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.
Язык оригиналарусский
Номер статьи111
Страницы (с-по)41-53
ЖурналГЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКА
СостояниеЭлектронная публикация перед печатью - 2022

    Области исследований

  • Шпицберген, ксенолиты в четвертичных базальтах, высокоглиноземистые пироксениты, P-T условия смены минеральных ассоциаций, Re-Os, U-PB, Sm-Nd и Rb-Sr систематика, деламинация

ID: 95582035