Изотопная аномалия серы в магматической сульфидной минерализации Мончегорского плутона как свидетельство процессов субдукции в архее

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В статье представлена интерпретация данных по изучению состава стабильных изотопов серы-34 и -33 в сульфидных минералах раннепалеопротерозойского (~2,5 млрд лет) Мончегорского плутона, расположенного в центральной части Кольского полуострова, Россия. Имеющиеся данные показывают, что сера сульфидов имеет как мантийный, так и атмосферный источник серы с изотопной аномалией. Мы полагаем, что атмосферная сера (продукт фотохимических реакций в бескислородной атмосфере архея) была перемещена из атмосферы в глубокие слои мантии в процессах субдукции океанической коры вместе с осадками и последующим их переплавлением. Гомогенный изотопный состав серы-34 и -33 для сульфидной минерализации Мончегорского плутона указывает на достаточно интенсивное перемешивание серы различных источников. Таким образом, заархивированная в магматических сульфидах Мончегорского плутона изотопная аномалия серы предоставляет возможность отследить глобальный круговорот земного вещества в древней истории Земли.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Татьяна Алексеевна Веливецкая

Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: velivetskaya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2833-1026

кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник

Россия, Владивосток

Александр Васильевич Игнатьев

Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

Email: ignatiev@fegi.ru
ORCID iD: 0000-0002-4452-5496

кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник

Россия, Владивосток

Сергей Викторович Высоцкий

Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

Email: vysotskiy@fegi.ru
ORCID iD: 0000-0002-5194-5616

доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник

Россия, Владивосток

Виктория Васильевна Яковенко

Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

Email: yakovenko_v.v@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3834-3626

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник

Россия, Владивосток

Список литературы

  1. Seal R. R. Sulfur isotope geochemistry of sulfide minerals // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2006. Vol. 61. P. 633–677. doi: 10.2138/rmg.2006.61.12.
  2. Johnston D. T. Multiple sulfur isotopes and the evolution of Earth’s surface sulfur cycle // Earth-Science Reviews. 2011. Vol. 106. P. 161–183. doi: 10.1016/j.earscirev.2011.02.003.
  3. Montinaro A., Strauss H., Mason P. R.D., Roerdink D., Münker C., Schwarz-Schampera U., Arndt N. T., Farquhar J., Beukes N. J., Gutzmer J., Peters M. Paleoarchean sulfur cycling: Multiple sulfur isotope constraints from the Barberton Greenstone Belt, South Africa // Precambrian Research. 2015. Vol. 267. P. 311–322. doi: 10.1016/j.precamres.2015.06.008.
  4. Farquhar J., Wing B. A., McKeegan K.D., Harris J. W., Cartigny P., Thiemens M. H. Mass-independent sulfur of inclusions in diamond and sulfur recycling on early Earth // Science. 2002. Vol. 298. P. 2369–2372. doi: 10.1126/science.1078617.
  5. Bekker A., Grokhovskaya T. L., Hiebert R., Sharkov E. V., Bui T. H., Stadnek K. R., Chashchin V. V., Wing B. A. Multiple sulfur isotope and mineralogical constraints on the genesis of Ni-Cu-PGE magmatic sulfide mineralization of the Monchegorsk Igneous Complex, Kola Peninsula, Russia // Mineralium Deposita. 2016. Vol. 51. Р. 1035–1053. doi: 10.1007/s00126-015-0604-1.
  6. Ono S. Photochemistry of sulfur dioxide and the origin of mass-independent isotope fractionation in earth’s atmosphere // Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 2017. Vol. 45. P. 301–329. doi: 10.1146/annurev-earth-060115-012324.
  7. Веливецкая Т. А., Игнатьев А. В., Яковенко В. В. Масс-независимое фракционирование изотопов серы в фотохимических процессах SO2 под воздействием УФ излучения различных длин волн // Геохимия. 2020. Т. 65, № 11. С. 1080–1091. doi: 10.31857/S0016752520110102.
  8. Высоцкий С. В., Веливецкая Т. А., Игнатьев А. В., Асеева А. В., Яковенко В. В. Влияние архейской атмосферы на формирование вулканогенно-осадочных сульфидных руд (по данным мультиизотопного состава серы) // Вестник ДВО РАН. 2023. № 4 (230). С. 70–81. doi: 10.37102/0869-7698_2023_230_04_5.
  9. Шарков Е. В., Чистяков А. В. Геолого-петрологические аспекты ЭПГ-Cu-Ni-оруденения в раннепалеопротерозойском Мончегорском расслоенном мафит-ультра-мафитовом комплексе (Кольский полуостров) // Геология рудных месторождений. 2014. Т. 56. С. 171–194. doi: 10.7868/S0016777014030046.
  10. Гроховская Т. Л., Иванченко В. Н., Каримова О. В. Грибоедова И. Г., Самошникова Л. А. Геологическое строение, минералогия и генезис ЭПГ минерализации массива Южная Сопча, Мончегорский комплекс, Россия // Геология рудных месторождений. 2012. Т. 54, № 5. С. 416–440. doi: 10.1134/S1075701512050029.
  11. Чащин В. В., Баянова Т. Б., Митрофанов Ф. П., Серов П. А. Малосульфидные платинометальные руды палеопротерозойского Мончегорского плутона и его южного обрамления (Кольский полуостров, Россия): геологическая характеристика и изотопно-геохронологические свидетельства полихронности рудно-магматических систем // Геология рудных месторождений. 2016. Т. 58, № 1. С. 41–63. doi: 10.7868/S0016777016010020.
  12. Высоцкий С. В., Орсоев Д. А., Игнатьев А. В., Веливецкая Т. А., Асеева А. В. Источник серы для Ni-Cu сульфидной минерализации Мончегорского интрузивного комплекса (Кольский полуостров, Россия) по мультиизотопным данным // Ультрамафит-мафитовые комплексы: геология, строение, рудный потенциал: материалы V Международной конференции. Улан-Удэ: Изд-во Бурятского государственного университета, 2017. С. 83–86.
  13. Гриненко Л. Н., Гриненко В. А., Ляхницкая И. В. Изотопный состав серы сульфидов медно-никелевых месторождений Кольского полуострова // Геология рудных месторождений. 1967. Т. 9, № 4. С. 3–17.
  14. Labidi J., Cartigny P., Hamelin C., Moreira M., Dosso L. Sulfur isotope budget (32S, 33S, 34S and 36S) in Pacific–Antarctic ridge basalts: A record of mantle source heterogeneity and hydrothermal sulfide assimilation // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2014. Vol. 133. Р. 47–67. https://doi.org/10.1016/j.gca.2014.02.023
  15. Sobolev A. V., Asafov E. V., Gurenko A. A. et al. Deep hydrous mantle reservoir provides evidence for crustal recycling before 3.3 billion years ago // Nature. 2019. Vol. 571. P. 555–559. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1399-5

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Геологическая карта Мончегорского плутона с указанием местонахождения образцов, использованных в данном исследовании. 1 – габбро-нориты Мончетундровского массива; 2 – вулканогенно-осадочные комплексы; 3–9 – образования Мончегорского плутона: 3 – краевая быстроохлажденная зона, 4 – норитовая зона, 5 – пироксенитовая зона, 6 – перидотитовая зона, 7 – нижняя часть этой зоны, 8 – метаморфизованные породы, 9 – линза дунитов с габброидной оторочкой; 10 – сульфидное оруденение; 11 –архейские породы; 12 – тектонические нарушения; 13 – места отбора проб для изотопного анализа из работы [5]; 14 – места отбора проб для изотопного анализа из работы [12]. Рисунок модифицирован из работ [9, 11]

Скачать (489KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Значения изотопного состава серы (δ34S) и изотопной аномалии серы (∆33S), измеренные в образцах сульфидной минерализации Мончегорского плутона. Для сравнения сплошной серой зоной показана область значений δ34S и ∆33S, отвечающих мантийному источнику серы [4, 14]

Скачать (75KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схематическое представление процессов образования магматических пород Мончеплутона с изотопно-аномальной серой. Объяснения см. в тексте

Скачать (162KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024