Рутил із корінних порід південно-західної частини Українського щита
DOI:
https://doi.org/10.17721/1728-2713.111.05Ключові слова:
рутил, південно-західна частина Українського щита, кристалічні породи, хімічний складАнотація
Вступ. Рутил – поширений акцесорний мінерал у кристалічних породах Українського щита. Він вирізняється геохімічною стабільністю та здатністю включати такі елементи, як Nb, Fe, V, Zr, Al, а також широкий спектр інших елементів домішок. Метою цього дослідження є аналіз кольору, морфології та хімічного складу рутилу з корінних кристалічних порід південно-західної частини Українського щита з метою виявлення діагностичних ознак, які характерні для різних породних різновидів, а також для можливості стратиграфічних реконструкцій і відстеження міграції теригенного рутилу.
Методи. Дослідження базується на аналізі 363 кристалів рутилу, виділених із 57 шліхових проб р, а також текстових архівних матеріалах 11 геологічних зйомок Правобережної геологічної експедиції, проведених у 1972–2009 роках. Зразки репрезентують рутил з різних літотипів: гранітів, гнейсів, пегматитів, ендербітів, ультрабазитів та інших порід південно-західної частини Українського щита. Для вивчення морфології та хімічного складу використовували бінокулярну мікроскопію та аналіз SEM-EDS.
Результати. Вміст рутилу коливається від 0,8 г/т в ендербітах до 109,4 г/т у силіманіт-біотитових гнейсах. Більшість кристалів – чорні або темно-коричневі, голчастої форми, часто включені в кварц або біотит. Переважна частина зразків рутилу (72 %) містить домішки, серед яких найпоширенішими є V, Nb, Cr і Fe. Характер домішок варіює залежно від типу породи, ступеня метаморфізму та регіонального положення. Для північних порід (наприклад, район Фастова) характерні асоціації Nb–V–Fe, тоді як у південних зразках переважає ізольований V. Рутил із вмістом хрому виявлено у мігматизованих метабазитах Бердичівського району.
Висновки. Рутил зберігає геохімічний "відбиток" порід-хазяїнів і відображає як літологічні, так і метаморфічні умови. Він може слугувати надійним індикаторним мінералом для реконструкції джерел осадового рутилу, а асоціації домішок Nb–Cr – для виявлення джерел потенційно алмазоносних порід.
Посилання
Baldwin, J. A., & Brown, M. (2008). Age and duration of ultrahigh-temperature metamorphism in the Anapolis-Itaucu Complex, Southern Brasilia Belt, central Brasil – constraints from U-Pb geochronology, mineral rare earth element chemistry and trace-element thermometry. Journal of Metamorphic Geology, 26(2), 213–233. https://doi.org/10.1111/j.1525-1314.2007.00759.x
Banfield, J. F., & Veblen, D. R. (1991). The structure and origin of Fe-bearing defects in metamorphic rutile. American Mineralogist, 76(1–2), 113–127.
Bangaku Naidu, K., Reddy, K. S. N., Ravi Sekhar, C., Ganapati Rao, P., & Murali Krishna, K. N. (2019). Rutile mineral chemistry as a guide to provenance of red sediments and modern sands of Bhimunipatnam–Konada Coast, Andhra Pradesh, East Coast of India. National Academy Science Letters, 43(2), 145–152. https://doi.org/10.1007/s40009-019-00819-9
Dovgan, R. N., et al. (1982). Report on deep geological mapping on a scale of 1:50,000 within the Kocherov zone (sheets M-35-59B, V, G; M-35-71A) for 1976–1982. Geoinform [in Russian].
Dovgan, R. N., Baranova, E. I., Rozhdestvenskaya, V. I. et al. (1985). Report on deep geological mapping within the southern part of the Kocheriv zone (sheets M-35-71-B, G) for 1982–1985. Geoinform [in Russian].
Dovgan, R. N., et al. (1989). Geological structure and minerals of the Zavallia region. [Technical Report]. Geoinform [in Russian].
Evdokimov, A. N., & Bagdasarov, E. A. (1981). Associations and formation sequence of chromium, titanium, and iron oxides in kimberlites and picritic porphyrites of the Kounam district (Yakutia). Notes of the All-Union Mineralogical Society, 110(2), 204–212 [in Russian].
Foley, S. F., Barth, M. G., & Jenner, G. A. (2000). Rutile/melt partition coefficients for trace elements and an assessment of the influence of rutile on the trace element characteristics of subduction zone magmas. Geochimica et Cosmochimica Acta, 64(6), 933–938. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(99)00355-5
Garanin, V. K., Kudriavtseva, H. P., & Kharkiv, A. D. (1980). On the mineralogy and genesis of ilmenite-bearing lherzolites from the Udachnaya kimberlite pipe. Notes of the All-Union Mineralogical Society, 109(6), 687–694 [in Russian].
Gurney, J. J., Harris, J. W., Otter, M. L., & Rickard, R. S. (1995, August). Jwaneng diamond inclusions. Paper presented at the 6th International Kimberlite Conference, Novosibirsk, Russia. https://doi.org/10.29173/ikc1836
Kaminskiy, F. V. (1988). Kimberlites and diamonds of the People's Republic of China. VIEMS [in Russian].
Kulyk, S. N. (1996). Geological structure and minerals of the Rastavitsa and Kamenka river basins. [Technical Report]. Geoinform [in Russian].
Kvasnytsia, V. M., & Vyshnevskyi, O. A. (2017). Rutile intergrowths with diamond from the Udachnaya kimberlite pipe (Yakutia). Mineralogical Journal (Ukraine), 39(3), 17–31 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mineraljournal.39.03.017
Luvizotto, G. L., & Zack, T. (2009). Nb and Zr behavior in rutile during high-grade metamorphism and retrogression: an example from the Ivrea Verbano Zone. Chemical Geology, 261(3–4), 303–317. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2008.07.023
Lyashko, N. A., Vasilenko, N. S., Germanov, B. S. et al. (1986). Report on the results of deep geological mapping at a scale of 1:50,000 of the southern part of the Khmelnytskyi zone. Geoinform [in Russian].
Malkov, B. A. (2008). "Rutile in diamond" – a mineralogical barometer for diamondiferous eclogites. In The world of minerals, crystals and nanostructures (pp. 79–85). Geoprint [in Russian].
Meinhold, G. (2010). Rutile and its applications in Earth sciences. Earth-Science Reviews, 102(1–2), 1–28. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2010.06.001
Meinhold, G., Anders, B., Kostopoulos, D., & Reischmann, T. (2008). Rutile chemistry and thermometry as provenance indicator: an example from Chios Island, Greece. Sedimentary Geology, 203(1–2), 98–111. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2007.11.004
Pavliuk, O. V. (2019a). Rutile from Neogene titanium-zirconium placers of the southwestern part of the Ukrainian Shield. In Proceedings of the IGMOF NAS Ukraine Scientific Conference (Vol. 1, pp. 196–198). IGMOF NAS Ukraine [in Ukrainian].
Pavliuk, O. V. (2019b). Rutile from the Tarasivka Neogene titanium-zirconium placer. In Proceedings of the IGMOF NAS Ukraine Scientific Conference (Vol. 1, pp. 198–200). IGMOF NAS Ukraine [in Ukrainian].
Pavliuk, O. V., & Pavliuk, V. M. (2018). Rutile from the Zelenyi Yar Neogene placer. In Geology and Mineral Resources of Ukraine: Collection of theses (pp. 179–180) [in Ukrainian].
Preston, R. J., Hartley, A. J., Mange-Rajetzky, M., Hole, M. J., May, G., Buck, S., & Vaughn, L. (2002). The provenance of Triassic continental sandstones from the Beryl Fields, northern North Sea: mineralogical, geochemical and sedimentological constraints. Journal of Sedimentary Research, 72(1), 18–29. https://doi.org/10.1306/042201720018
Rudnick, R. L., Barth, M., Horn, I., & McDonough, W. F. (2000). Rutile-bearing refractory eclogites: missing link between continents and depleted mantle. Science, 287(5451), 278–281. https://doi.org/10.1126/science.287.5451.278
Slynko, P. I., & Bondar, I. I. (1972). Report on the results of structural drilling along the Brusilovsky (Vilna-Vodotyevsky) profile for 1967–1972. Geoinform [in Russian].
Sobolev, N. B., Botkunov, A. I., Lavrentyev, Yu. H., & Pospelova, L. N. (1971). Compositional features of minerals associated with diamonds from the Mir kimberlite pipe (Yakutia). Notes of the All-Union Mineralogical Society, 100(5), 558–564 [in Russian].
Tollo, R. P., & Haggerty, S. E. (1987). Nb-Cr-rutile in the Orapa kimberlite, Botswana. The Canadian Mineralogist, 25(2), 251–264.
Tomkins, H. S., Powell, R., & Ellis, D. J. (2007). The pressure dependence of the zirconium-in-rutile thermometer. Journal of Metamorphic Geology, 25(7), 703–713. https://doi.org/10.1111/j.1525-1314.2007.00724.x
Triebold, S., von Eynatten, H., & Zack, T. (2012). A recipe for the use of rutile in sedimentary provenance analysis. Sedimentary Geology, 282, 268–275. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2012.09.008
Tsymbal, S. M., Shumlyanskyy, L. V., & Tsymbal, Yu. S. (2018). Geochemistry and age of detrital rutile from diamondiferous conglomerates and sandstones of the Bilokorovychi Suite (North-Western region of the Ukrainian Shield). Geochemistry and Ore Formation, 39, 66–77 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/gof.2018.39.066
Tsymbal, Yu. S. (2014). Typomorphism of diamond and its companion minerals from sedimentary rocks of the western part of the Ukrainian Shield. Naukova Dumka [in Ukrainian].
Vyshnevskyi, O. A. (2023). Rutile from sedimentary deposits of the Middle Bug area: provenance and prospecting area. In Proceedings of the MinGeoIntegration XXI conference (pp. 111–114). Taras Shevchenko National University of Kyiv [in Ukrainian].
Watson, E. B., Wark, D. A., & Thomas, J. B. (2006). Crystallization thermometers for zircon and rutile. Contributions to Mineralogy and Petrology, 151(4), 413–433. https://doi.org/10.1007/s00410-006-0068-5
Xiao, Y., Sun, W., Hoefs, J., Simon, K., Zhang, Z., Li, S., & Hofmann, A. W. (2006). Making continental crust through slab melting: Constraints from niobium-tantalum fractionation in UHP metamorphic rutile. Geochimica et Cosmochimica Acta, 70(19), 4770–4782. https://doi.org/10.1016/j.gca.2006.07.010
Yangicher, N. N., et al. (1982). Report on detailed exploration of the Zavallivske graphite deposit for 1971–1982. Geoinform [in Russian].
Zabiyaka, L. I., Germanov, B. S., Vasilenko, N. S., et al. (1974). Report on the results of complex geological and geophysical research on deep geological mapping of sheet M-35-XXIII (Berdychiv). Geoinform [in Russian].
Zack, T., Kronz, A., Foley, S. F., & Rivers, T. (2002). Trace element abundances in rutiles from eclogites and associated garnet mica schists. Chemical Geology, 184(1–2), 97–122. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(01)00357-6
Zack, T., Moraes, R., & Kronz, A. (2004). Temperature dependence of Zr in rutile: empirical calibration of a rutile thermometer. Contributions to Mineralogy and Petrology, 148(4), 471–488. https://doi.org/10.1007/s00410-004-0617-8
Zack, T., Strockli, D. F., Luvizotto, G. L., Barth, M., Belousova, E., Wolfe, M. R., & Hinton, R. W. (2011). In situ U–Pb rutile dating by LA-ICP-MS: 208Pb correction and prospects for geological applications. Contributions to Mineralogy and Petrology, 162(3), 515–530. https://doi.org/10.1007/s00410-011-0609-4
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Oleksandra PAVLIUK, Viacheslav PAVLIUK, Oleh SEMENIV
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ознайомтеся з політикою за посиланням: https://geology.bulletin.knu.ua/licensing
