Эволюция позднекайнозойского магматизма Центральной Монголии: определение роли слэбового и надслэбового компонентов

Чувашова И.С.

Институт земной коры СО РАН, Иркутск

В основе современных геодинамических представлений лежит предположение о погружении на межплитных конвергентных границах тяжелых высокоскоростных океанических слэбов на различные глубины мантии и подъеме под литосферными плитами и межплитными границами легкого низкоскоростного материала.

Магматизм Центральной Монголии рассматривается нами как следствие плавления мантии при деформациях, вызванных в Центральной Азии сближением Индийского индентера с Сибирским кратоном. Мантийные процессы, вызванные взаимодействием между столкнувшимися континентами, распространялись во Внутреннюю Азию эпизодически. В условиях нарастания сжатия в зоне коллизии активизировалось плавление палеослэба на границе ~200 км, а при ослаблении сжимающих усилий происходила структурная перестройка мантийной магматической системы, выражавшаяся в пространственном перераспределении извержений и поступлении выплавок из комплементарных палеонадслэбовых источников.

В середине олигоцена, 32√28 млн лет назад, были активны вулканические поля на юге Монголии. Вулканизм возобновлялся эпизодически, во временном интервале 23.4√9.7 млн лет назад произошла активизация северо-восточных ареалов магматизма, Байдарикского и Угей-Нурского. Во временном интервале 9.6√2.6 млн лет назад активизировалась субмеридиональная Чулутынская зона с одновременным перераспределением вулканизма из Байдарик-Угей-Нурской области в Восточно-Хангайский и Орхон-Селенгинский вулканические ареалы. Магматизм Чулутынской зоны в последние 1.9 млн лет сосредоточился только в пределах Тарят-Чулутынского поля (Чувашова и др., 2007).

В зонах конвергенции плит, под островными дугами и коллизионными зонами, подвижные компоненты переносятся из слэба в надслэбовую область водным флюидом, образующимся вследствие разрушения водосодержащих минералов слэба. Переносятся крупноионные литофильные элементы (K, Sr, Rb, Ba и др.), а высокозарядные (Nb, Ta, Zr и Hf) остаются в слэбе. Гетерогенность слэбовых и надслэбовых источников следует из их комплементарных геохимических соотношений в эволюции кайнозойского мантийного магматизма, распространенного в зонах конвергентных границ и внутренних частей Азии.

Нами предлагается использовать в качестве показателя преобразования материала океанического слэба в зоне конвергенции соотношение K, La и Ta (определения K √ методом фотометрии пламени, La, Ta √ методом ИСП-МС). В координатах K/1000Ta √ La/Ta выделяются комплементарные тренды слэбовых и надслэбовых компонентов. Калий и лантан удаляются из слэба водным флюидом в надслэбовую область, а тантал концентрируется в слэбе из-за слабой способности к такому переносу. Роль выноса калия возрастает во фронтальной части зоны коллизии, а роль выноса La √ в ее тыловой части.

Лавы Центральной Монголии, принадлежащие какой-либо одной возрастной генерации, представлены слэбовыми, надслэбовыми или ╚сквозными╩ трендами. В последнем случае переход от материала слэбового источника к надслэбовому может выражаться единым трендом, коленообразным сочетанием трендов с общим составом в области современных океанических базальтов или более сложным распределением точек. Для южной части Центральной Монголии (Гобийский Тянь-Шань √ Долина Озер) с использованием данных (Ярмолюк и др., 2007) определена активность исключительно слэбовых источников. В интервале 88√75 млн лет назад выплавки имели комплементарный состав по отношению к выплавкам фронтальной части вулканической дуги (зоны коллизии). Общее снижение La/Ta выплавок в интервале 76√30 млн лет назад интерпретируется как показатель слэбовых источников, обедненных в коллизионной обстановке. Максимальные значения K/1000Ta (7√13) в интервалах 76√71 и 37√30 млн лет назад сочетались с обогащенным изотопным составом Sr и Nd. Относительное снижение K/1000Ta около 71 млн лет назад и в интервале 62√41 млн лет назад сопровождалось переходом к изотопно-обедненным составам. Выплавки из источников, комплементарных выплавкам фронтальной части зоны коллизии, сменялись выплавками из источников, комплементарных выплавкам тыловой части зоны коллизии. Магматические интервалы 88√71 и 62√30 млн лет назад соответствовали коллизии с Азией сначала блока Кохистан, а затем √ блока Индостан.

Подобное сочетание мантийных (преимущественно слэбовых) источников в общем сохранялось при последующей позднекайнозойской активизации магматизма в Восточном Хангае, на восточной границе Центрального Хангая и Орхон-Селенгинском среднегорье. Тенденция повышения значений K/1000Ta определена в выплавках, излившихся на Угей-Нурском вулканическом поле 15.5√14.3 млн лет назад, на Хануйском √ около 3.4 млн лет назад, на Верхне-Орхонском - <3.6 млн лет назад и на Тарят-Чулутынском √ 5.9√5.6, ~2.7 и <1.9 млн лет назад. Тенденция наиболее заметного снижения K/1000Ta выявлена в породах Ула-Цаб-Худукского вулканического поля возрастом ~16.3 млн лет, Байдарикского √ 7 млн лет и полей Орхон-Селенгинского среднегорья √ 10 и <2 млн лет.

Работа выполнена по интеграционным проектам СО РАН 7.10.3/2006, 88/2006, ДВО РАН 06√1√П16√065 и гранту Фонда содействия отечественной науке.

Литература

Чувашова И.С., Рассказов С.В., Ясныгина Т.А., Саранина Е.В., Фефелов Н.Н. Голоценовый вулканизм в Центральной Монголии и Северо-Восточном Китае: асинхронное декомпрессионное и флюидное плавление мантии // Вулканология и сейсмология. 2007. ╧ 6. С. 19√ 45.

Ярмолюк В.В., Кудряшова Е.А., Козловский А.М., Саватенков В.М. Позднемеловой √ раннекайнозойский след Южно-Хангайской горячей точки мантии // Вулканология и сейсмология. 2007. ╧ 1. С. 3 √ 31.

зеркало на сайте "Все о геологии"