научная статья по теме ДИФФЕРЕНЦИРОВАННАЯ ВУЛКАНИЧЕСКАЯ АССОЦИАЦИЯ МИНУСИНСКОГО ПРОГИБА: МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ И ИСТОЧНИКИ РАСПЛАВОВ (НА ПРИМЕРЕ БАТЕНЕВСКОГО ПОДНЯТИЯ) Геология

Текст научной статьи на тему «ДИФФЕРЕНЦИРОВАННАЯ ВУЛКАНИЧЕСКАЯ АССОЦИАЦИЯ МИНУСИНСКОГО ПРОГИБА: МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ И ИСТОЧНИКИ РАСПЛАВОВ (НА ПРИМЕРЕ БАТЕНЕВСКОГО ПОДНЯТИЯ)»

УДК 552.3(571.5)

ДИФФЕРЕНЦИРОВАННАЯ ВУЛКАНИЧЕСКАЯ АССОЦИАЦИЯ

МИНУСИНСКОГО ПРОГИБА: МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ И ИСТОЧНИКИ РАСПЛАВОВ (НА ПРИМЕРЕ БАТЕНЕВСКОГО ПОДНЯТИЯ)

© 2015 г. А. А. Воронцов*, **, В. В. Ярмолюк***, Г. С. Федосеев****, *****, О. Ю. Перфилова******, В. Ф. Посохов*******, А. В. Травин****, Т. Ф. Газизова**

*Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН ул. Фаворского, 1а, Иркутск, 664033, Россия; e-mail: voron@igc.irk.ru **Иркутский Государственный университет ул. К. Маркса, 1, Иркутск, 664003, Россия; e-mail:gazizova@list.ru ***Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН Старомонетный пер., 35, Москва, 109017, Россия; e-mail: volya@igem.ru ****Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН просп. Академика Коптюга, 3, Новосибирск, 630090, Россия; e-mail: travin@igm.nsc.ru *****Новосибирский Государственный университет ул. Пирогова, 2, Новосибирск, 630090, Россия; e-mail: fedoseev@uiggm.nsc.ru

******Сибирский Федеральный университет просп. Свободный, 79, Красноярск, 660041, Россия; e-mail:perfil57@mail.ru *******Геологический институт СО РАН ул. Сахьяновой, 6а, Улан-Удэ, 670047, Россия; e-mail: vitaf1@yandex.ru Поступила в редакцию 16.05.2014 г. Получена после доработки 21.11.2014 г.

Рассмотрены вопросы образования ранне-среднедевонских вулканических толщ быскарской серии Батеневского поднятия Минусинского прогиба. Вулканическая ассоциация представлена породами широкого диапазона составов от базальтов до риолитов. Установлено, что изменения составов пород подчиняются законам фракционирования только в диапазоне составов базальт-трахианде-зит-трахит (47.7-64.5 мас. % $Ю2). Геохимические характеристики пород диапазона $Ю2 = 6574 мас. % отвечают продуктам смешения трахитовых дифференциатов с анатектическими коровы-ми выплавками, состав которых представляют риолиты (~77 мас. % $Ю2). Показано, что дифференцированные по составу серии вулканических пород Минусинского прогиба и, по-видимому, Алтае-Саянской рифтовой области в целом не являются аналогами дифференцированных магматических серий активных континентальных окраин. Их основу создают продукты мантийного плавления, что типично для областей внутриплитного магматизма. Кислые магматические породы этих ассоциаций возникли вследствие воздействия мантийного плюма на литосферу. В результате чего сформировались внутрикоровые камеры базитовых магм, тепловое воздействие которых на вмещающую кору привело к процессам анатексиса и последующему взаимодействию анатектических кислых магм с продуктами дифференциации базитовых расплавов.

БО1: 10.7868/80869590315040068

ВВЕДЕНИЕ

Минусинский прогиб (рис. 1) является одной из крупнейших структур девонской Алтае-Саян-ской рифтовой системы и охватывает территорию около 100000 км2. Прогиб возник в пределах ран-непалеозойской (каледонской) области Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП, врезка на рис. 1) спустя 70-80 млн лет после завершения орогенических процессов в ее пределах. Образование прогиба было сопряжено с вулканической активностью, что определило доминирование вулканических пород в его строении

(Лучицкий, 1960; Поляков и др., 1972; Ратанов, 1974; Зубков, 1986; Косоруков, Парначев, 1994; Хомичев и др., 2001; Бабин и др., 2004; Парначев, 2006; Уваров, Уварова, 2008; Воронцов и др., 2010; Реёо8ееу, 2008). Толщи вулканических пород, как правило, залегают со структурным несогласием на додевонском складчатом фундаменте. Они обнажаются на бортах прогиба и в пределах поднятий, одним из которых является Батеневское. Для строения вулканических ассоциаций характерна резкая фациальная изменчивость по простиранию и отсутствие маркирующих горизонтов.

90° 92° 50° 90° 130° в.д.

Рис. 1. Схема геологического строения Минусинского прогиба, по (Лучицкий, 1960) с упрощениями.

I — осадочные отложения (D2gV—С); 2 — осадочно-вулканогенные комплексы быскарской серии (Dl—D2 3 — доде-вонский фундамент (б^О^); 4 — тектонические нарушения. Впадины Минусинского прогиба: I — Назаровская,

II — Чебаково-Балахтинская, III — Сыда-Ербинская, IV — Минусинская. КВ — Красноярское водохранилище. На врезке: Центрально-Азиатский складчатый пояс (ЦАСП) и окружающие его кратоны: БК — Балтийский, СК — Сибирский, КК — Казахстанский, ТК — Таримский, СКК — Северо-Китайский, ИК — Индийский. Черным квадратом показано положение Минусинского прогиба.

Представления о среднепалеозойской Алтае -Саянской рифтовой системе базируются, во-первых, на данных о развитии в регионе системы девонских грабенов и, во-вторых, на данных о связи с этими грабенами ассоциаций, индикаторных для областей внутриплитной (плюмовой) активности, в том числе с участием высокотитанистых базитов, а также щелочных пород — тефритов, фонолитов, щелочных трахитов и пантеллеритов (Ярмолюк, Коваленко, 1991; Воронцов и др., 1997; Воронцов, Сандимиров, 2010). Однако в Минусинском прогибе, как и во всей рифтовой системе, наряду с такими ассоциациями широко

распространены также комплексы пород, наиболее типичные для обстановок конвергентных границ. В их строении участвуют породы широкого диапазона составов: умеренно-титанистые базальты, базальтовые трахиандезиты, трахианде-зиты, трахиты, трахидациты и риолиты (Воронцов и др., 2013). Этот тип ассоциаций в Минусинском прогибе является доминирующим и, несомненно, должен учитываться при любых геодинамических реконструкциях. Однако породы подобных комплексов остаются практически не изученными, что затрудняет вовлечение их в круг соответствующего обсуждения.

В представленной статье приведены геологические, геохимические и изотопные (Sr, Nd, O) данные по составу пород дифференцированной вулканической ассоциации Батеневского поднятия, а также рассмотрены вопросы ее происхождения, в том числе имеющие отношение к формированию всей рифтовой системы.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Вулканические толщи Батеневского поднятия изучались комплексно — петрографическими, петрохимическими, геохимическими и изотопными методами.

Петрографические и петрохимические характеристики магматических пород базируются на результатах изучения 90 образцов и проб, которые охватывают все известные в изученном районе петрографические разновидности. Содержания петрогенных элементов были определены в институте геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН рентгенофлюоресцентным методом на многоканальном спектрометре СРМ-25 по методике (Афонин и др., 1984).

Редкие элементы по 44 анализам определены методом ICP-MS в ЦКП ИНЦ СО РАН Байкальского аналитического центра на масс-спектрометре с высоким разрешением ELEMENT-2 Finnigan MAT. Измерения проводились при стандартных операционных условиях для данного прибора. Для нивелирования возможного матричного эффекта и учета нестабильности в течение процедуры съемки спектров использовали внутренний стандарт Rh. Для градуирования при расчетах содержаний элемента в пробе применяли многоэлементные сертифицированные растворы (CLMS-1, -2, -4, SPEX, США). Пробопод-готовка для пород основного и среднего состава осуществлялась открытым кислотным разложением, для кислых вулканитов — сплавлением с метаборатом лития.

Изотопные измерения стронция и неодима выполнены в ЦКП ИНЦ СО РАН Байкальского аналитического центра на многоколлекторном масс-спектрометре Finnigan MAT-262 с использованием активатора Ta2O5 • «H2O в смеси кислот HF : HNO3 : H3PO4 (1 : 1 : 1) (Birk, Allegre, 1978). Для контроля применялись стандарты ВНИИМ-Sr (87Sr/86Sr = 0.70801 ± 20) и INd-1 (143Nd/144Nd = = 0.5121003 ± 104). Для измеренных партий проб были получены значения 87Sr/86Sr = 0.70802 ± 1, 143Nd/144Nd = 0.512115 ± 10. Величины 87Rb/86Sr и 147Sm/144Nd рассчитаны из концентраций Rb, Sr, Sm и Nd, определенных методом ICP-MS. Значения sNd и sSr вычислялись относительно модельного хондритового резервуара CHUR с параметрами 143Nd/144Nd = 0.512638; 147Sm/144Nd = 0.1967; 87Rb/86Sr = 0.7045; 87Sr/86Sr = 0.0816 (Фор, 1989).

Для изотопного анализа кислорода (табл. 2) использовались полевые шпаты без следов вторичных изменений (в виде осколков) общим весом 1.5—2.5 мг. Измерения выполнены в Геологическом институте БНЦ СО РАН на газовом масс-спектрометре Finnigan MAT 253 с помощью двойной системы напуска в классическом варианте (стандарт—образец). Подготовка образцов для определения величин S18O проводилась лазерным фторированием в присутствии реагента BrF5 по методу, опубликованному в работе (Sharp, 1990). В комплект аппаратуры входила установка MIR 10—30 системы нагрева лазером CO2 мощностью 100 Вт и длиной волны 10.6 мкм, позволяющая разогревать анализируемые минералы до 1000°C, а также вакуумная магистраль для очистки выделенного кислорода и окончательного его концентрирования. Расчеты S18O были выполнены относительно международных стандартов NBS-28 (кварц) и NBS-30 (биотит). Внутренний контроль осуществлялся регулярными измерениями стандарта UWG-2 (гранат), а также внутреннего стандарта ГИ-1 (кварц) и лабораторного ИГЕМ РАН Polaris (кварц). Погрешность полученных значений величин S18O находилась на уровне (1а) ± 0.2%о.

40Ar-39Ar изотопно-геохронологические исследования проводились на оборудовании ИГМ СО РАН по методике, которая описана в работе (Травин и др., 2009).

СТРОЕНИЕ И ВОЗРАСТ ВУЛКАНИЧЕСКОГО ПОЛЯ БАТЕНЕВСКОГО ПОДНЯТИЯ

Батеневское поднятие, являющееся восточным отрогом Кузнецкого Алатау, в сочетании с Беллык-ским поднятием Восточного Саяна разделяет две крупные впадины Минусинского прогиба — Чеба-ково-Балахтинскую и Сыда-Ербинскую. Вулканические породы сохранились на восточном фланге поднятия, площать их распространения более 600 кв. км. Вулканическая толща имеет суммарную мощность до 700 м и с угловым несогласием залегает на кембрийско-ордовикском фундаменте. В свою очередь она перекрывается с размывом осадочными отложениями живетского яруса (Лу-чицкий, 1960; Ратанов, 1974).

Строение толщи можно разделить на три серии потоков. Нижнюю серию образуют потоки афировых стекловатых и мелкозернистых базальтов и базальтовых трахиандезитов (рис. 2, 3). Лавы перемежаются с туфами, туфобрекчиями и ту-фолавами, песчаниками и алевролитами (с растите

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»