Источники расплавов четвертичных гаюиновых щелочных базальтоидов Малого Кавказа. Сообщение 2. Природа обогащенного мантийного источника

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На основе геохимического и изотопно-геохимического (Sr–Nd–Pb) изучения четвертичных внутриплитных гаюиновых базанитов и орданшитов Малого Кавказа обозначена наиболее вероятная природа (особенности вещественного состава и уровни локализации) обогащенного мантийного источника EM II типа, который совместно с умеренно деплетированный региональный плюм-астеносферный источником OIB-типа “Caucasus” участвовал в генерации расплавов изученных пород. Показано, что источник этого типа модифицирован субдукционной компонентой, обозначены время и возможные механизмы “заражения” областей мантийной магмогенерации веществом слэбов. Полученные данные указывают на присутствие граната, амфибола и рутила в качестве реститовой фазы в обогащенном мантийном источнике. Исходя из полученных результатов сделан вывод, что обогащенный несовместимыми компонентами источник вещества изученных пород наиболее вероятно был представлен субдукционно модифицированной (при мезозойских и возможно палеогеновых субдукционных событиях) субконтинентальной литосферной мантией EM II типа по вещественному составу, скорее всего, отвечающей рутилсодержащему амфибол-гранатовому перидотиту.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. Н. Бубнов

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: bubnov@igem.ru
Россия, Старомонетный пер., 35, Москва, 119017

Ю. В. Гольцман

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Email: bubnov@igem.ru
Россия, Старомонетный пер., 35, Москва, 119017

И. А. Кондрашов

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Email: bubnov@igem.ru
Россия, Старомонетный пер., 35, Москва, 119017

Т. И. Олейникова

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Email: bubnov@igem.ru
Россия, Старомонетный пер., 35, Москва, 119017

А. Я. Докучаев

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Email: bubnov@igem.ru
Россия, Старомонетный пер., 35, Москва, 119017

Список литературы

  1. Бубнов С.Н., Гольцман Ю.В., Кондрашов И.А., Олейникова Т.И., Докучаев А.Я. Источники расплавов четвертичных гаюиновых щелочных базальтоидов Малого Кавказа. Сообщение 1. Результаты геохимических и изотопных (Sr–Nd–Pb) исследований // Вулканология и сейсмология. 2024. № 6. С. 55–79.
  2. Keskin M., Чугаев А.В., Лебедев В.А. и др. Геохронология и природа мантийных источников позднекайнозойского внутриплитного магматизма фронтальной части Аравийской плиты (неокайнозойская область Караджадаг, Турция). Сообщение 2. Результаты геохимических и изотопных (Sr–Nd–Pb) исследований // Вулканология и сейсмология. 2012. № 6. С. 41–70.
  3. Лебедев В.А., Чернышев И.В., Сагателян А.К. и др. Миоплиоценовый вулканизм Центральной Армении: геохронология и роль AFC-процессов в петрогенезисе магм // Вулканология и сейсмология. 2018. № 5. С. 18–42.
  4. Лебедев В.А., Чернышев И.В., Чугаев А.В. и др. Геохронология извержений и источники вещества материнских магм вулкана Эльбрус (Большой Кавказ): результаты K–Ar и Sr–Nd–Pb изотопных исследований // Геохимия. 2010. № 1. С. 45–73.
  5. Меликсетян Х., Никогосян И., Джрбашян Р. и др. Четвертичный моногенный вулканизм Капанского блока: вулканология, геохронология и геохимия (ЮВ часть Республики Армения) // Известия НАН РА. Науки о Земле. 2019. Т. 72. № 2. С. 19–42.
  6. Плечов П.Ю., Щербаков В.Д., Некрылов Н.А. Экстремально магнезиальный оливин в магматических породах // Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 12. С. 2129–2147.
  7. Сущевская Н.М., Соболев А.В., Лейченков Г.Л. и др. Роль пироксенитовой мантии в формировании расплавов мезозойского плюма Кара (по результатам изучения магматических пород западной части Земли Королевы Мод, Восточная Антарктида) // Геотектоника. 2021. Т. 66. № 4. С. 308–328.
  8. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988. 384 с.
  9. Allen M.B., Kheirkhah M., Neill I. et al. Generation of Arc and Within-plate Chemical Signatures in Collision Zone Magmatism: Quaternary Lavas from Kurdistan Province, Iran // J. Petrol. 2013. V. 54. № 5. P. 887–911.
  10. Arai S. Characterisation of spinel peridotites by olivine–spinel compositional relationships: review and interpretation // Chem. Geol. 1994. V. 113. P. 191–204.
  11. Arai S. Chemistry of chromian spinel in volcanic rocks as a potential guide to magma chemistry // Mineral. Magazine. 1992. V. 56. P. 173–184.
  12. Bagcı U., Alpaslan M., Frei R. et al. Different degrees of partial melting of the enriched mantle source for Plio-Quaternary basic volcanism, Toprakkale (Osmaniye) region, southern Turkey // Turkish Journal of Earth Sciences. 2011. V. 20. P. 115–135.
  13. Borisov A., Aranovich L. Rutile solubility and TiO2 activity in silicate melts: An experimental study // Chemical Geology. 2020. V. 556. P. 1–13.
  14. Class C., Miller D.M., Goldstein S.L., Langmuir C.H. Distinguishing melt and fluid subduction components in Umnak volcanics: Aleutian arc // Geochem. Geophys. Geosys. 2000. V. 1. P. 1–34.
  15. Condie К. High field strength element ratios in Archean basalts: a window to evolving sources of mantle plumes? // Lithos. 2005. V. 79. P. 491–504.
  16. Elburg M. A., Bergen M. V., Hoogewerff J. et al. Geochemical trends across an arc–continent collision zone: magma sources and slab–wedge transfer processes below the Pantar Strait volcanoes, Indonesia // Geochim. Cosmochim. Acta. 2002. V. 66. P. 2771–2789.
  17. Elliot T., Plank T., Zindler A. et al. Element transport from slab to volcanic front at the Mariana arc // J. of Geophys. Res. 1997. V. 102. Р. 14991–15019.
  18. Ernst R.E., Pease V., Puchkov V.N. et al. Geochemical characterization of Precambrian magmatic suites of the southeastern margin of the East European craton, Southern Urals, Russia // Геологический сборник № 5 Института геологии УНЦ РАН. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2006. С. 119–161.
  19. Fitton J.G., Godard M. Origin and evolution of magmas on the Ontong Java Plateau // Origin and Evolution of the Ontong Java Plateau. 2004. V. 229. Geological Society of London Special Publication. P. 151–178.
  20. Flower M.F.J., Zhang M., Chen C.-Y. et al. Magmatism in the South China Basin 2. Post-spreading Quaternary basalts from Hainan Island, South China // Chemic. Geology. 1992. V. 97. P. 65–87.
  21. Foley S.F., Barth M.G., Jenner G.A. Rutile/melt partition coefficients for trace elements and an assessment of the influence of rutile on the trace element characteristics of subduction zone magmas // Geochim. Cosmochim. Acta. 2000. V. 64. P. 933–938.
  22. Furman T., Graham D. Erosion of lithospheric mantle beneath the East African Rift system: geochemical evidence from the Kivu volcanic province // Lithos. 1999. V. 48. P. 237–262.
  23. Gómez-Tuena A., Langmuir C.H., Goldstein S.L. et al. Geochemical evidence for slab melting in the Trans-Mexican Volcanic Belt // J. Petrol. 2007. V. 48. C. 537–562.
  24. Green D.H., Wallace M.E. Mantle metasomatism by ephemeral carbonatite melts // Nature. 1988. V. 336. P. 459–462.
  25. Green T.H., Pearson N. Ti-rich accessory phase saturation in hydrous mafic–felsic compositions at high P, T // Chemical Geology. 1986. V. 54. P. 185–201.
  26. Herzberg C., Asimow P.D. Petrology of some oceanic island basalts: PRIMELT2.XLS software for primary magma calculation // Geochem. Geophys. Geosys. 2008. V. 9. № 9. P. 1–25.
  27. Hoang N., Flower M.F. Petrogenesis of Cenozoic basalts from Vietnam: implication for origins of a “diffuse igneous province” // J. Petrol. 1998. V. 39. № 3. P. 369–395.
  28. Ionov D., Gregoire M., Prikhodko V. Feldspar-Ti-oxide metasomatism in off-cratonic continental and oceanic upper mantle // Earth and Planet. Sci. Lett. 1999. V. 165. P. 37–44.
  29. Ivanov A.V. Deep-level geodynamics: boundaries of the process according to geochemic and petrologic data // Geodynamics & Tectonophysics. 2010. V. 1. № 1. P. 87–102.
  30. Kalfoun F. Ionov D., Merlet C. HFSE residence and Nb/Ta ratios in metasomatised, rutile-bearing mantle peridotites // Earth and Planet. Sci. Lett. 2002. V. 199. P. 49–65.
  31. Krienitz M.S., Haase K.M., Mezger K. et al. Magma genesis and crustal contamination of continental intraplate lavas in northwestern Syria // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2006. V. 151. P. 698–716.
  32. Krienitz M.S., Haase K.M., Mezger K. et al. Magma genesis and mantle dynamics at the Harrat Ash Shamah Volcanic Field (Southern Syria) // J. Petrol. 2007. V. 48. P. 1513–1542.
  33. Lambart S., Laporte D., Schiano P. Markers of the pyroxenite contribution in the major-element compositions of oceanic basalts: Review of the experimental constraints // Lithos. 2013. V. 160‒161. P. 14–36.
  34. LaTourette T., Hervig R.L., Holloway J.R. Trace element partitioning between amphibole, phlogopite, and basanite melt // Earth and Planet. Sci. Lett. 1995. V. 135. P. 13–30.
  35. Lustrino M., Wilson M. The circum-Mediterranean anorogenic Cenozoic igneous province // Earth-Science Reviews. 2007. V. 81. P. 1–65.
  36. Lustrino M., Keskin M., Mattioli M. et al. Heterogeneous mantle sources feeding the volcanic activity of Mt. Karacadag (SE Turkey) // Journal of Asian Earth Sciences. 2012. V. 46. P. 120–139.
  37. Neill I., Meliksetian Kh., Allen M.B. et al. Pliocene-Quaternary volcanic rocks of NW Armenia: magmatism and lithospheric dynamics within an active orogenic plateau // Lithos. 2013. V. 180–181. P. 200–215.
  38. Oyan V., Keskin M., Lebedev V.A. et al. Petrology and geochemistry of the Quaternary mafic volcanism to the NE of Lake Van, eastern Anatolian collision zone, Turkey // J. Petrol. 2017. V. 58. № 9. P. 1701–1728.
  39. Parlak O., Delaloye M., Kozlu H. et al. Trace element and Sr–Nd isotope geochemistry of the alkali basalts observed along the Yumurtalık Fault (Adana) in southern Turkey // Yerbilimleri. 2000. V. 22. P. 137–148.
  40. Pearce J.A. Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at active continental margins // Continental Basalts and Mantle Xenoliths. U.K.: Shiva Press, 1983. P. 230–249.
  41. Pin Yan, Deng H. Liu H. et al. The temporal and spatial distribution of volcanism in the South China Sea region // J. Asian Earth Sci. 2006. V. 27. P. 647‒659.
  42. Plank T. The chemical composition of subducting sediments // Treatise on Geochemistry. 2nd ed. Oxford: Elsevier, 2014. V. 4. P. 607–629.
  43. Rollinson H.R. Using geochemical data. Evaluation, presentation, interpretation. London: Longman, 1993. 379 p.
  44. Ryerson F., Watson E. Rutile saturation in magmas; implications for Ti–Nb–Ta depletion in island-arc basalts // Earth and Planet. Sci. Lett. 1987. V. 8. P. 225–239.
  45. Saal A.E., Hauri E.H., Langmuir S.H., Perfit M.R. Vapour undersaturation in primitive mid-ocean-ridge basalt and the volatile content of Earth’s upper mantle // Nature. 2002. V. 419. P. 451–455.
  46. Shaw J.E., Baker J.A., Menzies M.A. et al. Petrogenesis of the largest intraplate volcanic field on the Arabian Plate (Jordan): a mixed lithosphere-asthenosphere source activated by lithospheric extension // J. Petrol. 2003. V. 44. P. 1657–1679.
  47. Sheppard S., Taylor W.R. Barium- and LREE-rich, olivine–mica-lamprophyres with affinities to lamproites, Mt. Bundey, Northern Territory, Australia // Lithos. 1992. V. 28. P. 303–325.
  48. Sobolev A.V., Hofmann A.W., Kuzmin D.V. et al. The amount of recycled crust in sources of mantle-derived melts // Science. 2007. V. 316(5823). P. 412–417.
  49. Sobolev A.V., Sobolev D.V., Kuzmin D.V. et al. Siberian meimechites: origin and relation to flood basalts and kimberlites // Russian Geology and Geophysics. 2009. V. 50. P. 999–1033.
  50. Sugden P. J., Savov I. P., Wilson M. et al. The Thickness of the Mantle Lithosphere and Collision-Related Volcanism in the Lesser Caucasus // J. Petrol. 2019. V. 60. № 2. P. 199–230.
  51. Sun Shen-su, McDonough W.F. Chemical and Isotopic Systematics of oceanic basalts: implications for Mantle Composition and Processes // Magmatism in the Ocean Basins Spec. Publ. Vol. Geol. Soc. London. 1989. № 42. P. 313–345.
  52. Tu K., Flower M.F.J., Carison R.W., Xie G. H. et al. Magmatism in the South China Basin: I, Isotopic and trace element evidence for an endogenous Dupal mantle component // Chem. Geol. 1992. V. 97. P. 47–63.
  53. Turner S.P. On the time-scales of magmatism at island-arc volcanoes // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 2002. Series A 360. P. 2853–2871.
  54. White W.M., Duncan R.A. Geochemistry and geochronology of the Society Island: new evidences for deep mantle recycling / Eds A. Basu, S.R. Hart // Earth Processes: Reading the Isotopic Code. AGU Geophysical Monograph Series. 1996. V. 95. P. 183–206.
  55. Whitney D.L., Evans B.W. Abbreviations for names of rock-forming minerals // Amer. Mineral. 2010. V. 95. P. 185–187.
  56. Workman R.K., Hart S.R. Major and trace element composition of the depleted MORB mantle (DMM) // Earth Planet. Sci. Lett. 2005. V. 231. P. 53–72.
  57. Xiong X.L., Adam J.D., Green T.H. Rutile stability and rutile/melt partitioning during partial melting of hydrous basalt: implication for TTG genesis // Chem. Geol. 2005. V. 218. P. 339–359.
  58. Yan Q., Shi X., Castillo P.R. The late Mesozoic-Cenozoic tectonic evolution of the South China Sea: A petrologic perspective // Journal of Asian Earth Sciences. 2014. V. 85(2). P. 178–201.
  59. Yang Z.F., Li J., Jiang Q.B. et al. Using Major Element Logratios to Recognize Compositional Patterns of Basalt: Implications for Source Lithological and Compositional Heterogeneities // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2019. V. 124(4). P. 3458–3490.
  60. Zindler A., Hart S. Chemical geodinamics // Annu. Rev. Earth and Planet. Sci. 1986. V. 14. P. 493–571.
  61. Zou H., Fan Q. U-Th isotopes in Hainan basalts: Implications for sub-asthenospheric origin of EM2 mantle end-member and the dynamics of melting beneath Hainan Island // Lithos. 2010. V. 116(1–2). P. 145–152.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Мультиэлементная и РЗЭ диаграммы для щелочных базальтоидов Капанского неовулканического центра Малого Кавказа. Концентрации элементов нормированы к примитивной мантии, по [Sun, McDonough, 1989], РЗЭ – к хондриту, по [Sun, McDonough, 1989]. Зеленые ромбы – Hyn-Ol-базаниты, серые кружки – Hyn-Amp-тефриты (орданшиты).

Скачать (28KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Диаграмма Nb/Yb–Dy/Yb [Fitton, Godard, 2004; Workman, Hart, 2005; Neill et al., 2013] для четвертичных щелочных базальтоидов Капанского центра Малого Кавказа. Модельные кривые частичного плавления Grt-лерцолита и Spl-лерцолита, по [Neill et al., 2013]. Условные обозначения см. рис. 1.

Скачать (14KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Диаграмма La/Nb–87Sr/86Sr для четвертичных щелочных базальтоидов Капанского центра Малого Кавказа. Условные обозначения см. рис. 1.

Скачать (9KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Диаграмма Ta/Yb−Th/Yb [Pearce, 1983] для четвертичных щелочных базальтоидов Капанского центра (Малый Кавказ). Поля составов пород GLOSS ‒ [Plank, 2014], активных континентальных окраин ‒ [Pearce, 1983]. Поля составов внутриплитных базальтов Аравийской плиты ‒ [Shaw et al., 2003; Krienitz et al., 2006, 2007; Lustrino, Wilson, 2007], района оз. Ван (Восточная Анатолия) ‒ [Oyan et al., 2017] и областей Караджадаг и Хатай (Турция) ‒ [Parlak et al., 2000; Bagcı et al., 2011; Lustrino et al., 2012; Keskin и др., 2012]. Средний состав пород эоценовой островной дуги, Восточная Турция ‒ [Neill et al., 2013]. Средние составы резервуаров E-MORB, N-MORB, OIB, PM, UC и GLOSS — [Sun, McDonough, 1989; Тейлор, Мак-Леннан, 1988; Plank, 2014]. Зеленые ромбы – Hyn-Amp-базаниты; серые кружки – Hyn-Amp-тефриты (орданшиты); фиолетовые треугольники – субдукционно-связанные породы юрско-палеогеновых магматических комплексов фундамента Капанской зоны, по [Mederer et al., 2013].

Скачать (53KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Диаграмма Ba/Rb–Rb/Sr [Furman, Graham, 1999; Allen et al., 2013; Oyan et al., 2017] для четвертичных щелочных базальтоидов Капанского центра Малого Кавказа. Условные обозначения см. рис. 1.

Скачать (14KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».