Магматизм и магматические горные породы

Бураковский интрузив является типичным магматическим образованием кратонной стадии (2,5–2,2 млрд. лет назад). К этому времени земная кора повсеместно стабилизировалась, и типичный для раннего докембрия тип плюмтектоники продолжился в условиях консолидированной литосферы. Это привело к широкому распространению роев даек и крупных расслоенных интрузивов на всех докембрийских щитах (их около 30 то

лько на Балтийском щите; в том числе Мончегорский, Панских-Федоровых тундр, Луккулайсваара, Бураковский и др.) и к смене типа магматической активности – от коматиит-базальтовых серий архея к бонинитоподобным сериям палеопротерозоя.

В 150–200 км к северу от Бураковского интрузива расположен пояс раннепротерозойских вулканитов – так называемый Ветреный пояс. Это бесполевошпатовые высокотитанистые эффузивы, близкие к пикритам, которые имеют идентичный с Бураковским массивом возраст (2,4 млрд. лет) и очень близкие показатели по изотопии (рис. 5), в частности, по величине отрицательного Nd и распределению редких земель (Пухтель и др., 1995).

Сходство геологической позиции, возраста и изотопно-геохимических показателей эффузивов Ветреного пояса и Бураковского массива позволяют уверенно говорить о происхождении их родоначальных магм из мантии одинакового состава и одинаковой последующей эволюции, включая контаминацию коровым материалом. Таким образом, валовый состав и геохимия лавовых пород Ветреного пояса демонстрируют нам состав магмы Бураковского массива до ее внутрикамерной дифференциации и расщепления на кальциевую основную ветвь и ветвь ультраосновную.

Мезозойский срез

Идея коррелятивной связи магматизма и геодинамики и соответствующий методический подход дали оригинальные и важные результаты при изучении калиевой ветви ультраосновного магматизма Алданского щита в юре и раннем мелу.

На рис. 6 приведена диаграмма Nd–87Sr/86Sr для мировых типов ультракалиевых магматитов и для таковых Центрально-Алданского региона. На диаграмме нанесены поля составов ультракалиевых и калиевых пород с одной стороны Италии, Африки, Западной Австралии, с другой – палеозойских и мезозойских вулканитов и плутонитов Алдана и кайнозойских пород Запада США.

Эти две группы пород образуют два различных петро-геохимических тренда. Первый отличается пологим наклоном, отражающим главное увеличение стронциевого отношения и в конечном счете существенное обогащение им. Величина Nd возрастает от нейтральной нулевой до –16. Максимальные величины стронция и неодима отвечают аномальной мантии (EMII), являвшейся источником соответствующих расплавов.

Второй тренд, охватывающий поля составов пород Запада США (кайнозой), Ц. Алдана (мезозой) и палеозойского массива Сакун, имеет более крутой наклон и величина eNd в нем достигает необычно низкого отрицательного значения –28. В то же время стронциевые отношения не превышают величину 0,704–0,709. Эти породы являются дериватами мантийного источника ЕMI. Составы со столь низкими величинами Nd не обнаружены нигде среди коровых магматических пород континентов, поэтому модель корового обогащения и изменения геохимического профиля данных пород недостаточна для объяснения их специфики. Ее надо связывать исключительно с обогащением самой мантии ЕMI, послужившей источником щелочных магматитов, например, вследствие процессов мантийного метасоматоза.

Когда возникла аномальная мантия ЕMI и, следовательно, источник мезозойских калиевых пород Центрального Алдана? Расчет модельного возраста, который позволяет оценить время формирования регионального мантийного источника, показал величину 2,4 млрд. лет. Докембрийский возраст источника подтверждают также значительные отрицательные величины Nd, высокие концентрации бария и его отношения к La и Rb.

Видимо, это тот временной интервал, когда могла происходить метасоматическая переработка мантии в исследуемом регионе, сопровождавшаяся обогащением ее LILE компонентами (K, Ba, Rb, Cs). Как раз для этого интервала докембрийской истории Алданского щита отмечались эпохи термотектогенеза, связанных с воздействием на земную кору глубинных тепловых и флюидных потоков. Возможно, термотектогенез в земной коре взаимосвязан с мантийным метасоматозом, ответственным за формирование источников калиевых магм. Это разноглубинные явления изменения древней литосферы в раннем протерозое.

Но возраст самого калиевого магматизма Ц. Алдана фиксирован очень точно в интервале 160–120 млн. лет (J1–K1), в том числе и изохронным Rb-Sr методом (Кононова и др., 1994).

Таким образом, при любых допустимых погрешностях в датировке магматических событий несомненным и обязательным становится вывод о двух этапах, ответственных за специфику калиевого магматизма в регионе. Первый этап (докембрийский) – подготовка субстрата в виде особой разновидности обогащенной мантии. Второй этап (мезозойский) – возникновение магматического очага и образование плутонитов и вулканитов специфического состава. Интервал между ними определяется в 1,5–2,0 млрд. лет.

Какие процессы могут нести ответственность за оба события? Высокие концентрации K, Ba, Rb, Cs в обогащенной мантии свидетельствуют о коровом происхождении метасоматических флюидов. Механизм поступления их в мантийные глубины, видимо, связан с процессами субдукции (Кононова и др., 1995).

Выше отмечалось некоторое сходство зеленокаменных поясов Карелии и их размещения в пространстве с островными дугами. М.З. Глуховский (1990) отмечает наличие таких же «трогов» – островных дуг, обрамляющих Ц. Алдан с запада и юга. Он допускает при этом, что на границе их с сиалическими ядрами могли возникать условия, сходные с тектогенезом в зонах субдукции или коллизий. По данным глубинной сейсмотомографии установлено, что Центральный Алдан со всех сторон ограничивается открытыми коро-мантийными разломами, которые образуют тектоносферную воронку. Эти «наклонные палеозоны» по В.А. Абрамову (1993) напоминают зоны Беньофа, по которым и проходило, видимо, затягивание, субдукция корового материала в мантийные глубины.

Исследования показали, что по распределению REE и некогерентных элементов калиевые основные и ультраосновные породы различных регионов тяготеют к различным вулканическим дугам. При этом породы Ц. Алдана более соответствуют вулканитам окраинно-континентальных дуг, а Италии и Индонезии – породам постколлизионных дуг.

В мезозое зона субдукции располагалась в 500–600 км от ареала калиевого магматизма в Центральном Алдане, в зоне сближения Амурского блока с юго-западной частью Сибирской платформы. В конце раннего мела это сближение завершилось коллизией. По-видимому, несколько импульсов сжатия и локального растяжения имели место в связи с этими геодинамическими процессами и в Ц. Алдане как форма отраженной активизации. Образовавшиеся при этом разломы открывались на различных глубинах, доставляя к поверхности разные по составу щелочные расплавы.

Разность источников для магм кайнозоя Запада США и Ц. Алдана с одной стороны и для Африки, Италии, Зап. Австралии с другой свидетельствует о латеральной неоднородности верхней мантии, установленной петрологическими исследованиями.

 Скачать реферат