749

 

Когарко Л. Н.

 

В истории Земли прослеживается тесная связь щелочного магматизма с континентальными платобазальтами, например с Деканскими траппами (Индия), платобазальтами районов Этендека (Южная Африка), Парана (Бразилия) и Полярная Сибирь (Россия). Высказывались гипотезы о генерации щелочных и толеитовых магм в результате подъема и плавления одних и тех же гигантских мантийных плюмов [2]. Тем не менее, проблема генетической связи между Сибирскими платобазальтами и ультраосновными-щелочными породами крупнейшей в мире Маймеча-Котуйской провинции до сих пор дискутируется [3].

Сибирские траппы объемом более 1.6 x 10⁶ km³ распространены в северной части Сибирской платформы (Полярная Сибирь) и приурочены к границе Тунгусского бассейна (на западе) и Анабарского щита архейско-протерозойского возраста (на востоке). В центральной части Сибирской трапповой провинции располагается плато Путорана, на котором сосредоточено около 90% всех базальтовых проявлений. Ряд авторов [4] рассматривают базальты плато Путорана в качестве наиболее неконтаминированных представителей Сибирского плюма.

Крупнейшая в мире ультраосновная-щелочная Маймеча-Котуйская провинция занимает площадь около 74300 км² и располагается к северо-востоку от Сибирских платобазальтов. Она включает 32 ультраосновные-щелочные интрузии, крупный объем щелочных лав и даек, а также несколько карбонатитовых тел.

Обобщение данных по изотопии Rb-Sr, Sm-Nd, U-Pb и Th-Pb систем Сибирских траппов и полученные нами материалы по возрастным характеристикам и изотопии этих систем в Гулинском массиве, массиве Кугда, дайковой серии (Маймеча-Котуй) дали возможность определить главные источники крупнейшей в мире вулкано-плутонической провинции Сибирского суперплюма, включающие платобазальты и ультраосновные-щелочные и щелочные породы.

Полученные данные позволяют выделить 6 компонентов в источнике Сибирского суперплюма и щелочных пород.

1-ый компонент представляет около 90-95 % всего Сибирского плюма и по своим изотопным характеристикам близок к хондртовому источнику (e_Nd – 0 до +2.5, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr – 0.7046 до 0.7052, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb = 18.3, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb = 15.5 и ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb = 38.0). По предположению [4] это материал самого суперплюма. Подобные изотопные величины позволяют предполагать, что материал Сибирского плюма поднимался с огромных глубин из нижней мантии.

2-ой компонент – мантийный материал, обедненный радиогенным стронцием и свинцом и характеризующийся высоким соотношением Nd143/Nd144 (породы Гулинской интрузии). Этот компонент близок к деплетированному источнику типа MORB.

3 и 4-ый компоненты, по всей вероятности, явились результатом взаимодействия плюма с нижней и верхней континентальной корой.

5-ый мантийный компонент, обнаруженный в ультраосновных-щелочных породах массива Кугда и дайковой серии, характеризуется меньшей деплетированностью (в отношении резервуара EM-1 и EM-2 по сравнению с Гулинским массивом [1] и близок по своим характеристикам к платобазальтам плато Путорана. Такие изотопные характеристики представляют большой интерес, так как породы массива Кугда значительно ближе по составам к Гулинскому массиву а не к толеитовым базальтам плато Путорана. Необходимо отметить, что ряд пород дайковой серии перекрываются с полем изотопных характеристик Гулинского ультраосновного-щелочного комплекса.

6-ой компонент представляет собой метасоматический расплав-флюид, вызвавший значительное обогащение магматического источника редкими литофильными элементами.

Как было показано Вайтом и Мак Кензи [5], большинство платобазальтов можно рассматривать в рамках модели одноактного плавления материала плюма, поднимающегося из нижней мантии хондритового состава, который контаминируется веществом деплетированной верхней мантии с редкоэлементными и изотопными характеристиками компонента MORB. Используя эти подходы к изотопным характеристикам щелочных пород Гулинского массива и интрузии Кугда, можно предполагать, что генерация щелочных пород Гулинской интрузии сопровождалась вовлечением около 70% деплетированного материала типа MORB в мантийный источник этих пород, в то время как вклад деплетированного материала в изотопные источники массива Кугда незначителен.

Отсюда можно сделать важный вывод о том, что химический состав щелочных пород и их редкометальная специализация определяются главным образом не характером мантийного субстрата, а составом и объемом метасоматизирующего расплав-флюида.

Значительное обогащение щелочами и редкими элементами, в особенности легкими редкими землями, пород Гулинской интрузии и интрузии Кугда, по всей вероятности, является результатом интенсивного метасоматоза мантийного субстрата, в результате которого происходил привнос редких элементов и летучих компонентов в зоны магмаобразования. Этот процесс был настолько быстрым, по-видимому, несколько миллионов лет, так, что первичная изотопная метка исходного мантийного материала осталась неизмененной.

 

 

Литература

1. Когарко Л.Н., Карпенко С.Ф. Изотопные характеристики ультраосновного щелочного магматизма Кугда (Полярная Сибирь) // Тез. докл. Геохимия магматических пород. Труды научной школы “Щелочной магматизм Земли”. ГЕОХИ РАН: 2005. С. 62-63.

2. Bell K. Carbonatites: relationship to mantle-plume activity in Ernst, R.E. and Buchan , K.L. eds., Mantle Plumes:their identification through time // Geological Society of America Special Paper, 2001. Р. 267-290.

3. Dalrymple B. G., Czamanske G. K., Fedorenko V. A., Simonov O. N., Lanphere M. A., and Likhachev A. P. A reconnaissance 40Ar/39Ar geochronological study of ore-bearing and related rocks // Siberian Russia. Geochim. Cosmochim. Acta , 1995, 59. Р. 2071-2083.

4. Sharma M., Basu A., and Nesterenko G.V. Temporal Sr-, Nd- and Pb-isotopic variations in the Siberian flood basalts: Implications for the plume-source characteristics // Earth Planet. Sci. Lett, 1992, 113. Р. 365-381.

5. White R.S., Mc Kenzie D. Mantle plumes and flood basalts // J Geophys Research, 1995, 100. Р. 17543-17585.

 

Подпись к рис.

 

Рис. 1. Положение Сибирских траппов и щелочных пород на диаграмме 143Nd/144Nd – 87Sr/86Sr