научная статья по теме ЛАТЕРАЛЬНАЯ СМЕНА ИСТОЧНИКОВ МЕЛ-ПАЛЕОГЕНОВОГО МАГМАТИЗМА В ТЯНЬ-ШАНЕ Геология

Текст научной статьи на тему «ЛАТЕРАЛЬНАЯ СМЕНА ИСТОЧНИКОВ МЕЛ-ПАЛЕОГЕНОВОГО МАГМАТИЗМА В ТЯНЬ-ШАНЕ»

ПЕТРОЛОГИЯ, 2015, том 23, № 3, с. 308-336

УДК 550.42:551.14+551.221+552.333+(51)

ЛАТЕРАЛЬНАЯ СМЕНА ИСТОЧНИКОВ МЕЛ-ПАЛЕОГЕНОВОГО МАГМАТИЗМА В ТЯНЬ-ШАНЕ

© 2015 г. С. В. Рассказов*, **, И. С. Чувашова*, **, А. В. Миколайчук***, Э. Р. Собель****, Т. А. Ясныгина**, Н. Н. Фефелов**, Е. В. Саранина**

*Иркутский государственный университет ул. Ленина, 3, Иркутск, 664003, Россия **Институт земной коры СО РАН ул. Лермонтова, 128, Иркутск, 664033, Россия; e-mail: rassk@crust.irk.ru ***Институт геологии Национальной Академии наук Кыргызской Республики бульвар Эркиндик, 30, Бишкек, 720081, Республика Кыргызстан ****Institutfür Geowissenschaften, Universität Potsdam, Karl-Liebknecht-Strasse 24Haus 27, R. 2.34D-14476Golm Поступила в редакцию 19.11.2013 г. Получена после доработки 14.06.2014 г.

Территории Южного и Северного-Срединного Тянь-Шаня резко отличаются по характеру эволюции мел-палеогенового вулканизма. Южный Тянь-Шань представлен вулканической серией пик-робазальт—трахибазальт—базанит—фонотефрит—фонолитов, формирование которой происходило на протяжении длительного временного интервала 122—46 млн лет назад, а Северный-Срединный Тянь-Шань — вулканической ассоциацией фоидит-базанит—трахибазальт—базальт—андезибазаль-тов, в сравнительно узком временном диапазоне 61—53 млн лет назад. Вся вулканическая серия первой территории была производной плавления малоглубинного источника безгранатовой мантии. Вулканическая ассоциация второй территории включала базаниты и фоидиты — выплавки из глубокой части мантии гранатовой фации и трахибазальты, базальты и андезибазальты — выплавки из нижней коры. Предполагается, что в смене источников и разном характере эволюции мел-палеогенового магматизма в Южном и Северном-Срединном Тянь-Шане отразилась активизация неоднородной литосферы в сомкнувшихся берегах позднепалеозойского Туркестанского палеоокеана.

DOI: 10.7868/S0869590315010033

ВВЕДЕНИЕ

Мел-палеогеновые вулканические слои Тянь-Шаня залегают в составе красноцветной сулуте-рекской свиты, фиксирующей пенеплен (Чедия, 1972). Наряду с лавами, мел-палеогеновый комплекс включает некки, дайки и силлы (Леонов, 1968; Додонова, 1972; Добрецов и др., 1979). Вулканические и субвулканические породы интерпретировались как производные мантийного плюма (Грачев, 1999) или малого плюма (Sobel, Arnaud, 2000). Предполагалась связь магматизма Тянь-Шаня в более широком контексте с траппами плато Декан (Mikolaichuk, Simonov, 2006). Источники магматических расплавов сопоставлялись с источниками базальтов океанических островов и Западного рифта Восточно-Африканской системы (Sobel, Arnaud, 2000). Подчеркивалась независимость магматизма от развития современной структуры Тянь-Шаня и считалось, что он проявился на "предрифтовом этапе". Приостановление рифтогенеза c прекращением магматизма около 45 млн лет назад объяснялось начавшейся коллизией Индостанской и Евразийской плит (Грачев, 1999). Хотя первые признаки

коллизии Индостана и Азии проявились уже 66 млн лет назад (Beck et al., 1995), эффект Индо-Азиатского взаимодействия нашел яркое выражение только в позднекайнозойских деформациях Тянь-Шаня (Современная геодинамика..., 2005; Buslov et al., 2007; De Grave et al., 2007 и др.).

Для Северного Тянь-Шаня сначала были опубликованы данные по концентрациям микроэлементов в породах вулканических покровов и субвулканических тел в районе оз. Иссык-Куль, на участках Учкудук, Кастек, Боом (Сулутерек), Торайгыр и Байламтал (Грачев, 1999). Затем вновь были исследованы породы Учкудук, Тоссор и Торайгыр, а также южной пограничной территории Киргизии западнее Таласо-Ферганского разлома (Ташкумыр) и северо-восточнее оз. Иссык-Куль (Кыргызсай, Койбын, Алакуль) (Mikolaichuk, Simonov, 2006; Симонов и др., 2008). При 40Ar/39Ar датировании выяснилось, однако, что группа тел, расположенных на территории северо-восточнее оз. Иссык-Куль, имеет домеловой возраст 312— 305, 307 и 198-186 млн лет (Mikolaichuk et al., 2009). Имеющиеся датировки, полученные для пород Северного Тянь-Шаня этим методом (So-

bel, Arnaud, 2000; Mikolaichuk, Simonov, 2006; Ми-колайчук и др., 2006; Mikolaichuk et al., 2009), соответствуют интервалу 61—53 млн лет.

В лимбургитах (базанитах) гор Учкудук измерены сравнительно низкие содержания SiO2 и щелочей при повышенных концентрациях MgO (Добрецов и др., 1979; Грачев, 1999). В расплав-ных включениях из оливинов этих пород определены отношения K2O/Na2O = 1.16—1.90 (мас. %), соответствующие таковым в шошонитах и калиевых базальтоидах. В базальтах Торайгыр и андези-базальтах Тоссор установлен калинатровый состав включений с высокой и низкой магнезиальностью (Mg# = 64—69 и 37—48, соответственно) (Симонов и др., 2008). При аналитических исследованиях пород разных участков с предварительной кислотной обработкой выявлено сильное искажение изотопных отношений стронция, величина которого повышалась в результате процессов выветривания. Высокое значение 104 х Th/K2O (3.5—6.6) в лимбур-гитах Учкудук указывает на их происхождение из мантийного источника. Понижение этого отношения (до 2) с относительным возрастанием содержания SiO2 и (87Sr/86Sr)0 в базальтах и андези-базальтах Торайгыр и Тоссор связывалось с вовлечением в плавление корового материала (Rasskazov et al., 2009).

На юге Тянь-Шаня, во впадине Туюн (Китай), проявления щелочных вулканических пород известны с 1940-х годов (Гапеева, 1949). Субвулканические тела и вулканические покровы, варьирующие по составу от Hy-нормативных базальтов (габбро) до базанитов, датированы здесь K-Ar и 40Ar/39Ar методами (122—46 млн лет (Sobel, Arnaud, 2000)). Выявлено повышение щелочности с увеличением отношения K2O/Na2O от 0.17 до 0.77 и снижением магнезиального числа (Mg# = 100 х х Mg/(Mg + Fe2+), рассчитано в а.к. с корректировкой Fe3+ = 0.15 х FeQ^) от 70 до 42. Измерены узкие интервалы изотопных отношений свинца (206Pb/204Pb 18.268-18.504, 207Pb/204Pb 15.517— 15.63 8 , 208pb/204pb 38.221—38.754) и неодима (143Nd/144Nd 0.51284—0.51296, sNd +4—+6) при широком интервале изотопных отношений 87Sr/86Sr (0.70364—0.70566). По распределению точек на диаграмме La/Zr—La (рис. 6В) предполагались вариации степени частичного плавления в источнике без какого-либо влияния на состав магматических расплавов фракционной кристаллизации или коровой контаминации. Более детальными работами на этой же территории Китая были подтверждены узкие интервалы изотопных отношений Pb и Nd (206Pb/204Pb 18.168—18.570, 207Pb/204Pb 15.462— 15.638, ^«Pb/^Pb 38.105—38.754, (143Nd/144Nd)T 0.51278—0.51296, sNd(T)+2.7—+6.0) при широком диапазоне начальных (87Sr/86Sr)0 (0.70364—0.70566). В геохимические исследования включен спектр

пород от пикробазальтов до фонолитов (Ji et al., 2006). Определены также начальные отношения изотопов стронция в мегакристаллах керсутита (0.70320—0.70380) и щелочного полевого шпата (0.70352—0.70380). Более высокие отношения (87Sr/86Sr)0 во вмещающих базальтах восприняты как показатель "неродственного" происхождения мегакристовой ассоциации (Han et al., 2008). Аномальное обогащение клинопироксеном ксенолитов шпинелевых перидотитов из базальтов впадины Туюн связывалось с модификацией мантии в зоне Таласо-Ферганского разлома в результате мантийного апвеллинга (Zheng et al., 2006).

Для определения характера глубинных источников мел-палеогеновых вулканических и субвулканических пород Северного-Срединного и Южного Тянь-Шаня нами выполнены новые геохимические исследования.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА

Геологическая характеристика объектов исследований Северного-Срединного Тянь-Шаня приведена в работах (Грачев, 1999; Симонов и др., 2008). В настоящей статье используются данные по петрогенным и малым элементам пород с участков Учкудук, Торайгыр, Тоссор и Ташкумыр, приведенные ранее (Симонов и др., 2008), и дополнительные определения петрогенных оксидов, микроэлементов, изотопов Nd и Sr в породах с других участков (табл. 1). Для Южного Тянь-Шаня имеются опубликованные данные (Sobel, Arnaud, 2000) и выполнены новые определения микроэлементов и изотопов Sr для образцов из этой работы, отобранных во впадине Туюн. Вместе с породами из впадины рассматриваются базальты участка Текелик.

Территория Северного-Срединного Тянь-Шаня относится к Северо-Туркестанскому домену, а Южного — к Южно-Тяньшаньскому. Домены разделены между собой Южнотяньшаньской суту-рой сомкнувшихся берегов Туркестанского па-леоокеана (рис. 1).

Аналитические исследования пород выполнены в лаборатории изотопии и геохронологии Института земной коры СО РАН. Характеристика методик была приведена ранее (Рассказов и др., 2012). Микроэлементный состав определен методом ICP-MS на масс-спектрометре Agilent 7500се, а отношения изотопов Nd и Sr — на масс-спектрометре Finnigan MAT 262. Оба прибора использовались в рамках работы Байкальского аналитического центра коллективного пользования. Для контроля качества измерений Nd и Sr применялись стандартные образцы JNd-1 (Япония) и NBS SRM-987 (США). В период измерений неодимо-вых изотопных отношений в пробах для JNd-1 получено значение 143Nd/144Nd = 0.512104 ± 4 (2а),

Т-г

Участки мел-палеогеновых

вулканических и субвулканических Источники:

пород: Крупное мантийные (осевая

* с геохимическими данными вулканическое поле часть вулканической

О без геохимических данных заданы Туюн зоны)

мантийные и коровые

L-

/Южно-

тяньшанская

сутура

Государственная f' граница

Кыргызстана

Рис. 1. Зоны мел-палеогеновых вулканических и субвулканических пород Тянь-Шаня и их источники. Западная зона: участки Ташкумыр (1), Коргон (2), Каратоюн (3), Кенкол (4). Восточная зона: участки Туюн (5), Ортосу (6), Терек (7), Текелик (8), Башнура (9), Байдулы (10), Тюлек (11), Тоссор (12), Учкудук (13), Байламтал (14), Торайгыр (15), Сулутерек (16), Кастек (17). Центральная зона: участки Джамандаван (18), Западное окончание Нарынской впадины (19), Минкуш (20), Каракиче (21), Ортокуганды (22). Положение Южнотяньшаньской сутуры из работы (Буртман, 2010).

близкое к рекомендованной величине 0.512103, и стронциевых изотопных отношений для NBS SRM-987 - значение 87Sr/86Sr = 0.710248

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»