Семинар "Геохимия щелочных пород" 

школы "Щелочной магматизм Земли"-2008

Особенности кристаллизации базанитов Северо-Минусинской впадины (по данным изучения включений расплава)

Тимина Т.Ю.

ИГМ СО РАН, Новосибирск

В работе представлены результаты изучения базанитов из трех трубок взрыва Северо-Минусинской впадины: Тергешская, Красноозерская и Конгаровская. Фенокристы базанитов представлены оливином (Fo_84-71), клинопироксеном, реже плагиоклазом (An_62-58). Основная масса состоит из оливина, клинопироксена, основного плагиоклаза, Ti-магнетита, апатита, ильменита и иногда стекла. В трубке Тергешская встречаются как стекловатые, так и голокристаллические разновидности базанитов, для трубок Конгаровская и Красноозерская характерны только раскристаллизованные.

В базанитах трубки Тергешская расплавные включения были обнаружены в фенокристах оливина и клинопироксена. В оливине они иногда сосуществуют с флюидными CO₂ включениями. Размер расплавных включений варьирует от 5 до 60 мкм. Фазовый состав первичных расплавных включений в оливине: стекло + флюид ╠ дочерние фазы ╠ глобула Fe-Ni-Cu сульфидов. Дочерние фазы представлены рёнитом, клинопироксеном, реже √ апатитом, Ti-магнетитом и ильменитом. Фазовый состав первичных расплавных включений в клинопироксене: стекло + флюид ╠ ксеногенный Ti-магнетит. Температура гомогенизации первичных включений в оливине составляет 1280-1310°С, в клинопироксене - 1100°С. Сингенетичные СO₂ включения (гомогенизация углекислоты в жидкость при +24°С) указывают на то, что кристаллизация фенокристов оливина и захват включений происходили при P>3-4 кбар (Тимина и др., 2006). Помимо расплавных включений в оливине иногда встречаются мелкие кристаллиты Cr-Al-шпинели. Фугитивность кислорода в процессе кристаллизации этих базанитов, оцененная по паре оливин-шпинель (Ballhaus et al., 1991; Fabries, 1979) и составу рёнита, постепенно изменялась от более окислительных (≈NNO) к более восстановительным (≈QFM) условиям.

В базанитах трубки Красноозерская включения расплава были обнаружены во вкрапленниках оливина и клинопироксена. Размеры включений - от 5 до 60 мкм. Фазовый состав включений расплава в оливине √ стекло + флюид ╠ дочерние фазы ╠ сульфидная глобула. Дочерние фазы представлены клинопироксеном, апатитом и ильменитом. Фазовый состав включений расплава в клинопироксене: стекло + флюид ╠ апатит ╠ ксеногенный Ti-магнетит.

В трубке Конгаровская первичные расплавные включения были выявлены только в фенокристах оливина. Размеры включений варьируют от 5 до 40 мкм. Их фазовый состав: стекло + флюид ╠ дочерние фазы. Среди дочерних фаз наиболее распространенны клинопироксен, амфибол, апатит. В нескольких включениях на сканирующем микроскопе был диагностирован редкий для базанитов минерал √ перовскит.

Стекла прогретых включений в оливине и стекла остаточных включений в оливине и клинопироксене проанализированы на зонде. Эволюция базанитового расплава при кристаллизации, фиксируемая в ряду порода → гомогенизированные стекла включений → остаточные стекла включений → стекло основной массы, имела миаскитовый характер, была направлена в сторону повышения SiO₂, Al₂O₃, щелочей и уменьшения фемических компонентов, и проходила от базанитового до тефрифонолитового и трахиандезитового составов.

Редкоземельный и редкоэлементный состав гомогенизированных расплавных включений из оливина базанитов трубки Тергешская идентичен таковому для базанитов.  Это свидетельствует о том, что его состав соответствует составу исходного базанитового расплава. Исходно стекловатые включения расплава из оливина трубки Красноозерская имеет подобное распределение редких элементов и REE, но отличается несколько более низкими концентрациями. Для стекол основной массы базанитов характерно обогащение крупноионными литофильными элементами (LILE), пониженные концентрации высокозарядных элементов (HFSE), и вместе с тем, отмечается положительная Zr-аномалия (рис.1). Содержание H₂O и F в гомогенизированных расплавных включениях из оливина трубки Тергешская составляет  0.02 и 0.12 мас.%, а в стекловатых включениях из оливина трубки Красноозерская 0.16 и 0.2 мас.%, соответственно. Полученные данные позволяют утверждать, что исходный базанитовый расплав был достаточно сухим. Стекла основной массы насыщены водой (2.3-4.3 мас.%). Столь высокие содержания воды в стекле матрикса базанитов, по-видимому, связаны с постмагматическими процессами.

Рис.1 Распределение редких элементов в стеклах расплавных включений в оливине и стеклах основной массы базанитов. 1 √ стекловатое включение из оливина базанитов трубки Красноозерская, 2 √ гомогенизированное расплавное включение из оливина базанитов трубки Тергешская, 3 √ стекло основной массы базанитов трубки Тергешская, 4 √ базаниты трубок Тергешская и Красноозерская.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты ╧ 06-05-65015, 08-05-00134), СО РАН (интеграционный проект 6.15), а также Фонда содействия отечественной науке.

Литература

Тимина Т.Ю., Шарыгин В.В., Головин А.В. Эволюция расплава в процессе кристаллизации базанитов трубки Тергешская, Северо-Минусинская впадина // Геохимия. 2006. ╧8. С. 814-833.

Ballhaus C., Berry R.F., Green D.H. High pressure experimental calibration of the olivine-orthopyroxene-spinel oxygen geobarometer: implications for the oxidation state of the upper mantle // Contrib. Mineral. Petrol. 1991. Vol. 107. P. 27-40.

Fabries J. Spinel-olivine geothermometry in peridotites from ultramafic complexes // Contrib. Mineral. Petrol. 1979. Vol. 69. P. 329-336.