Петрология

Базитовый внутриплитный магматизм служит главным источником информации о геодинамике процессов, которые приводят к расколу континентальных блоков. В статье обсуждается проблема геодинамики раскола архейского суперкратона Сьюпериа в среднем палеопротерозое. Обсуждение основано на данных по магматизму 2.1 млрд лет на Карельского кратоне, где базиты этого возраста представлены толеитами двух геохимических типов – деплетированные и обогащенные. Деплетированные толеиты с геохимией, близкой к N-MORB, изучены в Cеверном Приладожье. Они формируют рои мафичеcких даек на участке Хатунойя с возрастом 2111 ± 6 млн лет (U-Pb, SIMS, циркон) и подушечные лавы, и силлы в районе оз. Малое Янисъярви. Обогащенные толеиты изучены в районе оз. Тулос, где они формируют крупный рой даек долеритов с возрастом 2118 ± 5 млн лет (U-Pb, ID-TIMS, бадделеит). Результаты проведенных исследований дополняют общую картину основного магматизма с возрастом 2.1 млрд лет. Деплетированные толеиты, имеющие площадное распространение на Карельском кратоне, образовались при декомпрессионном плавлении деплетированной астеносферной мантии и претерпели минимальную контаминацию архейской корой. Обогащенные толеиты, согласно петрогенетическим расчетам, образовались при сочетании процессов дифференциации и коровой контаминации деплетированных толеитовых расплавов в ходе их подъема через наименее проницаемые участки архейской коры. Данные по основному магматизму с возрастом 2.1 млрд лет на Карельском кратоне, сложно объяснимые в рамках модели подъема мантийного плюма, согласуются с моделью растяжения литосферы за счет отступления зоны субдукции в северо-восточном обрамлении кратона, в Лапландско-Кольском океане в интервале 2.0–2.2 млрд лет. Максимальное утонение, разрыв сплошности архейской континентальной литосферы и открытие океанического бассейна на западном краю Карельского кратона, вероятно, контролировалось сутурной зоной сочленения неоархейской коры с палеоархейскими блоками, цепочка которых прослежена на западе Карельского кратона. Дополнительным фактором, приведшим к расколу литосферы 2.1 млрд лет назад, мог служить подъем глубинного мантийного плюма в кратоне Херн, занимавшем близкую к Карельскому кратону пространственную позицию в архейском суперкратоне Сьюпериа.

Дайка Рудная Имангдинского рудного узла сложена слабодифференцированными от оливинсодержащих до оливиновых габбродолеритами с сульфидными глобулами и интерстициальной вкрапленностью (пентландит-пирротин)-халькопирит-кубанитового состава. Наряду с сульфидной минерализацией, габбродолериты дайки содержат ксенолиты роговиков по базальтам, обильные миндалины и редкие зерна зонального оливина Fo_90-47 сосуществующего со второй генерацией субидиоморфного оливина Fo_74-36. Моделирование в программах КОМАГМАТ и alphaMELTS показало, что высокомагнезиальный Ol-1 с включениями хром-шпинели не мог кристаллизоваться из родительского для пород дайки толеиитового расплава, содержащего 4.8–7.3 мас. % MgО и 11.6–16.7 мас. % общего Fe₂O₃. Тренд вариаций и повышенное содержание NiO до 0.5 мас. % в ядрах ксенокристового оливина Fo_90-76 по сравнению с максимальными Fo₈₃ и 0.4 мас. % NiO для оливина рудоносных интрузивов и пикритовых базальтов Норильского района указывают на присутствие на глубине кумулатов пикритовых магм, не испытавших взаимодействия с сульфидным расплавом. Концентрации элементов платиновой группы (ЭПГ) в породах возрастают (до 2.2 ppm) с увеличением как Cu/Ni, так и пропорций пентландита в сульфидной ассоциации. Специфический спектр распределения халькофильных металлов с минимумами Ni, Os и Ir, повышенные Cu/Ni (5–15) и Cu/Pd (3200–10 900), низкие ЭПГ тенор (содержание ЭПГ в 100% сульфиде) сульфидов (2–65 ppm) и концентрация Pd в пентландите (<175 ppm) по сравнению с типичными для рудоносных интрузивов говорят о том, что медистая минерализация не была механически захвачена из высокодифференцированных сульфидных фракций рудоносных магм, а когенетична с магмами дайки. Сульфидное насыщение, насыщение по флюиду и дегазация, достигались в канале дайки за счет ассимиляции осадочной серы и летучих из девонских эвапоритов, что подтверждается изотопно-тяжелым составом серы сульфидов дайки со средним значением δ³⁴S = 14.7 ± 1.1‰ (n = 31), близким к значениям в сульфидах эндоконтактовых зон рудоносных имангдинских интрузивов, локализованных в девонских толщах. Начальные изотопные характеристики пород дайки (Sr_i 0.70517–0.70532, ɛ_Nd от –0.4 до 0.8) предполагают ее комагматичность с интрузивами норильского типа, а вся сумма данных не исключает ее пространственной связи с верхнекоровой проточной системой рудоносных магм.

Рассмотрены проблемы, связанные с применением кварца и циркона в качестве прокси-минералов для реконструкции величины δ¹⁸О в кислых расплавах. Поправки Δ(Qz-R) и Δ(R-Zrn), которые необходимы для реконструкции, зависят от минерального состава породы и температуры закрытия изотопной системы кислорода прокси-минерала (T_q, T_z – температуры закрытия кварца и циркона соответственно). Оценка критериев применимости кварца проведена с помощью уравнения для расчета Δ(Qz-R), в котором учитывается T_q и минеральный состав породы. На примере лейкогранит-порфиров массива Раумид (Южный Памир) показано, что данная поправка может быть аппроксимирована постоянной величиной только при соблюдении ряда условий. Для оценки Δ(R-Zrn) предложен подход, состоящий в расчете средневзвешенного коэффициента фракционирования при T_z, независимо определяемой с помощью циркониевого термометра. На примере лейкогранитов Омсукчанского прогиба показано, что для одних и тех же пород данная поправка варьирует от 1.3 до 1.9‰, в отличие от величины Δ(R-Zrn) = 2.1‰, определяемой зависимостью от содержания SiO₂ (Lackey et al., 2008). Проанализированы преимущества и ограничения применения кварца и циркона в качестве прокси-минералов.