Composition and formation conditions of serpentinites in the Beden massif (Greater Caucasus)
Authors: Попов Ю.В. , Пустовит О.Е. 
Published: September 2024

Актуальность работы. Относимые к беденскому комплексу серпентиниты тектонической зоны Передового хребта Большого Кавказа достаточно слабо охарактеризованы результатами прецизионных инструментальных исследований. Их отсутствие не позволяет уверенно реконструировать формационную и геодинамическую принадлежность мантийного протолита, что, в свою очередь, осложняет анализ факторов металлогенической социализации комплекса. Цель работы – получение новых данных о минералого-геохимических особенностях серпентинитов Беденского массива и на их основе реконструкция петрогенетических особенностей и геодинамической принадлежности апогипербазитов. Методы исследования. Рентгенофазовый анализ, синхронный термический анализ, электронно-зондовый микроанализ и электронная микроскопия, элементный анализ состава серпентинитов (в том числе определение содержаний элементов платиновой группы и редкоземельных элементов) методами ICP-MS. Результаты работы.Серпентиниты Беденского массива представлены хризотил-лизардитовыми и хризотил-антигоритовыми разновидностями, местами содержащими хризотил-асбестовую прожилковую или сетчатую минерализацию. Акцессорные хромшпинелиды представлены зональными зернами алюмохромитов с феррихромитовыми оторочками и хорошо развитыми магнетитовыми каймами, реже группами более крупных (первые мм) зерен хромитового состава. Для алюмохромитовых ядер значение Cr# составляет 0,68 – 0,72 (среднее значение ~ 0,70); Mg# 0,34 – 0,51 (среднее значение ~ 0,42); содержание TiO2 – от 0,05 до 0,22 мас.%. Хромитовые зерна имеют следующие характеристики состава: Cr# 0,76-0,80; Mg# 0,55-0,67; содержание ТiO20,09 – 0,18%. Типохимические особенности хромшпинелидов указывают на принадлежность протолита к ультабазитам супрасубдукционных геодинамических обстановок (SSZ) и деплитированным субстратам, свойственным преддуговым перидотитам. Отношение Cr# – TiO2 указывает на соответствие составам, характерным для условий реакции бонинитовых расплавов с породами мантии. Распределение REE характеризуется обеднением тяжелыми REE и сходно с установленным для перидотитов Карабашского массива Урала. Метаморфогенно-гидротермальная минерализация в серпентинитах содержит самородный осмий. В образце с хромитовой минерализаций отмечено содержание Pd до 0,050 ppm, Au до 0,013 ppm

Relevance. Serpentine rocks associated with the Beden complex in the tectonic zone of the Greater Caucasus Peredovoy Ridge have been insufficiently characterized by the results of high-precision instrumental studies. The lack of such data hinders the reliable reconstruction of the protolith's formation and geodynamic setting, thus complicating the analysis of factors influencing the metallogenic socialization of the complex. The aim of the study is to obtain new data on the mineralogical and geochemical characteristics of serpentinites from the Beden Massif, and based on this data, to reconstruct the petrogenetic features and geodynamic setting of the apohyperbasites. Research Methods. X-ray diffraction analysis, synchronous thermal analysis, еlectron probe microanalysis, electron microscopy and еlemental analysis of the serpentinites (including the determination of platinum group elements and rare earth elements) was carried out using ICP-MS. Results. Serpentine rocks from the Beden massif are represented by chrysotile-lizardite and chrysotile-antigorite varieties, partially containing chrysotile-asbestos vein or mesh mineralization. Accessory chromites occur as zoned grains of alumochromite with ferrichromite rims and well-developed magnetite fringes, lessoften, groups of larger grains of chromite composition. Alumochromite cores exhibit Cr# values of 0.68 – 0.72 (average ~ 0.70), Mg# values of 0.34 – 0.51 (average ~ 0.42), and TiO2 content ranging from 0.05 to 0.22 wt %. Chromite grains are characterized by Cr# values of 0.76-0.80, Mg# values of 0.55-0.67, and TiO2 content ranging from 0.09 – 0.18 wt%. The typochemical features of chromites indicate a protolith belonging to ultramafic rocks of supra-subduction zone (SSZ) geodynamic settings and depleted substrates typical of fore-arc peridotites. The Cr# – TiO2ratio suggests compositions characteristic of boninite melt-mantle rock reaction conditions. The REE distribution exhibits a depletion in heavy REEs and is similar to the one observed in peridotites of the Karabash Massif, Ural Mountains. Metamorphic-hydrothermal mineralization in the serpentinites contains native osmium. A sample with chromite mineralization exhibited Pd content up to 0.050 ppm and Au up to 0.013 ppm