ЭВОЛЮЦИЯ ПЕРМО-ТРИАСОВОГО МАГМАТИЗМА ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ

АЛТАЕ-САЯНСКОЙ СКЛАДЧАТОЙ ОБЛАСТИ КАК ОТРАЖЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МАНТИЙНОГО ПЛЮМА С ГЕТЕРОГЕННОЙ ЛИТОСФЕРОЙ

Владимиров А.Г., Крук Н.Н.

Институт геологии и минералогии СО РАН, Новосибирск, Россия, vladimir@uiggm.nsc.ru

Наиболее известными проявлениями магматизма, связанного с активностью мантийных плюмов, являются крупные изверженные провинции (large igneous provinces, LIP) докембрийских платформ, включающие крупные поля траппов, расслоенные базит-гипербазитовые массивы, дайковые пояса калиевых базитов, интрузии карбонатитов и т.д. Однако, как становится все более очевидным, крупные изверженные провинции, сформированные в пределах складчатых поясов, имеют специфические черты. Главная из них – аномально широкое развитие гранитоидов, которые по объему в десятки раз превосходят базит-ультрабазиты, а по вещественным характеристикам отражают, с одной стороны, особенности сосуществующих мантийных расплавов, а с другой – строение и состав литосферы, на которой формируются LIP.

Весьма показательна в этом отношении западная часть Алтае-Саянской складчатой области (АССО). Коллизия Сибирского и Казахстанского континентов в сочетании с активностью Таримского и Сибирского плюмов (Добрецов и др., 2005; Борисенко и др., 2006) привели к формированию здесь в позднем палеозое-раннем мезозое «горячей» сдвиговой системы (ГСС) (Владимиров и др., 2008).

Описываемый регион характеризуется гетерогенным строением фундамента, в котором совмещены фрагменты палеоокеанических поднятий, пред-, меж- и задуговых бассейнов, островных дуг, а также турбидитовых бассейнов, выполненных мощными толщами пересыщенных глиноземом осадочных пород.

Пермско-триасовый мантийный магматизм здесь представлен тремя геохимическими типами. Первый, резко преобладающий по объему, включает траппы Кузнецкого осадочного бассейна, дайковые пояса базитов терехтинского комплекса и его аналогов. Породы этого типа представлены, преимущественно, толеитовыми, реже – субщелочными разностями, умеренно обогащенными титаном (1,5-2,3 мас. % TiO₂), фосфором (0,3-0,8 мас. % P₂O₅) и редкими землями (сумма РЗЭ – 150-300 г/т), близкими к инициальным базальтам Сибирской трапповой провинции (Крук и др., 1999). Возраст базитов этого типа синхронен с формированием основного объема траппов Сибирской платформы – 253-249 млн. лет (Fedoseev et al., 2001; Добрецов и др., 2005). Изотопные характеристики (E_(Nd)t= +2… +4) указывают на формирование их из вещества литосферной мантии. Второй тип представлен монцогабброидами, монцонитоидами и сиенитами габбро-гранитоидных серий, слагающих единичные массивы, приуроченные к зонам крупных разломов. Породы повсеместно относятся к субщелочному типу, обогащены калием (до 6 мас. %), характеризуются повышенными содержаниями Zr (330 г/т), аномально высокими – Sr и Ba (до 9000 и 3000 г/т соответственно). Формирование пород этого типа (251-248 млн. лет, (Владимиров и др., 1997; Шокальский и др., 2000)) субсинхронно с траппами. Третий тип представлен щелочными базальтами и лампрофирами чуйского комплекса, слагающими систему дайковых поясов в южной части Горного Алтая (Оболенская, 1971 и др.). Эти породы резко обогащены калием (до 9 мас. % K₂O), Rb (до 300г/т), Ba (до 3000 г/т) редкими землями (до 400 г/т), Zr (до 850 г/т), Th и U (до 57 и 9 г/т соответственно). Их внедрение происходило в интервале 248-238 млн. лет. Изотопные характеристики (E_(Nd)t =-2… -4) свидетельствуют о формировании из обогащенного мантийного источника плюмовой природы.

Для пермско-триасового гранитоидного магматизм западной части АССО характерны «пестрота» геохимических типов и длительный интервал формирования. Наиболее ранними и наименее распространенными его проявлениями являются гранитоиды описанных выше габбро-гранитных серий с возрастом 251-248 млн. лет. Породы относятся к субщелочному ряду и наследуют редкоэлементные особенности предшествующих базитов, а их геохимические и изотопные характеристики указывают на корово-мантийный генезис. Основной объем пермско-триасовых гранитоидов сложен гранодиорит-гранитными и гранит-лейкогранитными сериями с возрастом 250-240 млн. лет, не имеющими базитовых «предшественников». Для этого этапа характерна четкая связь состава гранитоидов с составом вмещающих их террейнов: в зонах с мафическим субстратом (палеоокеанические поднятия, островные дуги) проявлены породы известково-щелочного и переходного к субщелочному рядов, в то время как в турбидитовых палеобассейнах распространены породы плюмазитового типа, в разной степени имеющие геохимические признаки пород A-типа. Sm-Nd характеристики гранитоидов также аналогичны верхнекоровым породам вмещающих террейнов (Kruk et al., 2001; Плотников и др., 2002), указывая на «автономно-коровую» природу гранитоидов. Наиболее поздними являются редкометалльные гранитоиды, слагающие ряд крупных, существенно лейкогранитных массивов на юге Горного Алтая и мелкие интрузии в его северной части. Формирование этих пород охватывало временной интервал от 240 до 215 млн. лет (Владимиров и др., 1997; Анникова и др., 2006). Гранитоиды характеризуются повышенными концентрациями «литофильных» элементов и в ряде случаев сопровождаются промышленным Mo-W оруденением. Результаты петрологических исследований (Владимиров и др., 1998; Анникова и др., 2006 и др.) показывают, что их формирование было обусловлено длительной дифференциацией коровых гранитоидных магм на фоне периодического взаимодействия с мантийными щелочно-базитовыми расплавами.

Таким образом, эволюция пермско-триасового магматизма западной части АССО отражает взаимодействие Сибирского плюма с гетерогенной литосферой и определяется, с одной стороны, разнообразием мантийных магм, а с другой – последовательной сменой механизмов гранитообразования: от смешения мантийных и коровых магм на раннем этапе через масштабный анатексис, формирование и внедрение слабо дифференцированных «автономно-коровых» гранитоидов до глубокой длительной дифференциации коровых магм на фоне теплового и, вероятно, флюидного воздействия мантийных щелочно-базитовых расплавов.

Работа выполнена при финансовой поддержке Президиума СО РАН (интеграционный проект 6.11., программа ОНЗ РАН 7.10) и РФФИ (проекты 07-05-00853, 08-05-00974).

Литература

Анникова И.Ю., Владимиров А.Г., Выставной С.А. и др. U-Pb, ³⁹Ar/⁴⁰Ar датирование и Sm-Nd, Pb-Pb исследование Калгутинской молибден-вольфрамовой рудно-магматической системы, Южный Алтай // Петрология. 2006. Т. 14. № 1. С. 90-108.

Борисенко А.С., Сотников В.И., Изох А.Э. и др. Пермотриасовое оруденение Азии и его связь с проявлением плюмового магматизма // Геология и геофизика. 2006. Т. 47. № 1. С.166-182.

Владимиров А.Г., Пономарева А.П., Шокальский С.П. и др. Позднепалеозойский- раннемезозойский гранитоидный магматизма Алтая // Геология и геофизика. 1997. Т. 38. № 4. С.15-729.

Владимиров А.Г., Выставной С.А., Титов А.В. и др. Петрология раннемезозойских редкометалльных гранитов юга Горного Алтая: вклад в проблему происхождения расплавов, аномально обогащенных редкими щелочами и фосфором // Геология и геофизика. 1998. Т. 39. № 7. С.901-916.

Владимиров А.Г., Крук Н.Н., Полянский О.П. и др. Корреляция герцинских деформаций, осадконакопления и магматизма Алтайской коллизионной системы как отражение плейт- и плюмтектоники. // Проблемы тектоники Центральной Азии. М.: ГЕОС. 2005. С.277–308.

Владимиров А.Г., Крук Н.Н., Хромых С.В. и др. Пермский магматизм и деформации литосферы Алтая как следствие термических процессов в земной коре и мантии // Геология и геофизика. 2008. № 7 (в печати).

Добрецов Н.Л., Владимиров А.Г., Крук Н.Н. Пермско-триасовый магматизм Алтае-Саянской области как отражение Сибирского суперплюма // Доклады РАН. 2005. Т. 400. 4. С.505-509.

Крук Н.Н., Плотников А.В., Владимиров А.Г. и др. Геохимия и геодинамические условия формирования траппов Кузбасса. // Доклады РАН. 1999.Т. 369. № 6. С.1387-1390.

Оболенская Р.В. Чуйский комплекс щелочных базальтов Горного Алтая. Новосибирск, 1971. 141с.

Плотников А.В., Крук Н.Н., Владимиров А.Г. и др. Sm-Nd-изотопная систематика метаморфических пород западной части Алтае-Саянской складчатой области // Доклады РАН. 2003. Т. 388. № 2. С.228-232.

Шокальский С.П., Бабин Г.А., Владимиров А.Г. и др. Корреляция магматических и метаморфических комплексов западной части Алтае-Саянской складчатой области. Новосибирск: Изд-во СО РАН. Филиал "Гео", 2000. 187с.

Fedoseev G.S., Sotnikov V.I., Ponomarchuk V.A. Permo-Triassic Granitoid and Basaltoid Magmatism of the Kolyvan'-Tomsk Folded Zone (Western Altai-Sayan Foldbelt) // Continental Growth in the Phanerozoic (Evidence from Central Asia): Novosibirsk, "GEO", 2001. Р.42-44.

Kruk N.N., Rudnev S.N., Vistavnoi S.A. et al. Sr-Nd isotopic systematics of granitoids and evolution of continental crust of the Western Part of Altai-Sayan fold region // Continental Growth in the Phanerozoic (Evidence from Central Asia): Novosibirsk, "GEO", 2001. Р.68-72.