Литосфера (Feb 2019)
Влияние конвекционно-спрединговых и мантийно-плюмовых процессов на формирование химического состава базальтов и плутонических пород рифта Палеоуральского океана
Abstract
Впервые, на основании представительного количества новых оригинальных ICP-M/S анализов, с использованием спайдер-диаграмм распределения редкоземельных и несовместимых элементов, нормированных по примитивной мантии [San & McDonough, 1989], выполнено сопоставление палеоокеанических базальтов и ассоциирующих с ними плутонических пород во всех пяти сегментах рифта Палеоуральского океана: Щучьинском (Полярный Урал), Войкарском (Приполярный Урал), Тагильском (Северный и Средний Урал), Магнитогорском (Южный Урал и Северный Казахстан) и Мугоджарском (Северный Казахстан). Установлена геохимическая неоднородность как базальтов, так и плутонических пород по простиранию палеорифтовой структуры и ее специфика в каждом сегменте. Получены первые достаточно убедительные доказательства того, что образование базальтов и плутонических пород (габбро, пироксенитов, гипербазитов) рифта Палеоуральского океана контролировали, по крайней мере, два типа мантийных источников: конвекционно-спрединговый деплетирорванной верхней мантии и мантийно-плюмовый слабо деплетированной или недеплетированной нижней мантии. Производными конвекционно-спредингового источника (деплетированной верхней мантии) являются базальты, габбро, пироксениты и гипербазиты, развитые в Войкарском, Мугоджарском сегментах и Cыумкеуском блоке Щучьинского сегмента; производными мантийно-плюмового источника (слабо деплетированной или недеплетированной нижней мантии) - подобные же породы, слагающие Магнитогорский сегмент и Харутский блок Щучьинского сегмента. Заметно отличается в этом отношении Тагильский сегмент, в составе которого развиты породы, производные конвеционно-спредингового источника (базальты), мантийно-плюмового источника (базальты, габбро), а также продукты смешения производных двух вышеназванных источников (базальты, габбро, пироксениты). Большинство базальтов и плутонических пород конвекционно-спредингового и мнтийно-плюмового источников рифта Палеоуральского океана обладают дефицитом высокозарядных элементов (Nb-Ta, Zr-Hf), что обусловлено рециклингом обогащенной водным компонентом океанической коры, морских осадков, продуктов островодужного вулканизма и другого субдуцированного водосодержащего субстрата. Породы типа N-MORB (с дефицитом Nb-Ta, Zr-Hf ) могли образоваться при плавлении верхней мантии, близкой СОХ, но при воздействии на очаг плавления верхней периферической части плюма умеренно обогащенной, более богатой H2O мантии. Породы типа E-MORB и OIB (с дефицитом Nb-Ta, Zr-Hf) могли возникнуть при плавлении верхней периферической части плюма умеренно обогащенной мантии, более богатой H2O, летучими и несовместимыми элементами-примесями. По типу мантийного источника выделены сегменты гомогенные и гетерогенные. Гомогенные сложены производными только конвеционно-спредингового источника (Войкарский и Мугоджарский сегменты, кроме исландитов) или только слабо деплетированного мантийно-плюмового источника (Магнитогорский сегмент); гетерогенные - производными тех и других источников (Щучьинский сегмент), а также производными каждого из этих источников и продуктами их смешения (Тагильский сегмент). Показано, что исландиты, развитые в Мугоджарском сегменте в виде изолированного выхода (размером 4,5 × 1,8 км) на площади развития базальтов спрединговой ассоциации, близки базальтам E-MORB и имеют мантийно-плюмовую природу. Их образование среди обширных площадей развития базальтов спрединговой ассоциации, по-видимому, связано с резкой локализацией плюма небольшого поперечного сечения.
