ПАЛЕОГЕОДИНАМИКА МАГМАТИЧЕСКИХ И МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ УЛЬТРАМАФИТОВ ЧАГАН-УЗУНСКОГО МАССИВА (ОФИОЛИТЫ ГОРНОГО АЛТАЯ)

На основе геохимических и минералогических исследований выяснено, что гарцбургиты Чаган-Узунского массива являются реститами со степенью частичного плавления 15–20 %, сформировавшимися при температуре около 1520–1420 °С в условиях срединно-океанического хребта и преобразованными в ходе эволюции палеоокеанических структур под воздействием магматических процессов на начальных стадиях субдукции и проявления бонинитового магматизма. Совместное использование данных по геохимии редких и редкоземельных элементов, а также по составу пироксенов, хромшпинелидов, расплавных включений в хромшпинелидах и расчетного моделирования свидетельствует о формировании клинопироксенитов чаган-узунских офиолитов в условиях срединно-океанического хребта в процессах кристаллизации пикритовых и пикробазальтовых расплавов при температуре 1315 –1245 °С и давлении 4–2 кбар. Изучение амфиболов показало высокие параметры метаморфических процессов преобразования гарцбургитов (5.1–1.9 кбар, 820–700 °С) и клинопироксенитов (2.6–1.4 кбар и 740–680 °С) Чаган-Узунского массива, характерные для ультрабазитов из современных срединно-океанических хребтов. В целом, результаты всесторонних исследований позволили определить последовательность палеогеодинамических процессов формирования ультрамафитов Чаган-Узунского массива. Первоначальное образование гарцбургитов в ходе частичного плавления мантии и кристаллизация клинопироксенитов в магматической камере происходили в условиях срединно-океанического хребта. На следующем этапе ультрамафиты попадали в область зарождения зоны субдукции, где они подвергались воздействию бонинитовых расплавов.

1. Альмухамедов А.И., Гордиенко И.В., Кузьмин М.И., Томуртогоо О., Томурхуу Д. Бониниты Джидинской зоны каледонид, Северная Монголия // Доклады АН. 2001. Т. 377. №. 4. С. 526–529.

2. Анциферова Т.Н. Петролого-минералогические особенности гипербазитов Оспинского массива (Восточный Саян): Дис. … канд. геол.-мин. наук. Улан-Удэ, 2006. 172 с.

3. Batanova V.G., Belousov I.A., Savelieva G.N., Sobolev A.V., 2011. Consequences of Channelized and Diffuse Melt Transport in Supra-Subduction Zone Mantle: Evidence from the Voykar Ophiolite (Polar Urals). Journal of Petrology 52 (12), 2483–2521. https://doi.org/10.1093/petrology/egr053.

4. Базылев Б.А. Петрология и геохимия океанических и альпинотипных шпинелевых перидотитов в связи с проблемой эволюции мантийного вещества: Дис. … докт. геол.-мин. наук. М., 2003. 49 с.

5. Белоусов И.А. Петрология и геохимия пород мантийного разреза Войкаро-Сыньинского массива, Полярный Урал: Дис. … канд. геол.-мин. наук. М., 2012. 268 с.

6. Brunelli D., Seyler M., Cipriani A., Ottolini L., Bonatti E., 2006. Discontinuous Melt Extraction and Weak Refertilization of Mantle Peridotites at the Vema Lithospheric Section (Mid-Atlantic Ridge). Journal of Petrology 47 (4), 745–771. https://doi.org/10.1093/petrology/egi092.

7. Buslov M.M., Berzin N.A., Dobretsov N.L., Simonov V.A., 1993. Geology and Tectonics of Gorny Altai. In: Geodynamic Evolution of the Paleoasian Ocean. Guidebook for the Post-Symposium Excursion of the 4-th International Symposium of IGCP Project 283. Novosibirsk, 122 p.

8. Буслов М.М., Сафонова И.Ю., Бобров В.А. Новые данные по геохимии бонинитов из курайских офиолитов Горного Алтая // Доклады АН. 1998. Т. 361. № 2. С. 244–247.

9. Буслов М.М., Ватанабе Т. Внутрисубдукционная коллизия и ее роль в эволюции аккреционного клина (на примере Курайской зоны Горного Алтая, Центральная Азия) // Геология и геофизика. 1996. Т. 37. № 1. С. 82–93.

10. Coogan L.A., Saunders A.D., Wilson R.N., 2014. Aluminum-In-Olivine Thermometry of Primitive Basalts: Evidence of an Anomalously Hot Mantle Source for Large Igneous Provinces. Chemical Geology 368, 1–10. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2014.01.004.

11. Danyushevsky L.V., Plechov P.Yu., 2011. Petrolog 3: Integrated Software for Modeling Crystallization Processes. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 12 (7). https://doi.org/10.1029/2011GC003516.

12. Добрецов Н.Л., Конников Э.Г., Медведев В.Н., Скляров Е.В. Офиолиты и олистостромы Восточного Саяна // Рифейско-нижнепалеозойские офиолиты Северной Евразии. Новосибирск: Наука, 1985. С. 34–58.

13. Добрецов Н.Л., Конников Э.Г., Скляров Е.В., Медведев В.Н. Марианит-бонинитовая серия и эволюция офиолитового магматизма Восточного Саяна // Геология и геофизика. 1986. № 12. С. 29–35.

14. Dobretsov N.L., Simonov V.A., Buslov M.M., Kotlyarov A.V., 2005. Magmatism and Geodynamics of the Paleoasian Ocean at the Vendian–Cambrian Stage of Its Evolution. Russian Geology and Geophysics 46 (9), 933–951.

15. Добрецов Н.Л., Симонов В.А., Буслов М.М., Куренков С.А. Океанические и островодужные офиолиты Горного Алтая // Геология и геофизика. 1992. № 12. С. 3–14.

16. Добрецов Н.Л., Зоненшайн Л.П. Сопоставление рифейско-палеозойских офиолитов Северной Евразии // Рифейско-нижнепалеозойские офиолиты Северной Евразии / Ред. Н.Л. Добрецов. Новосибирск: Наука, 1985. C. 181–191.

17. Гаврилова С.Н. Петролого-минералогические особенности гипербазитов массива Пай-Ер (Полярный Урал). М.: Наука, 1977. 146 с.

18. Горнова М.А. Геохимия и петрология надсубдукционных перидотитов: Дис. … докт. геол.-мин. наук. Иркутск, 2011. 300 с.

19. Hirose K., Kawamoto T., 1995. Hydrous Partial Melting of Lherzolite at 1 GPa: The Effect of H2O on the Genesis of Basaltic Magmas. Earth and Planetary Science Letters 133 (3–4), 463–473. https://doi.org/10.1016/0012-821X(95)00096-U.

20. Ishii T., Robinson P.T., Maekawa H., Fiske R., 1992. Petrological Studies of Peridotites from Diapiric Serpentinite Seamounts in the Izu-Ogasawara-Mariana Forearc, Leg 125. In: Fryer P., Pearce J.A., Stokking L.B. et al. (Eds), Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results, College Station, TX (Ocean Drilling Program). Vol. 125. P. 445–485.

21. Jaques A.L., Green D.H., 1980. Anhydrous Melting of Peridotite at 0–15 Kb Pressure and the Genesis of Tholeiitic Basalts. Contributions to Mineralogy and Petrology 73, 287–310. https://doi.org/10.1007/BF00381447.

22. Kamenetsky V.S., Crawford A.J., Meffre S., 2001. Factors Controlling Chemistry of Magmatic Spinel: An Empirical Study of Associated Olivine, Crspinel and Melt Inclusions from Primitive Rocks. Journal of Petrology 42 (4), 655–671. https://doi.org/10.1093/petrology/42.4.655.

23. Котляров А.В., Симонов В.А., Сафонова И.Ю. Бониниты – критерии геодинамического развития магматических систем в палеосубдукционных зонах Горного Алтая // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 1. С. 39–58. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-1-0336.

24. Куликова А.В. Условия формирования базит-ультрабазитовых и метабазитовых комплексов Курайской аккреционной зоны (Горный Алтай): Дис. … канд. геол.-мин. наук. Новосибирск, 2018. 173 с.

25. Куликова А.В., Буслов М.М., Травин А.В. Геохронология метаморфических пород курайского аккреционного клина (юго-восточная часть Горного Алтая) // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8. № 4. С. 1049–1063. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-4-0332.

26. Куренков С.А., Диденко А.Н., Симонов В.А. Геодинамика палеоспрединга. М.: ГЕОС, 2002. 294 с.

27. Кузнецов В.А. Гипербазитовые пояса Саяно-Алтайской горной системы // Доклады АН СССР. 1948. Т. 60. № 2. С. 269–271.

28. KКузнецов П.П., Симонов В.А. Некоторые черты строения Чаганузунского гипербазитового массива (Горный Алтай) // Геология и геофизика. 1976. № 7. С. 102–105.

29. Лавренчук А.В. Программа для расчета внутрикамерной дифференциации основной магмы «PLUTON» // Тезисы докладов Второй Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (1–3 декабря 2004 г.). Новосибирск, 2004. С. 105–106.

30. Malpas J.G., Stevens R.K., 1977. The Origin and Emplacement of the Ophiolite Suite, with Examples from Western Newfoundland. Geotectonics 11, 453–466.

31. McDonough W.F., Sun S.-S., Ringwood A.E., Jagoutz E., Hofmann A.W., 1992. Potassium, Rubidium, and Cesium in the Earth and Moon and the Evolution of the Mantle of the Earth. Geochimica et Cosmochimica Acta 56 (3), 1001–1012. https://doi.org/10.1016/0016-7037(92)90043-I.

32. Morishita T., Tani K., Shukuno H., Harigane Y., Tamura A., Kumagai H., Hellebrand E., 2011. Diversity of Melt Conduits in the Izu-Bonin-Mariana Forearc Mantle: Implications for the Earliest Stage of Arc Magmatism. Geology 39 (4), 411–414. https://doi.org/10.1130/G31706.1.

33. Niu Y., 2004. Bulk-Rock Major and Trace Element Compositions of Abyssal Peridotites: Implications for Mantle Melting, Melt Extraction and Post-melting Processes beneath Mid-Ocean Ridges. Journal of Petrology 45 (12), 2423–2458. https://doi.org/10.1093/petrology/egh068.

34. Niu Y., Batiza R., 1991. An Empirical Method for Calculating Melt Compositions Produced beneath Mid-Ocean Ridges: Application for Axis and Offaxis (Seamounts) Melting. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 96 (B13), 21753–21777. https://doi.org/10.1029/91JB01933.

35. Паланджян С.А. Типизация мантийных перидотитов по геодинамическим обстановкам формирования. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1992. 104 с.

36. Parkinson I.J., Pearce J.A., 1998. Peridotites from the Izu-Bonin-Mariana Forearc (ODP Leg 125): Evidence for Mantle Melting and Melt–Mantle Interaction in a Supra-Subduction Zone Setting. Journal of Petrology 39 (9), 1577–1618. https://doi.org/10.1093/petroj/39.9.1577.

37. Pearce J.A., van der Laan S.R., Arculus R.J., Murton B.J., Ishii T., Peate D.W., Parkinson I.J., 1992. Boninite and Harzburgite from Leg 125 (Bonin-Mariana Forearc): A Case Study of Magma Genesis during the Initial Stages of Subduction. In: Fryer P., Pearce J.A., Stokking L.B. et al. (Eds), Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results, College Station, TX (Ocean Drilling Program). Vol. 125. P. 623–659. http://dx.doi.org/10.2973/odp.proc.sr.125.172.1992.

38. Пейве А.А., Савельева Г.Н., Сколотнев С.Г., Симонов В.А. Строение и деформации пограничной зоны кора – мантия в разломе Вима, Центральная Атлантика // Геотектоника. 2001. № 1. С. 16–35.

39. Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2009. 200 с.

40. Пинус Г.В., Колесник Ю.Н. Альпинотипные гипербазиты юга Сибири. М.: Наука, 1966. 211 с.

41. Пинус Г.В., Кузнецов В.А., Волохов И.М. Гипербазиты Алтае-Саянской складчатой области. М.: Госгеолтехиздат, 1958. 295 с.

42. Савельева Г.Н. Габбро-ультрабазитовые комплексы офиолитов Урала и их аналоги в современной океанической коре. М.: Наука, 1987. 246 с.

43. Schilling J.-G., Ruppel C., Davis A.N., McCully B., Tighe S.A., Kingsley R.H., Lin J., 1995. Thermal Structure of the Mantle beneath the Equatorial Mid-Atlantic Ridge: Influences from the Spatial Variation of Dredged Basalt Glass Compositions. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 100 (B6), 10057–10076. https://doi.org/10.1029/95JB00668.

44. Schmidt M.W., 1992. Amphibole Composition in Tonalite as a Function of Pressure: An Experimental Calibration of the Al-in-Hornblende Barometer. Contributions to Mineralogy and Petrology 110, 304–310. https://doi.org/10.1007/BF00310745.

45. Симонов В.А. Петрогенезис офиолитов (термобарогеохимические исследования). Новосибирск: Изд-во ОИГГМ СО РАН, 1993. 247 с.

46. Симонов В.А., Добрецов Н.Л., Буслов М.М. Бонинитовые серии в структурах Палеоазиатского океана // Геология и геофизика. 1994. Т. 35. № 7–8. С. 182–199.

47. Симонов В.А., Глазырин Ю.Е., Ковязин С.В., Пейве А.А. Эволюция глубинных расплавов в зоне трансформного разлома Вима (Центральная Атлантика) // Металлогения древних и современных океанов-2003. Формирование и освоение месторождений в островодужных системах: Материалы девятой научной студенческой школы (21–24 апреля 2003 г.). Миасс: Изд-во Институт минералогии УрО РАН, 2003. С. 23–28.

48. Симонов В.А., Колобов В.Ю., Пейве А.А. Петрология и геохимия геодинамических процессов в Центральной Атлантике. Новосибирск: Изд-во НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1999. 224 с.

49. Симонов В.А., Котляров А.В., Королюк В.Н., Ступаков С.И. Физико-химические условия магматических процессов формирования пироксенитов в офиолитовых ассоциациях // Корреляция алтаид и уралид, глубинное строение литосферы, стратиграфия, магматизм, метаморфизм, геодинамика и металлогения: Материалы IV Международной научной конференции (2–6 апреля 2018 г.). Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2018. С. 139–141.

50. Симонов В.А., Куликова А.В., Котляров А.В., Волкова Н.И. Океанический метаморфизм ультрамафитов из офиолитов Горного Алтая // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): Материалы научного совещания (17–20 октября 2017 г.). Иркутск: ИЗК СО РАН, 2017. Вып. 15. С. 249–251.

51. Симонов В.А., Куренков С.А., Ступаков С.И. Бонинитовые серии в палеоспрединговых комплексах Полярного Урала // Доклады РАН. 1998. Т. 361. № 2. С. 232–235.

52. Симонов В.А., Кузнецов П.П. Бониниты в венд-кембрийских офиолитах Горного Алтая // Доклады АН СССР. 1991. Т. 316. № 2. С. 448–451.

53. Simonov V.A., Prikhod’ko V.S., Kovyazin S.V., 2011. Genesis of Platiniferous Massifs in the Southeastern Siberian Platform. Petrology 19, 549–567. https://doi.org/10.1134/S0869591111050043.

54. Simonov V.A., Sharkov E.V., Kovyazin S.V., 2009. Petrogenesis of the Fe-Ti Intrusive Complexes in the Sierra Leone Region, Central Atlantic. Petrology 17, 488–502. https://doi.org/10.1134/S086959110905004X.

55. Метаморфизм и тектоника: Учебное пособие / Ред. Е.В. Скляров. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. 216 с.

56. Скляров Е.В., Добрецов Н.Л. Метаморфизм древних офиолитов Восточного и Западного Саяна // Геология и геофизика. 1987. № 2. С. 3–14.

57. Sklyarov E.V., Kovach V.P., Kotov A.B., Kuzmichev A.B., Lavrenchuk A.V., Perelyaev V.I., Shchipansky A.A., 2016. Boninites and Ophiolites: Problems of Their Relations and Petrogenesis of Boninites. Russian Geology and Geophysics 57 (1), 127–140. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2016.01.009.

58. Sklyarov E.V., Simonov V.A., Buslov M.M., 1994. Ophiolites of the Southern Siberia and Nothern Mongolia. In: R.G. Coleman (Ed.), Reconstruction of the Palaeo-Asian Ocean. Proceedings of the 29th International Geological Congress (August 24 – September 3, 1992, Kyoto, Japan). Part B. VSP, Utrecht, Netherlands, p. 85–98.

59. Соболев А.В., Никогосян И.К. Петрология магматизма долгоживущих мантийных струй: Гавайские острова (Тихий океан) и о-в Реюньон (Индийский океан) // Петрология. 1994. Т. 2. № 2. С. 131–168.

60. Успенский Н.М. Негранитные пегматиты. М.: Недра, 1968. 344 с.

61. Yavuz F., 2007. WinAmphcal: A Windows Program for the IMA-04 Amphibole Classification. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 8 (1). https://doi.org/10.1029/2006GC001391.

62. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И. Хан-Тайширский офиолитовый комплекс Западной Монголии и проблема офиолитов // Геотектоника. 1978. Т. 1. С. 19–42.