TY - JOUR

T1 - Ксенолиты высокоглиноземистых пироксенитов в базальтах вулкана Сигурд, О. Шпицберген (арх. Свальбард) как индикаторы геодинамики литосферы региона в палеозое

AU - Никитина, Лариса Петровна

AU - Марин, Юрий Борисович

AU - Корешкова, Марина Юрьевна

AU - Сергеев, Сергей Андреевич

AU - Беляцкий , Б.В.

AU - Крымский, Р.Ш.

AU - Богомолов, Е.С

AU - Токушева, Айжан

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Ксенолиты высокоглиноземистых пироксенитов в четвертичных базальтах вулк. Сигурд З. Шпицбергена представлены шпинелевыми и шпинель-гранатовыми клинопироксенитами, шпинель-гранатовыми вебстеритами и вебстеритами. Гранобластовая структура, содержащая реликты гипидиоморфнозернистой магматической структуры, смена минеральных ассоциаций и наличие признаков частичного плавления отражают их многоэтапное формирование. Задача исследования состояла в определении последовательности и термодинамических условий смены минеральных ассоциаций, а также в установлении их возраста Re−Os, U−Pb, Sm−Nd и Rb−Sr изотопными методами. Установлено, что первичная ассоциация пироксенитов, включавшая высокоглиноземистые Opx, Cpx и Spl, была преобразована в результате нескольких этапов: (1) замещение Spl→Grt с образованием гранат-содержащих вебстеритов и клинопироксенитов, (2) развитие келифитовых Opx−Spl кайм вокруг зерен Grt, (3) образование Amph, (4) распад твердых растворов в Cpx и Opx, (5) частичное плавление. Сопоставление с опубликованными данными позволяет предполагать, что первичная ассоциация по соотношению Al2O3 и MgO близка к Opx+Cpx±Spl кумулатам, образовавшимся в результате кристаллизации базальтовых расплавов при давлении 1.2 ГПа и степени кристаллизации ~ 15%, но ниже 2.0 ГПа, когда из расплава кристаллизуются Grt и Cpx, т.е. в нижней коре. Параметры равновесия Grt−Opx ассоциации в пироксенитах равны 1060−1310°C и 2.2−3.3 ГПа и на Р − Т диаграмме их точки располагаются ниже кривой фазового перехода Spl→Grt в системе CaO−MgO−Al2O3−SiO2, соответствуя модельной континентальной геотерме с плотностью поверхностного теплового потока 60 мВ/м2 и несколько выше. Это свидетельствует о замещении Spl→Grt и образовании гранат-содержащих пироксенитов уже в условиях малоглубинной верхней мантии. Образование Opx−Spl келифитовых кайм вокруг зерен Grt указывает на последующее понижение Т и Р до значений выше кривой фазового перехода Grt→Spl. Оно подтверждается наличием в пироксенах структур распада твердых растворов, возникших при понижении температуры на 100−150°C. Изотопный состав Re и Os в валовых пробах Spl−Grt вебстеритов, не испытавших частичного плавления, соответствует возрасту 457 ± 3.5 млн лет, отражающему время преобразования первичной Cpx−Opx−Spl ассоциации в гранат-содержащую. Близкое значение (488.6 ± 5.9 млн. лет), получено U−Pb методом для циркона из Spl−Grt вебстерита также без признаков плавления. Типоморфными признаками автохтонных магматических цирконов обладают кристаллы из Spl−Grt клинопироксенита с явными признаками частичного плавления. Они образуют единый возрастной кластер 310.7 ± 3.3 млн лет, который отражает возраст кристаллизации расплава в пироксенитах. Итак, Spl пироксениты, вероятнее всего, являются Opx+Cpx±Spl кумулатами − продуктами кристаллизации базальтовых расплавов в условиях нижней коры. Последующее замещение Spl→Grt и образование гранат-содержащих вебстеритов и клинопироксенитов, происходившее уже в условиях малоглубинной верхней мантии может рассматриваться как показатель деламинации континентальной коры региона в мантию, а полученная Re−Os изохронным методом, датировка в 457 ± 3.5 млн лет как наиболее вероятная оценка верхней возрастной границы деламинации коры в мантию. Последующий затем подъем литосферы Шпицбергена, проявившийся в образовании Opx−Spl келифитовых кайм вокруг граната, распаде твердых растворов в пироксенах и частичном плавлении, не был, по-видимому, значительно оторван по времени от этапа деламинации и продолжался до 300 и менее млн лет.

AB - Ксенолиты высокоглиноземистых пироксенитов в четвертичных базальтах вулк. Сигурд З. Шпицбергена представлены шпинелевыми и шпинель-гранатовыми клинопироксенитами, шпинель-гранатовыми вебстеритами и вебстеритами. Гранобластовая структура, содержащая реликты гипидиоморфнозернистой магматической структуры, смена минеральных ассоциаций и наличие признаков частичного плавления отражают их многоэтапное формирование. Задача исследования состояла в определении последовательности и термодинамических условий смены минеральных ассоциаций, а также в установлении их возраста Re−Os, U−Pb, Sm−Nd и Rb−Sr изотопными методами. Установлено, что первичная ассоциация пироксенитов, включавшая высокоглиноземистые Opx, Cpx и Spl, была преобразована в результате нескольких этапов: (1) замещение Spl→Grt с образованием гранат-содержащих вебстеритов и клинопироксенитов, (2) развитие келифитовых Opx−Spl кайм вокруг зерен Grt, (3) образование Amph, (4) распад твердых растворов в Cpx и Opx, (5) частичное плавление. Сопоставление с опубликованными данными позволяет предполагать, что первичная ассоциация по соотношению Al2O3 и MgO близка к Opx+Cpx±Spl кумулатам, образовавшимся в результате кристаллизации базальтовых расплавов при давлении 1.2 ГПа и степени кристаллизации ~ 15%, но ниже 2.0 ГПа, когда из расплава кристаллизуются Grt и Cpx, т.е. в нижней коре. Параметры равновесия Grt−Opx ассоциации в пироксенитах равны 1060−1310°C и 2.2−3.3 ГПа и на Р − Т диаграмме их точки располагаются ниже кривой фазового перехода Spl→Grt в системе CaO−MgO−Al2O3−SiO2, соответствуя модельной континентальной геотерме с плотностью поверхностного теплового потока 60 мВ/м2 и несколько выше. Это свидетельствует о замещении Spl→Grt и образовании гранат-содержащих пироксенитов уже в условиях малоглубинной верхней мантии. Образование Opx−Spl келифитовых кайм вокруг зерен Grt указывает на последующее понижение Т и Р до значений выше кривой фазового перехода Grt→Spl. Оно подтверждается наличием в пироксенах структур распада твердых растворов, возникших при понижении температуры на 100−150°C. Изотопный состав Re и Os в валовых пробах Spl−Grt вебстеритов, не испытавших частичного плавления, соответствует возрасту 457 ± 3.5 млн лет, отражающему время преобразования первичной Cpx−Opx−Spl ассоциации в гранат-содержащую. Близкое значение (488.6 ± 5.9 млн. лет), получено U−Pb методом для циркона из Spl−Grt вебстерита также без признаков плавления. Типоморфными признаками автохтонных магматических цирконов обладают кристаллы из Spl−Grt клинопироксенита с явными признаками частичного плавления. Они образуют единый возрастной кластер 310.7 ± 3.3 млн лет, который отражает возраст кристаллизации расплава в пироксенитах. Итак, Spl пироксениты, вероятнее всего, являются Opx+Cpx±Spl кумулатами − продуктами кристаллизации базальтовых расплавов в условиях нижней коры. Последующее замещение Spl→Grt и образование гранат-содержащих вебстеритов и клинопироксенитов, происходившее уже в условиях малоглубинной верхней мантии может рассматриваться как показатель деламинации континентальной коры региона в мантию, а полученная Re−Os изохронным методом, датировка в 457 ± 3.5 млн лет как наиболее вероятная оценка верхней возрастной границы деламинации коры в мантию. Последующий затем подъем литосферы Шпицбергена, проявившийся в образовании Opx−Spl келифитовых кайм вокруг граната, распаде твердых растворов в пироксенах и частичном плавлении, не был, по-видимому, значительно оторван по времени от этапа деламинации и продолжался до 300 и менее млн лет.

KW - Шпицберген

KW - ксенолиты в четвертичных базальтах

KW - высокоглиноземистые пироксениты

KW - P-T условия смены минеральных ассоциаций

KW - Re-Os

KW - U-PB

KW - Sm-Nd и Rb-Sr систематика

KW - деламинация

UR - https://www.sibran.ru/upload/iblock/3b2/3b2ae9f7ec6f539e41454390d95d2ef9.pdf

UR - https://sibran.ru/journals/for_publication.php?PAGEN_1=12

M3 - статья

SP - 41

EP - 53

JO - ГЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКА

JF - ГЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКА

SN - 0016-7886

M1 - 111

ER -