научная статья по теме ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА И ВОЗРАСТ ПЛАГИОГРАНИТ/ГАББРО-НОРИТОВОЙ АССОЦИАЦИИ ВНУТРЕННЕГО ОКЕАНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА СРЕДИННО-АТЛАНТИЧЕСКОГО ХРЕБТА НА 5°10 Ю.Ш Геология

Текст научной статьи на тему «ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА И ВОЗРАСТ ПЛАГИОГРАНИТ/ГАББРО-НОРИТОВОЙ АССОЦИАЦИИ ВНУТРЕННЕГО ОКЕАНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА СРЕДИННО-АТЛАНТИЧЕСКОГО ХРЕБТА НА 5°10 Ю.Ш»

ПЕТРОЛОГИЯ, 2014, том 22, № 2, с. 126-146

УДК 552.11:548.4

ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА И ВОЗРАСТ ПЛАГИОГРАНИТ/ГАББРО-НОРИТОВОЙ АССОЦИАЦИИ

ВНУТРЕННЕГО ОКЕАНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА СРЕДИННО-АТЛАНТИЧЕСКОГО ХРЕБТА НА 5° 10' ю.ш.

© 2014 г. С. А. Силантьев*, Ю. Кепке**, А. А. Арискин*, М. О. Аносова*, Е. А. Краснова*, Е. О. Дубинина***, Г. Зур****

*Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН ул. Косыгина, 19, Москва, 119991 Россия; e-mail: silantyev@geokhi.ru **Institut fuer Mineralogie, Leibniz Universitaet Hannover, Callinstrasse 3, 30167 Hannover, Germany ***Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН **** Institut Geologie und Mineralogie, University zu Koeln, Zuelpicher Str., 49b, D-50674, Koeln, Germany

Поступила в редакцию 28.08.2013 г.

Получена после доработки 31.09.2013 г.

Представлены первые данные о геохимии и возрасте плагиогранит/габбро-норитовой ассоциации внутреннего океанического комплекса Cрединно-Aтлантического хребта (CAX) на 5°10' ю.ш. Геохимические особенности океанического плагиогранита (ОПГ) и габбро-норита из изученного сегмента хребта позволяют предполагать тесную генетическую связь этих пород. U/Pb оценка возраста циркона из исследованного образца плагиогранита составляет 1.059 ± 0.055 млн лет и хорошо согласуется с возрастом циркона, выделенного из плутонических пород внутренних океанических комплексов северного CAX. Характерным геохимическим признаком рассмотренных пород является необычно деплетированный тип изотопных отношений 87Sr/86Sr и 143Nd/144Nd, которые позволяют рассматривать плутонические породы из габбро-норит—плагиогранитной ассоциации CAX на 5° 10' ю.ш. как производные продуктов плавления наиболее деплетированного мантийного резервуара из всех известных под осевой зоной CAX. Предпринятое с помощью программы KOMArMAT-5.2 термодинамическое моделирование возможных кристаллизационных связей между плагиогранита-ми и габбро-норитами из сегмента CAX на 5°10' ю.ш. позволило прийти к заключению, что главную роль в формировании плагиогранитов играл двухстадийный процесс, включающий частичное плавление габбро-норита и последующее фракционирование новообразованного расплава. Cуществую-щие региональные различия в изотопно-геохимических характеристиках плагиогранитов CAX, возможно, отражают локальные особенности "гидротермального анатексиса", заключающиеся как в геохимической специфике магматических пород, в нем участвующих, так и в параметрах гидротермального процесса, например, различия в величине отношения W/R.

DOI: 10.7868/S086959031402006X

ВВЕДЕНИЕ

Строение и состав океанического фундамента гребневой зоны Срединно-Атлантического хребта (САХ) в акваториях Атлантического океана, расположенных в южном полушарии, изучены в гораздо меньшей степени, по сравнению с сегментами хребта, простирающимися к северу от экватора. Поэтому большой интерес представляет коллекция образцов, собранная в ходе проведения экспедиции MARSUED IV в рейсе французского НИС "Аталанте" (Cruise Report..., 2008). Эта экспедиция проходила в районе пересечения САХ с разломной зоной 5° ю.ш. (рис. 1). Исследования, проводившиеся в рамках экспедиции MARSUED IV, были ориентированы на две главные цели: 1) поиски новых гидротермальных источников в районе ранее обнаруженного гидро-

термального кластера (Haase et al., 2007), включающего поля Тартл Питс, Ред Лайон и Уайдвейк, расположенные на 4°48' ю.ш. и 2) отбор образцов, представляющих породы нижних частей океанической коры и относящихся к внутреннему океаническому комплексу, слагающему угловое поднятие ("Inner Corner High"), находящееся на 5° 10' ю.ш., 11°40' з.д. в западном борту рифтовой долины, непосредственно к югу от ее пересечения с разломной зоной 5° ю.ш. Это поднятие, как и большая часть подобных структур в гребневой зоне САХ, представляет собой обнажающийся на поверхности дна океана внутренний океанический комплекс, сложенный перидотитами, габбро и океаническими плагиогранитами (ОПГ) (Reston et al., 2002; Cruise Report., 2008). При проведении двух погружений дистанционно управляемого аппарата (ROV) на протяжении

Ш^^Я ¿''л У W

V шлытт

tf ^А' ЯаШЯШШЯа

-bttix.f - - Jzm. Г ■... ж г!

г

К- Я Я 1Ш I I

■&Ж J 4

Ж -г f л Р 1шШ .Si Ji

Е ft> -1-1-1-1-1-

м

, у [' 1

_I_

15о30'15о00'14о30'14о00'13о30'13о00'12о30'12о00'11о30'11о00'10о30'10°00' 9°30' 9°00' 8°30' 8°00'

з. д

Рис. 1. Характер рельефа океанического дна в осевой зоне САХ в районе разломной зоны "5° ю.ш." (Google.maps.com). Расположение внутреннего углового поднятия, при опробовании которого был отобран обр. 50К0У2, обозначено звездочкой.

1900 метров (снизу-вверх) пририфтового склона углового поднятия удалось наблюдать следующий разрез, сложенный интрузивными и субвулканическими породами: габбро-нориты и габбро (в нижней части); Fe-Ti габбро (в верхней части); жильные инъекции плагиогранитов в габброидах и диабазах (Cruise Report..., 2008). Габброиды из верхней части опробованного разреза подвержены милонитизации. Угловое поднятие венчают обнажающиеся на его плоской вершине брекчиро-ванные серпентиниты. В самом подножье, обращенного внутрь рифтовой долины склона углового поднятия обнаружены обломки серпентинитов, серпентинитовых милонитов, габбро-норитов и оливиновых габбро, относящиеся, очевидно, к талусу.

Образец 50R0V2, послуживший главным объектом изучения в настоящей работе, был отобран из нижней части пририфтового склона углового поднятия на глубине океана 2800 метров. Ценность этого образца заключается в том, что он представляет собой крупный обломок породы, относящийся к контактовой зоне между габбро-норитом и крупной жилой плагиогранита (рис. 2), и, таким образом, позволяет уверенно реконструировать условия петрогенезиса, приведшие к образованию ОПГ внутреннего океанического комплекса САХ на 5° 10' ю.ш.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Образец 50Я0У2 представлен угловатым обломком размером 12 х 10 х 10 см, который был отобран манипулятором ЯОУ из восточного борта рифтовой долины на 5°10' ю.ш., сложенном породами внутреннего океанического комплекса. Мафическая часть изученного в ГЕОХИ РАН образца, образует примерно половину от его общего

Рис. 2. Микрофотография обр. 50Я0У2.

Контакт габбро-норита с плагиогранитом (светлая,

большая часть шлифа). Николи параллельны.

объема и представлена габбро-норитом, а лейко-кратовая, часть, занимающая вторую половину образца — плагиогранитом. Петрографическое исследование обр. 50R0V2 показало, что, несмотря на очевидную контрастность составов двух типов пород, участвующих в его строении, явные признаки реакционного взаимодействия между ними отсутствуют. Пробы для геохимического изучения отбирались на некотором удалении от контакта между габброидом и плагиогранитом, что не вызвало затруднений, поскольку он характеризовался отсутствием реакционной зоны.

Состав породообразующих минералов изучали в ГЕОХИ РАН с помощью рентгеноспектрально-го микроанализатора SX 100 (САМЕСА) с четырьмя вертикальными спектрометрами, ускоряющим напряжением 15 кВ и током зонда 30 нА. Определение содержания главных и некоторых редких элементов в породах производили методом рентгенофлюоресцентного анализа на спектрометре со сканирующим каналом AXIOS Advanced фирмы PANalytical (ГЕОХИ РАН, аналитик И.А. Рощина).

Для U-Pb геохронологического датирования и определения содержания редких элементов в породах и клинопироксене из габбро-норита и гранита применен метод лазерной абляции (лазер UP-213) на масс-спектрометре высокого разрешения Element-XR с ионизацией в индуктивно-связанной плазме LA-ICP-MS. В анализе использованы следующие параметры измерений: частота импульсов лазерного излучения — 4 Гц, мощность — 100%, диаметр кратера — 40 мкм; для анализа шлифов: ширина пучка — 30 мкм, длина — 80 мкм, v = 1 мкм/с. Поскольку нерезкая фокусировка пучка приводит к искажению результатов измерения, анализ проходил при точной фокусировке на каждом образце. Анализ осуществлялся блоками, которые задавались при помощи пакета программ Element XR. Каждый блок включал в себя последовательность анализов с измерением стандартных образцов в начале и в конце блока. Для измерения содержания элементов в породах и пироксене использовали калибровочные стандарты синтетических стекол NIST-610 с содержанием редких элементов на уровне 500 ppm. Контроль качества измерений производили по калибровочным стандартам NIST-612 (с содержанием редких элементов на уровне 40 ppm) и природным стеклам. Значение концентраций для стандартов были взяты из базы данных MPH GeoRem Database (Jochum et al., 2009). Для U-Pb геохронологического датирования в качестве стандартов использованы цирконы — GJ и 91500. Отклонение по калибровочным стандартам составляет 10— 20%. В качестве внутреннего стандарта выбирали элемент (железо) с достаточно высокими концентрациями относительно фоновых значений и наиболее гомогенно распределенный в фазах.

Полученные данные обработаны с помощью программы Glitter (Van Achterbergh et al., 1999).

Анализ изотопного состава Sr и Nd в исследуемых образцах проведен в ГЕОХИ РАН в лаборатории изотопной геохимии и геохронологии. Методика проведенного исследования заключала^ в следующем. К точно отмеренной навеске растертого материала добавляли смешанный трассер 150Nd-149Sm и 84Sr-85Rb. После этого пробу разлагали в смеси кислот HF + HN03 в соотношении 5 : 1. Выделение Rb, Sr, Sm и Nd проводили на хромотографических колонках методом элюэнт-ной хромотографии. Определение изотопного состава проводили на твердофазном масс-спектрометре Triton. Измерение Rb, Sm и Nd проходило в двухленточном режиме, а Sr — в одноленточном с добавлением танталового эмиттера. Погрешность определения величины отношения 147Sm/144Nd составила 0.1%, для изотопного отношения стронция 87Rb/86Sr — 1%. Каждый образец был проанализирован три раза. В результате проведенного исследования для всех упомянутых выше образцов были определены изотопные отношения 87Rb/86Sr, 147Sm/144Nd, 87Sr/86Sr, 143Nd/144Nd.

Значения 5180 в породообразующих минера-1

лах (Amp, Ilm, Pl, Zrn) и валовой

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