Геохимия, 2021, T. 66, № 12, стр. 1106-1122

Базитовые расплавы калиевого и натриевого типа щелочности при формировании вулкана Вультуре, Италия: данные изучения расплавных включений в клинопироксене гаюиновых фоидитов

Л. И. Панина a*, А. Т. Исакова a**, Ф. Стоппа b****, М. А. Рябуха a***

a Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН
630090 Новосибирск, пр. Коптюга, 3, Россия

b D’Annunzio University of Chieti-Pescara, Dipartimento di scienze psicologiche, della salute e del territorio
66013 Chieti Scalo, via dei Vestini, 30, Italy

* E-mail: panina@igm.nsc.ru
** E-mail: atnikolaeva@igm.nsc.ru
**** E-mail: fstoppa@unich.it
*** E-mail: marya.ryabukha@mail.ru

Поступила в редакцию 04.09.2020
После доработки 25.01.2021
Принята к публикации 01.02.2021

Аннотация

В статье рассматриваются результаты изучения первичных расплавных включений в мегакристах и вкрапленниках клинопироксена гаюиновых фоидитов из лавового потока SVSl субсинтемы Vulture-San Michele вулкана Вультуре (Италия). Порода состоит из мегакристов и многочисленных однородных и зональных вкрапленников клинопироксена, редких зерен плагиоклаза, флогопита, гаюина, анальцима, лейцита, апатита, магнетита, стекла. Химический состав клинопироксена по N. Morimoto (1989) соответствует диопсиду. Законсервированные в клинопироксенах расплавные включения гомогенизируются в мегакристах при 1200–1190°C, во вкрапленниках – 1190–1170°C, имеют базитовый состав калиевого и натриевого типа щелочности. При сравнительно близких количествах глинозема и близкой магнезиальности Na-расплавы по сравнению с калиевыми содержат больше Mg, Ca, Fe, Ti, Mn, Cl и SO3 и меньше Ва, воды. Оба типа щелочных базитовых расплавов обогащены некогерентными элементами на 1–2 порядка выше мантийных значений, но Na-расплавы обогащены несколько больше, чем калиевые. Высокий уровень концентрации несовместимых компонентов и некоторая деплетированность расплавов HREE относительно LREE свидетельствуют о вовлечении в магмогенерацию неистощенной мантии. Законсервированные во включениях расплавы натриевого и калиевого типов щелочности имеют разные значения индикаторных отношений Ta/Nb, Th/Yb, La/Nb, Y/Nb, Zr/Nb, Ti/Zr, Ti/Y, которые свидетельствуют о разном составе их родительских магм, разных мантийных источниках и разных степенях их плавления. Сделан вывод, что изучаемые гаюиновые фоидиты образовались из смешивающихся базитовых расплавов натриевого и калиевого типа щелочности, имеющих разные родительские магмы и разные мантийные источники.

Ключевые слова: вулкан Вультуре, гаюиновые фоидиты, расплавные включения, калиевые и натриевые базитовые расплавы, магматические источники

Список литературы

  1. Базарова Т.Ю., Бакуменко И.Т., Костюк В.П., Панина Л.И., Соболев В.С., Чепуров А.И. (1975) Магматогенная кристаллизация по данным изучения включений расплава. Новосибирск: Наука, 232 с.

  2. Балашов Ю.А. (1976) Геохимия редкоземельных элементов. М.: Наука, 268 с.

  3. Добрецов Н.Л., Кочкин Ю.Н., Кривенко А.П., Кутолин В.А. (1971) Породообразующие пироксены. М.: Наука, 450 с.

  4. Исакова А.Т., Панина Л.И., Стоппа Ф. (2019) Условия образования лейцитсодержащих магм комплекса Больсена (Вульсини, Италия): по результатам изучения расплавных включений в минералах. Геология и геофизика. 60(2), 143-158.

  5. Леснов Ф.П. (2007) Редкоземельные элементы в ультрамафитовых и мафитовых породах и их минералах. Книга 1 Главные типы пород. Породообразующие минералы. Новосибирск: Издательство Гео, 403 с.

  6. Носова А.А. Сазонова Л.В., Наркисова В.В., Симакин С.Г. (2002) Элементы-примесы в клинопироксенах из палеозойских вулканитов Тагильской островной дуги Среднего Урала. Геохимия. (3), 254-268.

  7. Nosova A.A., Sazonova L.V., Narkisova V.V., Simakin S.G. (2002) Minor elements in clinopyroxene from Paleozoic volcanics of the Tagil Island Arc in the Central Urals. Geochem. Int. 40(3), 219-232.

  8. Реддер Э. (1984) Флюидные включения в минералах. М.: Мир, 157 с.

  9. Скляров Е.В., Гладкогуб Д.П., Донская Т.В., Иванов А.В., Летникова Е.Ф., Миронов А.Г., Бараш И.Г., Буланов В.А., Сизых А.И. (2001) Интерпретация геохимических данных. М.: Интермет Инжиниринг, 288 с.

  10. Соболев А.В. (1996) Включения расплавов в минералах как источник принципиальной петрологической информации. Петрология. 4(3), 228-239.

  11. Соболев А.В., Мигдисов В.А., Портнягин М.В. (1996) Распределение несовместимых элементов между клинопироксеном и базальтовым расплавом по данным исследования расплавных включений в минералах массива Троодос, о-в Кипр. Петрология. 4(3), 326-336.

  12. Фор Г. Основы изотопной геологии. М.: Мир, 1989, 520 с.

  13. Bell K. (1998) Radiogenic isotope constraints on relationships between carbonatites and associated rocks: a brief review. J. Petrol. 39, 1987-1996.

  14. Bell K., Castorina F., Rosatelli G., Stoppa F. (2006) Plume activity, magmatism, and the geodynamic evolution of the Central Mediterranean. Ann. Geophys. 49(1), 357-369.

  15. Becculava L., Coltorti M., Di Girolamo P., Melluso L., Milani L., Morra V., Siena F. (2002) Petrogenesis and evolution of Mt. Vulture alkaline volcanism (Southern Italy). Mineral. Petrol. 74, 277-297.

  16. Caggianelli A., De Fino M., La Volpe L., Piccarretta G. (1990) Mineral chemistry of Monte Vulture volcanics: petrological inferences. Mineral. Petrol. 41, 215-227.

  17. Castorina F., Stoppa F., Cundari A., Barbieri M. (2000) An enriched mantle source for Italy’s melilitite – carbonatite association as inferred by its Nd–Sr isotope signature. Mineral. Mag. 64, 625-640.

  18. Cavarretta G., Lombardi G. (1990) Origin of sulphur in the Quaternary perpotassic melts from Italy: evidence from hauyne sulphur isotope data. Chem. Geol. 82, 15-20.

  19. Cullers R.L., Craf J.L. (1984) Rare earth elements in igneous rocks of the continental crust: predominantly basic and ultrabasic rocks. Kimberlites, part 7.2. Rare earth elements geochemistry. Elsevier. 2, 239-243.

  20. De Astis G., Kempton P.D., Peccerillo A., Wu T.W. (2006) Trace element and isotopic variations from Mt. Vulture to Campanian volcanoes: constraints for slab detachment and mantle inflow beneath southern Italy. Contrib. Mineral. Petrol. 151, 331-351.

  21. De Fino M., La Volpe L., Peccerilo A., Piccarreta G., Poli G. (1986) Petrogenesis of Monte Vulture volcano (Italy): inferences from mineral chemistry, major and trace element data. Contrib. Mineral. Petrol. 92, 135-145.

  22. Giannandrea P., La Volpe L., Principe C., Schiattarella M. (2004) Carta geologica del Monte Vulture alla scala 1 : 25.000. Litografia Artistica Cartografica, Firenze.

  23. Giannandrea P., La Volpe L., Principe C., Schiattarella M. (2006) Unità stratigrafiche a limiti inconformi e storia evolutiva del vulcano medio-pleistocenico di Monte Vulture (Appennino meridionale, Italia). Bollettino Societa Geologica Italiana. 125, 67-92.

  24. Green T.H. (1994) Experimental studies of trace-element partitioning applicable to igneous petrogenesis – Sedona 16 years later. Chem. Geol. 117, 1-36.

  25. Johnson K.T.M. (1998) Experimental determination of partition coefficients for rare earth and high-field-strength elements between clinopyroxene, garnet, and basaltic melt at high pressures. Contrib. Mineral. Petrol. 133, 60-68.

  26. Lavecchia G., Creati N. (2002) The Intramountaine ultra-alkaline Province (IVP) of Italy: a brief review with consideration on the thickness of the underlying lithosphere. Bollettino della Societa Geologica Italiana. 1, 87-98.

  27. Lima A. (2000) Experimental study on silicate-melt inclusions in clinopyroxene phenocrysts from Roccamonfina lavas (Italy). Mineral. Petrol. 70, 199-220.

  28. Marini L., Paiotti A., Principe C., Ferrara G., Cioni R. (1994) Isotopic ratio and concentration of sulfur in the undersaturated alkaline magmas of Vulture volcano (Italy). Bull. Volcanol. 56, 487-492.

  29. McDonough W.F., Sun S.S. (1995) The composition of the Earth. Chem. Geol. 120, 223-253.

  30. McKey G.A. (1989) Partitioning of rare elements between major silicate minerals and basaltic melts. Geochemistry and Mineralogy of Rare Earth Elements. 21, 45-78.

  31. Melluso L., Morra V., Di Girolamo P. (1996) The Mt. Vulture volcanic complex (Italy): evidence for distinct parental magmas and for residual melts with melilite. Miner. Petrol. 56, 225-250.

  32. Melluso L., Morra V. (2011) Coexisting Ba-feldspar and melilite in a melafoidite lava at Mt. Vulture, Italy: role of volatiles and alkaline earths in bridging a petrological incompatibility. Can. Mineral. 49, 983-1000.

  33. Morimoto N. (1989) Nomenclature of pyroxenes. Can. Mineral. 27, 143-156.

  34. Panina L.I., Stoppa F. (2009) Silicate-carbonate-salt liquid immiscibility and origin of the sodalite-haüyne rocks: study of melt inclusions in olivine foidite from Vulture Volcano, S.Italy. Cent. Eur. J. Geosci. 1(4), 377-392.

  35. Peccerillo A. (1998) Relationships between ultrapotassic and carbonate-rich volcanic rocks in central Italy: petrogenetic and geodynamic implications. Lithos. 43, 267-279.

  36. Peccerillo A. (2005) Plio-Quaternary volcanism in Italy. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

  37. Principe C. La geologia del Monte Vulture. Book Consiglio Nazionale della Ricerche (CNR). 2006. 217 p.

  38. Putirka K., Johnson M., Kinzler R., Longhi J., Walker D. (1996) Thermobarometry of mafic igneous rocks based on clinopyroxene-liquid equilibria, 0–30 kbar. Contrib. Mineral. Petrol. 123, 92-108.

  39. Rosatelli G., Stoppa F., Jones P. (2000) Intrusive calcite-carbonatite occurrence from Mt. Vulture volcano, southern Italy. Mineral. Mag. 64(4), 155-164.

  40. Rosatelli G., Wall F., Stoppa F. (2007) Calcio-carbonatite melts and metasomatism in the mantle beneath Mt. Vulture (Southern Italy). Lithos. 99, 229-248.

  41. Salters V.J.M., Longhi J. (1999) Trace elements partitioning during the initial stages of melting beneath mid-ocean ridges. Earth Planet. Sci. Lett. 166, 15-30.

  42. Solovova I.P., Girnis A.V., Kogarko L.N., Kononkova N.N., Stoppa F., Rosatelli G. (2005) Compositions of magmas and carbonate-silicate liquid immiscibility in the Vulture alkaline igneous complex, Italy. Lithos. 85, 113-128.

  43. Stoppa F., Principe C. (1998) Eruption style and petrology of a new carbonatitic suite from the Mt. Vulture, Southern Italy: the Monticchio lake formation. J. Volcanol. Geoth. Res. 80, 137-153.

Дополнительные материалы отсутствуют.