ПетрологияПетрология0869-5903The Russian Academy of Sciences1158510.31857/S0869-59032187-205Research ArticleDjerfisherite in monticellite rocks of the Krestovskaya Intrusion (Polar Siberia)PaninaL. I.panina@igm.nsc.ruIsakovaA. T.atnikolaeva@igm.nsc.ruV.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences020420192721872050204201902042019Copyright © 2019, Russian Academy of Sciences2019<p>Djerfisherite in the monticellite rocks of the Krestovskaya Intrusion is found in primary melt inclusions, mono- and polysulfide globules, and in the djerfisheritehydrogarnet segregations. Melt inclusions are represented by three types. Type I is observed in the cores of perovskite phenocrysts and monticellite grains and corresponds to one of the early crystallization stages of the parental larnite-normative alkali ultrabasic magma enriched in water and other volatiles. Daughter phases of the inclusions are clinopyroxene, serpentine, phlogopite, apatite, nepheline, hydrogarnet, magnetite, djerfisherite, pectolite, and calcite. In some type I inclusions, melt at 12301250C was immiscibly split into two fractions: alkali silicate fraction and highly fluidized water-bearing low-silica fraction enriched in alkali, sulfur, and CO2. The types II and III inclusions in perovskite, monticellite, Ti-garnet, and melilite were formed through the spatial separation of immiscible phases. This follows from the similarity of the modal composition of types II and III melt inclusions to the normative composition of immiscible fractions of type I inclusions. Type II inclusions contain mainly water-bearing silicate daughter phases (hydrogarnet, serpentine, phlogopite, and pectolite), as well as djerfisherite, calcite, and magnetite, Type III inclusions contain clinopyroxene, nepheline, apatite, magnetite, djerfisherite, calcite, and pectolite. The djerfisheritehydrogarnet segregations are confined to the Ti-magnetite and perovskite phenocrysts and fractures radiating from them in monticellite. The mineral composition of the djerfisheritehydrogarnet segregations together with their surrounding is similar to the composition of type II inclusions containing similar water-bearing silicates, djerfisherite, calcite, and magnetite.</p>
<p>Such similarity gives grounds to relate the formation of the djerfisheritehydrogarnet segregations, as type II inclusions, with the spatial separation and crystallization of highly fluidized low-silica melt enriched in water, alkalis, sulfur, and CO2. According to the homogenization experiment, the crystallization of highly fluidized melt at 9901090C was accompanied by silicatesulfide immiscibility and the formation of globular, emulsion-like, and myrmekite structures in the djerfisheritehydrogarnet segregations, as well as mono- and polysulfide globules with djerfisherite in the hydrogarnetcalciteserpentine substrate. The formation of ferrobrucitecarbonatehydrogarnet globules in the djerfisheritehydrogarnet segregations was also related to melt liquation, which again confirms the magmatic origin of the latter. Sometimes, djerfisherite in the djerfisheritehydrogarnet segregations becomes coarser and forms rims, bands, and veinlets, which is likely explained by the high mobility and low viscosity of sulfide melt. Scarce grains of heazlewoodite, godlevskite, and pentlandite hosted in the djerfisheritehydrogarnet segregations frequently have the same shape as djerfisherite, which indirectly suggests their simultaneous crystallization from the same melt. The chemical composition of the djerfisherite from mono- and polysulfide globules, djerfisheritehydrogarnet segregations, and type I inclusions, as most Yakutian kimberlites, is characterized by the high (12.116.7 wt %) Ni and low (0.10.9 wt %) Cu contents. The composition of the djerfisherite from types II and III inclusions differs in the lowered (3.31.6 wt %) Ni and elevated (40.953.2 wt %) Fe contents; type III inclusions have high Cu content: from 7.6 to 10.6 wt %.</p>djerfisheritedjerfisherite–hydrogarnet segregationsmonticellite rockstypes I–III inclusions Ti-magnetiteKrestovskaya alkali-ultrabasic intrusionджерфишеритджерфишерит-гидрогранатовые обособлениямонтичеллитовые породырасплавные включения I–III типовКрестовский щелочно-ультраосновной массив[Балабонин Н.Л., Волошин А.В., Пахомовская Я.А., Поляков К.И. Состав джерфишерита из щелочных комплексов Кольского полуострова // Минералогический журнал. 1980. № 2. С. 90–99.][Буланова Г.П., Специус З.В., Лескова Н.В. Сульфиды в алмазах и ксенолитах из кимберлитовых трубок Якутии. Новосибирск: Наука, 1990. 120 с.][Головин А.В., Шарыгин В.В., Похиленко Н.П., и др. Вторичные включения расплава в оливине неизмененных кимберлитов трубки «Удачная-Восточная» // Докл. АН. 2003. Т. 388. № 3. С. 369–372.][Головин А.В., Шарыгин В.В., Похиленко Н.П. Расплавные включения во вкрапленниках оливина из неизмененных кимберлитов трубки Удачная-Восточная (Якутия): некоторые аспекты эволюции кимберлитовых магм на поздних стадиях кристаллизации // Петрология. 2007. Т. 15. № 2. С. 178–195.][Добрецов Н.Л. Геологические следствия термохимической модели плюмов // Геология и геофизика. 2008. Т. 49. №7. С. 587–604.][Еремеев Н.В., Добровольская М.Г., Муравицкая Г.Н. Новое обнаружение джерфишерита в щелочной серии Инаглинского комплекса (Алданский щит) // Докл. АН ССР. 1982. Т. 263. С. 1210–1212.][Зедгенизов Д.А., Логвинова А.М., Шацкий В.С., Соболев Н.В. Включения в микроалмазах из некоторых кимберлитовых трубок Якутии // Докл. АН. 1998. Т. 359. № 1. С. 74–78.][Когарко Л.Н., Грин Д.Х. Фазовые равновесия при плавлении мелилитового нефелинита под давлением до 60 кбар // Докл. АН. 1998. Т. 359. № 4. С. 522–524.][Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В. Тектоника плит и мантийные плюмы – основы эндогенной тектонической активности Земли последние 2 млрд лет // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 1. С. 11–30.][Панина Л.И., Исакова А.Т., Сазонов А.М. Оливиниты Крестовской интрузии – продукты кристаллизации ларнит-нормативной щелочно-ультрамафитовой магмы: данные изучения расплавных включений // Петрология. 2018. Т. 26. № 2. С. 163–177.][Панина Л.И., Сазонов А.М., Усольцева Л.М. Мелилитовые и монтичеллитсодержащие породы Крестовской интрузии (Полярная Сибирь) и их генезис // Геология и геофизика. 2001. Т. 42. № 9. С. 1314–1332.][Рябчиков И.Д. Процессы мантийного магмообразования // Эволюция магматизма в истории Земли. М.: Наука, 1987. С. 349–371.][Рябчиков И.Д., Когарко Л.Н., Соловова И.П. Физико-химические условия магмообразования в основании Сибирского плюма по данным исследования расплавных микровключений в меймечитах и щелочных пикритах Маймеча-Котуйской провинции // Петрология. 2009. Т. 17. № 3. С. 311–323.][Сазонов А.М., Звягина Е.А., Леонтьев С.И., и др. Платиноносные щелочно-ультраосновные интрузии Полярной Сибири. Томск: Изд-во ИНТИ, 2001. 510 с.][Соболев А.В. Включения расплавов в минералах как источник принципиальной петрологической информации // Петрология. 1996. Т. 4. № 3. С. 228–239.][Соколова М.Н., Добровольская М.Г., Органова Н.И., и др. Обнаружение и распределение джерфишерита в пегматитах Хибинского массива // Геология рудн. месторождений. 1971. Т. 13. С. 62–71.][Соловова И.П., Гирнис А.В., Рябчиков И.Д. Включения карбонатных и силикатных расплавов в минералах щелочных базальтоидов Восточного Памира // Петрология. 1996. Т. 4. № 4. С. 339–363.][Шарыгин И.С., Головин А.В., Похиленко Н.П., Соболев Н.В. Джерфишерит в неизмененных кимберлитах трубки Удачная-Восточная, Якутия // Докл. АН. 2003. Т. 390. № 2. С. 242–246.][Шарыгин И.С., Головин А.В., Похиленко Н.П. Джерфишерит в ксенолитах деформированных перидотитов трубки Удачная-Восточная (Якутия): проблемы происхождения и связь с кимберлитовым магматизмом // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 3. С. 321–340.][Barkov A.Y., Laajoki K.V.O., Gehor S.A., et al. Clorine-poor analogues of djerfisherite-thalfenisite from Noril’sk, Siberia and Salmagorsky, Kola Peninsula, Russia // Canad. Mineral. 1997. V. 35. P. 1421–1430.][Clarke D.B., Mitchell R.H., Chapman C.A.T., MacKay R.M. Occurrence and origin of djerfisherite from the Elwin Bay kimberlite, Somerset Island, Northwest Territories // Canad. Mineral. 1994. V. 32. P. 815–823.][Clay P.L., O’Driscoll B., Upton B.G.J., Busemann H. Characteristics Djerfisherite from fluid-rich, metasomatized alkaline intrusive environments and anhydrous enstatite chondrites and achondrites // Amer. Mineral. 2014. V.99. P. 1683–1693.][Dawson J.B., Smith J.V., Steele I.M. Petrology and mineral chemistry of plutonic igneous xenoliths from the carbonatite volcano, Oldoinyo Lengai, Tanzania // Petrology. 1995. V. 36. P. 797–826.][Eggler D.H. Effect of CO2 on the melting of peridotite // Carnegia Institution of Washington Year Book. 1974. V. 73. P. 215–224.][Hanois L., Mineau R. Geochemistry of the Ile Caleus monticellite alnoite, Quebec, Canada // Canad. J. Earth Science. 1991. V. 28. P. 1050–1057.][Henderson C.M., Kogarko, L.N., Plant D.A. Extreme closed system fractionation of volatile-rich, ultrabasic peralkaline melt inclusions and the occurrence of djerfisherite in the Kugda alkaline complex, Siberia // Mineral. Magazine. 1999. V. 63. № 3. P. 433–438.][Hogarth D.D. Mineralogy of leucite-bearing dykes from Napolean Bay, Baffin Island: multistage Proterozoic lamproites // Canad. Mineral. 1997. V. 35. P. 53–78.][Kogarko L.N, Plant D.A., Henderson C.M., Kjarsgaard B.A. Na-rich carbonate inclusions in perovskite and calzirtite from the Guli intrusive Ca-carbonatite, polar Siberia // Contrib. Mineral. Petrol. 1995. V. 109. P. 124–129.][Kresten P., Nairis H.J., Wadsten T. Hydroandratite from Alnӧ Island, Sweden // Geologiska Fӧreningens I Stockholm Fӧrhandlingar. 1982. V. 104. P. 240.][Luhr J. F. Experimental phase relations of water- and sulfur-saturated arc magmas and the 1982 eruptions of El Chichón volcano // Petrology. 1990. V. 31. P. 1071–1114.][Mitchell R.H. Carbonate-carbonate immiscibility, neighborite and potassium iron sulphide in Oldoinyo Lengai natrocarbonatite // Mineral. Magazine. 1997. № 61. P. 779–789.][Sharygin V.V., Golovin A.V., Pokhilenko N.P., Kamenetsky V.S. Djerfisherite in the Udachnaya-East pipe kimberlites (Sakha-Yakutia, Russia): paragenesis, composition and origin // Eur. Mineral. 2007. V. 19. № 1. P. 51–63.][Sobolev N.V., Kaminsky F.V., Griffin W.L., et al. Mineral inclusions in diamonds from the Sputnik kimberlite pine, Yakutia // Lithos. 1997. V. 39. P. 135–157.]