Введение к работе
Актуальность исследований
Для построения моделей формирования комплексов вулканических и плутонических пород в петрологии часто привлекаются промежуточные магматические камеры, в которых происходят процессы, приводящие к формированию дифференцированных серий пород: кристаллизационная дифференциация, контаминация, ассимиляция и смешение. В районах современной вулканической деятельности присутствие глубинных магматических камер подтверждается геофизическими данными (Collier, Sinha, 1992, Menke et al., 2002). В частности, эшелонированная система промежуточных камер доказана для современных Гавайских вулканов (Phillips, Woods, 2001, Yin, Kelty, 2000), вулканов Камчатки (Balesta, 1992), спрединговых зон срединноокеанических хребтов (Calvert, 1995, Burnett et. al., 1989) и задуговых бассейнов (Day et al., 2001). Изучение процессов, протекающих в глубинных камерах современных магматических систем, проводится по эффузивным породам (Kersting, Arculus, 1994, Yanagi, Maeda, 1998) и содержащимся в них мега- и фенокристаллам (Хубуная и др., 1993, Ginibre et. al , 2004) Для древних магматических систем наличие промежуточных камер обосновывается лишь по косвенным данным (многофазность интрузивов, наличие интрателлурических вкрапленников и т.п.). Оценка условий кристаллизации в них связана с большой неопределенностью и поэтому представляет собой актуальную задачу Ксенолиты пород, выносимые из глубинных камер, являются наиболее информативными для оценки параметров кристаллизации расплавов в глубинных магматических камерах.
Объектами исследований являются габброидные ксенолиты, вынесенные дайками агардагского щелочнобазальтоидного комплекса, а также Башкымугурский и Правотарлашкинский расслоенные габброидные массивы Западного Сангилена.
Целью исследования является построение модели кристаллизации базитового расплава в разноглубинных магматических камерах на основе комплексного изучения габброидных ксенолитов и расслоенных интрузий Западного Сангилена.
Задачи исследования:
1. Изучить петрографические особенности, минеральный и химический состав габброидов ксенолитов и пород Башкымугурского и Правотарлашкинского массивов;
РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ j БИБЛИОТЕКА С. 09
2. Оценить Р-Т параметры образования габброидов из ксенолитов с помощью известных геотермометров и геобарометров;
-
На основе изучения минерального и химического состава установить черты сходства и различия габброидов из ксенолитов и расположенных в этом же районе габброидных интрузий;
-
Провести модельные расчеты процесса кристаллизации исходного базитового расплава на разных уровнях глубинности и определить возможность образования пород ксенолитов из этого расплава.
Защищаемые положения:
1 Особенности состава габброидных ксенолитов, выносимых дайками щелочных базальтоидов агардагского комплекса Западного Сангилена, и расчет Р-Т параметров позволили разделить их на три группы, соответствующие различным уровням глубинности: 1-гранатсодержащие габброиды - самые глубинные образования - 10-12 кбар; 2 - габброиды с высоким содержанием глинозема в пироксенах - средний уровень глубинности - 8-10 кбар; 3- габброиды с невысоким содержанием глинозема в пироксенах - малый уровень глубинности - 3-6 кбар.
-
Геохимические особенности габброидных ксенолитов и пород Башкымугурского вебстерит-габбронорит-монцодиоритового массива свидетельствуют о том, что их формирование происходило из геохимически однотипных расплавов, по составу отвечающих оливиновому базальту с повышенным содержанием щелочей
-
Монцодиориты второй фазы Башкымугурского массива формировались из остаточных расплавов, образовавшихся в процессе фракционирования базальтовой магмы в глубинной магматической камере.
Научная новизна.
Впервые проведено комплексное исследование габброидных ксенолитов, выносимых щелочнобазальтоидными дайками агардагского комплекса Западного Сангилена. В зарубежной литературе ксенолиты основного состава по традиции называются гранулитовыми ("mafic granulite" Cameron et al., 1992, "metacumulate granulite" Kempton et al., 1990, "orthogneiss" Roberts, Ruiz, 1989) и часто сопоставляются с гранулитовыми комплексами (Pin, Vielzeuf, 1983, Roberts, Ruiz, 1989). Хотя среди них большую группу составляют ксенолиты, имеющие габброидный состав (Срх+Р1±Орх±01±Ат) и обнаруживающие магматогенную природу, сопоставление таких образований с реальными объектами базитового магматизма ранее не проводилось. Впервые на
примере габброидных ксенолитов и расслоенных интрузий Западного Сангилена проведено сопоставление нижнекоровых ксенолитов основного состава с реальными объектами базитового магматизма.
На основе интерпретации петро-геохимических и термобарометрических данных, а также численного моделирования процесса кристаллизации, впервые установлено, что образование многофазных габбро-монцодиоритовых интрузий Западного Сангилена, примером которых является Башкымугурский массив, происходило в результате фракционирования субщелочного базальтового расплава в системе глубинных магматических камер.
Практическая значимость
В результате комплексного изучения габброидных ксенолитов установлено наличие глубинных магматических камер в нижней и верхней коре Западного Сангилена, что является уникальной и полезной информацией для широкого круга исследователей, занимающихся изучением глубинного строения литосферы. Установленные особенности геологического строения и состава Башкымугурского и Правотарлашкинского массивов, необходимы для разработки региональных легенд и составления геологических карт нового поколения, а также для реконструкции истории формирования геологического района Юго-Восточной Тувы - Западного Сангилена.
Фактический материал, методы исследования.
Материалом для исследования послужила коллекция из 45 образцов габброидных ксенолитов и более 100 образцов пород расслоенных габброидных интрузивов Западного Сангилена, собранная автором и ее коллегами в ходе полевых работ 1998-2003 годов. При решении поставленных задач использован широкий спектр геологических, аналитических и расчетных методов. Автором был получен представительный аналитический материал, включающий 90 химических анализов пород, 660 химических анализов породообразующих минералов, 30 анализов содержания в породах редких элементов. Определение валового состава пород было проведено методом РФА с использованием рентгеновского анализатора СРМ-25 в ОИГГМ СО РАН (аналитик А Д. Киреев). Анализы породообразующих минералов были выполнены на рентгеноспектральном микроанализаторе с электронным зондом "Camebax-micro". Определение содержания редких земель и ряда рассеянных элементов в отдельных зернах породообразующих минералов было проведено методом ICP-MS-LA в аналитическом центре ОИГГМ СО РАН (аналитик СВ. Палесский), а также в мономинеральных фракциях
методом ICP-MS в ИГХ СО РАН, Иркутск (аналитики Л В. Смирнова,
Г П. Сандимирова) Анализы редких элементов в породах выполнены
инструментальным нейтронно-активационным методом в
Аналитическом центре ОИГГМ СО РАН (аналитик М.С. Мельгунов) и методом ICP-MS в ИГХ СО РАН, Иркутск (аналитики Л.В. Смирнова, Г.П. Сандимирова).
При модельных расчетах параметров кристаллизации базальтовых расплавов использовались программные комплексы COMAGMAT (Ariskin et al., 1993) и PLUTON (Лавренчук, 2004). Для выяснения условий равновесия минеральных ассоциаций габброидов применялись методы минералогической термобарометрии.
Публикации и апробация работы
По теме диссертации опубликовано 24 работ, в том числе 2 статьи и 22 тезисов докладов Результаты исследований были представлены в виде устных и стендовых докладов на Объединённой ассамблее EGS -AGU - EUG, Ницца, Франция, 2003; XV Российской молодежной конференции «Геология и геоэкология европейской России и сопредельных территорий», 2004, Санкт-Петербург; на XIX и XX Всероссийских молодежных конференциях «Строение литосферы и геодинамика», Иркутск, 2001, 2003; на Международном симпозиуме «Геодинамика и геоэкологические проблемы высокогорных регионов», 2002, Кыргызстан, на Всероссийской научной конференции, посвященной 10-летию РФФИ, Иркутск, 2002
Работа выполнена в рамках плана НИР Лаборатории петрогенезиса и рудоносности магматических формаций Института геологии СО РАН, при финансовой поддержке РФФИ (гранты № 01-05-65295 № 04-05-64439) и проекта поддержки Научных школ (НШ-1573 2003.5). Исследования по теме диссертации были поддержаны ОИГГМ СО РАН (ВМТК № 1771 «Кристаллизация базитовых магм в промежуточных камерах по результатам изучения габброидных ксенолитов в лампрофировых дайках Западного Сангилена» и № 1730 «Проблема генезиса граната в габброидах»)
Структура и объем работы
