Мегакристы полевых шпатов как источник информации о коровой контаминации базальтового расплава
- Авторы: Демонтерова Е.И.1, Иванов А.В.1, Палесский С.В.2, Посохов В.Ф.3, Карманов Н.С.2, Пельгунова Л.А.4
-
Учреждения:
- ФГБУН Институт земной коры СО РАН
- ФГБУН Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН
- ФГБУН Геологический институт им. Н.Л. Добрецова СО РАН
- Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН
- Выпуск: Том 68, № 7 (2023)
- Страницы: 651-668
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0016-7525/article/view/134819
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0016752523070026
- EDN: https://elibrary.ru/TJMXXR
- ID: 134819
Цитировать
Аннотация
В представленной статье обсуждаются данные об элементном составе и изотопных отношениях 87Sr/86Sr и δ18O в мегакристах полевого шпата и вмещающих их лавах, туфах и шлаках трех вулканических полей Байкальской рифтовой системы – Ия-Удинского, Витимского и Хамар-Дабанского, расположенных в пределах раннедокембрийского, рифейского и палеозойского блоков коры, соответственно. Вмещающие мегакристы породы Ия-Удинского и Хамар-Дабанского полей по химическому составу относятся к трахибазальтам, а Витимского – к базанитам. По составу мегакристы формируют три группы минералов – плагиоклаз из лав Ия-Удинского поля, анортоклаз из лав, туфов и шлаков Хамар-Дабанского и Витимского полей, и санидин Витимского поля. Геохимические и изотопные данные предполагают, что мегакристы кристаллизовались в вулканических очагах на разных глубинных уровнях: анортоклаз – из наиболее примитивных магм с мантийными изотопными характеристиками на подкоровом уровне, плагиоклаз – в глубоких коровых очагах при взаимодействии мантийных магм с коровым веществом, а санидин захвачен из пород верхней коры.
Ключевые слова
Об авторах
Е. И. Демонтерова
ФГБУН Институт земной коры СО РАН
Email: dem@crust.irk.ru
Россия, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128
А. В. Иванов
ФГБУН Институт земной коры СО РАН
Email: aivanov@crust.irk.ru
Россия, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128
С. В. Палесский
ФГБУН Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН
Email: aivanov@crust.irk.ru
Россия, 630090, Новосибирск, проспект академика Коптюга, 3
В. Ф. Посохов
ФГБУН Геологический институт им. Н.Л. Добрецова СО РАН
Email: aivanov@crust.irk.ru
Россия, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6а
Н. С. Карманов
ФГБУН Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН
Email: aivanov@crust.irk.ru
Россия, 630090, Новосибирск, проспект академика Коптюга, 3
Л. А. Пельгунова
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: aivanov@crust.irk.ru
Россия, 117198, Москва, Ленинский проспект, 33
Список литературы
- Ащепков И.В. (1991) Глубинные ксенолиты Байкальского рифта. Новосибирск: Наука Сиб. отделение, 158 с.
- Ащепков И.В., Травин С.В., Сапрыкин А.И., Андре Л., Герасимов П.А., Хмельникова О.С. (2003) О возрасте ксенолитсодежащих базальтов и мантийной эволюции в Байкальской рифтовой зоне. Геология и геофизика. 44(11), 585-592.
- Беличенко В.Г., Гелетий Н.К., Бараш И.Г. (2006) Баргузинский микроконтинент: к проблеме выделения. Геология и геофизика. 47(10), 1049-1059.
- Беличенко В.Г., Скляров Е.В., Добрецов Н.Л. (1994) Геодинамическая карта Палеоазиатского океана. Восточный сегмент. Геология и геофизика. 35(7–8), 29-40.
- Бураков М.И., Федоров Э.Е. (1954) Базальты междуречья Ии и Уды (Восточный Саян). Вопросы геологии Азии. Т. I, М.: Изд-во АН СССР, 808 с.
- Волянюк Н.Я., Владимиров Б.М., Семенова В.Г., Новиков В.М. (1978) Мегакристаллы анортоклаза из базанитов и проблема их генезиса. ДАН СССР. 240(5), 938-941.
- Демонтерова Е.И., Масловская М.Н. (2003) Хроматографическое выделение стронция в образцах с высокими Rb/Sr отношениями для масс-спектрометрического анализа. Прикладная геохимия, Аналитические исследования (ред. Буренков Э.К., Кременецкий А.А.). 4, М.: ИМГРЭ, 15-19. 7.
- Дир У.А., Хауи Р.А., Зусман Дж. (1966) Породообразующие минералы. Т. 4. Каркасные силикаты. М.: Мир, 406 с.
- Дмитриева Н.В., Ножкин А.Д. (2012) Геохимия палеопротерозойских метатерригенных пород Бирюсинского блока юго-западной части Сибирского кратона. Литология и полезные ископаемые. 2, 156-179.
- Донская Т.В., Гладкочуб Д.П., Мазукабзов А.М., Вингейт М.Т.Д. (2014) Раннепротерозойские постколлизионные гранитойды Бирюсинского блока Сибирского кратона. Геология и геофизика. 55(7), 1028-1043.
- Есин С.В. (1993) Инъекционный магматизм в верхней мантии: тестирование эмпирического клинопироксенового геотермобарометра. НИЦ ОИГГМ СО РАН. Новосибирск, 121 с.
- Иванов А.В. (2012) Взаимодействие мантийных расплавов с корой при их подъеме к поверхности: причина и следствия. Геодинамика и Тектонофизика. 3(1), 19-26.
- Киселев А.И., Медведев М.Е., Головко Г.А. (1979) Вулканизм Байкальской рифтовой зоны и проблемы глубинного магмообразования. Новосибирск: Наука, 200 с.
- Классификация магматических (изверженных) пород и словарь терминов. Рекомендации Подкомиссии по систематике изверженных пород Международного союза геологических наук. М.: Недра. 1997. 248 с.
- Литасов К.Д., Мальковец В.Г. (1998) Sr-Ba-Rb–систематика мегакристаллов щелочных полевых шпатов из базальтойдов Центральной Азии. Геология и геофизика. 39(9), 1304-1308.
- Рассказов С.В. (1985) Базальтоиды Удокана. Новосибирск: Наука Сиб. отделение, 142 с.
- Рассказов С.В. (1993) Магматизм Байкальской рифтовой системы. Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма, 288 с.
- Рассказов С.В., Иванов А.В. (1998) Окислительно-восстановительные условия магматизма горячего пятна и зон растяжения Байкальской рифтовой системы. Структурно-вещественные комплексы докембрия Восточной Сибири. Иркутск: Изд-во Иркут. Ун-та, С. 44-58.
- Ступак Ф.М., Лебедев В.А., Кудряшова Е.А. (2012) Структурно-вещественные комплексы позднекайнозойского Удоканского вулканического лавового плато: закономерности распределения и ассоциации пород. Вулканология и сейсмология. 3, 46-58.
- Туркина О.М., Ножкин А.Д., Баянова Т.Б. (2006) Источники и условия образования раннепротерозойских гранитоидов юго-западной окраины Сибирского кратона. Петрология. 14(3), 282- 303.
- Фор Г. (1989) Основы изотопной геологии. М.: Мир, 590 с.
- Ярмолюк В.В., Иванов В.Г., Коваленко В.И., Покровский Б.Г. (2003) Магматизм и геодинамика Южно-Байкальской вулканической области (горячей точки мантии) по результатам геохронологических, геохимических и изотопных (Sr, Na, O) исследований. Петрология. 11(1), 3-34.
- Akinin V.V., Sobolev A.V., Ntaflos T., Richter W. (2005) Clinopyroxene megacrysts from Enmelen melanephelinitic volcanoes (Chukchi Peninsula, Russia): application to composition and evolution of mantle melts. Contrib. Mineral. P-etrol. 150, 85-101.
- Ashchepkov I.V., André L., Downes H., Belyatsky B.A. (2011) Pyroxenites and megacrysts from Vitim picrite-basalts (Russia): Polybaric fractionation of rising melts in the mantle? J. Asian Earth Sci. 42, 14-37.
- Bindeman I.N., Ponomareva V.V., Bailey J.C., Valley J.W. (2004) Volcanic arc of Kamchatka: a province with high-Δ18O magma sources and large-scale 18O/16O depletion of the upper crust. Geochem. Cosmoch. Acta. 68, 841-865.
- Coote A., Shane P., Stirling C., Reid M. (2018) The origin of plagioclase phenocrysts in basalts from continental monogenetic volcanoes of the Kaikohe-Bay of Islands field, New Zealand: implications for magmatic assembly and ascent. Contrib. Mineral. Petrol. 173, 14.
- Demonterova E.I., Ivanov A.V., Perepelov A.B. (2017) Late cenozoic volcanism of the Uda river area (eastern Sayan, Siberia): the first geochemical and isotopic data. Геодинамика и Тектонофизика. 8(3), 445-448.
- Davidson J.P., Charlier B., Hora J.M., Perlroth R. (2005) Mineral isochrons and isotopic fingerprinting: Pitfalls and promises. Geology. 33(1), 29-32.
- Davidson J.P., Morgan D.J., Charlier B., Charlier B.L.A., Harlou R., Hora J.M. (2007) Microsampling and Isotopic Analysis of Igneous Rocks: Implications for the Study of Magmatic Systems. Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 35, 273-311.
- Duffield W.A., Ruiz J. (1992) Compositional gradients in large reservoirs of silicic magma as evidenced by ignimbrites versus Taylor Creek Rhyolite lava domes. Contrib. Mineral. Petrol. 110, 192-210.
- Edwards B.R., Russell J.K. (1996) Influence of magmatic assimilation on mineral growth and zonin. The Canadian Mineral. 34, 1149-1162.
- Eiler J.M., (2001) Oxygen Isotope Variations of Basaltic Lavas and Upper Mantle Rocks Rev. Mineral. and Geoch. 43(1), 319-364.
- Geist D.J., Myers J.D., Frost C.D. (1988) Megacryst–bulk rock isotopic disequilibrium as an indicator of contamination processes: The Edgecumbe Volcanic Field, SE Alaska. Contrib. Mineral. Petrol. 99, 105-112.
- Guo J.F., Green T.H., O’Relly S.Y. (1992) Ba partitioning and the origin of anorthoclase megacrysts in basalitic rocks. Mineral. Magaz. 56, 101-107.
- Higgins M.D., Chandrasekharam D. (2007) Nature of sub-volcanic magma chambers, Deccan Province, India: Evidence from quantitative textural analysis of plagioclase megacrysts in the Giant plagioclase basalts. J. Petrol. 48(5), 885-900.
- Hildreth W. A critical overview of silicic magmatism, in Penrose Conference on Longevity and Dynamics of Rhyolitic Magma Systems, Mammoth, CA, 6–12 June 2001
- Ivanov A.V., Demonterova E.I., Perepelov A.B., Lebedev V., He H. (2015) Volcanism in the Baikal rift: 40 years of active-versus-passive model discussion. Earth-Sci. Rev. 148, 18-43.
- Ionov D.A., O’Reilly S.Y., Ashchepkov I.V. (1995) Feldspar-bearing lherzolite xenoliths in alkali basalts from Hamar-Daban, southern Baikal region, Russia. Contrib. Mineral. Petrol. 122, 174-190.
- Kushiro I. (2007) Origin of magmas in subduction zones: a review of experimental studies. Proceed. Japan. Academ., Series B. 83, 1-15.
- Li W., Tao C., Zhang W., Liu J., Liang J., Liao S., Yang W. (2019) Melt inclusions in plagioclase macrocrysts at Mount Jourdanne, Southwest Indian Ridge (~64° E): Implications for an enriched mantle source and shallow magmatic processes. Minerals. 9, 493.
- Litasov K.D., Taniguchi H. (2002) Mantle evolution beneath Baikal rift. Sendai, Japan: Center for Northeast Asian Studies. Tohoku University. CNEAS Monograph Series. 5, 221 c.
- Lundstrom C., Boudreau A., Pertermann M. (2005). Diffusion–reaction in a thermal gradient: Implications for the genesis of anorthitic plagioclase, high alumina basalt and igneous mineral layering. Earth Planet. Sci. Lett. 237(3–4), 829-854.
- McDonough W.F., Sun S.-S. (1995) The composition of Earth. Chem. Geol. 120, 223-253.
- Pin C., Danielle B., Bassin C., Poitrasson F. (1994) Contomitant separation of strontium and samarium-neodymium for isotopic analysis in silicate samples, based on specific extraction chromatography. Anal. Chem. Acta. 299, 209-217.
- Perini G. (2000) Sr-isotope and micro-isotope analyses of minerals: examples from some mafic alkaline potassic rocks. Period. Mineral. 69, 107-124.
- Perepelov A., Kuzmin M., Tsypukova S., Shcherbakov Y., Dril S., Didenko A., Dalai-Erdene E., Puzankov M., Zhgilev A. (2020) Late Cenozoic Uguumur and Bod-Uul Volcanic Centers in northern Mongolia: mineralogy, geochemistry, and magma Sources. Minerals. 10(7), 612.
- Renjith M.I. (2014) Micro-textures in plagioclase from 1994e1995 eruption, Barren Island Volcano: Evidence of dynamic magma plumbing system in the Andaman subduction zone Geosci. Front. 5, 113-126.
- Sheth H. (2016) Giant plagioclase basalts: Continental flood basalt–induced remobilization of anorthositic mushes in a deep crustal sill complex. GSA Bulletin. 128(5/6), 916-925.
- Sun S.-S., McDonough W.F. Eds. A.D. Sounders, M.J. Norry. (1989) Magmatism in the ocean basins. Geol. Society Special Publ. 42, 313-345.
- Taylor H.P., Sheppard S.M.F. (1986) Igneous rocks: I. Processes of isotopic fractionation and isotope systematics. In: Valley J.W., Taylor H.P., O’Neil J.R. Stable Isotopes in High Temperature Geological Processes (Reviews in Mineralogy 16) Mineral. Soc. Am., Washington, 227-271.
- Tepley F.J.III, Davidson J.P., Clynne M.A. (1999) Magmatic Interactions as Recorded in Plagioclase Phenocrysts of Chaos Crags, Lassen Volcanic Center, California. J. Petrol. 40(5), 787-806.
- Tepley F.J.III, Davidson J.P., Tilling R.I., Arth J.G. (2000) Magma mixing, recharge, and eruption histories recorded in plagioclase phenocrysts from El Chichon Volcano, Mexico. J. Petrol. 41, 1397-1411.
- Vho A., Lanari P., Rubatto D. (2019) An Internally-Consistent Database for Oxygen Isotope Fractionation Between Minerals. J. Petrol. 60, 11, 2101-2130.
- Zhao Z.F., Zheng Y.F. (2003) Calculation of oxygen isotope fractionation in magmatic rocks. Chem. Geol. 193, 59-80.