Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Геология и геофизика

2009 год, номер 12

МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ СИБИРСКИХ МЕЙМЕЧИТОВ И ПРИРОДА ИХ СВЯЗИ С ТРАППАМИ И КИМБЕРЛИТАМИ

А.В. Соболев1,2,3, С.В. Соболев4,5, Д.В. Кузьмин2,6, К.Н. Малич7, А.Г. Петрунин4,5
1 Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, 119991, Москва, ул. Косыгина, 19, Россия
2 Max Planck Institut fur Chemie, 27 Joh.-Joachim-Becher-Weg, Mainz, 55128, Germany
3 Geowissenschaftliches Zentrum Gottingen, Abteilung Geochemie, Universität Göttingen, Goldschmidtstrasse 1, 37077, Göttingen, Germany
4 Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Telegrafenberg, 14473, Potsdam, Germany
5 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, 123995, Москва, ул. Бол. Грузинская, 10, Москва, Россия
6 Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Коптюга, 3, Россия
7 Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского, 199106, Санкт-Петербург, Средний пр. 74, Россия
Ключевые слова: Оливин, меймечит, пироксенит, эклогит, карбонатит, кимберлит, рециклированная кора, метасоматизм, термомеханическая модель, мантийный плюм, сибирские траппы, Сибирская трапповая провинция.
Страницы: 1293-1334
Подраздел: ПЕТРОЛОГИЯ И ДИНАМИКА ЛИТОСФЕРЫ

Аннотация

В работе сочетаются методы петролого-геохимического и термомеханического численного моделирования для определения условий образования меймечитов Маймеча-Котуйской провинции и базальтов гудчихинской свиты Норильского района, представляющих соответственно конечную и начальную стадии магматизма Сибирской трапповой провинции.
Изучены составы пород, вкрапленников оливина, расплавных включений в оливине наименее измененных меймечитов, а также составы пород и состав оливина дунитов из скважин Г-1 и Г-3, пробуренных в переделах Гулинского массива, Маймеча-Котуйской магматической провинции севера Сибирской платформы. Соотношения Mn/Fe и Ni/Mg в оливине свидетельствуют о перидотитовом мантийном источнике меймечитов. Родоначальный расплав меймечитов в приповерхностных условиях был богат щелочами, содержал около 24 % MgO, был значительно дегазирован, недосыщен сульфидным расплавом и окислен. В глубинных условиях первичный расплав меймечита был, вероятно, богат СО2 (6 мас.%) и Н2О (2 мас.%) и образовался в результате частичного плавления перидотитового источника на глубинах около 200 км. Концентрации несовместимых элементов в меймечитовом расплаве указывают на значительную роль граната и глубинного калийсодержащего клинопироксена в его мантийном источнике и свидетельствуют о генетической связи с источниками расплавов гудчихинской свиты и кимберлитов. Особенности геохимии и минералогии изученных дунитов Гулинского плутона свидетельствуют об их тесной генетической связи с меймечитами.
При помощи метода конечных элементов, рассчитана термомеханическая модель взаимодействия мантийной струи с литосферой щита переменной мощности с использованием реалистичной вязкоупругопластичной реологии пород, зависящей от температуры и напряжения.
На основе результатов экспериментальных и модельных исследований предполагается, что мантийная струя пермотриасового возраста с потенциальной температурой около 1650°С транспортировала существенное количество древней рециклированной океанической коры (до 15%) в виде карбонатсодержащего пересыщенного SiO2 эклогита, низкие степени плавления которого на глубинах 250-300 км приводили к образованию карбонат-силикатных расплавов, метасоматизировавших корни сибирской литосферы. Дальнейший подъем мантийной струи в областях утонения литосферы (Норильский район) приводил к прогрессивному плавлению эклогита и образованию реакционного пироксенита, который затем плавился на глубинах 130-180 км. Большой объем образовавшихся магм (траппы гудчихинской свиты) внедрился в литосферу и привел к ее дестабилизации и обрушению. Погружающиеся блоки литосферы, содержащие фрагменты истощенного метасоматизированного перидотита, прогревались до высоких температур внутренних частей мантийной струи и плавились с образованием меймечитового расплава. Меймечиты проявились на поверхности лишь в области литосферы повышенной мощности, где они избежали смешения с большими объемами траппов в стороне от основной зоны мантийного плавления под более тонкой литосферой. Предполагается, что и меймечиты и первичные магмы сибирских траппов, а также кимберлиты, имеют один и тот же источник несовместимых элементов, а именно корбонатсодержащую рециклированную океаническую кору, принесенную горячей мантийной струей.