Магматизм вилюйского рифта 1А. И. Киселев, 2В. В. Ярмолюк, 1К. Н. Егоров, 2А. В. Никифоров, 1Р. А. Чернышов




Скачать 102.92 Kb.
НазваниеМагматизм вилюйского рифта 1А. И. Киселев, 2В. В. Ярмолюк, 1К. Н. Егоров, 2А. В. Никифоров, 1Р. А. Чернышов
Дата конвертации06.02.2016
Размер102.92 Kb.
ТипДокументы
источникhttp://earth.jscc.ru/uu2006/avtors/Киселев/Киселев.doc

МАГМАТИЗМ ВИЛЮЙСКОГО РИФТА

1А. И. Киселев, 2В. В. Ярмолюк, 1К. Н. Егоров, 2А. В. Никифоров, 1Р. А. Чернышов


1Институт земной коры СО РАН, Иркутск, akiselev@crust.irk.ru

2Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН,

Москва, volya@igem.ru


Среднепалеозойский магматизм на востоке Сибирской платформы связан с проявлением рифтогенных процессов, наиболее полно реализованных в области Вилюйского рифта в виде системы рифтовых впадин и протяженных дайковых поясов базитов на плечах рифта. Установлено, что массовые проявления субщелочного базальтового магматизма предшествовали становлению кимберлитовых тел. Полученные ICP-MS и Sr-Nd изотопные характеристики базитов С-З плеча рифта позволили подойти к определению их глубинных источников. РЗЭ в исследуемых породах ближе всего соответствуют кривой распределения для OIB, особенно для легких РЗЭ. Отмечается некоторое обогащение базитов тяжелыми РЗЭ относительно OIB. На диаграммах индикаторных отношений микроэлементов базиты также в целом занимают поле OIB и располагаются между конечным членом тренда плюмовых составов и источниками, представляющими обогащенную мантию. Породы имеют положительные eSr (+3.5; +28.6) и eNd (+1.3; +5.3). На диаграмме eNd(T)- eSr(T) выделяются две области составов по содержанию радиогенного стронция, которые можно рассматривать как дериваты смешения умеренно деплетированной мантии типа PREMA и источника, обогащенного радиогенным стронцием. Изотопно-геохимические данные в целом согласуются с возможностью существования плюма, инициирующего образование базитов с характеристиками, подобными OIB. Геодинамическая обстановка среднепалеозойского магматизма и рифтогенеза в восточной части Сибирской платформы рассматривается в свете плюм-литосферного взаимодействия, которое инициировало образование крупной базальтовой провинции с двумя полями алмазоносных кимбердитов в ее пределах.

Вилюйский рифт представляет собой систему впадин, выполненных вулканогенно-осадочными толщами (D2-3) общей мощностью до 6 км. В их строении базальты переслаиваются с терригенными и карбонатными породами. Все они характеризуются преимущественно пологим залеганием, однако нарушены сбросами и взбросами. Важными элементами строения Вилюйского рифта являются Вилюйско-Мархинский (В-МП) и Чаро-Синский (ЧС) дайковые пояса базитов, расположенные, соответственно, на С-З и Ю-В его плечах. Следует подчеркнуть, что в пределах В-МП наряду с базитами находятся два поля алмазоносных кимберлитов – Мирнинское и Накынское. Особый интерес вызывает проблема сопряженности кимберлитового и базитового магматизма. Соотношения между их проявлениями наблюдаемая в трубке Мир, где кимберлиты прорывают силл и дайку среднепалеозойских долеритов, а также в трубке Нюрбинская (Накынское поле), где кимберлиты контактирует с телом долеритов – монцонит-порфиров и прорываются щелочными калиевыми базитами. Если учесть, что на глубине 240-270 м в кимберлитовой брекчии обнаружены ксенолиты долеритов, то временная последовательность среднепалеозойского магматизма в регионе представляется следующим образом: долериты дайкового пояса – кимберлиты – локально проявленные щелочные калиевые базиты. Интрузивные и эффузивные базиты возникли в период от среднего девона до раннего карбона включительно, причем имело место несколько импульсов магматизма. Общая последовательность формирования вулканических пород устанавливается, исходя из их положения в разрезе среднепалеозойских толщ. Выделяются два уровня излияний – аппаинский в конце среднего и начале позднего девона, и эмяксинский – в позднем девоне [Масайтис и др., 1975]. Эффузивы в целом расположены в контурах рифтовых впадин юго-восточнее Вилюйско-Мархинского дайкового пояса. По-видимому дайки долеритов, формировались неоднократно в течение всего периода вулканизма. Затухание наземного вулканизма в регионе произошло в верхнем девоне, когда в центральной части рифта еще продолжалось накопление мощных карбонатно-терригенных толщ и эвапоритов верхнего девона – нижнего карбона [Гайдук, 1988]. Кимберлитовый вулканизм в регионе также соответствует интервалу – средний девон – ранний карбон. Интрузивные образования Вилюйско-Мархинского дайкового пояса представлены субщелочными долеритами. В участках наиболее глубокого метасоматического преобразования пород встречаются базиты типа поенитов (калиевых спилитов), обогащенные калием (К2О до 7 мас. %) и сильно обедненные натрием (Na2O < 1 мас. %). Покровы эффузивов, сопряженные с дайковым поясом, сложены преимущественно толеитовыми и переходными базальтами.

На классификационной диаграмме (Na2O+K2O) – SiO2 подавляющая часть исследуемых пород отвечает области толеитовых и переходных базальтов и в меньшей степени – трахибазальтам и тефритам. Отдельную группу на графике образуют точки составов монцонит-порфиров сложных даек, которые по химическому составу соответствуют базальтовым трахиандезитам и трахиандезитам. Базиты Вилюйского рифта отвечают в значительной степени дифференцированным расплавам (Mg# = 0.35 – 0.55). Характерной особенностью магматических пород рифта является их принадлежность к производным высоко-титанистых мантийных расплавов. Мы условно выделяем умеренно-Ti (< 3% TiO2) и высоко-Ti (TiO2 > 3% TiO2) ассоциации базитов. К умеренно-Ti относятся основные эффузивы аппаинской свиты (1.5-3.0%), а также силлы районов Мирнинского (1.8-2.8%) и Накынского (1.9-2.6%) кимберлитовых полей; к высоко-Ti – многочисленные дайки и трещинные интрузии субщелочных долеритов (3.2-4.5%) и все посткимберлитовые дайки щелочных калиевых базитов (4.0-5.5%). Установленные геологические соотношения позволяют предполагать, что умеренно-Ti интрузивные базиты относятся в основном к начальной, а высоко-Ti – к завершающей стадии развития среднепалеозойского базитового магматизма. Умеренно-Ti базиты распространены главным образом в пределах рифтовых впадин – местах максимального растяжения и утонения литосферы, тогда как высоко-Ti – на C-З плече рифта в пределах кратонной литосферы повышенной мощности. Эти различия, следуя представлениям [Arndt, Christensen, 1992], по-видимому, можно связать с различными условиями плавления под слабо нарушенной кратонной литосферой (низкие степени плавления) и под более тонкой и ослабленной расколами литосферой собственно Вилюйского рифта (более высокие степени плавления).

Общие закономерности распределения несовместимых элементов в породах Вилюйского рифта отражены на спайдерграммах. Спектры составов пород, нормализованных по составу примитивной мантии [Sun, McDonough, 1989], практически идентичны, независимо от того, какой части рифтовой зоны они принадлежат. Разнофациальные породы различаются, главным образом, по степени обогащения несовместимыми элементами. Это обогащение возрастает от базальтов аппаинской свиты к породам докимберлитовых субщелочных долеритов и затем к щелочным калиевым базитам посткимберлитовых даек, в которых лишь содержания Ba и Sr остаются на том же уровне, что и в других породах. На общем фоне выделяются монцонит-порфиры сложных даек, в составе которых отмечается наиболее высокие содержания РЗЭ и таких элементов, как Th и U. В то же время, в них отмечаются относительно пониженные содержания Ba, Sr и элементов группы Ti (Zr, Hf, Nb, Ta), что, вероятно, указывает на их связь с процессами фракционирования плагиоклаза и Ti -содержащих минералов. При сравнении базитов Вилюйского рифта с базальтами океанических островов (OIB) в целом отмечается сходство их составов, и в этой связи особо подчеркнем отсутствие Ta-Nb минимума, что, в первую очередь, характеризует внутриплитные магматические источники. Породы характеризуются положительными величинами eNd(T) и eSr(T). Точки их составов в целом расположены выше поля составов мантийной корреляции и образуют три кластера на выгнутых кверху гиперболах смешения. В целом расположение на графике фигуративных точек составов базитов рассматривается в рамках модели смешения с одной стороны, деплетированного и, с другой, обогащенного радиогенным стронцием источников [Киселев и др., 2002, 2004].

Вариации состава магматических пород Вилюйского рифта определялись разными процессами, в том числе кристаллизационной дифференциацией, контаминацией, разномасштабным плавлением и неоднородностью состава источников магм. Наличие порфировых выделений в базальтах (Pl, Cpx, < Ol) и порфировидных выделений корродированного плагиоклаза в долеритах дает основание полагать, что расплавы могли находиться в магматических камерах, в том числе и внутрикоровых, где базитовая магма перед извержением имела равную возможность, как для фракционной кристаллизации, так и для взаимодействия с боковыми породами. Для оценки такой возможности рассмотрено содержание в базитах Th, Ta и Yb. Коровая контаминация приводит к обогащению Th относительно Ta и Yb, что выражается в повышении, например, Th/Yb отношения. Базиты рифта располагаются несколько выше границ тренда, характеризующего вариации в ряду между составами базальтов N-MORB и внутриплитных базальтов. Возможно, что фиксируемое относительное обогащение пород Th следует связывать с влиянием коровой контаминации на состав магмы. Согласно другим индикаторам, коровая контаминация не играла существенной роли в эволюции магматизма Вилюйского рифта. Роль процессов фракционирования в изменении состава магматических расплавов Вилюйского рифта не вызывает сомнений. Об этом свидетельствуют низкие величины Mg# (0.35-0.55), сравнительно низкое содержание в базитах Ni (40-80 ppm) и Cr (30-200 ppm), а также наличие вариационных зависимостей между несовместимыми элементами, согласующихся с моделями фракционной дифференциации. На ранних стадиях магматической истории ведущую роль, по-видимому, играло фракционирование оливина, в результате которого содержание MgO в расплавах сократилось до 5 масс.% и соответственно понизилась величина Mg# до интервала значений 0,55 – 0,35. На более поздних стадиях эволюции расплавов на первый план вышло фракционирование плагиоклаза, клинопироксена и рудных минералов, что согласуется с наличием в породах порфировых выделений этих минералов, в том числе, акцессорных апатита, ильменита и титаномагнетита. Локально проявленным поздним этапам эволюции расплавов соответствуют монцонит-порфиры, связанные с переходом от клинопироксен-плагиоклазового к амфибол-плагиоклазовому (+/- оксиды, апатит) фракционированию. В глубинных условиях прогрессивная кристаллизация сопровождалась увеличением концентрации воды в остаточных расплавах, появлением амфибола и, в меньшей мере, биотита.

О вариациях условий плавления и гетерогенности источника расплавов свидетельствуют, прежде всего, петрогеохимические данные, устанавливающие преобладание высоко-титанистых базитов, обогащенных несовместимыми элементами, в пределах кратонного обрамления Вилюйского рифта и развитие умеренно-титанистых базитов с относительно повышенными содержаниями SiO2 в зоне рифтовых впадин. В соответствии с геохимическими данными, базитовые расплавы формировались из гранат-содержащего мантийного источника. Очевидно, что составы пород Вилюйского рифта хорошо согласуются с составами типичных проявлений внутриплитного магматизма, связанных с деятельностью горячих точек мантии. Близость состава магматических пород Вилюйского рифта породам океанических островов прослеживается в ряду индикаторных отношениями несовместимых элементов.. Высокие Th/Ta в продуктах мантийного магмообразования обычно связывается с влиянием коровой контаминации или с участием рециклированной литосферы в зонах мантийной магмогенерации, тогда как низкие Th/Ta и высокие La/Yb отношения служат характеристикой мантийных источников для обстановок срединно-океанических хребтов и океанических островов [Tomlinson, Condie, 2001]. Базиты Вилюйского рифта в координатах Th/Ta-La/Yb попадают в поле составов OIB и располагаются между общим компонентом мантийных магм срединно-океанических хребтов и океанических островов (FOZO) и источниками, представляющими обогащенную мантию (EMI, EMII и HIMU). Исходя из приведенных выше индикаторных отношений можно предполагать, что магматизм Вилюйского рифта был обусловлено активностью плюма. Состав верхней мантии в регионе, по-видимому, можно оценить на основе данных о составе возникших при ее плавлении магматических пород офиолитов из зон каледонской коры, обрамляющих Сибирскую платформу практически со всех сторон. В строении офиолитовых комплексов кроме МОRB установлены также базальты типа OIB, для состава которых характерны повышенные содержания TiO2, и относительно пониженные величины Nd (~+7 – +8). Эти базальты связываются с деятельностью мантийных плюмов (Коваленко и др., 2004, Ковач и др., 2005), а их геохимические и изотопные характеристики в наибольшей степени близки к составу рассматриваемых в статье пород. Вариации состава, в первую очередь изотопного, фиксируемые продуктами плавления этих плюмов, по-видимому, определялись участием в их строении, наряду с мантией типа PREMA, дополнительной фазы, возможно флюидной, которая характеризовалась, прежде всего, повышенными значениями 87Sr/86Sr. Для оценки состава этой фазы мы используем также данные по Алтае-Саянской внутриплитной области, магматизм которой, как уже отмечалось, проявился в том же интервале времени, что и образование Вилюйского рифта, и при этом характеризовался близкими вещественными параметрами, что позволяет предполагать для обеих областей общий источник [Коваленко и др., 2004]. Так, изотопные составы пород обеих областей на графике Sr-Nd подчиняются общим закономерностям распределения. Они располагаются выше поля составов мантийной корреляции и группируются вдоль выгнутых кверху гипербол смешения, предполагающих высокое и, в то же время, переменное отношение Sr/Nd в обогащенном радиогенным стронцием источнике. С этим предположением вполне согласуются данные о наличии прямой корреляции между Sr и Sr с одной стороны и Nd и Nd с другой. Согласно Sr-Nd данных можно предположить, что один источник девонских базитов, представляющий породы с высокими величинами Nd и отрицательными значениями Sr, вероятно, отвечал умеренно деплетированной мантии типа PREMA, а другой, с высоким изотопным отношением стронция и повышенным содержанием легких литофильных элементов, может представлять фрагменты субдуцированной литосферы, вовлеченной в рециклинг в результате плюмововой активности. В некоторых моделях плюмовой магмогенерации, основанных на экспериментальных данных, допускается содержание в головной части плюма до 20% фрагментов субдуцированной океанической коры [Takahahshi et al., 1998] для объяснения изотопных вариаций в OIB и в крупных базальтовых провинциях, которые невозможно получить при плавлении гомогенного перидотитового источника. Геодинамическая обстановка среднепалеозойского магматизма и рифтогенеза в восточной части Сибирского кратона определялась плюм-литосферным взаимодействием. Подъем вещества плюма к основанию литосферы, утоненной в результате рифейской деструкции, сопровождался декомпрессионным плавлением и образованием больших объемов исключительно базитовых расплавов. Подъем плюма под архейскими террейнами ограничивался более мощной (до 200 км и более) литосферой. Здесь плавление происходило при более низкой степени частичного плавления. Это приводило к образованию протокимберлитовых и других щелочно-ультраосновных расплавов. В переходных зонах между древними стабильными блоками и рифейскими авлакогенами имело место сочетание как базитового, так и кимберлитового мгматизма.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 05-05-64043, 05-05-64000) и Программы ОНЗ РАН «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса»

Список литературы


Гайдук В. В. Вилюйская среднепалеозойская рифтовая система. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 128 с.

Киселев А. И., Егоров К. Н., Масловская М. Н. Геодинамика развития кимберлитового и базитового магматизма в области Вилюйского рифта // Отеч. геол., 2002, № 4. С. 40-45.

Киселев А. И., Ярмолюк В. В., Егоров К. Н., Масловская М. Н., Чернышов Р. А., Коваленко В. И. Состав и источники среднепалеозойских базитов Вилюйского палеорифта // Доклады РАН, 2004, Т.396, № 5. С.660-666.

Коваленко В. И., Ярмолюк В. В., Сальникова Е. Б. и др. Геодинамика и корообразующие процессы ранних каледонид Баянхонгорской зоны (Центральная Монголия) // Петрология, 2004, № 4. С. 420-440.

Ковач В. П., Джен П., Ярмолюк В. В. и др. Магматизм и геодинамика начальных стадий формирования Палеоазиатского океана: результаты геохронологических и геохимических исследований офиолитов Баянхонгорской зоны // Докл. РАН, 2005, Т. 404, № 2. С. 229-234.

Масайтис В. Л., Михайлов М. В., Селивановская Т. В. Вулканизм и тектоника Патомско-Вилюйского авлакогена. М.:Недра, 1975, 182 с.

Накынском кимберлитовом поле Якутии // Отече6ственная геология, 2004, № 4. С. 44-49.

Arndt N. T., Christensen U. The role lithospheric mantle in continental flood volcanism: Thermal and geochemical constraints // J. Geophys. Res., 1992, V. 97, №B7. P. 10967-10981.

Sun S.s., McDonough. Chemical and isotopic systematics of ocean basalts: implications for mantle composition and processes / Magmatism in the оcean basins. Geol. Soc. Spec. Publ., 1989, №42. P. 313-345.

Takahashi E., Nakajima K., Wright T. L. Origin of the Columbia River basalts: melting model of a heterogeneous plume head // Earth Planet. Sci. Lett., 1998, V.162, №1. P. 63-80.

Tomlinson K. Y., Condie K. C. Archean mantle plumes: evidence from greenstone belt geochemistry / Mantle plumes: their identification through time. Spec. Paper 352, Colorado, 2001. P. 341-358.






Похожие:

Магматизм вилюйского рифта 1А. И. Киселев, 2В. В. Ярмолюк, 1К. Н. Егоров, 2А. В. Никифоров, 1Р. А. Чернышов iconСвидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ регистрационный номер: 2011618693 (08. 11. 2011) Заявка: 2011616954 (19. 09. 2011)
Алексеевич, Липов Денис Игоревич, Петрик Алексей Николаевич, Лобанов Павел Сергеевич, Семенов Роман Александрович, Киселев Алексей...
Магматизм вилюйского рифта 1А. И. Киселев, 2В. В. Ярмолюк, 1К. Н. Егоров, 2А. В. Никифоров, 1Р. А. Чернышов iconА. А. Чубур Основы антропологии (учебное пособие)
Рецензенты – С. В. Чернышов канд ист наук, доцент кафедры Истории Отечества в 2
Магматизм вилюйского рифта 1А. И. Киселев, 2В. В. Ярмолюк, 1К. Н. Егоров, 2А. В. Никифоров, 1Р. А. Чернышов iconСайт "Домашний компьютер и школа"
Б. Г. Киселев, к т н., доцент мифи, научный руководитель кудиц, консультант unesco
Магматизм вилюйского рифта 1А. И. Киселев, 2В. В. Ярмолюк, 1К. Н. Егоров, 2А. В. Никифоров, 1Р. А. Чернышов iconПланы семинарских занятий по дисциплине «История государства и права зарубежных стран»
Егоров А. Рим на грани веков: проблемы рождения и формирования принципата. Л., 1986
Магматизм вилюйского рифта 1А. И. Киселев, 2В. В. Ярмолюк, 1К. Н. Егоров, 2А. В. Никифоров, 1Р. А. Чернышов iconРаннемеловой гранитоидный магматизм сихотэ-алиня: геохимические характеристики и источники расплавов

Магматизм вилюйского рифта 1А. И. Киселев, 2В. В. Ярмолюк, 1К. Н. Егоров, 2А. В. Никифоров, 1Р. А. Чернышов iconНикифоров А. С. Эмоции в нашей жизни
Мои желания и дела обретают смысл и ценность лишь в той мере, в какой цель моей деятельности согласуется со смыслом моей жизни и...
Магматизм вилюйского рифта 1А. И. Киселев, 2В. В. Ярмолюк, 1К. Н. Егоров, 2А. В. Никифоров, 1Р. А. Чернышов icon2. Физико-географическая характеристика региона стр 3
В настоящее время получило широкое распространение теория (гипотеза) «рифта». По этой гипотезе, в результате сжатия земной коры образуется...
Магматизм вилюйского рифта 1А. И. Киселев, 2В. В. Ярмолюк, 1К. Н. Егоров, 2А. В. Никифоров, 1Р. А. Чернышов iconРаннепалеозойский коллизионный магматизм прибайкалья (хамар-дабан, ольхон): геохимическая типизация гранитоидов, связь с процессами метаморфизма и источники магм

Магматизм вилюйского рифта 1А. И. Киселев, 2В. В. Ярмолюк, 1К. Н. Егоров, 2А. В. Никифоров, 1Р. А. Чернышов iconРедкометалльный магматизм в геологической истории центрально-азиатского складчатого пояса: этапы, области и обстановки формирования
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии ран
Магматизм вилюйского рифта 1А. И. Киселев, 2В. В. Ярмолюк, 1К. Н. Егоров, 2А. В. Никифоров, 1Р. А. Чернышов iconCписок изданий дво ран из резервного фонда (м-п)
Магматизм и формации дна морей, островных дуг и континентальных окраин: Матер. 1Х сессии Науч. Совета по тектонике Сибири и дв/Сахкнии....
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©kzdocs.docdat.com 2012
обратиться к администрации
Документы
Главная страница