, легче объяснить воздействием на литосферу Таримского плюма, который, достигнув ее своей основной массой к началу перми, мог придать коллизионному процессу более отчетливое термальное выражение. Размещение гранитоидов в верхней части коры контролировалось постколлизионными региональными сдвигами и складками (антиформами) последнего этапа палеозойской конвергенции.

Витте Л.В., Василевский А.Н. Геологическая природа региональных магнитных и гравитационных аномалий Монголо-Забайкальской Провинции Центрально-Азиатского складчатого пояса // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 12. С. 1851-1860.

Представлена интерпретация региональных гравиметрических и магнитометрических данных с использованием новых геодинамических и геолого-тектонических построений. Комплексный анализ этих данных позволил подтвердить глубинную природу процессов, сформировавших крупнейшие магматические ареалы и пояса восточной части Центрально-Азиатского складчатого пояса.

Владыкин Н.В. Петрология и вещественный состав редкометалльных щелочных комплексов Южной Гоби (Монголия) // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 4. С. 545-568.

Ранее в Южной Гоби Монголии были открыты пояс массивов щелочных гранитов и карбонатитовая провинция. Лугингольский массив псевдолейцитовых сиенитов с карбонатитами входил в щелочно-гранитный пояс. Полученные новые цифры возраста показали, что он на 40 млн лет моложе Хан-Богдинского массива и отделен от щелочно-гранитного пояса крупным разломом. На этом же участке Южной Гоби кроме Лугингольского массива с западной стороны от массива в районе горы Барун-Хасар-Ула В.И. Коваленко обнаружены серия даек щелочных К-шонкинитов с жилой редкометалльного карбонатита, а на северо-востоке от Лугингольского массива нами — серия даек щелочных и нефелиновых сиенитов. Эти данные дают основание выделить интрузивный комплекс К-щелочных пород шонкинитов и лейцитовых сиенитов с TR-рудоносными карбонатитами верхнепалеозойского возраста. Таким образом, в Южной Гоби выделяются три разновозрастных комплекса щелочных пород. В статье приводятся уточненные геологические карты трех комплексов. Массивы всех трех комплексов являются месторождениями редких элементов (TR, Nb, Zr, Y и P). Детально рассмотрен химический состав силикатных пород комплекса, редкометалльных агпаитовых пегматитов, карбонатитовых и апатитовых редкометалльных руд. На основе идентичности химического, минерального и геохимического редкометалльного составов шонкинитов Барун-Хасар-Ула и Маунтин Пасс (США) и их карбонатитов вместе с карбонатитами Лугингольского массива делается вывод о их принадлежности к единому формационному комплексу К-щелочных пород и карбонатитов. С использованием графиков спектров TR и спайдеровских диаграмм показана общность и различия редкометалльных пород трех комплексов, а также отличия парагенезисов их редкометалльных минералов. Описывается редкий процесс аморфизации редкометалльных минералов, связанный с высокими температурами их кристаллизации в химической обстановке аномальной кремнекислотности в пегматитах Хан-Богдинского массива. Источником первичных магм щелочно-карбонатитовых комплексов является контаминированная мантия ЕМ-2, прошедшая процесс рециклинга, а для агпаитовых щелочных гранитов Хан-Богдо — деплетированная мантия.

Врублевский В.В. Источники и геодинамические условия петрогенезиса верхнепетропавловского щелочно-базитового интрузивного массива (Средний Кембрий, Кузнецкий Алатау, Сибирь) // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 3. С. 488-515.

Раннепалеозойский этап щелочно-базитового магматизма Кузнецкого Алатау представлен Верхнепетропавловским интрузивным массивом габброидов, фельдшпатоидных пород (тералитов, основных фойдолитов, нефелиновых сиенитов) и кальциокарбонатитов. По изотопным Sm-Nd и Rb-Sr данным, его становление происходило в среднем кембрии 509 ± 10 млн лет назад. По уровню кремнекислотности, содержанию глинозема и щелочей силикатные магматические породы соответствуют производным K-Na щелочно-основной формации. Для Са-карбонатитов характерен высокотемпературный (600-900 °C) парагенезис апатита, клинопироксена, ферромонтичеллита, флогопита и магнетита, они обогащены P 2O 5 (до 6.4 мас. %), Sr (до ~ 3000-4500 г/т; Sr/Ba ~ 5-7), REE + Y (до ~ 800 г/т) и проявляют признаки ликвационного генезиса. Доминирующим магматическим источником (e Nd( Т ) = 5-7) послужила умеренно деплетированная мантия PREMA с возможной комбинацией вещества E-MORB и EM. Согласно изотопным данным (( 87Sr/ 86Sr) Т ~ 0.7024-0.7065; d 18О ~ 6.3-15.5 ‰; d 13С -3.5…-2.0 ‰), фракционирование расплавов сопровождалось их коровой контаминацией. Редкоэлементный состав мафитов обнаруживает признаки участия в процессах магмогенерации вещества, подобного субстратам исходных магм базальтов СОХ, островных дуг и океанических островов, что может свидетельствовать о внедрении интрузии в геодинамической обстановке взаимодействия активной континентальной окраины с поднимающимся мантийным диапиром. По-видимому, по этой причине происходило смешение материала разнородных источников, включая компоненты PREMA, обогащенной надсубдукционной литосферной мантии EM и континентальной коры. Предполагается, что комплексы пород повышенной щелочности и карбонатитов западного сегмента Центрально-Азиатского складчатого пояса имеют первичную плюмовую природу и входят в состав крупной магматической провинции раннего палеозоя.

Врублевский В.В., Гертнер И.Ф., Гутиерес-Алонсо Г., Хофманн М., Гринев О.М., Тишин П.А. Изотопная (U-PB, SM-ND, RB-SR) геохронология щелочно-базитовых плутонов Кузнецкого Алатау // Геология и геофизика. 2014. Т. 55. № 11. С. 1598-1614.

На северо-восточном склоне Кузнецкого Алатау небольшие дифференцированные щелочно-базитовые интрузивные массивы образуют изометричный ареал ~ 100 км в поперечнике. В их строении в разной степени принимают участие субщелочные и щелочные габброиды, основные и ультраосновные фойдолиты, нефелиновые и щелочные сиениты, карбонатиты. По результатам комплексного U-Pb, Sm-Nd, Rb-Sr изотопного датирования предполагается, что развитие щелочно-базитового магматизма происходило на протяжении двух этапов в среднем кембрии-раннем ордовике (~ 510-480 млн лет) и в раннем-среднем девоне (~ 410-385 млн лет). Обнаружение в щелочных породах акцессорных цирконов с возрастом 1.3-2.0 млрд лет может свидетельствовать о том, что при подъеме мантийного плюма происходило подплавление фрагментов зрелой континентальной коры протерозойского возраста, слагающей фундамент каледонского орогена Кузнецкого Алатау. Вероятно, первоначальные кембро-ордовикские щелочно-мафитовые расплавы инициировали метасоматизм и эрозию литосферы, что при повторном плавлении ее субстрата примерно через 100 млн лет вызвало генерацию магм подобного состава с унаследованными изотопными характеристиками (? Nd( Т ) ? 4.8-5.7, T Nd(DM) ? 0.8-0.9 млрд лет), указывающими на родственную природу источников их вещества в умеренно деплетированной мантии.

Вялов В.И., Панова Е.Г., Семенов Е.В., Гамов М.И., Попов Ю.В., Ключарев Д.С. Редкоземельные металлы в диктионемовых сланцах и оболовых песчаниках Прибалтийского бассейна // Руды и металлы. 2014. № 1. С. 30-35.

Исследованы составы оболовых песчаников (фосфоритов) и диктионемовых сланцев Прибал- тийского осадочного бассейна. В них определены повышенные содержания редкоземельных металлов, достигающие в фосфоритах в сумме с Y минимально-промышленного уровня. Основ- ным источником металлов в оболовых песчаниках служит фосфоритизированный детрит раковин Obolus. В диктионемовых сланцах редкоземельные металлы содержатся в карбонат- фтор-апатите обломков раковин, в мелких кристаллах апатита. Оболовые песчаники могут рассматриваться как новый генетический тип промышленного оруденения на редкоземельные металлы.

Гусев А.И., Гусев Н.И. Золотоносные карбонатиты // Успехи современного естествознания. 2014. № 11. С. 25-28.

Приведены данные по золотоносным карбонатитам России и зарубежья. Описаны карбонатиты Ковдора, Таймыра, Лулекоп, Палабора, Шпитцкоп, Каржил, Взллзби, Баян-Обо, Маониупинг. Во всех случаях такие карбонатиты обнаруживают аномальные параметры флюидного режима, где отмечаются повышенные активности и парциальные давления СO2, HCl, HF. В некоторых золотоносных карбонатитах отмечены повышенные содержания и активности гидросульфидных комплексов (HS ?). Золотоносные карбонатиты обнаруживают признаки наложенного характера, повышенных температур (420??С) и давлений (2,5 кбар). Генерация сульфидных парагенезисов с золотом и платиноидами происходила из вскипающих флюидов и сопровождалось взрывным характером формирования с образованием флюидо-эксплозивных брекчий.

Заякина Н.В., Олейников О.Б., Васильева Т.И., Опарин Н.А. Колингит из кимберлитовой брекчии трубки Манчары (Центральная Якутия) // Записки Российского минералогического общества. 2015. Т. 144. № 1. С. 115-121.

Редкий магнезиально-железистый водный карбонат - колингит Mg 10Fe 2(CO 3) · (OH) 24 · 2H 2O, впервые обнаружен в кимберлитовых породах. Минерал диагностирован в дезинтегрированной кимберлитовой брекчии из трубки Манчары Хомпу-Майского поля (Центральная Якутия). Он установлен в ассоциации с лизардитом, хризотилом и бруситом.

Каргин А.В. Геохимические особенности мантийного метасоматоза при формировании кимберлитов севера Восточно-Европейской платформы // Геология рудных месторождений. 2014. Т. 56. № 6. С. 461-485.

Рассмотрены геохимические особенности мантийного метасоматоза при формировании кимберлитов и родственных пород севера Восточно-Европейской платформы (ВЕП) с учетом их химической систематики и геодинамической позиции. Объектами исследования послужили палеопротерозойские кимберлиты Кимозера, мезопротерозойские оранжеиты Карелии, неопротерозойские кимберлиты Финляндии и девонские кимберлиты Архангельской алмазоносной провинции (ААП). Кимберлиты ВЕП обладают широкими вариациями концентраций породообразующих петрогенных оксидов и редких элементов. Это может быть связано с процессами вторичных изменений, принадлежностью кимберлитов к различным литофациальным разновидностям и особенностями состава их источников. Существующее разнообразие кимберлитов ВЕП объясняется с позиции взаимодействия астеносферного, протокимберлитового расплава, с деплетированной или метасоматически обогащенной литосферной мантией. Для выявления особенностей мантийного метасоматоза была предложена диаграмма (Zr/Sm)n - Cr/Ni. Сопоставление геодинамической позиции формирования кимберлитов ВЕП с выявленными геохимическими особенностями мантийного метасоматоза показывает, что кимберлиты, в состав источника которых входят метасоматические ассоциации типа MARID, формировались в условиях смены суперконтинентальных циклов, когда распад крупного суперконтинента проходил в начальные стадии сборки нового. Это характерно для кимберлитов Кимозера, оранжеитов Карелии и кимберлитов ААП. Кимберлиты Финляндии образовались в геодинамических условиях распада суперконтинента, синхронно с ними имело место обильное проявление внутриплитно магматизма основного состава, и им присущи геохимические черты преимущественного астеносферного источника. Промышленно-алмазоносные девонские кимберлиты ААП демонстрируют подчиненную роль метасоматической литосферной компоненты в своем генезисе на фоне более значимого взаимодействия выплавок из астеносферного материала и деплетированной литосферной мантии.

Когарко Л.Н. Условия накопления радиоактивных металлов в процессах дифференциации ультраосновных щелочно-карбонатитовых формаций // Геология рудных месторождений. 2014. Т. 56. № 4. С. 262-271.

Исследование распределения радиоактивных элементов в щелочных породах Полярной Сибири и Украины показало значительное концентрирование урана и тория в конечных продуктах магматической дифференциации карбонатитовом комплексе и нефелиновых сиенитах. Агпаитовые нефелиновые сиениты Полярной Сибири характеризуются очень высокими содержаниями радиоактивных элементов, близкими к экономически значимым. В породах карбонатитового комплекса также отмечено концентрирование радиоактивных элементов (так, в некоторых севитах содержания урана достигают 294 ? 10-4 и тория 916 ? 10-4). В поздних доломитовых карбонатитах содержания радиоактивных элементов заметно падают. Отношение Th/U в щелочных породах Полярной Сибири близко к хондритовому в малодифференцированных, высокомагнезиальных первичных породах и возрастает в наиболее поздних дифференциатах фоскоритах, кальцитовых карбонатитах и доломитовых карбонатитах. Основное количество радиоактивных элементов заключено в редкометальных акцессорных минералах - перовските, пирохлоре, кальциртите и апатите. Породообразующие минералы содержат очень низкие концентрации радиоактивных элементов. В щелочной серии Черниговского массива (Украина) U и Th также накапливаются в процессах кристаллизационной дифференциации, в особенности в фоскоритах карбонатитового комплекса. Установлена урановая специализация мантийных ксенолитов и щелочных пород Украины. По всей вероятности, различие процессов фракционирования радиоактивных элементов Полярной Сибири и Украины связано с разными геодинамическими режимами этих провинций. Мезозойский щелочной магматизм Полярной Сибири является частью Сибирского суперплюма, в то время как протерозойский щелочной комплекс Украины связан с процессами субдукции коры океанического типа.

Константиновский А.А., Липчанская Л.Н. Билякчанский и Улканский раннедокембрийские рифты: строение и особенности структурной позиции // Отечественная геология. 2015. № 2. С. 57-70.

Рассмотрены две сопряженные между собой дорифейские грабенообразные структуры на юго-востоке Северо-Азиатского кратона: Билякчанская в обрамлении Алданского щита (в пределах северо-западной части Тихоокеанского подвижного пояса) и Улканская на склоне этого щита. Особенности строения и субщелочной (до щелочного) магматизм с типичной для него редкометалльно-редкоземельной минерализацией позволяют считать обе структуры рифтами. Подчеркнуто древнее (поздний карелий) заложение структур названного подвижного пояса и их унаследованное развитие. Показано, что существование погребенных рифтов, сходных с Билякчанским, может провоцировать формирование золотого оруденения в наследующих рифты алевросланцевых формациях деформированных осадочных бассейнов.

Кравченко А.А., Иванов А.И., Прокопьев И.Р., Зайцев А.И., Бикбаева Е.Е. Особенности состава и возраст формирования мезозойских интрузий Тыркандинского рудного района Алдано-Станового щита // Отечественная геология. 2014. № 5. С. 43-52.

Приведены данные по взаимоотношениям, петрохимии, Rb/Sr возрасту и изотопии различных геоло- го-структурных и петрографических типов мезозойских магматических пород малоизученного Тыркандинского рудного района Алдано-Станового щита. Проведено сравнение изотопных и геохимических данных с мезозойскими магматическими породами Центрально-Алданского района. На основании отличий в структурном положении и вещественном составе мезозойских магматических пород двух районов сделаны выводы о различной металлогенической специализации интрузий в породах фундамента чехла и зональности рудно-магматических систем.

Ларин А.М. Улкан-Джугджурская анортозит-рапакивигранит-щелочногранитная рудоносная магматическая ассоциация (Сибирский кратон): возраст, тектоническое положение, источники и металлогения // Геология рудных месторождений. 2014. Т. 56. № 4. С. 291.

В статье систематизированы и обобщены результаты выполненных за последние два десятилетия геологических, геохронологических изотопных и геохимических исследований магматических пород Улкан-Джугджурской анортозит-рапакивигранит-щелочногранитной магматической ассоциации и связанного с ней оруденения. Установлено, что рассматриваемая ассоциация представляет собой типичный пример образований анорогенного типа, формирование которых происходило во внутриплитной геодинамической обстановке и было, вероятнее всего, обусловлено деятельностью мантийного суперплюма. Активность этого суперплюма проявилась на территории Сибирского кратона в возрастном интервале 1.751.70 млрд лет. Формирование этой ассоциации происходило в дискретном режиме, что, вероятнее всего, отражает пульсационную эволюцию сублитосферного мантийного источника. Выделяются два этапа: предрифтовый (17361727 млн лет) и собственно рифтовый (17221705 млн лет) и несколько стадий. Все магматические породы, входящие в состав ассоциации, имеют смешанное мантийно-коровое происхождение. Основные породы были образованы из базальтовой магмы типа OIB, претерпевшей разноглубинную коровую контаминацию. Породы кислого состава формировались в результате смешения различных магм мантийного и корового происхождения. Роль мантийного компонента последовательно увеличивалась в возрастном ряду: умереннощелочной субсольвусный гранит - умереннощелочной гиперсольвусный гранит -щелочной гиперсольвусный гранит. Все эндогенные месторождения района связаны с единым источником мантийным плюмом и его производными. Образование Fe-Ti-апатитовых месторождений в анортозитах происходило в результате интенсивной нижнекоровой контаминации базальтовой магмы вблизи границы М и двух этапов фракционной кристаллизации на различных уровнях глубинности нижне- и верхнекоровом. Редкометальные месторождения района генетически связаны со щелочными гранитами. Формирование урановых месторождений, вероятнее всего, обусловлено процессами среднерифейской реювенации региона и пород Улкан-Джугджурской ассоциации.

Никифоров А.В., Ozturk H., Лебедев В.А. Рудоносный карбонатит-содержащий комплекс Кызылджаорен: время формирования и минеральный состав пород (Северо-западная Анатолия, Турция) // Геология рудных месторождений. 2014. Т. 56. № 1. С. 41-69.

В статье представлены результаты изотопно-геохронологических и минералогических исследований пород флюорит-барит-редкоземельного месторождения Кызылджаорен (Западная Анатолия, Турция). Руды месторождения входят в состав субвулканического комплекса, локализованного в крупной разломной зоне. Комплекс объединяет (от ранних к поздним): 1) штоки фонолитов и трахитов; 2) дайкообразные тела карбонатитов и карбонатно-силикатных пород; 3) флюорит-барит-бастнезитовые руды, которые образуют мощные однородные по составу жилы, а также цемент разнообразных зон брекчий. K-Ar-датирование силикатных пород и карбонатитов показало, что они образовались в течение хаттского века олигоцена (25?24 млн лет назад). Минералогические наблюдения свидетельствуют о том, что руды являются самыми молодыми эндогенными образованиями месторождения. Гипергенные процессы глубоко преобразовали исходные рудоносные породы, в частности, привели к выщелачиванию первичных минералов, предположительно Ca-Mn-Fe-карбонатов и цементации оставшегося бастнезит-барит-флюоритового каркаса гидроксидами Fe и Mn. В большинстве изученных пород установлено развитие пирохлора, фтор-карбонатов LREE, Nb-содержащего рутила, Fe-Mg-слюд и калиевого полевого шпата. Рассмотрены генетические аспекты формирования месторождения. В целом рудоносный комплекс по набору пород и их минералого-геохимическим особенностям сопоставляется с месторождениями США (Gallinas Mountains), Западного Забайкалья (Аршанское, Халютинское), Монголии (Мушугайское). На месторождении Кызылджаорен представлен один из вариантов развития постмагматической рудной минерализации, которая неразрывно связана с карбонатитовым магматизмом, ассоциирующим со щелочными и субщелочными породами среднего состава.

Огородников В.Н., Поленов Ю.А., Савичев А.Н. редкие металлы и редкоземельные элементы в кианитовых рудах Кольского полуострова и Урала // Труды Института геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого. 2013. № 160. С. 274-281.

Похиленко Н.П., Агашев А.М., Литасов К.Д., Похиленко Л.Н. Взаимоотношения карбонатитового метасоматоза деплетированных перидотитов литосферной мантии с алмазообразованием и карбонатит-кимберлитовым магматизмом // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 1-2. С. 361-383.

Исследование минеральных включений в алмазах показывает, что алмазы образовывались на разных уровнях глубин, вплоть до нижней мантии Земли. Однако большинство алмазов, которые выносятся на поверхность кимберлитовой магмой, формируется в литосферной части мантии. Кристаллизация литосферных алмазов U-типа связана с начальными стадиями карбонатитового метасоматоза восстановленных ( f O 2 на уровне буфера железо-вюстит) деплетированных перидотитов корневой части древних платформ. Свидетельства метасоматических событий запечатлены в химическом составе гранатов из перидотитовых ксенолитов и включений в алмазах. Дальнейшее воздействие карбонатитовых расплавов на перидотиты приводит к изменению модального состава пород и исчезновению алмазов за счет окисления породы ( f O 2 становится близким к буферу ССО). Эпизоды силикатного метасоматоза деплетированных перидотитов (базанитоподобными расплавами) не связаны с алмазообразованием, однако могут иметь отношение к генерации кимберлитов группы I. Частичное плавление подобного метасоматизированного субстрата, претерпевшего несколько стадий метасоматического преобразования со степенями плавления не выше 1 %, приводит к образованию кимберлит-карбонатитовой магматической ассоциации (характерным примером является дайка Снэп Лэйк, Канада). Более редким случаем преобразования мантии являются реакции восстановления с участием карбонатов и Н 2О и образованием разнообразных углеводородных соединений. При этом вопрос о глубинном происхождении углеводородов в качестве компонентов жидкой фазы в мантии остается дискуссионным. Обзор экспериментальных данных по плавлению карбонатсодержащих систем показывает, что наиболее реальным агентом переноса вещества в мантии является карбонатитовый расплав с малым содержанием Н 2О. На основании экспериментов сделан вывод о плавлении карбонатов субдукционных плит на уровне переходной зоны, что приводит к образованию карбонатитовых диапиров, которые могут всплывать сквозь мантию по механизму растворения-осаждения. В свою очередь, эти процессы могут приводить к созданию окисленных каналов в мантии и являться эффективным механизмом образования глубинных алмазов в тылу диапиров за счет восстановления углерода из карбонатитового расплава. На уровне границы литосфера-астеносфера подобные диапиры формируют источник кимберлитовых и родственных магм. Аргументируется, что первичный состав кимберлитовых расплавов может быть во многих случаях близок к карбонатитовому с содержанием SiO 2 не выше 10-15 %.

Салихов Д.Н., Мосейчук В.М., Холоднов В.В., Рахимов И.Р. Каменноугольный вулкано-интрузивный магматизм Магнитогорско-Богдановского грабена в свете новых геолого-геохимических данных // Литосфера. 2014. № 5. С. 33-56.

В работе рассмотрены продукты вулканизма и интрузивного магматизма Магнитогорско-Богдановского грабена каменноугольной коллизионной эпохи развития Южного Урала. Заложение грабена и начало вулканизма происходили в транспрессивном сдвигово-раздвиговом режиме над главной зоной столкновения “дуга-континент” на границе нижнего и верхнего турне. Вулканизм непрерывно проявлялся с начала верхнего турне до конца верхнего визе, постепенно смещаясь с юга на север. На основании новых геохимических данных, установлено, что основные вулканиты грабена образуют две пространственно разобщенные ассоциации базальтов: 1) контролируемые раздвиговыми зонами высокотитанистые калий-натриевые толеиты и субщелочные базальты и 2) умеренно-титанистые калий-натриевые известково-щелочные базальты, андезито-базальты и частично андезиты, проявившиеся на плечах раздвигов и связанных с извержениями вулканов центрального типа. Кислый вулканизм представлен в основном риолитами, трахириодацитами, пантеллеритами, проявившимися особенно интенсивно в восточных районах грабена. В конце верхнего визе регион вновь активизировался благодаря вовлечению в коллизию Казахстанского континента. В результате проявился габбро-гранитный магматизм, ареал распространения которого не ограничивался границами Магнитогорско-Богдановского грабена. Возраст формирования габбро-гранитных массивов Магнитогорской серии, основанная на изотопных определениях (2013 г.), составляет 330-315 млн лет. Последняя цифра возраста соответствует изотопной датировке дайки риолит-порфиров, секущей Чекинский массив щелочных гранитов. На основании новых геохимических данных, габброиды разделены на куйбасовский и богдановский типы (комплексы), а гранитоиды представлены шестью типами, объединенными в три петрологических комплекса - Узянский, Жос-Гусихинский и Карабулак-Богдановский.

Соболев Н.В., Соболев А.В., Томиленко А.А., Ковязин С.В., Батанова В.Г., Кузьмин Д.В. Парагенезис и сложная зональность вкрапленников оливина из неизмененного кимберлита трубки Удачная-Восточная (Якутия): связь с условиями образования и эволюцией кимберлита // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 1-2. С. 337-360.

Неизмененный магнезиальный оливин (Fo 85-94) является основным минералом блока кимберлита трубки Удачная-Восточная, практически не содержащим серпентина. Он преобладает в ксенолитах перидотитов, а также в качестве включений в алмазах. В кимберлите указанной трубки, так же как и в серии гипабиссальных кимберлитов других регионов земного шара, выделяются два главных типа вкрапленников оливина в соответствии с размерами и морфологией: ксенокристаллы (макрокристаллы) округлой или неправильной формы - оливин I и идиоморфные вкрапленники - оливин II, размеры которых не превышают, как правило, 0.5 мм и очень редко достигают 1 мм. Объектом настоящего исследования явились несколько тысяч образцов оливина из вкрапленников, относимых как к оливину I, так и к оливину II с постепенными переходами между ними. Особое внимание уделялось поискам минеральных включений в оливине и поискам вкрапленников с четко выраженной зональностью. В центральных однородных по составу зонах серии вкрапленников выявлены включения ортопироксена, а также клинопироксена (хромдиопсида и хромомфацита) с широкими вариациями содержаний примесей Na 2O и Cr 2O 3, существенно превышающих ранее установленные и достигающих 6.00 мас. % Na 2O и 4.23 мас. % Cr 2O 3. Убедительным свидетельством высокобарической природы центральных зон вкрапленников оливина является выявление в шести образцах включений пиропа, содержащего от 1.41 до 9.14 мас. % Cr 2O 3 и от 4.64 до 6.61 мас. % СаО и характеризующегося высокой магнезиальностью с Mg# 75.6-83.7, что, несомненно, доказывает высокобарический лерцолитовый парагенезис вкрапленников. Составы центральных зон изученных вкрапленников оливина полностью совпадают по содержанию примесей Ni, Co, Ca, Cr и Mn с составами оливинов из алмазов и ксенолитов перидотитов. Однако значимые отличия наблюдаются в устойчивом повышенном содержании примеси Ti, составляющем 100-300 г/т для абсолютного большинства вкрапленников, включая и те, которые содержат включения пироксена и пиропа.

Сокол А.Г., Крук А.Н. Условия генерации кимберлитовых магм: обзор экспериментальных данных // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 1-2. С. 316-336.

Выполнен обзор экспериментальных данных, полученных при давлении 5.5-6.5 ГПа и характеризующих условия плавления и мультифазного насыщения систем, моделирующих реконструированные составы первичных кимберлитовых магм. Температуры ликвидуса таких систем существенно превышают максимальные температуры (~1400 °С), типичные для субкратонной литосферной мантии. При этом наблюдается значительное (на 150-200 °С) снижение температуры ликвидуса исследованных составов при уменьшении CO 2/(СO 2 + H 2O). Тугоплавкость систем свидетельствует в пользу вывода об участии дополнительного источника тепла в процессе образования кимберлитовых магм. Вблизи ликвидуса кимберлитоподобных составов границы стабильности отдельных фаз и мультифазного насыщения в целом зависят как от концентрации основных петрогенных компонентов, так и от X CO 2 в стартовом составе. Оливинсодержащая мультифазная ассоциация в основном стабильна вблизи ликвидуса при X CO 2 < 0.5 (здесь и далее - мольном отношении CO 2/(СO 2 + H 2O)). Для таких составов увеличение весового отношения MgO/CaO от 1.8 до > 4.0 приводит к смене равновесных с расплавом ассоциаций: Ol + Grt + + Cpx ® Ol + Grt + Opx + Cpx ® Ol + Grt + Opx. Сопоставление имеющихся экспериментальных данных и результатов реконструкций первичных магм свидетельствует о том, что их потенциальный протолит был существенно или полностью верлитизирован. Для значительной части составов первичных магм с X CO 2 < 0.5 протолитом может быть карбонатизированный гранатсодержащий лерцолит. Генерация части первичных магм с высоким содержанием кальция (MgO/CaO < 2) и X CO 2 < 0.5 возможна из карбонатизированного гранатсодержащего верлита. Метасоматические расплавы/флюиды за счет многостадийного преобразования и окисления (карбонатизации и флогопитизации) протолита, как минимум, на начальном этапе могли обеспечить условия для буферирования фугитивностей CO 2 и H 2O в образующемся кимберлитовом расплаве. На заключительных этапах основным источником воды для этих процессов могли быть номинально безводные минералы, содержащие в своей структуре ОН-дефекты.

Фомин Ю.М. Развитие Земли и кимберлитовый магматизм // Руды и металлы. 2013. № 1. С. 74-79.

Раскрывается роль нейтронного вещества как источника протонов и электронов; показан предполагаемый ход образования разнозаряженных ядер атомов и порядок их расположения вокруг нейтронного прототела, обусловивший закономерно зональное устройство планеты. Высказывается предположение, что остаток нейтронного прототела, вероятно, находящийся во «внутреннем» ядре Земли, является источником тепловой энергии, потоки которой в виде так называемых суперплюмов воздействуют на жесткую оболочку Земли, вызывая магматизм, в том числе и кимберлитовый, а также землетрясения.

Эсенкулова С.А., Костровицкий С.И., Яковлев Д.А., Суворова Л.Ф. Состав и генезис оливина из кимберлитов трубки «Обнаженная» // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2014. Т. 45. № 2. С. 42-51.

Проведено сравнение составов оливина макрокристов и зональных микрокристов из кимберлитов разного состава брекчиевой и массивной текстур, а также оливина мантийных ксенолитов трубки «Обнаженная» Куойкского поля (Якутская провинция). Показано, что часть оливина макрокристов и микрокристов с повышенным содержанием FeO кристаллизовалась из кимберлитового расплава. Максимальный объем такого оливина наблюдается в массивных разновидностях кимберлита.

Юричев А.Н.Мафит-ультрамафитовый магматизм Канской глыбы и его рудный потенциал, Северо-Запад Восточного Саяна // Руды и металлы. 2013. № 3. С. 11-20.

Рассмотрены различные формационные типы мафит-ультрамафитовых массивов Канской глыбы северо-западной части Восточного Саяна, которые объединены в четыре комплекса: кингашский, идарский, талажинский и кулибинский. Рассматривается их минерагеническая специализация и оценивается перспективность на промышленные концентрации Сu, Ni, ЭПГ, Au, Ag и Сr.

На главную              К списку выставок