Инд. авторы:	Барков А.Ю., Шарков Е.В., Никифоров А.А., Королюк В.Н., Сильянов С.А., Лобастов Б.М.
Заглавие:	Вариации составов апатита и минералов редких земель в связи с трендами кристаллизации в расслоенном массиве мончеплутон (кольский полуостров)
Библ. ссылка:	Барков А.Ю., Шарков Е.В., Никифоров А.А., Королюк В.Н., Сильянов С.А., Лобастов Б.М. Вариации составов апатита и минералов редких земель в связи с трендами кристаллизации в расслоенном массиве мончеплутон (кольский полуостров) // Геология и геофизика. - 2021. - Т.62. - № 4. - С.528-548. - ISSN 0016-7886.
Идентиф-ры:	DOI: 10.15372/GiG2020173; РИНЦ: 45607529;
Реферат:	rus: Изучены вариации составов апатита (Ap) и редких земель (РЗЭ) в сопоставлении с геохимическими трендами и вариациями породообразующих минералов в массиве Мончеплутон. Установленные вариации Ap отличаются по своему характеру от трендов других расслоенных интрузий. Во всех подразделениях и блоках массива вариации составов Ap принципиально подобны. Не наблюдается корреляции составов (содержаний Cl) со степенью магнезиальности апатитсодержащих пород и сосуществующих с Ap раннемагматических силикатов. Значительно развит хлорапатит (>6 мас. % Cl). На диаграмме F-Cl-OH отмечаются широкие поля твердых растворов, представленные комбинациями компонентов хлорапатита, гидроксилапатита и фторапатита. На оси Cl-F точки составов полностью отсутствуют, что объясняется фактором кристаллохимической природы. Составы Ap в краевой серии (массив Нюд) обеднены Cl, соответствуя гидроксилапатиту с повышенным содержанием фторапатитового компонента. Выделяются две области: ≤ 3 мас. % Cl и > 6 мас. % Cl, в которые преимущественно ложатся точки составов Ap из всех подразделений массива Мончеплутон. Предполагается существование двух основных генераций Ap. Начало кристаллизации ранней генерации увязывается с накоплением значимых уровней P, F, Cl и др. несовместимых компонентов на раннем этапе кристаллизации H2O-содержащего интеркумулусного расплава. Вероятна его последующая дегазация с отделением F от Cl (F остается в расплаве; Cl распределяется во флюидную водосодержащую фазу). На первом этапе кристаллизуются комбинации фаз гидроксилапатита и фторапатита с низким содержанием Cl. На позднем этапе из высокохлористого флюида формируется хлорапатит. В процессе автометасоматического преобразования и реакции Cl-содержащего флюида с плагиоклазом и пироксеном в массиве Поаз кристаллизовались зерна феррохлоропаргасита (4.1 мас. % Cl). Максимальные содержания Sr (до 4.1 мас. % SrO) свойственны Ap из высокомагнезиальных кумулатов Дунитового блока и массивов гор Кумужья, Ниттис, Травяная. Эта особенность связана с накоплением Sr в интеркумулусном расплаве, где Ap явился единственно возможным минеральным носителем Sr в связи с отсутствием или весьма малым развитием интеркумулусного плагиоклаза. Редкоземельные элементы совместно с Sr и P аккумулировались на поздних стадиях кристаллизации интеркумулусного расплава, из микрообъемов которого формировались монацит-(Ce), РЗЭ-содержащий апатит и алланит-(Ce). В массиве Сопча в сосуществовании с Ap формировался ловерингит. Впервые для расслоенной интрузии на диаграмме Ce-La-Nd выявлен единый и довольно протяженный тренд составов РЗЭ-содержащих фосфатов (монацит и РЗЭ-содержащий Ap) с преобладающим замещением La ↔ Nd при относительно постоянном уровне Ce. eng: We have investigated the compositional variations of apatite (Ap) and rare-earth element (REE) minerals in the Monchepluton layered complex on the Kola Peninsula. On the basis of large sets of pertinent analytical data, we have estimated geochemical trends involving major, minor, and trace elements and studied their relation with the compositions of rock-forming silicate and oxide minerals. The variations observed in Ap differ considerably from trends reported for other layered intrusions. The composition fields of Ap are not consistent with the variations in the chemical composition of the bulk rocks and their constituent minerals, as determined along the representative cross sections of the entire complex. The compositional variations of Ap are fairly similar in all units of the complex. Chlorapatite (>6 wt.% Cl) is invariably abundant. There is no relationship between the Cl content of Ap and the degree of magnesium enrichment of the coexisting early magmatic silicates. In the F-Cl-OH diagram, broad fields of ternary solid solution are observed. There are no compositions along the Cl-F axis. The compositions of Ap are notably poor in Cl in the marginal series (the Nyud massif) and correspond to hydroxylapatite with a high content of fluorapatite component. Two composition fields of Ap are recognized in the Monchepluton complex: ≤3 wt.% and >6 wt.% Cl; there are, however, extensive overlaps. Two generations of apatite are thus implied. The first nucleated at the early stage of crystallization of H2O-bearing intercumulus melt as a result of substantial increase in the contents of P, F, Cl, and other incompatible components. The following stage of degassing of the crystallizing melt caused a decoupling of Cl and F. Fluorine remained mostly in the melt; in contrast, Cl was partitioned efficiently into an H2O-bearing fluid phase. At the early stage, the apatite incorporated combinations of hydroxylapatite and fluorapatite, with a low content of Cl. At the late stage, chlorapatite crystallized from a Cl-rich fluid, and ferrochloropargasite (4.1 wt.% Cl) formed in the Poaz massif as a result of autometasomatic alteration via reactions of this fluid with plagioclase and pyroxene. The apatite has high Sr contents (up to 4.1 wt.% SrO) in the highly magnesian cumulates of the Dunite block and the massifs of mounts Kumuzh’ya, Nittis, and Travyanaya. This enrichment illustrates the accumulation of Sr in the intercumulus melt, in which Ap was the only Sr-bearing phase in the absence or scarcity of intercumulus plagioclase. The REE contents also increased in the intercumulus melt and led to the formation of monazite-(Ce), REE-bearing Ap, and allanite-(Ce) in the remaining microvolumes of melt. Loveringite and Ap crystallized as coexisting phases in Mt. Sopcha. For the first time in a layered intrusion, an extensive range of compositions is documented in the Ce-La-Nd diagram for the REE-bearing phosphates (monazite and REE-rich apatite), which display a predominant La ↔ Nd substitution at the constant contents of Ce.
Ключевые слова:	кольский полуостров; мафит-ультрамафитовые комплексы; расслоенные интрузии; массив Мончеплутон (Мончегорский); минералого-геохимические тренды кристаллизации; поведение летучих компонентов; минералы редких земель; Вариации составов апатита; Fennoscandian shield; Kola Peninsula; mafic-ultramafic complexes; layered intrusions; Monchepluton layered complex; mineralogical and geochemical crystallization trends; behavior of volatiles; REE minerals; Compositional variations of apatite; Фенноскандинавский щит;
Издано:	2021
Физ. хар-ка:	с.528-548
Цитирование:	1. Барков А.Ю., Никифоров А.А. Новый критерий поиска зон платинометалльной минерализации типа "Кивакка Риф" // Вестн. ВГУ, Геология, 2015, № 4, с. 75-83. 2. Барков А.Ю., Савченко Е.Э., Меньшиков Ю.П. Хлорапатит как показатель флюидной мобилизации платиновых элементов в интрузии Луккулайсваара, Северная Карелия // ДАН, 1993, т. 328, № 1, с. 84-89. 3. Гроховская Т.Л., Бакаев Г.Ф., Шолохнев В.В., Лапина М.И., Муравицкая Г.Н., Войтехович В.С. Рудная платинометалльная минерализация в расслоенном Мончегорском магматическом комплексе (Кольский полуостров, Россия) // Геология рудных месторождений, 2003, т. 45, № 4, с. 239-352. 4. Козлов Е.К. Естественные ряды пород никеленосных интрузий и их металлогения. Л., Наука, 1973, 288 с. 5. Королюк В.Н., Усова Л.В., Нигматулина Е.Н. О точности определения состава основных породообразующих силикатов и оксидов на микроанализаторе JXA-8100 // Журнал аналитической химии, 2009, т. 64, № 10, с. 1070-1074. 6. Лаврентьев Ю.Г., Королюк В.Н., Усова Л.В., Нигматулина Е.Н. Рентгеноспектральный микроанализ породообразующих минералов на микроанализаторе JXA-8100 // Геология и геофизика, 2015, т. 56 (10), с. 1813-1824. 7. Печерский Д.М., Бураков К.С., Захаров В.С., Начасова И.Е. Детальная запись геомагнитного поля во время остывания Мончегорского интрузива // Физика Земли, 2004, № 8, c. 14-24. 8. Ферштатер Г.Б. Петрология главных интрузивных ассоциаций. М., Наука, 1987, 263 с. 9. Холоднов В.В., Бушляков И.Н. Галогены в эндогенном рудообразовании. Екатеринбург, ИГГ УрО РАН, 2002, 392 с. 10. Чащин В.В., Галкин А.С., Озерянский В.В., Дедюхин А.Н. Сопчеозерское месторождение хромитов и его платиноносность, Мончегорский плутон (Кольский полуостров, Россия) // Геология рудных месторождений, 1999, т. 41, № 6, с. 507-515. 11. Шарков Е.В. Формирование расслоенных интрузивов и связанного с ними оруденения / Ред. О.А. Богатиков. М., Научный мир, 2006, 367 с. 12. Шарков Е.В., Чистяков А.В. Геолого-петрологические аспекты ЭПГ-Cu-Ni-оруденения в раннепалеопротерозойском Мончегорском расслоенном мафит-ультрамафитовом комплексе (Кольский полуостров) // Геология рудных месторождений, 2014, т. 56, № 3, с. 171-194. 13. Barkov A.Y., Nikiforov A.A. Compositional variations of apatite, fractionation trends, and a PGE-bearing zone in the Kivakka layered intrusion, northern Karelia, Russia // Can. Mineral., 2016, v. 54, p. 475-490. 14. Barkov A.Y., Pakhomovskii Y.A., Trofimov N.N., Lavrov M.M. Loveringite: a first occurrence in Russia, from the Burakovsky layered intrusion, Karelia // Neues Jahrb. Mineral. Abh., 1994, v. 3, p. 101-111. 15. Barkov A.Y., Savchenko Y.E., Menshikov Y.P., Barkova L.P. Loveringite from the Last-Yavr mafic-ultramafic intrusion, Kola Peninsula; a second occurrence in Russia // Nor. Geol. Tidsskr., 1996, v. 76, p. 115-120. 16. Barkov A.Y., Martin R.F., Tarkian M., Poirier G., Thibault Y. Pd-Ag tellurides from a Cl-rich environment in the Lukkulaisvaara layered intrusion, northern Russian Karelia // Can. Mineral., 2001a, v. 39, № 2, p. 639-653. 17. Barkov A.Y., Martin R.F., Kaukonen R.J., Alapieti T.T. The occurrence of Pb-Cl-(OH) and Pt-Sn-S compounds in the Merensky Reef, Bushveld layered complex, South Africa // Can. Mineral., 2001b, v. 39, № 5, p. 1397-1403. 18. Barkov A.Y., Nikiforov A.A., Martin R.F. A novel mechanism of spheroidal weathering: a case study from the Monchepluton layered complex, Kola Peninsula, Russia // Bull. Geol. Soc. Finl., 2015, v. 87, p. 79-85. 19. Barkov A.Y., Nikiforov A.A., Halkoaho T.A.A., Konnunaho J.P. The origin of spheroidal patterns of weathering in the Pados-Tundra mafic-ultramafic complex, Kola Peninsula, Russia // Bull. Geol. Soc. Finl., 2016, v. 88, № 2, p. 105-113. 20. Barkov A.Y, Nikiforov A.A., Tolstykh N.D., Shvedov G.I., Korolyuk V.N. Compounds of Ru-Se-S, alloys of Os-Ir, framboidal Ru nanophases, and laurite-clinochlore intergrowths in the Pados-Tundra complex, Kola Peninsula, Russia // Eur. J. Mineral., 2017, v. 29, № 4, p. 613-621. 21. Bauer M., Klee W.E. The monoclinic-hexagonal phase transition in chlorapatite // Eur. J. Mineral., 1993, v. 5, p. 307-316. 22. Bayanova T., Ludden J., Mitrofanov F. Timing and duration of Palaeoproterozoic events producing ore-bearing layered intrusions of the Baltic Shield: metallogenic, petrological and geodynamic implications // Geol. Soc. Spec. Publ., 2009, v. 323, p. 165-198. 23. Boudreau A.E., McCallum I.S. Investigations of the Stillwater complex: Part V. Apatites as indicators of evolving fluid composition // Contrib. Mineral. Petrol., 1989, v. 102, p. 138-153. 24. Boudreau A.E., McCallum I.S. Low-temperature alteration of REE-rich chlorapatite from the Stillwater complex, Montana // Am. Mineral., 1990, v. 75, p. 687-693. 25. Boudreau A.E., Mathez E.A., McCallum I.S. Halogen geochemistry of the Stillwater and Bushveld complexes: evidence for transport of the platinum-group elements by Cl-rich fluids // J. Petrol., 1986, v. 27, p. 967-986. 26. Calderín L., Stott M.J., Rubio A. Electronic and crystallographic structure of apatites // Phys. Rev. B, 2003, v. 67, № 13, 134106. 27. Candela P.A. Toward a thermodynamic model for the halogens in magmatic systems: An application to melt-vapor-apatite equilibria // Chem. Geol., 1986, v. 57, p. 289-301. 28. Cawthorn R.G. Formation of chlor- and fluor-apatite in layered intrusions // Mineral. Mag., 1994, v. 58, p. 299-306. 29. Cawthorn R.G. Rare earth element abundances in apatite in the Bushveld Complex - A consequence of the trapped liquid shift effect // Geology, 2013, v. 41, p. 603-606. 30. Chakhmouradian A.R., Reguir E.P., Mitchell R.H. Strontium-apatite: new occurrences, and the extent of Sr-for-Ca substitution in apatite-group minerals // Can. Mineral., 2002, v. 40 (1), p. 121-136. 31. Drinkwater J.L., Czamanske G.K., Ford A.B. Apatite of the Dufek Intrusion; distribution, paragenesis, and chemistry // Can. Mineral., 1990, v. 28, p. 835-854. 32. Duesterhoeft E., Raase P., Gremler P. A new occurrence of extremely rare ferro-chloro-pargasite in Tudor, Ontario // Int. J. Earth Sci., 2017, v. 106, № 8, p. 2815-2816. 33. Enkhbayar D., Seo J., Choi S.-G., Lee Y.J., Batmunkh E. Mineral chemistry of REE-rich apatite and sulfur-rich monazite from the Mushgai Khudag, alkaline volcanic-plutonic complex, south Mongolia // Int. J. Geosci., 2016, v. 7, p. 20-31. 34. Huntington H.D. Kiglapait mineralogy I: Apatite, biotite, and volatiles // J. Petrol., 1979, v. 20, p. 625-652. 35. Meurer W.P., Hellström F.A., Claeson D.T. The relationship between chlorapatite and PGE-rich cumulates in layered intrusions: the Kläppsjö gabbro, north-central Sweden, as a case study // Can. Mineral., 2004, v. 42, p. 279-289. 36. Mutanen T., Törnroos R., Johanson B. The significance of cumulus chlorapatite and high-temperature dashkesanite to the genesis of PGE mineralization in the Koitelainen and Keivitsa-Satovaara complexes, northern Finland // Geo-Platinum 87. Dordrecht, Springer, 1988, p. 159-160. 37. Nash W.P. Fluorite, chlorine, and OH-bearing minerals in the Skaergaard intrusion // Am. J. Sci., 1976, v. 276, p. 546-557. 38. Pekov I.V., Britvin S.N., Zubkova N.V., Pushcharovsky D.Yu., Pasero M., Merlino S. Stronadelphite, Sr5(PO4)3F, a new apatite-group mineral // Eur. J. Mineral., 2010, v. 22, № 6, p. 869-874. 39. Sharkov E.V., Chistyakov A.V. The Early Paleoproterozoic Monchegorsk layered mafite-ultramafite massif in the Kola Peninsula: Geology, petrology, and ore potential // Petrol., 2012, v. 20, № 7, p. 607-639. 40. Tacker R.C., Stormer J.C. A thermodynamic model for apatite solid solutions applicable to high-temperature geologic problems // Am. Mineral., 1989, v. 74, p. 877-888. 41. Warner S., Martin R.F., Abdel-Rahman A.-F.M., Doig R. Apatite as a monitor of fractionation, degassing, and metamorphism in the Sudbury igneous complex, Ontario // Can. Mineral., 1998, v. 36, p. 981-999.