|
ВУЛКАНИЧЕСКИЕ
АССОЦИАЦИИ ВОСТОЧНОГО КАЗАХСТАНА: СВИДЕТЕЛЬСТВА
АКТИВНОЙ РОЛИ
МАНТИИ ПРИ ГЕНЕРАЦИИ КРЕМНЕКИСЛЫХ РАСПЛАВОВ
Хромых С.В.
Институт
геологии и минералогии СО РАН, Новосибирск, Россия,
serkhrom@uiggm.nsc.ru
В последние годы
появляется все больше геофизических, геологических и петрологических
данных об активном участии мантии в эволюции
аккреционно-коллизионных орогенов. Предложенные геодинамические
сценарии, объясняющие активную роль мантии в коллизионном
тектогенезе, различаются, однако не подвергается сомнению тот факт,
что мантия является источником тепла и вещества для генерации
кремнекислых расплавов. Геологические и петролого-геохимические
свидетельства этого были получены при изучении позднепалеозойских
кремнекислых вулканических ассоциаций Обь-Зайсанской складчатой
системы (Восточный Казахстан).
История развития
Обь-Зайсанской складчатой системы началась в позднем палеозое при
сближении Сибирского и Казахстанского палеоконтинентов и сокращении
Чарского палеоокеанического бассейна, полностью закрывшегося к
середине карбона (Владимиров и др., 2003). В
позднекаменноугольное-раннепермское время (300-270 млн. лет),
отвечающее коллизионной стадии развития, в пределах ОЗСС наблюдается
проявление разнообразного по составу магматизма – от
субщелочных габброидов и пикритоидов до плагиогранитов и
гранит-лейкогранитов, слагающих крупнейшие в Восточном Казахстане
Калбинский и Жарминский гранитоидные батолиты. Особое место занимают
кремнекислые вулканические ассоциации, проявленные во всех
структурно-формационных зонах в виде палеовулканических аппаратов
центрального типа, которых насчитывается около двадцати.
Разная степень
эродированности палеовулканических структур позволила исследовать
как покровные, так и гипабиссальные фации. Они сложены, главным
образом, дацит-риодацит-риолитовой
(гранодиорит-гранит-лейкогранитной) серией с преобладанием риолитов
(лейкогранитов) над дацитами (гранодиоритами). В составе
палеовулканических построек, наряду с покровными фациями, выявлены
экструзивные штоки вулканических брекчий с дацитовым или риолитовым
матриксом, содержащие большое количество обломков разнообразного
состава (от вмещающих вулканитов до метаморфических пород
амфиболитовой и гранулитовой фаций), что указывает на подъем магм с
больших глубин. Характерной особенностью дацитов и гранодиоритов
является присутствие в них ликвидусного раннемагматичекого граната
(до 3 об. %). Наряду с кремнекислыми породами в палеовулканических
структурах отмечены штоки гипабиссальных андезибазальтов и андезитов
с вкрапленниками клинопироксена, гипабиссальные тела монцонитов и
сиенитов, и постгранитные дайки долеритов.
Минералогические
исследования гранатсодержащих дацитов показали, что содержания
пиропового компонента в ликвидусных вкрапленниках граната достигает
40-45 %. Кроме того, были обнаружены зерна метаморфогенного граната,
являющиеся реликтами метапелитовых гранулитов, вовлеченными в
расплав на уровне его генерации (Владимиров и др., 1985; Титов и
др., 2001). Термометрические исследования расплавных включений во
вкрапленниках раннемагматического граната показали температуры
захвата включений в 1030-1100°С, а во вкрапленниках кварца –
диапазон от 1050°С для ранних генераций до 900°С
для поздних генераций (Титов и др., 2001),
что свидетельствует о «перегретости» кремнекислых
расплавов. Составы стекол расплавных включений в раннемагматических
гранатах отвечают дацитам-риодацитам, а во вкрапленниках кварца –
риодацитам-риолитам, что подтверждает «автохтонную»
природу вкрапленников. Составы стекол расплавных включений и граната
хорошо соответствуют таковым в анатектических выплавках и реститовых
гранатах, полученных при экспериментальном плавлении низко-Na
метапелита при условиях Р=10 кбар и Т=950-1100°С (Douce,
Johnston,
1991). Геохимическое моделирование поведения редких и редкоземельных
элементов в процессе плавления (Куйбида и др., 2004) подтверждает
выводы о значительных глубинах генерации кремнекислых расплавов как
из метапелитового, так и из метабазитового источника. Сделанные
геохимические расчеты позволяют предполагать высокие степени
плавления субстратов (20 % для метабазитов и 40 % для метапелитов).
Проведенное
изучение пород в составе палеовулканических структур позволило
установить, что генерация кремнекислых магм происходила в
нижнекоровых условиях при высоких температурах. Формирование этих
вулканических серий может быть объяснено внедрением
высокотемпературных мантийных расплавов в основание континентальной
коры и нижнекоровым анатексисом, происходившим в локальных очагах
под палеовулканическими постройками. Наличие в палеовулканических
ассоциациях сопоставимых количеств продуктов различных степеней
плавления (дацитов и риолитов) в совокупности с небольшими объемами
этого магматизма свидетельствует о том, что анатексис проходил в
высокоградиентном температурном поле, то есть тепловой источник
располагался непосредственно в основании континентальной коры.
Природа и происхождение мантийных расплавов, вызвавших плавление
континентальной коры, пока достоверно не определены, однако,
основываясь на последних геологических и геохронологических данных,
можно предполагать, что они связаны с активностью Таримского плюма
(Владимиров и др., 2008).
Работа выполнена при финансовой
поддержке Президиума СО РАН (программа 7.10.2) и РФФИ (проект №
08-05-00974).
Литература
Владимиров А.Г., Ермолов П.В., Майорова О.Н. Состав и
происхождение граната из высокоглиноземистых гранитоидов
калгутинского комплекса (Восточный Казахстан) // Гранитоиды -
индикаторы глубинного строения земной коры. Тр. ИГиГ. Вып. 609.
Новосибирск: Наука, 1985. С.96-113
Владимиров А.Г. Крук Н.Н. Руднев С.Н.
Хромых С.В. Геодинамика
и гранитоидный магматизм коллизионных орогенов // Геология
и геофизика. 2003. Т. 44. № 12. С.1321-1338.
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. Т. 49. № 7.
Куйбида М.Л., Хромых С.В., Мороз Е.Н.
Петрологическая модель формирования
сининверсионных вулкано-плутонических ассоциаций Восточного
Казахстана // Геодинамическая эволюция литосферы
Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту).
Материалы науч. совещания по Программе фундаментальных исследований.
Иркутск, 2004. Т. 1. С.199-202.
Титов А.В., Хромых С.В., Владимиров А.Г.,
Поспелова Л.Н. Расплавные включения в гранате и кварце из
дацит-порфиров Актобинской вулканической структуры (Казахстан):
Оценка условий генерации и состава первичных расплавов // Доклады
РАН, 2001. Т. 377. № 1. С.
86-90
Douce A. E., Johnston
A. D. Phase equilibria and melt productivity in the pelitic system:
implications for the origin of peraluminos granitoids and aluminos
granulites. // Contributions
to mineralogy and Petrology, 1991. V. 107. Р.202-218.
|