научный журнал по геологии Петрология ISSN: 0869-5903

БОГАТИКОВ О.А., БОГИНА М.М., КОНОНОВА В.А., НОСОВА А.А., САМСОНОВ А.В., ЧИСТЯКОВ А.В., ШАРКОВ Е.В. — 2009 г.

Проведен сравнительный анализ геолого-петрологических, геохимических и изотопных характеристик внутриплитных (внутриконтинентальных) и орогенных магматических серий разных временных этапов в истории формирования Восточно-Европейской платформы (ВЕП). На примере Балтийского щита показано, что состав мантийных расплавов и тектоническая позиция их проявления в раннем докембрии (архей и ранний палеопротерозой) и фанерозое существенно различались. В раннем докембрии среди магм преобладали высоко-Mg низко-Ti расплавы коматиит-базальтовой и бонинитоподобной серий; тектономагматическая активность определялась подъемом мантийных суперплюмов первого поколения, образованных веществом деплетированной мантии. В интервале 2.3–2.0 млрд. лет назад произошла постепенная смена высоко-Mg мантийных расплавов на Fe-Ti пикриты и базальты, типичные для внутриплитного магматизма фанерозоя, а на рубеже 2 млрд. лет назад плюм-тектоника раннего докембрия сменилась плейт-тектоникой. Это связывается с появлением мантийных суперплюмов второго поколения (термохимических), поднимающихся от границы жидкого металлического ядра. Благодаря наличию флюидных компонентов, эти суперплюмы достигали более высоких уровней, а растекание их головных частей уже приводило к активному взаимодействию с вышележащей утоненной жесткой литосферой. Sm-Nd изотопные исследования показали, что орогенный неоархейский и среднепалеопротерозойский магматизм Балтийского щита был связан с плавлением литосферной мантии и коры, причем кислые члены изученных комплексов возникали при плавлении коровых источников. Закономерные изменения геохимических характеристик этих пород во времени, вероятно, отражают общую направленность увеличения мощности континентальной коры, служившей фундаментом для орогенов. Начиная с 2 млрд. лет назад, на протяжении мезо- и неопротерозоя, а также фанерозоя, закономерной эволюции изотопно-геохимических характеристик внутриплитного магматизма не устанавливается. Для всех рассмотренных возрастных срезов фиксируется значительная роль корового вклада в трансформацию изотопно-геохимических характеристик первичных мантийных расплавов. Своеобразной разновидностью внутриплитного магматизма мезопротерозоя ВЕП являются огромные анортозит-рапакивигранитные комплексы. Кимберлиты и лампроиты в пределах ВЕП многократно проявлялись в интервале от 1.8 до 0.36 млрд. лет назад; особенно широкое развитие они получили в позднем девоне. Показано, что в пределах ВЕП алмазоносными являются только кимберлиты, происшедшие из слабообогащенной мантии (Архангельская провинция), тогда как в классических провинциях (Африка, Якутия) алмазоносны кимберлиты, мантийными источниками которых являются и деплетированная, и обогащенная мантия.

ДОРОШКЕВИЧ А.Г., ПОСОХОВ В.Ф., РИПП Г.С. — 2009 г.

В статье приведены результаты Ar-Ar, Rb-Sr и U-Pb (SHRIMP II) геохронологического изучения карбонатитов Забайкалья. Определен возраст карбонатитов, связанных с ними метасоматически измененных пород и силикатных щелочных комагматов. На двух проявлениях датированы метаморфические процессы в интервале 550–559 млн. лет (U-Pb, Rb-Sr методы). Геохронологические исследования позволяют выделить две главные эпохи карбонатитообразования: позднемезозойскую в Юго-Западном Забайкалье и позднерифейско-вендскую в Северном Забайкалье. Кроме того, незначительные проявления карбонатитов известны в Витимской и Северо-Байкальской щелочных провинциях, сформировавшихся в среднем–позднем палеозое. Позднемезозойский этап карбонатитообразования отчетливо коррелирует с формированием Западно-Забайкальской рифтогенной структуры, а позднерифейско-вендский – с распадом Лавразии в позднем рифее.

ИЗОХ А.Э., КОВАЧ В.П., РУДНЕВ С.Н., ТЕРЕНТЬЕВА Л.Б., ШЕЛЕПАЕВ Р.А. — 2009 г.

Рассмотрены особенности строения и состава и возраст раннепалеозойских гранитоидных ассоциаций (тохтогеншильский комплекс), слагающих Харанурский и Шаратологойский полихронные плутоны в северной части Озерной зоны Западной Монголии. Установлено, что тохтогеншильский комплекс расчленяется на ряд самостоятельных магматических ассоциаций, которые формировались в возрастном диапазоне 540–450 млн. лет на трех возрастных рубежах (540–520, 510–485 и 475–450 млн. лет) и отличаются друг от друга по вещественному составу, источникам и геодинамическим условиям образования. На первом, островодужном, этапе (540–520 млн. лет) формировались высокоглиноземистые плагиогранитоиды тоналит-плагиогранитной (531 ± 10 млн. лет, I-тип) и диоритовой ассоциаций (529 ± 6 млн. лет) в Харанурском плутоне, низкоглиноземистые плагиогранитоиды тоналит-плагиогранитной ассоциации (519 ± 8 млн. лет, I-тип) в Шаратологойском плутоне, а также породы хиргиснурского перидотит-пироксенит-габброноритового комплекса (массивы Харачулу и Дзабханский). Породы диоритовой и плагиогранитной ассоциаций Харанурского плутона характеризуются величинами Nd(T) = +7.9... +7.4, TNd(DM) = 0.65 млрд. лет и (87Sr/86Sr)0 = 0.7037–0.7039. Плагиограниты Шаратологойского плутона (тоналит-плагиогранитная ассоциация) характеризуются величинами Nd( = +6.5... +6.6, TNd(DM) = 0.73–0.70 млрд. лет и (87Sr/86Sr)0 = 0.7038–0.7039, которые предполагают преимущественно ювенильные субдукционные источники исходных расплавов, при подчиненном участии древнекорового материала. На втором, аккреционном, этапе (510–485 млн. лет) формировались низкоглиноземистые плагиогранитоиды диорит-тоналит-плагиогранитной ассоциации (494 ± 10 млн. лет, М-тип) Шаратологойского плутона, которые по Sr-Nd изотопным характеристикам ( Nd(Т)= +6.6, (87Sr/86Sr)0 = 0.7039) не отличаются от плагиогранитоидов раннего этапа в этом же плутоне, что позволяет предполагать плавление близких по составу субстратов. На третьем, постколлизионном, этапе (475–450 млн. лет) образовались породы диорит-гранодиорит-гранитной ассоциации (459 ± 10 млн. лет, I-тип) в Харанурском плутоне, которые характеризуются значениями Nd( = +5.1, TNd(DM) = 0.74 млрд. лет и (87Sr/86Sr)0 = 0.7096. Предполагается, что исходные для них расплавы формировались в результате частичного плавления “каледонской” ювенильной коры, с добавкой более древнего корового материала.

КОРОЛЬ Н.Е. — 2009 г.

На примере детального исследования районов оз. Нотозера–оз. Ковдозера и оз. Керчуг рассматриваются петрологические аспекты (реакции минеральных замещений – Opx + Cpx + Pl Hbl при различной основности плагиоклаза, составы минералов, Р-Т параметры) высокотемпературной амфиболизации основных гранулитов в архейских гранулит-эндербит-чарнокитовых (ГЭЧ) комплексах Карелии. Сделаны выводы о том, что амфиболизация основных кристаллосланцев из ГЭЧ-комплексов проявляется по периферии участков эндербитовой мигматизации. Показано как по мере нарастания замещения пироксенов роговой обманкой первичные двупироксен-плагиоклазовые гранулиты превращаются в двупироксен-амфибол-плагиоклазовые кристаллосланцы с уменьшением основности плагиоклаза, а при более интенсивном процессе – в амфиболиты. Полученные результаты свидетельствуют, что на пике гранулитового метаморфизма при инфильтрации богатых Na рассолов равновесия в основных кристаллосланцах начинают смещаться в сторону увеличения количества Na-содержащих темноцветных минералов (амфиболов) вместо пироксенов. Наряду с этим образуются более кислые плагиоклазы вместо лабрадор-битовнитов. Рассмотренная амфиболизация отличается по геохимическому режиму, Р-Т параметрам и типу роговых обманок от таковой, связанной либо с ретроградной стадией метаморфизма, либо с последующим диафторезом в условиях амфиболитовой фации.

ВЕТРИН В.Р., РОДИОНОВ Н.В. — 2009 г.

Формирование анорогенных магматических комплексов происходило в процессе протоплатформенного развития Кейвской структуры, завершившегося образованием глиноземистых сланцев, представляющих собой производные глубокой дезинтеграции и переотложения пород нижних частей разреза и обрамления структуры. Среди анорогенных пород региона выделены следующие неоархейские магматические комплексы: габбро-лабрадоритов-латитов-монцонитов-гранитов, плагиомикроклиновых амфибол-биотитовых гранитов, офитовых габбро и габбро-диабазов, кварцевых сиенитов–щелочных гранитов, щелочных и нефелиновых сиенитов. Магматическая деятельность этого периода, начавшаяся с внедрения массивов габбро-анортозитов и завершившаяся образованием тел щелочных и нефелиновых сиенитов, была вызвана подъемом мантийного астенолита, обусловившего деструкцию фундамента этого участка земной коры, и время проявления анорогенного магматизма Кейвской структуры, по-видимому, не превышало нескольких миллионов или первых десятков миллионов лет. Возраст пород гранитоидного подкомплекса комплекса габбро-лабрадоритов-латитов-монцонитов-гранитов составляет 2674 ± 6 млн. лет и сопоставим с возрастом щелочных гранитов Понойского массива и массива Белые тундры – 2673 ± 6 млн. лет. Рассматриваемые комплексы разделены внедрением интрузии амфибол-биотитовых плагиомикроклиновых гранитов с возрастом 2667 ± 8 млн. лет. Близкий к гранитоидам возраст определен для габбро-лабрадоритов Щучьеозерского (2663 ± 7 млн. лет) и Цагинского (2668 ± 10 млн. лет) массивов (Баянова, 2004), по времени образования предшествующих гранитоидам. К этому же возрастному интервалу относятся щелочные сиениты массива Сахарийок I, внедрением которого завершился неоархейский анорогенный магматизм региона. Палеопротерозойские процессы преобразования пород Кейвской структуры были выражены в их рассланцевании и привносе урана в контактовые зоны массивов щелочных гранитов, что обусловило возникновение палингенных расплавов с последующим образованием пегматитов в экзоконтактовых частях гранитных тел.

КРЫЛОВ Д.П., ПАДЕРИН И.П., СЕРГЕЕВ С.А., ФУГЗАН М.М., ШУКОЛЮКОВ Ю.А. — 2009 г.

Представлены данные о закономерностях миграции благородных газов в урансодержащих минералах различного состава: уранините, настуране, метамиктном цирконе, хлопините, самарските, бетафите, ампангабеите – из разных регионов. Показано, что на кривых выделения всех благородных газов при лабораторном отжиге, начиная от радиогенных Не, Kr и Xe и кончая нуклеогенным 38Ar, наблюдаются 3–4 экстремума, свидетельствующие об изменении (увеличении и уменьшении) скорости газовыделения при определенных температурах. Это указывает на существование нескольких энергетических состояний атомов благородных газов в структуре минералов и делает некорректными расчеты миграционных параметров благородных газов по модели классической диффузии, основанной на законах Фика. Кратко излагается альтернативный механизм, предполагающий экспоненциальную зависимость кинетики миграции от температуры и времени. Рассмотрен принцип изотопного датирования минералов нейтронно-индукционным уран-ксеноновым методом и дано описание методики изучения миграции благородных газов из минералов. Получены экспериментальные данные о кинетике выделения радиогенного и нейтронно-индуцированного в ядерном реакторе компонентов ксенона из четырех неметамиктных образцов циркона. Один из них – циркон из Шри-Ланка (о-в Цейлон) – обладает особенно однородной кристаллической структурой. Оптическое изучение показало, что в этом прозрачном ювелирном цирконе каких-либо видимых включений или нарушений структуры нет. На изображениях, полученных в ходе катодолюминесцентных исследований, видна лишь тонкая слабо контрастная зональность магматического типа. Данные, полученные на масс-спектрометре SHRIMP-II, показали очень равномерное распределение концентраций урана и тория в выбранном зерне циркона. Тем не менее на кривой кинетики выделения ксенона и из этого образца имеются хорошо проявленные экстремумы. Это свидетельствует о различном положении атомов ксенона в структуре циркона – в дефектах и в структурных зонах разного типа (кристаллических, аморфных и метамиктных), имеющих, по литературным данным, нанометровые размеры. Для каждого из обнаруженных экстремумов, соответствующих дискретным энергетическим положениям атомов ксенона в структуре, рассчитаны миграционные параметры – энергия активации миграции и частотный фактор. Между ними обнаружена четкая корреляция. Устойчивость радиогенного ксенона в структуре кристаллических, неметамиктных цирконов, рассчитанная по этим параметрам, оказалась беспрецедентно высокой.

АНДРЕЕВА И.А., АНТИПИН В.С., КОВАЛЕНКО В.И., КУЗНЕЦОВ В.А. — 2009 г.

На основе составленной авторами подробной геологической карты массива, а также изучения его петрографических характеристик, вещественной зональности, редкоэлементной геохимии, физико-химических параметров и расплавных включений в минералах горных пород рассмотрена модель образования магматических пород Ары-Булака. Выявлено, что Ары-Булакский массив имеет зональное строение. Большую его центральную часть (около 70% площади) занимают порфировые топазовые онгониты (центральная фация), которые в направлении к контактам постепенно переходят в слабопорфировые онгониты с топазом и редко с флюоритом (краевая фация). В районе юго-западного эндоконтакта массива полосой шириной 50–80 м развиты афировые породы с флюоритом (эндоконтактовая фация). Анализ петрографических и геохимических данных показал, что субвулканические породы Ары-Булака существенно отличаются от типичных эльванов (провинция Корнуолл) и близки по своим характеристикам к классическим онгонитам в центральной и краевой фациях интрузива. Породы юго-западной эндоконтактовой зоны представлены необычными высокофтористыми и высококальциевыми разновидностями, которые неизвестны в других редкометалльных провинциях с онгонитами и свидетельствуют о сложной истории формирования Ары-Булакского массива. Установлено, что геохимическая эволюция характеризуется обогащением ранних пород эндоконтактовой фации CaO, K2O и фтором, а также Rb, Cs, B, Ba, Sr, Sn и Ta, содержания которых в онгонитах центральной фации уменьшаются. При этом в онгонитах центральной части значительно более высокие концентрации Na2O и Li по сравнению с породами эндоконтактовой фации.

БОРИСОВ А.А. — 2009 г.

При 1 атм общего давления в температурном интервале 1300–1470°С методом “петля в тигле” исследовано одновременное насыщение натрием, калием и рубидием силикатных расплавов с переменным содержанием Al2O3 и SiO2. Показано, что повышение как кремнекислотности, так и глиноземистости расплавов приводит к значительному уменьшению коэффициентов активности исследованных щелочей, причем в кислых составах роль Al2O3 существенно возрастает. Экстраполяция экспериментальных данных позволила оценить влияние кремнекислотности и глиноземистости расплавов на поведение Li и Cs. В расчетном эксперименте показана возможность различить инертное и вполне подвижное поведение щелочей в магматическом процессе. Проведено методологическое исследование потерь Na, K и Rb из кислых стекол в ходе микрозондового анализа в зависимости от диаметра зонда.

БЕА Ф., КРАСНОБАЕВ А.А., ЛЕВИН В.Я., МОНТЕРО П., ФЕРШТАТЕР Г.Б., ХОЛОДНОВ В.В. — 2009 г.

Представлены результаты изотопного (ионные зонды Cameca IMS1270 – NORDSIM и SHRIMP-II) и геохимического (LA-ICP MS) изучения цирконов из трех проб дунитов из уральских массивов урало-аляскинского типа – Косьвинского, Сахаринского и Восточно-Хабарнинского. Цирконы дунитов обладают общими особенностями. В каждом образце выявлены следующие генетические и возрастные группы цирконов: 1) ксеногенные цирконы архейского и протерозойского возрастов, 2) цирконы магматического облика, близкие по возрасту и геохимическим особенностям к цирконам из габброидов, ассоциированных с дунитами, и 3) постмагматические цирконы, кристаллизовавшиеся, по-видимому, из гидротерм. Ксеногенные цирконы архейского возраста в каждой из трех проб представлены прозрачными осколками, бедными ураном и другими редкими элементами, и имеют, по-видимому, мантийное происхождение. Ксеногенные цирконы протерозойского возраста (1500–2000 млн. лет) – это овальные зерна со следами абразии на поверхности, свидетельствующими об их переотложении. Геохимические особенности цирконов не оставляют сомнений в их принадлежности к коре, скорее всего, континентального типа – фундаменту Уральского орогена.

КОВАЧ В.П., КОЗАКОВ И.К., КРЫЛОВ Д.П., ОВЧИННИКОВА Г.В., СЕРГЕЕВА Н.А. — 2009 г.

Новые данные по изотопным отношениям Pb в полевых шпатах раннепалеозойских гранитоидов Сангиленского блока Тувино-Монгольского массива и его каледонского обрамления в сочетании с ранее полученными результатами по изотопным системам кислорода и неодима показывают, что в источниках гранитоидов Тувино-Монгольского массива древний (около 2 млрд. лет) коровый материал смешивался с относительно более молодым ювенильным материалом. Положительные значения Nd для гранитоидов Башкымугурского и Чжаргалантского массивов связаны с процессами коровой контаминации в результате взаимодействия уже образованного расплава с материалом коры. Сходные изотопные характеристики Nd гранитоидов Хоромнугского массива обусловлены плавлением коры позднерифейского возраста. В гранитоидах массивов, расположенных в Каахемской и Восточно-Таннуольской зонах каледонского обрамления, по мере удаления от Сангиленского блока увеличивается доля ювенильного материала, выделившегося из коры океанического типа. В гранитах зоны сочленения Тувино-Монгольского массива со структурами обрамления фиксируется присутствие древней коровой компоненты (до 10–20%), а в источниках плавления гранитоидов Восточно-Таннуольской зоны преобладает раннепалеозойская ювенильная компонента в сочетании с материалом, сходным с вендскими офиолитами Агардаг-Эрзинской зоны. Увеличение значения 18O, отношения 206Pb/204Pb и значений TNd(DM) в пределах одного комплекса (от ранних фаз гранитоидов к поздним) объясняется последовательным вовлечением корового материала в процессы плавления.

ГИРНИС А.В., ДОРОФЕЕВА В.А., КОВАЛЕНКО В.И., НАУМОВ В.Б., ЯРМОЛЮК В.В. — 2009 г.

На основании анализа данных по составам расплавных включений в минералах и закалочных стекол магматических пород рассматриваются проблемы образования кислых агпаитовых магм (коэффициент агпаитности K.а. = (Na2O + K2O)/Al2O3 > 1, мол.). Приводятся данные по средним составам кислых агпаитовых расплавов островных дуг и активных континентальных окраин, которые сравниваются с данными по расплавам из других обстановок, в первую очередь внутриплитных континентальных областей. В последних агпаитовые кислые породы довольно обычны. В островных дугах и активных континентальных окраинах такие породы редки, однако агпаитовые расплавы фиксируются во включениях во вкрапленниках плагиоклаза, кварца, пироксена и других минералов. Одним из механизмов образования агпаитовых кислых расплавов считается фракционирование плагиоклаза из обогащенного щелочами расплава с К.а. < 1 (“плагиоклазовый эффект” Боуэна). Однако анализ имеющихся экспериментальных данных по равновесиям плагиоклаз–расплав показывает, что природные агпаитовые расплавы практически никогда не равновесны с плагиоклазом. По этой же причине плавление большинства коровых пород, обычно содержащих плагиоклаз, не приводит к образованию агпаитовых расплавов. Существование включений агпаитовых кислых расплавов во вкрапленниках плагиоклаза свидетельствует о том, что плагиоклаз все же может кристаллизоваться из агпаитовых расплавов, в связи с чем “плагиоклазовый эффект” может играть определенную роль. Другой механизм образования кислых агпаитовых магм – плавление обогащенных щелочами основных и средних пород, включая спилитизированные разности базальтов нормальной щелочности.

БАБАНСКИЙ А.Д., САЛОВА Т.П., СИМАКИН А.Г. — 2009 г.

Представлены результаты экспериментального изучения влияния степени окисления железа в водонасыщенном расплаве андезита вулкана Шивелуч (Камчатка) на состав амфибола. Опыты длительностью 2–4 ч проводились при давлении 2 кбар и температурах, близких к ликвидусной температуре амфибола (950°С). Степень окисления железа (NNO и NNO + 1) в исходном стекле контролировалась методом Мессбауэровской спектроскопии. Составы экспериментальных амфиболов пересчитывались по кристаллографическим позициям с оценкой степени окисления железа по методу, принятому на IMA–97 (Leake et al., 1997). Установлена обратная корреляция между содержанием AlVI и величиной суммы (Fe3+ + Ti). В предельно окисленных амфиболах сумма (Fe3+ + Ti) достигает 1.8 атомов на формульную единицу (а.ф.е.). Кинетика роста оказывает влияние на состав амфибола гораздо большее, чем давление (по данным Schmidt, 1992). При закалке (переохлаждение больше 100°С) образуются кристаллы амфибола с содержанием AlVI = 1.3 а.ф.е. и Fe3+ + Ti = 0. Полученные данные позволили интерпретировать условия роста амфибола из андезитов вулкана Шивелуч.

ХАРИН Г.С., ЧЕРНЫШЕВА Е.А. — 2009 г.

По результатам дополнительных геохимических исследований материалов 15-го рейса НИС “Академик Курчатов” и литературным данным в районе трансформного разлома Чарли-Гиббса выделены две группы базальтов, отвечающие разным типам геодинамических режимов: 1) преимущественно низкотитанистые толеиты, имеющие наибольшее сходство со спрединговыми базальтами раннего этапа раскрытия Северной Атлантики (юго-восточная окраина Гренландии, плато Воринг и Роколл), и 2) высокотитанистые дифференцированные базальты переменной щелочности, представляющие собой глубинные малообъемные выплавки, образованные, вероятно, при участии мантийного плюма. Выявлены вариации состава разломных базальтов в активной и пассивной частях трансформной зоны. Полученные результаты восполняют дефицит детальных геохимических данных для пород океанической коры и могут быть использованы для реконструкции палеогеодинамических обстановок.

КОВАЛЕНКО В.И., КОЗЛОВСКИЙ А.М., ЯРМОЛЮК В.В. — 2009 г.

Халдзан-Бурегтейская группа массивов щелочных гранитоидов с возрастом 391–395 млн. лет расположена в пределах ранних каледонид Озерной зоны Западной Монголии и включает 7 интрузивных фаз внедрения, в том числе две редкометальные с Zr, Nb, Y, REE оруденением. В статье выявляются источники магм рассматриваемых массивов на основе анализа содержаний несовместимых редких элементов и их “канонических” отношений в породах разных интрузивных фаз и сравнения их с аналогичными параметрами вулканических пород острова Пантеллерия. Последние приняты за эталон ассоциации пород, связанных между собой исключительно кристаллизационной дифференциацией. Породы Халдзан-Бурегтейской группы массивов сформировались из смеси источника OIB (с участием MORB) и вмещающих офиолитов, а щелочные граниты 2-й фазы – из смеси этих источников и вмещающих нещелочных гранитоидов. Практически все породы имеют смешанные источники со всеми переходами от OIB, MORB до офиолитов. По-видимому, главным источником для изученных пород является OIB, а вмещающие офиолиты могли быть либо источниками анатектических магм, либо контаминантами магм других рассмотренных пород. Образование редкометальных гранитоидов связывается с теми же источниками, из которых формировались безрудные магматические породы Халдзан-Бурегтейской группы массивов. Распределение пород в массивах Халдзан-Бурегтейской группы бимодальное, при котором практически нет промежуточных составов между базитами даек и сиенит-гранитными породами. Это связывается с образованием наименее дифференцированных сиалических пород (нордмаркиты, пантеллериты, некоторые щелочные граниты) за счет анатексиса собственных материнских базитовых пород (долериты и базиты), их кумулатов либо офиолитов. Большая часть щелочных гранитов 2-й фазы, скорее всего, являются дифференциатами нордмаркитов 1-й фазы, осложненными ассимиляцией вмещающих офиолитов. Экериты по всем геохимическим параметрам практически совпадают с составами нордмаркитов, что свидетельствует о происхождении первых либо как остаточных магм нордмаркитов in situ, либо как анатектических выплавок из них.

АРЗАМАСЦЕВ А.А., МИТРОФАНОВ Ф.П. — 2009 г.

Произведена количественная оценка модального и химического состава мантии, активизация которой в палеозое привела к формированию Кольской щелочной провинции в северо-восточной части Балтийского щита. Для определения объемов щелочного магматизма в пределах провинции и объема мантийных расплавов, продуцированных в течение палеозойского цикла активизации, был использован метод трехмерного плотностного моделирования, базирующийся на гравиметрических данных. Исследования, наряду с геолого-геохимическим опробованием проявлений щелочного магматизма региона, включали изучение глубинного строения всех щелочных интрузий провинции до уровня 22.5 км и создание их трехмерных плотностных моделей. Были выполнены прецизионные определения концентраций микроэлементов в породах методом ICP-MS, что явилось основой для расчета средневзвешенных концентраций микроэлементов в породах провинции, моделирования плавления мантийных субстратов и оценки геодинамических последствий этих мантийных процессов. Проведенные расчеты показывают, что суммарный объем палеозойских выплавок в северо-восточной части Фенноскандии составляет 15000 ± 2700 км3. Расчет составов выплавок, которые могла продуцировать средняя по составу мантия, обнаруживает необходимость значительного привноса некогерентных элементов в исходный мантийный субстрат. Показана высокая вероятность возникновения примитивных расплавов Кольской провинции в результате низких степеней плавления субстрата (0.3–0.5%), состав которого отвечал флогопитсодержащему (±амфибол) гранатовому лерцолиту, в условиях гранатовой мантийной фации глубинности. Степень обогащения такого субстрата, согласно расчетам, в 3 раза превышала средние содержания несовместимых элементов в примитивной мантии. Показано, что в процессы магмогенерации была вовлечена значительная часть субконтинентальной литосферной мантии Северо-Восточной Фенноскандии, достигавшая глубины 120 км, т.е. простиравшаяся на всю глубину мантийной фации гранатовых лерцолитов. Эта область по площади соответствует району распространения проявлений палеозойского магматизма в регионе, а по глубине коррелируется с определениями P-T условий формирования мантийных ксенолитов, обнаруженных в дайках и трубках взрыва региона.

КОВЯЗИН С.В., СИМОНОВ В.А., ШАРКОВ Е.В. — 2009 г.

В результате исследования расплавных включений в хромшпинелидах из меланократовых троктолитов впервые получена прямая информация о физико-химических параметрах обогащенных магматических систем, формировавших высокожелезистые и высокотитанистые интрузивные комплексы в районе полигона Сьерра-Леоне (Центральная Атлантика, 6° с.ш.). Эти комплексы образованы преимущественно роговообманковыми Fe-Ti оксидными габбро-норитами и габбро-диоритами с подчиненным количеством ультрамафитов, диоритов, кварцевых диоритов и трондьемитов. Изучение состава расплавных включений и пород показало, что основной объем габброидов Центральной Атлантики (район Сьерра-Леоне и зона разлома 15°20) формировался за счет исходных расплавов типа N-MORB, в то время как дифференцированные Fe-Ti оксидные породы являются результатом кристаллизации других расплавов, микропорции которых сохранились в виде включений в хромшпинелидах из меланократовых троктолитов полигона Сьерра-Леоне. В результате исследования этих включений с помощью ионного зонда получены прямые свидетельства повышенного содержания воды (до 1.24–1.77 мас. %) в расплавах, формировавших Fe-Ti оксидные породы района. Данные по распределению редких и редкоземельных элементов и высокие значения отношений (La/Sm)N и (Ce/Yb)N во включениях свидетельствуют о возможном влиянии глубинного плюма на генерацию этих магм. Расчетное моделирование на основе данных по расплавным включениям свидетельствует о том, что кристаллизация высокожелезистых интрузивов района Сьерра-Леоне происходила из водонасыщенных магм при относительно невысоких температурах (1020–1240°С). Показано, что геохимически-обогащенные Fe-Ti расплавы формировались, по-видимому, независимо от преобладающего в Центральной Атлантике магматизма типа N-MORB, под воздействием нового мантийного плюма, вызывавшего плавление пород гидратированной океанической литосферы.

КРИВОЛУЦКАЯ Н.А., КУЗЬМИН Д.В., СОБОЛЕВ А.В. — 2009 г.

На основе изучения вкрапленников оливина и содержащихся в них включений расплава и шпинели из пикритов гудчихинской свиты, а также вкрапленников оливина и геохимии пород туклонской и надеждинской свит Норильского района определены состав, условия образования и эволюции родоначальных расплавов и мантийных источников магм Сибирской трапповой провинции. Вкрапленники оливина изученных образцов характеризуются избыточными содержаниями Ni и недостаточными Mn по сравнению с концентрациями этих элементов в оливинах, равновесных с продуктами плавления перидотита, что свидетельствует о существенной роли неперидотитового компонента (безоливинового пироксенита) в их мантийном источнике. Начало магматизма провинции (гудчихинская свита) было связано с плавлением пироксенита, образованного в результате взаимодействия древней рециклированной океанической коры с мантийным перидотитом. В ходе дальнейшей эволюции магматической системы (формирование туклонской и надеждинской свит) происходило быстрое снижение доли пироксенитового компонента в источнике (соответственно до 40 и 60%) за счет вовлечения в плавление перидотитового вещества. В формировании магм существенную роль играла их контаминация материалом континентальной коры. Кристаллизация примитивных магм пород гудчихинской свиты происходила в приповерхностных условиях при температурах 1250–1170°С, летучести кислорода на 2.5–3 порядка ниже буфера Ni-NiO и сопровождалась их контаминацией кислыми континентальными породами и эвапоритами. Родоначальные расплавы гудчихинских пород отвечали толеитовым пикритам с концентрациями MgO = 11–14 мас. %, были резко недосыщены серой, содержали менее 0.25 мас. % воды и углекислоты и по составу были близки к гавайским толеитам. Они явились результатом плавления пироксенитового источника на глубине 130–180 км в мантийной струе с потенциальной температурой 1500–1580°С. Пироксенитовый компонент в источнике магм сибирских траппов вследствие своей легкоплавкости обусловил образование больших объемов расплава под мощной континентальной литосферой, которые могли вызвать процесс ее катастрофического обрушения. Доля расплава пироксенита в магмах Сибирской трапповой провинции составила не менее 40–50%. Этот компонент, не содержащий сульфидов и оливина в рестите, сыграл решающую роль в происхождении высоких концентраций Ni, Cu, элементов платиновой группы и низких содержаний серы в родоначальных трапповых магмах, а также исключил возможность раннего рассеяния этих элементов посредством фракционирования сульфидного расплава. Высокие содержания Cl в магмах приводили к значительным выбросам HCl в атмосферу и могли быть причиной массового вымирания жизни на границе палеозойской и мезозойской эр.

БОГАТИКОВ О.А., КАРГИН А.В., КОНОНОВА В.А., НОСОВА А.А. — 2009 г.

Сравнительный анализ петролого-геохимических особенностей кимберлитов двух провинций России (север Восточно-Европейской платформы (ВЕП) и Сибирской платформы (СП), причем особенно детально для Якутской алмазоносной провинции – ЯАП), а также афанитовых кимберлитов трубки Джерико (Канада) был использован для решения некоторых аспектов генезиса этих пород. Сопоставление ВЕП и ЯАП показало, что они представлены единым набором пород с некоторыми вариациями состава кимберлитов для отдельных полей и районов, что отчетливо проявилось на диаграммах: TiO2 K2O, TiO2 (Y, Zr, HREE), SiO2 MgO, SiO2 Al2O3, MgO–Ni, MgO CO2, MgO H2O и вариации отношений легких элементов (Li/Yb, Be/Nd, B/Nb). Точки составов кимберлитов ЯАП доминируют в Ш квадранте, т.е. их источником была преимущественно деплетированная мантия, тогда как точки составов кимберлитов ВЕП разместились во всех четырех квадрантах, занимая области как в поле обогащенной мантии, так и слабо деплетированной. Значения первичного отношения неодима (143Nd/144Nd)i изученной коллекции кимберлитов Якутии варьируют в пределах 0.5121–0.5126. Изотопный состав свинца изученных кимберлитов ВЕП и ЯАП близок к мантийному: изотопные данные отвечают пределам 206Pb/204Pb 16.19–19.14, 207Pb/204Pb 15.44–15.61, 208Pb/204Pb 34.99–38.55. На диаграмме 207Pb/204Pb 206Pb/204Pb часть изученных кимберлитов, в том числе данные по трубке Ботуобинская, попадают в нижнюю часть поля кимберлитов группы I Южной Африки вблизи значений изотопного состава Pb деплетированной мантии. Показано сходство химических составов афанитовых кимберлитов трубки Джерико (предположительно по составу близки первичным магмам) с таковыми для единичных образцов кимберлитов ЯАП и ВЕП. Предполагается, что исходный расплав кимберлитов поступал из астеносферы и был обогащен водой и летучими (преимущественно СО2). В ходе подъема к поверхности расплав ассимилирует мантийные компоненты, насыщаясь в первую очередь MgO; в результате он приобретает состав наблюдаемых в настоящее время кимберлитов. Последующие вариации их состава зависят от множества факторов (тип мантийного метасоматоза, степень плавления и др.). Подчеркивается значение петролого-геохимических (низкое содержание HREE и Ti в породах; источник кимберлитов близкий к BSE либо EMI) критериев для оценки алмазоносности пород.

КОРИКОВСКИЙ С.П. — 2009 г.

В статье рассматривается изменение минеральных равновесий при трансформации умеренно-барических метабазитов в эклогиты при геотермических градиентах 11–19°С/км. Обсуждается эволюция составов и типов проградной зональности гранатов и клинопироксенов, значение и особенности бронированных включений ранних этапов метаморфизма в гранатах и использование их для реконструкции P-T трендов эклогитизации. На основе парагенетического анализа минералов, изучения зональности и смены фазовых равновесий выделяются субфации глубинности коровых эклогитов и детально рассматриваются равновесия в основных и кислых породах каждой субфации. Рассматриваются условия стабильности ортопироксенов в эклогитовой фации в интервале 630–700°С и ее зависимость от валового состава эклогитов. Проанализированы свидетельства высокобарических минеральных изменений в кислых гнейсах эклогитовой фации.

БАЛАШОВ Ю.А. — 2009 г.

Систематизация данных по литофильным многовалентным редким элементам в перидотитовых ксенолитах позволила выявить различия в распространенности этих элементов в субконтинентальном и субокеаническом сегментах литосферы, что отражает возникновение геохимической неоднородности на ранней (хадейской) стадии ее формирования. Гигантские масштабы дифференциации редких элементов в перидотитовых ксенолитах хадея, скорее всего, связаны с массовым появлением конденсированной воды, обусловившей проявление интенсивного мантийного метасоматоза в гидратированной литосфере, что выразилось в формировании верхней деплетированной (океанической) зоны, подстилаемой “недифференцированной” и обогащенной редкими элементами (континентальной) зоной. Удаление редких элементов из обеих зон, не исключающее частичное участие в этом процессе предшествующей аккреции, привело к появлению коры с резким накоплением в ней этих элементов. Установление длительного существования широкомасштабной глубокой неоднородности литосферы позволяет пересмотреть представления о стадийности роста коры в сторону существенного увеличения ее объема.