Accessory chrome spinels of serpentinites of tectonic melange of the Dakhov uplift (Greater Caucasus)

Abstract

<jats:p>Особенности морфологии и состава хромшпинелидов имеют важное значение для решения ряда геологических задач: от реконструкции состава субстрата родоначальных расплавов и физико-химических условий их эволюции, установления приуроченности магматических комплексов к геодинамическим обстановкам до оценки минерагенического потенциала ультрабазитовых массивов.Цель работы– изучение акцессорных хромшпинелидов из серпентинитов тектонического меланжа на северном флангеДаховского кристаллического выступа, входящего в состав тектоническойзоны Передового хребта Большого Кавказа, выделение сохранивших исходный состав хромшпинелидов и установление условий их образования. Методы исследования: электронно-зондовый микроанализ и электронная микроскопия, статистический анализ результатов измерений. Результаты работы.Выделеныхромшпинелиды с вторичными изменениями и сохранившие исходный состав. В ходе сопровождавшей обдукциюсерпентинизацииультрабазитов (с образованием лизардит-хризотиловой ассоциации) хромшпинелиды частично трансформировались из субферрихромитов в хромиты, что сопровождалось перераспределением алюминия и магния (и обогащением внутренних зон хромом) в значительной части зерен и это в целом типично для условий низкотемпературного метаморфизма. Эти изменения выражены в образовании внешних обогащенных алюминием зон (Al2O3 более 10 вес.%) и его выносом из внутренних частей (где содержание Al2O3 неравномерное – от вариаций в пределах зерна в диапазоне 4.5-9 вес.% до менее 2% вес.%в сильно измененных разностях). Анализ корреляционныхсвязей между элементами и переход в Cr-обогащенную шпинельуказывают на преобладание двухвалентной формы железа во флюидах, что типично для восстановительных условий и высокого соотношения флюид/порода. Последующие изменения проявлены в образовании магнетитовых оторочек в окислительных условиях при интенсивной фильтрации в серпентинитах высокотемпературных гидротермальных растворов. Этот завершающий этап трансформации хромшпинелидов следует связывать с концом этапа герцинской коллизии, когда фрагменты апогипербазитовых тел, оторванные от офиолитового меланжа, были причленены к краю Даховского блока кристаллиникума, интенсивно дислоцированы и прорваны малыми интрузиями завершающей фазы гранитоидного магматизма. Интенсивное дробление и циркуляция растворов проявлены в формировании нескольких генераций магнетита, образующих тонкие пересекающиеся прожилки в серпентинитах. Первичный состав хромшпинелидов(соответствующий субферрохромитам с Cr# 0.80-0.81) указывает на их близость к типу офиолитовсупра- или надсубдукционных зон (SSZ), в частности к гарцбургитовымофиолитам фронтальных частей островных дуг, ультрабазиты которых образуются в условиях плавления деплитированойгарцбургитовой мантии</jats:p> <jats:p>Features of the morphology and composition of chrome spinels are important for solving a number of geological problems: from reconstructing the composition of the substrate of the initial melts and the physicochemical conditions of their evolution, establishing the confinement of magmatic complexes to geodynamic settings, and assessing the mineralogenic potential of ultrabasite massifs. Aim.Studying of accessory chrome spinels from serpentinites of tectonic melange on the northern flank of the Dakhovsky crystalline protrusion, which is part of the tectonic zone of the Front range of the Greater Caucasus, identify the chromium spinels that retained their original composition and determination the conditions of their formation.Methods.Electron probe microanalysis and electron microscopy, statistical analysis of measurement results.Results.Groups of grains with secondary changes and groups that retained the original composition have been distinguished. During the serpentinization of ultrabasites accompanying the obduction (with the formation of lysardite-chrysotile association), chrome spinels partially transformed from subferrichromites to chromites, it was accompanied by a redistribution of aluminum and magnesium (and enrichment of the inner zones with chromium) in a significant part of the grains and it is generally typical for conditions of low-temperature metamorphism. These changes are typical in the formation of external zones enriched with aluminum (Al2O3 more than 9 wt.%) and its removal from the internal parts (where the Al2O3content is uneven - from variations within the grain in the range of 4.5-9 wt.% to less than 2% wt.% In greatly modified differences). The transition to Cr-enriched spinel and an analysis of the correlation between the elements indicate the predominance of the divalent form of iron in the fluids, which is typical for reducing conditions and a high fluid / rock ratio. Subsequent changes can be seen in the formation of magnetite rims under oxidizing conditions during intensive filtration of high-temperature hydrothermal solutions in serpentinites. This final stage of the transformation of chrome spinels should be associated with the end of the Hercynian collision stage, when fragments of apogiperbasite bodies torn from the ophiolitemelange were attached to the edge of the Dakhov block of the crystallinum, intensively deployed and broken through by small intrusions of the final phase of granitoidmagmatism. Intensive crushing and circulation of solutions can be seen in the formation of several generations of magnetite, forming thin intersecting streaks in serpentinite. The primary composition of chrome spinels (corresponding to subferrochromites, Cr# 0.80-0.81) indicates their proximity to the type of ophiolites of supra- or suprasubduction zones (SSZ), in particular, to harzburgiteophiolites of the frontal parts of island arcs, ultrabasites of which are formed under conditions of melting of the deplicatedharzburgite mantle</jats:p>