научная статья по теме ПЕТРОХИМИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ И ГЕНЕЗИС КАЛИЕВОЙ ПИРОКСЕНИТ-ЭКЛОГИТ-ГРАНУЛИТОВОЙ АССОЦИАЦИИ: МАНТИЙНЫЕ И КОРОВЫЕ КСЕНОЛИТЫ В НЕОГЕНОВЫХ ФЕРГУСИТАХ ЮЖНОГО ПАМИРА, ТАДЖИКИСТАН Геология

Текст научной статьи на тему «ПЕТРОХИМИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ И ГЕНЕЗИС КАЛИЕВОЙ ПИРОКСЕНИТ-ЭКЛОГИТ-ГРАНУЛИТОВОЙ АССОЦИАЦИИ: МАНТИЙНЫЕ И КОРОВЫЕ КСЕНОЛИТЫ В НЕОГЕНОВЫХ ФЕРГУСИТАХ ЮЖНОГО ПАМИРА, ТАДЖИКИСТАН»

ГЕОХИМИЯ, 2003, № 3, с. 254-265

ПЕТРОХИМИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ И ГЕНЕЗИС КАЛИЕВОЙ ПИРОКСЕНИТ-ЭКЛОГИТ-ГРАНУЛИТОВОЙ АССОЦИАЦИИ: МАНТИЙНЫЕ И КОРОВЫЕ КСЕНОЛИТЫ В НЕОГЕНОВЫХ ФЕРГУСИТАХ ЮЖНОГО ПАМИРА, ТАДЖИКИСТАН

© 2003 г. В. С. Лутков

Институт геологии Академии наук Республики Таджикистан 734063 Душанбе, ул. Айни, 267, Таджикистан e-mail: lutkov@ac.tajik.net Поступила в редакцию 12.04.2001 г.

Ксенолиты пироксенит-эклогит-гранулитового ряда в щелочных базитах Памира отличаются от пироксенит-эклогитовых нодулей в кимберлитах и эклогитов метаморфических комплексов аномально высокой калиевой щелочностью, широким развитием K-санидина и слюд. Доказывается связь изученных включений с высокобарической кристаллизацией мантийных расплавов на разных уровнях литосферы (20-36 кб). Ксенолиты отнесены к двум петрохимическим сериям: серия А является аналогом шошонит-латитовых вулканических комплексов зрелых островных дуг, а серия Б по ряду петрогеохимических признаков тяготеет к тефрит-лейцититовым ассоциациям рифтовых зон. Предполагается, что формирование сверхмощной коры Памира (до 75-80 км) обусловлено механизмом магматического андерплейтинга.

В кимберлитах и щелочных базальтах ксенолиты эклогитов встречаются значительно реже, чем нодули ультрабазитов. Массовое развитие включений эклогитов отмечено лишь в некоторых трубках Якутии, Южной и Западной Африки [1-4]. При этом эклогиты мантийных ксенолитов и коровых метаморфических комплексов представлены преимущественно Ка-базитами умеренной щелочности. Их происхождение остается во многом дискуссионным [1, 4, 5]: все они проходят в своей эволюции магматическую стадию, но формирование эклогитовых парагенезисов чаще объясняется погружением коровых протолитов в мантию. Эклогиты, для которых имеются доказательства непосредственной кристаллизации из расплавов в верхней мантии и коре, редки. Поэтому представляют интерес сведения о химизме и генезисе магматической субщелочной калиевой пироксенит-эклогит-гранулитовой ассоциации ксенолитов в фергуситах (К) Южного Памира.

Киммеридо-альпиды Южного Памира относятся к восточному сектору Средиземноморского подвижного пояса. Профиль региона определяется эпикратонными энсиалическими структурами: крупными блоками докембрия с амфиболитовы-ми и реликтовыми гранулитовыми комплексами и фанерозойскими зонами, развивавшимися в режимах АКО андийского типа, континентальной коллизии и рифтогенеза. Среди магматитов доминируют полихронные К- и К-Ка-гранитоиды (ЛК_2-К), нередко Б-типа, а также латит-монцони-

тоидные комплексы [6]. Мощно и унаследованно проявлен высокобарический метаморфизм киа-нитовой серии (AR2-MZ). В N-Q-время, после завершения основных эндогенных процессов, проявился новейший орогенез и смещение Памир-ского литосферного блока в ССЗ направлении. Это сопровождалось изменением границ, морфологии и размеров тектонических зон. Вместе с тем сохранились относительное положение, глубинное строение и первичная природа главных структурных элементов Памира.

Территория Памира выделяется аномально высокой мощностью коры (до 75-80 км), повышенным отношением толщин "гранитного" и "базальтового" слоев (плотность коры и мощность высокоскоростных слоев растут от Тянь-Шаня к Памиру), неглубоким залеганием и большой мощностью астеносферы (до 150-200 км), присутствием переходных коромантийных слоев (Vp = 7.47.7 км/с) [7]. Глубинные включения в щелочных базитах являются главным источником информации о литосферном разрезе Памира. Их изучение позволяет исследовать вещественные и генетические связи коры и мантии и механизм формирования сверхмощной коры региона.

Петрографические и минералогические особенности памирских ксенолитов, впервые описанных Э.А. Дмитриевым [8], затрагивались также в работах [4, 9], где их параллелизовали с эклогитами в кимберлитах. Термобарогеохимические и петрологические исследования последних лет [10, 11]

позволили существенно уточнить представления о вещественном составе и происхождении рассматриваемых ксенолитов.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Число изученных нами мантийных и коровых включений превышает 500 шт. (свидетельства их ксеногенной природы приведены ниже). По ним выполнено около 200 микрозондовых анализов минералов в лабораториях ЦНИГРИ, ВСЕГЕИ, БГИ СО РАН. Для оценки tP-равновесий использованы Opx1-Gr^барометры и Opx-Cpx, -Grt-Cpx, -Grt-Opx-термометры (компьютерная программа ИЭМ РАН). В Институте геологии АН Таджикистана произведено 170 силикатных анализов (аналитики Л.К. Кабанова, З.А. Шахалиева). По составу минералов рассчитан химизм интерстици-альных выделений, использованы данные по составу расплавных включений [11] и сведения по распределению некоторых редких элементов [10] (лаборатории ИМГРЭ, ВИРГ, БГИ СО РАН). Контрольные анализы выполнены в лабораториях СибГЕОХИ СО РАН, ИГЕМ, ГЕОХИ; использованы также геохимические стандарты.

Специальные исследования показали, что геохимическое воздействие на ксенолиты вмещающих фергуситов ограничивается внешними зонами включений мощностью 1-2 см [12]. В отношении петрогенных элементов, включая K и Na, проведена независимая проверка с помощью метода минеральных балансов [10]. Рассчитаны нормативные минеральные составы пород (CIPW). По главным типам ксенолитов вычислены средние арифметические, дисперсии, коэффициенты линейной корреляции элементов; при сравнении средних и дисперсий использованы критерии Стью-дента и Фишера. Химизм ксенолитов сравнивался со средними типами магматических пород [13], а также ряда вулканических серий [14-16].

ВМЕЩАЮЩИЕ ЩЕЛОЧНЫЕ БАЗИТЫ (N)

Диатремы, некки, дайки пород дункельдыкс-кого комплекса (14-23 млн. лет) имеют внезо-нальный характер и приурочены к восточному блоку Южного Памира с высокой мощностью ко-

1 Символы минералов: Ab - альбит, Aeg - эгирин, Am - амфибол, An - анортит, Anr - анортоклаз, Ap - апатит, Aug - авгит, Bt - биотит, Cpx - клинопироксен, Crn - корунд, Di - диопсид, Ш - эденит, Fs - полевой шпат, Gr - графит, Grt - гранат, Grs - гроссуляр, Ilm - ильменит, Jd - жадеит, Ку - кианит, Ьсг - лейцит, Ne - нефелин, Ol - оливин, Omp - омфацит, Or - ортоклаз, Opx - ортопироксен, Phl - флогопит, Pl -плагиоклаз, Prg - паргасит, Prp - пироп, Qtz - кварц, Rt -рутил, Sa - санидин, Брп - сфен, Ts - чермакит. Индексы: железистость (/) цветных минералов или содержание An в Pl.

РеО

/ = —-о - х 100 (ат. %); P - давление, t - температура.

ры (рис. 1) [8]. Комплекс включает трубки фергуситов, в которых содержатся описываемые ксенолиты, тела сиенитоидов и карбонатитов [8, 17, 18]. Размеры глубинных включений варьируют от первых до 50 см, а их количество может достигать 30-50% объема трубок [8].

Главными фазами, определявшими фракционирование фергуситовых магм, были фенокрис-ты Cpx и Ьсг, кристаллизация которых началась при Р = 4 кб (г = 960-1200°С); в этих же условиях протекала ликвация с отделением карбонатных жидкостей [17]. Для фергуситов типичны невысокие содержания М§, А1, Т1, Ка при повышенной роли К, Са, Р. Породы комплекса (тефрит-лейци-титовая серия) образовались в условиях активизации орогенных структур, возможно, в связи с постколлизионным режимом [17]. Барометрические оценки по наиболее глубинным ксенолитам в фергуситах свидетельствуют, что магматические источники последних размещались при Р > 3540 кб [10]. Вряд ли случайны петрогеохимические аналогии фергуситов и некоторых содержащихся в них нодулей Огг-Рй/-клинопироксенитов-глим-меритов, которые могли играть заметную роль в магмообразующих субстратах.

ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ И ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КСЕНОЛИТОВ

Распространенность ксенолитов. Преобладающими по частоте встречаемости являются разнообразные эклогиты (39%). Им почти не уступают пироксениты: Огг-Рй/-вебстериты - 3%, Огг-кли-нопироксениты - 15%, Рй/-пироксениты и глим-мериты - 19%. Распространенность нижнекоровых включений составляет 18%, верхнекоровых - 6%.

Некоторые вопросы классификации эклогитов-пироксенитов Памира. Изученные ксенолиты, как будет показано ниже, имеют магматический генезис. Однако высокобарические условия формирования и эволюции субщелочных пироксенит-бази-товых расплавов привели к образованию пород, для которых удобнее использовать классификацию метаморфитов. Эти расплавы испытали существенное перемещение по вертикали с возникновением двух неравновесных минеральных ассоциаций. Мантийные (ликвидусные) минералы (Огг+ + Отр) преобладают по объему (50-90%) во всех типах эклогитов и эклогитоподобных пород (эк-логитоидов). Минералы промежуточных и око-лосолидусных стадий (Ба, Вг, Ат, Ку, Р1, Qtz и др.) определяют обособление некоторых типов эклогитов, в частности, санидиновых и биотитовых. Часть из них, с повышенным содержанием Р1, отнесена к эклогитоидам, хотя их граница с эклоги-тами условна, т.к. имеются переходы между К-Р1 и Fs высокой смесимости. Эклогиты в основном

72°

_I_

1 I 2 3 + + + 4 • • * 5 *-> •о-

Рис. 1. Схема размещения тел калиевых щелочных базитов (К) Южного Памира.

1 - герциниды Северного Памира, 2 - тектонические зоны Южного Памира (I - Центральный Памир, II - Рушан-Пшартская, III - Юго-Восточный Памир, IV - Юго-Западный Памир), 3 - блоки докембрия, 4 - гранитоиды (ДК2-К), 5 - вулкано-плутонические и интрузивные серии шошонит-латит-монцонит-кварцево-сиенитового ряда (Т-Р), 6 - ксе-нолитсодержащие диатремы фергуситов и дайковые пояса сиенитоидов дункельдыкского комплекса (К).

относятся к высокоглиноземистому типу (А1203 > > 16%): в половине образцов присутствует Ку, который связан обычно с позднемагматической стадией; поэтому особый тип Ky-эклогитов не выделяется. Выявлены переходы между породами в пироксенит-эклогитовом ряду: в^-клинопирок-сениты-биминеральные эклогиты; глиммериты-РИ-клинопироксениты-^-эклогиты-^а-^-по-роды.

По петрогеохимическим признакам выделяются, как будет показано далее, две серии ксенолитов пироксенитов-эклогитов: субщелочная низкотитанистая (А) и субщелочная-щелочная титанистая (Б). Некоторые из ксенолитов, входящих в разные слои, различаются и по петрографическим признакам. Однако петрографические особенности большей части пород, которые во многом определяются близким

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