ПЕТРОЛОГИЯ, 2007, том 15, № 3, с. 257-282
УДК 552.333+552.231.1 (517.3)
ТРАХИТЫ, КОМЕНДИТЫ И ПАНТЕЛЛЕРИТЫ ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКОЙ РИФТОГЕННОЙ БИМОДАЛЬНОЙ АССОЦИАЦИИ ХРЕБТОВ НОЁН И ТОСТ ЮЖНОЙ МОНГОЛИИ: ОСОБЕННОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ И КОНТАМИНАЦИИ ЩЕЛОЧНО-САЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ
© 2007 г. А. М. Козловский*, В. В. Ярмолшк*, В. И. Коваленко*, В. М. Саватенков**, Т. А. Веливецкая***
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017 Москва, Старомонетный пер., 35, Россия; e-mail: amk@igem.ru **Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2, Россия ***Геологический институт ДВО РАН 690022 Владивосток, просп. 100-летия Владивостока, 159, Россия Поступила в редакцию 10.01.2006 г.
Бимодальная ассоциация грабена хребтов Ноён и Тост, относящаяся к Гоби-Тяньшаньской рифто-вой зоне, формировалась 318 млн. лет назад на континентальной окраине Североазиатского палео-континента. В строении бимодальной ассоциации участвуют вулканические серии с контрастным чередованием базальтоидов и щелочных риолитов при незначительной доле трахитов, дайковые пояса и массивы щелочных гранитов, а также синхронный с ними массив биотитовых гранитов. Среди щелочных риолитов по соотношению А1203 и FeOобщ выделяются комендиты (РеОобщ 1.5-5.7 мас. %, А1203 10.5-15.4 мас. %) и пантеллериты ^еОобщ 5.2-7.5 мас. %, А1203 9.1-10.2 мас. %). Щелочно-са-лические породы бимодальной ассоциации образовались в результате кристаллизационной дифференциации рифтогенных базальтоидных магм, осложненной контаминацией. Комендиты, пантеллериты и щелочные граниты наследуют от базальтоидов отрицательные аномалии № и Та и положительные К и РЬ. Они имеют идентичные с базальтоидами вариации изотопного состава неодима (еш(Т = 5.5-7.4) и близкий к мантийному изотопный состав кислорода (5180 = 5.9-7.3%о). Наиболее глубоко дифференцированными и наименее контаминированными породами бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост являются пантеллериты. Доля остаточного пантеллеритового расплава составляет 8% (и менее) от первичной базальтоидной магмы. Комендиты являются результатом ассимиляции щелочно-салическими расплавами анатектических коровых выплавок, представленных биотитовыми гранитами. Возникновение последних в хр. Ноён и Тост стало возможным благодаря специфике геодинамического положения Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны, которая формировалась непосредственно вблизи края палеоконтинента, развивавшегося в режиме активной окраины незадолго до начала рифтогенеза.
В составе магматических ассоциаций континентальных рифтов наряду с базитами нередко участвуют щелочно-салические вулканические и плутонические породы: трахиты, трахидациты, трахириолиты, комендиты, пантеллериты, сиениты и щелочные гранитоиды. В таких магматических ассоциациях обычно преобладают основные и кислые породы, тогда как промежуточные (тра-хиандезиты и трахиты) имеют ограниченное распространение, в связи с чем подобные ассоциации выделяются как бимодальные. Одной из главных петрогенетических проблем, связанных с бимодальным магматизмом, является установление источников щелочно-салических пород и опреде-
ление взаимоотношений между базитовыми и салическими породами. Большинство исследователей склоняются к следующим моделям образования щелочно-салических расплавов в бимодальных ассоциациях: (1) глубокая фракционная кристаллизация мантийных базитовых магм в промежуточных внутрикоровых магматических камерах (Коваленко, 1977; Литвиновский и др., 1996; Яр-молюк и др., 2001; Воронцов и др., 2004; ВагЬей et а1., 1975; С^ейа е! а1., 1998; РессегШо et а1., 2003); (2) анатектическое плавление коровых пород под действием тепла базитовых магм (Davies, Мас-ёопаМ, 1987); (3) частичное плавление базитовых пород в основании коры с дальнейшей кристалли-
зационной дифференциацией полученных выплавок (Trua et al., 1999). Однако выбор той или иной модели трудно сделать даже для конкретных ассоциаций.
В предлагаемой статье приведены данные о составах щелочно-салических пород бимодальной ассоциации грабена хр. Ноён и Тост и рассмотрены вопросы их происхождения и эволюции. Грабен хр. Ноён и Тост относится к Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоне позднепалеозой-ской-раннемезозойской рифтовой системы Центральной Азии (Ярмолюк, 1983; Ярмолюк, Коваленко, 1991; Ярмолюк и др., 1999). Эта рифтовая система включает ряд субпараллельных рифто-вых зон субширотного простирания, которые в современном геологическом строении складчатого пояса трассируются на расстоянии более 1000 км цепочками узких и протяженных грабенов, сложенных вулканическими породами бимодальной ассоциации, отдельными массивами щелочных гранитоидов и поясами даек. Развитие рифтовой системы связывается с продвижением континентальной литосферы Североазиатского палеокон-тинента над мантийным плюмом (Ярмолюк и др., 1999, 2000; Ярмолюк, Коваленко, 2003 и др.), который до начала рифтогенеза располагался за пределами континента в Палеоазиатском океане. В системе рифтов Центральной Азии особо выделяется наиболее южная Гоби-Тяньшаньская рифтовая зона, возникшая вблизи границы континента с палеоокеаном. Она формировалась в пределах южно-монгольских герцинских складчатых структур, представленных офиолитовыми и ост-роводужными комплексами, непосредственно вслед за прекращением развития территории в режиме активной континентальной окраины (АКО) (Tectonics..., 2001). Такое структурное положение рифтовой зоны наложило отпечаток на составы пород ее магматических ассоциаций, сочетающих в себе геохимические характеристики типичные как для окраинно-континентального, так и для рифтогенного магматизма (Козловский и др., 2006).
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ БИМОДАЛЬНОЙ АССОЦИАЦИИ ХРЕБТОВ НОЁН И ТОСТ
Грабен хребтов Ноён и Тост расположен в западной части Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны. Его геологическое строение подробно рассмотрено в (Ярмолюк, 1978; Ярмолюк, Коваленко, 1991). Вулканические образования бимодальной ассоциации грабена прослеживаются непрерывной полосой на расстоянии более 200 км при ширине 30-40 км. Подстилающими породами для толщ рифтогенной бимодальной ассоциации являются нижнекаменноугольные лавы, туфы и аг-
ломераты базальтов, андезибазальтов, андезитов, а также лавы, игнимбриты и спекшиеся туфы даци-тов и риолитов, относящиеся к дифференцированному комплексу АКО. Перекрывается бимодальная ассоциация конгломератами, гравелитами и песчаниками пермо-триасовой молассы, а также рыхлыми мезо-кайнозойскими отложениями. Таким образом, стратиграфически возрастное положение бимодальной вулканической ассоциации определяется интервалом между концом среднего карбона и началом перми. Геохронологические определения возраста бимодального магматизма хр. Ноён и Тост были выполнены и-РЬ (по циркону из дайки щелочных гранитов) и Rb-Sr (по валовым пробам) методами, которые дали совпадающие в пределах ошибок значения 318 ± 1 и 314 ± 5 млн. лет соответственно (Козловский и др., 20056).
В строении бимодальной ассоциации грабена хр. Ноён и Тост участвуют интрузивные (массив щелочных гранитоидов), вулканические (покровные и жерловые) и дайковые образования, взаимоотношения которых наилучшим образом можно наблюдать на южных и юго-восточных склонах хребта Тост (рис. 1). Здесь выделяются реликты крупного щелочно-риолитового палео-вулкана с жерловиной в районе горы Тахилга-Ула (рис. 2). В вулканическом разрезе вблизи жерловины наблюдаются преимущественно кислые вулканические породы, которые образуют серию крутопадающих (до 30-40°) в юго-восточном направлении потоков мощностью до 30-40 м. Они представлены главным образом лавами и иг-нимбритами, реже лавобрекчиями, разделенными горизонтами туфов и туфолав. Между отдельными кислыми телами иногда отмечаются линзы базальтоидов мощностью до 50 м. Общая мощность покровов в этом районе составляет около 1500 м, из них на долю кислых вулканитов приходится не менее 1300 м. К востоку по мере удаления от палеожерловины доля кислых пород в разрезе постепенно сокращается, а базитовых - увеличивается. Потоки щелочно-салических пород в этом направлении выклиниваются и в итоге образуют небольшие линзы внутри базитовой вулканической толщи. Сами базальтоиды здесь слагают обширный вулканический плащ с падением 510° в южном направлении. Далее к востоку выделяется второй палеовулкан, с жерловиной в районе горы Баян-Ундер. В разрезе этого вулкана также преобладают кислые породы.
Жерловые образования, относящиеся к бимодальной ассоциации, фиксируются по выходам тел кислых вулканических пород с характерной брекчиевой текстурой. Они группируются в изо-метричные по форме вулканические массивы диаметром 2-3 км, в строении которых сочетаются штоки, экструзии и дайки. В современной структуре региона палеожерловины лучше всего
101°08'
.и
101°12'
101°16' в.д.
43°10'ч
43°08'-
43°06'-
43°04'-
100°52'
100°56'
101°00'
101°04'
101°08'
101°12'
101°16' в.д.
5
ш
14
Рис. 1. Схема геологического строения юго-восточной оконечности хребта Тост.
1-7 - породы бимодальной ассоциации: 1 - щелочные риолиты, 2 - базальтоиды и андезиты, 3 - туфогенно-осадочные породы; 4, 5 - жерловые образования: 4 - щелочные риолиты, 5 - базальтоиды; 6 - щелочные граниты, 7 - дайки. 8 -биотитовые граниты Западного массива; 9 - подстилающие каменноугольные вулканические породы комплекса активной континентальной окраины; 10 - перекрывающие конгломераты перми и триаса; 11 - рыхлые MZ2-KZ отложения; 12 - разрывные нарушения; 13 - границы покровов и толщ; 14 - направление падения пород. На врезке показано положение Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны (ГТРЗ) и прямоугольником выделен район хребтов Ноён и Тост.
»V
©
I. I. и
I. I. I. I. I
Г г г
7
8
9
10 11 12
Рис. 2. Схема геологического строения района палеовулкана Тахилга-Ула.
1-9 - породы бимодальной ассоциации: 1-5 - жерловые образования: 1 - пантеллериты, 2 - тонкофлюидальные ко-мендиты, 3 - порфировые комендиты, 4 - щелочные граниты, 5 - базальты; 6-8 - покровные образования: 6 - комен-диты, 7 - пантеллериты, 8 - базальты; 9 - дайки. 10 - подстилающие вулканиты
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.