Семинар "Геохимия щелочных пород" 

школы "Щелочной магматизм Земли"-2008

Изотопно-геохимические особенности пород Крестовской вулкано-плутонической структуры, Маймеча-Котуйская провинция,

Полярная Сибирь

Гертнер И.Ф.*, Врублевский В.В.*, Сазонов А.М.**,

Краснова Т.С.*, Звягина Е.А.**

*ТГУ, Томск; ^**СФУ, Красноярск

Щелочной магматизм традиционно рассматривается в качестве индикатора геодинамического режима континентального рифтогенеза или ╚горячих╩ точек. Однако, во многих регионах мира исследователи сталкиваются с проблемой интерпретации широкого спектра породных ассоциаций, для формирования которых привлекаются модели с участием нескольких магмогенерирующих источников. Маймеча-Котуйская провинция в Полярной Сибири является одним из подобных примеров, где пространственно и во времени (251 ╠ 2 млн. лет) совмещены комплексы траппов, ультраосновных и щелочных пород. Особенности тектонического строения региона получили отражение в гравитационном поле в виде сочетания линейной (осевая часть рифта) и круговой (фингер-плюм) положительных аномалий (Сазонов и др., 2001). В пределах последней, как и в вертикальном разрезе развитой здесь раннемезозойской вулканогенной толщи, наблюдается увеличение роли щелочных и ультраосновных пород с максимумом их проявления в районе Гулинского плутона-гиганта.

Изученный нами Крестовский массив расположен в 54 км к северо-востоку от Гулинского плутона и представляет собой небольшую интрузию центрального типа, прорывающую меланефелинитовую вулканогенную толщу. Ядерная часть массива сложена оливинитами, верлитами и пироксенитами первой фазы внедрения, по периферии которых локализованы мелкие тела кальциевых щелочных ультрамафитов (кугдитов, мелилитолитов и монтичеллитолитов) второй интрузивной фазы. Наряду с главными разновидностями пород широко представлены дайковые и жильные дериваты √ трахидолериты, щелочные пикриты и лампрофиры, а также щелочные сиениты и граносиениты, завершающие формирование Крестовской вулканно-плутонической структуры (КВПС).

Геохимические особенности пород КВПС характеризуются высокими концентрациями большинства рассеянных элементов, сопоставимых с уровнями их накопления в базальтах океанических островов (OIB), что подтверждает вероятную внутриплитную природу магматизма провинции. Содержание и степень фракционирования REE и HFS-элементов закономерно возрастают от ультрамафитов нормальной щелочности к щелочным разновидностям, достигая максимума в обогащенных перовскитом монтичеллитолитах (REE ~ 8000, Nb ~ 360, Ta ~ 45, Th ~ 520, Sr ~ 1250 г/т). Поздние долериты и сиениты обнаруживают умеренные концентрации этих элементов, сопоставимые с ультрабазитами, что противоречит схеме фракционной кристаллизации единого родоначального расплава.

Разнообразие источников вещества исходных магм проявлено также в вариациях Nd-Sr-изотопного состава пород. Значения eNd_T (2.0¸2.1) и eSr_T (√5.9¸√2.3) в ультрамафитах соответствуют параметрам слабо деплетированного мантийного субстрата, состав которого предполагает некоторую контаминацию компонента PREMA веществом земной коры. Для нефелинитов, мелилитолитов и монтичеллитолитов (eNd_T = 2.5¸3.3, eSr_T = √9.8¸√3.4) фиксируется более высокая истощенность источника и относительно низкая степень контаминации. Изотопные характеристики жильных производных, наоборот, отражают заметное участие корового материала в их формировании. При этом долериты характеризуются более широкими вариациями eNd_T (√0.62¸2.2) и eSr_T (8.3¸11.3), что предполагает взаимодействие первичных магм с веществом как собственно континентального субстрата, так и захороненных в нем рассолов. Сиениты обнаруживают типично ╚коровые╩ параметры (eNd_T = √15.9, eSr_T = 53.5), указывающие на вероятное плавление материала верхних горизонтов литосферы при тепловом воздействии поднимающегося плюма.

Несмотря на наблюдаемую гетерогенность источников вещества пород КВПС, мы не склонны поддерживать существующую точку зрения об участии двух мантийных субстратов в процессе магмогенерации (Arnd et al., 1998). Ранее опубликованные и полученных нами Nd-Sr-изотопные данные по вулканическим и плутоническим комплексам Маймеча-Котуйской провинции фиксируют закономерное смещение составов пород в область значений деплетированной мантии по мере омоложения их возраста и приближения к Гулинской интрузии. В этом же направлении происходит сокращение диапазона eNd_T и eSr_T в производных толеитовых и щелочных серий и совмещение композиционных полей ультрамафитов, фоидолитов и карбонатитов Гулинского массива. Их изотопные параметры (eNd_T ~ +5, eSr_T ~ √15) предполагают в качестве исходного вещества плюма мантийный субстрат типа PREMA с участием материала EM I. Для объяснения разнообразия изотопных составов пород провинции более правомерно говорить либо о различных масштабах контаминации производных расплавов материалом нижней и верхней коры в соотношениях от 1:1 до 1:10, либо об избирательной термальной экстракции богатых стронцием рассолов, захороненных в осадочном чехле Сибирского кратона. Подтверждением данной точки зрения служит их изотопное сходство с базальтами Норильского района, для которых установлено взаимодействие толеитовых расплавов с веществом земной коры (Hawkesworth et al., 1995).

Литература

Сазонов А.М., Звягина Е.А., Леонтьев С.И и др. Платиноносные щелочно-ультраосновные интрузии Полярной Сибири. Томск: ЦНТИ, 2003. 510 с.

Arndt N., Chauvel C., Czamanske G. et al. Two mantle sources, two plumbing systems: tholeiitic and alkaline magmatism of Maymecha river basin, Siberian flood volcanic province // Contrib. Mineral. Petrol. 1998. Vol. 133. P. 297-313.

Hawkesworth C.J., Lightfoot P.C., Fedorenko V.A. et al. Magma differentiation and mineralization in the Siberian continental flood basalts // Lithos. 1995. Vol. 34. P. 61-88.