| ||
| ||
1Институт
геологии и минералогии (ИГиМ) СО РАН, Новосибирск, Россия
2
Геологический институт (ГИН) РАН, Москва, Россия
3
Мурманский морской биологический
институт (ММБИ) КНЦ РАН, Мурманск, Россия
|
Последние исследования, результаты которых опубликованы в 2008 г. [Карякин и Шипилов, 2008; Симонов и др., 2008; Шипилов и Карякин, 2008; Simonov et al., 2008], позволили установить новые данные о магматических комплексах архипелага Земля Франца-Иосифа. Особый интерес представляет информация по расплавным включениям в минералах из базальтов, дающая возможность расшифровать основные физико-химические параметры магматических систем [Симонов и др., 2008; Simonov et al., 2008]. До настоящего времени включения были найдены только в плагиоклазах. Сейчас удалось исследовать включения и в клинопироксенах, что позволяет рассмотреть особенности эволюции расплавов в ходе их фракционирования и последовательной кристаллизации минералов. Включения расплавов были найдены в клинопироксенах из базальтов о-ва Гукера, бухта Тихая. В шлифах отчетливо видно, что зерна пироксена расположены в основном между вкрапленниками и лейстами плагиоклаза. Это прямо свидетельствует о том, что первым формировался плагиоклаз, а уже потом из фракционированного расплава происходила кристаллизация клинопироксена. Изученные образцы относятся к трапповой серии и близки по своим петрогеохимическим характеристикам к породам из базальтовых потоков о-ва Земля Александры, в плагиоклазах из которых ранее нами были исследованы расплавные включения. В данном сообщении используется также оригинальная информация по включениям в плагиоклазах из долеритов дайки о-ва Хейса [Симонов и др., 2008; Simonov et al., 2008]. Расплавные включения исследовались в микротермокамере с инертной средой [Соболев и Слуцкий, 1984]. Стекла закаленных гомогенизированных включений анализировались на рентгеновском микроанализаторе Camebax-Micro в Институте геологии и минералогии СО РАН. В клинопироксенах из базальтов о-ва Гукера первичные расплавные включения (размерами 5-30 мкм, редко до 60 мкм) располагаются равномерно в минерале, либо формируют зоны роста вдоль границ кристаллов. Формы включений близки к удлиненным шестигранникам. Включения многофазовые, и в них обычно присутствует следующий набор фаз: кайма стекла вдоль границ + несколько светлых кристалликов (Pl?!) + зеленый кристаллик пироксена + темная рудная фаза + круглый газовый пузырек. В ходе термометрических экспериментов около 1000°С во включениях из клинопироксенов начинают изменяться светлые фазы, появляется кайма расплава. В районе 1100°С в светлом расплаве включений наблюдаются уменьшающиеся округлые темные фазы и газовый пузырек. Полностью гомогенными включения становятся в интервале температур 1150-1175°С. Это существенно ниже, чем данные по включениям из плагиоклаза этого же образца базальтов о-ва Гукера - 1175-1205°С. Таким образом, устанавливается снижение температур расплавов о-ва Гукера (от 1205 до 1150°С) в ходе последовательной кристаллизации минералов: плагиоклазы - клинопироксены. Сравнивая с полученными нами ранее параметрами, видим, что температуры кристаллизации базальтов о-ва Гукера близки к данным по магматическим системам о-ва Земля Александры (1175-1210°С) и существенно отличаются от температурного режима расплавов о-ва Хейса -1115-1175°С. Устанавливается прямая зависимость температур кристаллизации клинопироксенов от состава расплава: при падении содержания MgO от 9,9 до 6,3 % значения температур снижаются от 1175° до 1155°С. По соотношению суммы щелочей, FeO/MgO и SiO2 составы изученных расплавных включений в клинопироксенах, так же как и включения в плагиоклазах, располагаются в области пород нормальной щелочности и в поле толеитов. При этом включения из пироксенов базальтов о-ва Гукера наиболее близки к данным по включениям в плагиоклазе из базальтовых потоков о-ва Земля Александры. Большинство включений из клинопироксенов о-ва Гукера содержат мало калия (0,14-0,37 %) и умеренное количество титана (1,35-2,0 %). По соотношению этих элементов они согласуются с данными по включениям из плагиоклазов о-ва Земля Александры, располагаются в полях базальтов срединно-океанических хребтов (типа N-MORB) и плато Онтонг Джава (Тихий океан), резко отличаясь от включений в плагиоклазах о-ва Хейса (0,7-1,1 % К2О, 2,7-3,8 % TiO2), обладающих характеристиками базальтов океанических островов (OIB). Подобные закономерности отмечаются и на диаграмме TiO2 - FeO/MgO. Здесь необходимо отметить явное накопление титана с ростом железистости для расплавных включений в клинопироксенах, что не наблюдается для включений в плагиоклазе. Таким образом, намечается изменение магматических систем о-ва Гукера от кристаллизации плагиоклазов из выдержанных по составу расплавов к резко дифференцирующим магмам, из которых формировались клинопироксены.
В ходе фракционирования клинопироксенов наблюдается увеличение роли А12О3
с ростом железистости расплавов, в отличие от плагиоклазов, кристаллизация
которых происходила при стабильных значениях алюминия и
FeO/MgO. При этом все включения в пироксенах
содержат 9,6-13 % алюминия, что существенно ниже данных по включениям в
плагиоклазах. На диаграмме
TiO2
-
SiO2
данные по включениям в клинопироксенах о-ва Гукера формируют отчетливый
прямолинейный тренд снижения значений титана с ростом
SiO2,
близкий по значениям элементов и идеально совпадающий по направлению с
трендом платобазальтов Сибирской платформы и плато Онтонг Джава. Похожая
картина и с
FeO
- отрицательный тренд включений в пироксенах практически совпадает с
данными по включениям из минералов базальтов Сибирской платформы. В
целом, на вариационных диаграммах Харкера составы расплавных включений в
клинопироксенах о-ва Гукера по всем компонентам близки к данным по
включениям в плагиоклазах о-ва Земля Александры и по включениям в
минералах из траппов Сибирской платформы, в отличие от расплавов о-ва
Хейса, существенно обогащенных титаном, железом и щелочами.
Расчетное моделирование на основе данных по расплавным включениям в
клинопироксенах показало, что первичные расплавы о-ва Гукера
формировались на глубинах 65-
В целом, в результате исследования расплавных включений в
клинопироксенах было выяснено, что магматические системы о-ва Гукера
близки по основным характеристикам к платобазальтовым расплавам о-ва
Земля Александры, Сибирской платформы и плато Онтонг Джава. Установлена
существенная смена физико-химических параметров рассмотренных
магматических систем в ходе фракционирования минералов. Плагиоклазы
формировались при относительно высокотемпературных и стабильных
условиях. Последующая кристаллизация клинопироксена происходила в ходе
снижения температур и эволюции составов расплавов. 1. Карякин Ю.В., Шипилов Э.В. Геохимическая характеристика и 40Ar/39Ar возраст магматических пород архипелага Земля Франца-Иосифа // Общие и региональные проблемы тектоники и геодинамики: в 2 т. М.: ГЕОС, 2008. С. 389-393. (Материалы XLI Тектонич. совещ.; Т. 1). 2. Симонов В.А., Карякин Ю.В., Ковязин С.В., Шипилов Э.В. Особенности распределения редких и редкоземельных элементов в магматических системах архипелага Земля Франца-Иосифа // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): в 2 т. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2008. Т. 2. С. 94-95. 3. Симонов В.А., Ковязин С.В., Васильев Ю.Р., Махони Дж. Физико-химические параметры континентальных и океанических платобазальтовых магматических систем (данные по расплавным включениям) // Геология и геофизика. 2005. Т. 46, N» 9. С. 908-923. 4. Соболев А.В., Слуцкий А.Б. Состав и условия кристаллизации исходного расплава сибирских меймечитов в связи с общей проблемой ультраосновных магм // Геология и геофизика. 1984. № 12. С. 97-110. 5. Шипилов Э.В., Карякин Ю.В. Юрско-меловой базальтоидный магматизм Баренцево-Карской континентальной окраины: геологические и геофизические свидетельства и геодинамические обстановки проявления // Общие и региональные проблемы тектоники и геодинамики: в 2 т. М.: ГЕОС, 2008. С. 475-481. (Материалы XLI Тектонич. совещ.; Т. 2). 6. Simonov V.A., Karyakin
Yu.V., Kovyazin S.V., Shipilov E.V. Physico-chemical parameters of
plateau basalt magmatism of the Archipelago Franz Joseph Land (data on
melt inclusions) // Lithosphere Petrology and origin of diamond:
Abstracts of International Symposium Dedicated to the 100th
birthday of Academician V.S. Sobolev.
|
Ссылка на статью: Симонов В.А., Карякин Ю.В.,
Ковязин С.В., Шипилов Э.В.
Особенности фракционирования магматических систем архипелага Земля
Франца-Иосифа.
Геология полярных областей Земли. Материалы XLII Тектонического совещания.
Том 2, 2009, с. 175-178. |