Геохимические аспекты фрикционного плавления метапсаммитов при сейсмических подвижках (на примере псевдотахилитов Приладожья)
- Авторы: Морозов Ю.А.1, Матвеев М.А.1, Скублов С.Г.2,3, Смульская А.И.1, Терехов Е.Н.4, Ларьков А.С.1
-
Учреждения:
- Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук
- Институт геологии и геохронологии докембрия Российской академии наук
- Санкт-Петербургский горный университет
- Геологический институт Российской академии наук
- Выпуск: Том 509, № 1 (2023)
- Страницы: 20-35
- Раздел: ГЕОХИМИЯ
- URL: https://journals.rcsi.science/2686-7397/article/view/135736
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2686739722700086
- EDN: https://elibrary.ru/THKFBM
- ID: 135736
Цитировать
Аннотация
На основе анализов геохимии тектонических псевдотахилитов и вмещающих их пород рассмотрены особенности перераспределения главных, редких и редкоземельных элементов в процессе сейсмогенного фрикционного плавления метатерригенных пород аркозового типа из трех разнотемпературных зон регионального метаморфизма (зеленосланцевая, амфиболитовая, гранулитовая) Северного Приладожья. Выявлены разнонаправленные тренды в изменениях содержаний оксидов главных элементов в триаде протолит–бластокатаклазит–псевдотахилит, но при этом установлено однонаправленное повышение основности фрикционного расплава в сравнении с протолитом. Рассмотрены геохимические свидетельства частичного избирательного плавления исходных пород. Показаны особенности фракционирования редких и редкоземельных элементов при переходе в расплав протолитового материала, а также при последующей его частичной раскристаллизации. Отмечено проявление пика повышенных содержаний европия относительно протолита в расплавном матриксе всех трех точек опробования. По изменениям концентраций этих элементов в зонах генерации псевдотахилитового субстрата, в участках его перемещения и нагнетания даны оценки их дифференциальной мобильности при фрикционном плавлении в зоне динамической подвижки.
Об авторах
Ю. А. Морозов
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: frost@ifz.ru
Россия, Москва
М. А. Матвеев
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук
Email: frost@ifz.ru
Россия, Москва
С. Г. Скублов
Институт геологии и геохронологии докембрия Российской академии наук; Санкт-Петербургский горный университет
Email: frost@ifz.ru
Россия, Санкт-Петербург; Россия,
Санкт-Петербург
А. И. Смульская
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук
Email: frost@ifz.ru
Россия, Москва
Е. Н. Терехов
Геологический институт Российской академии наук
Email: frost@ifz.ru
Россия, Москва
А. С. Ларьков
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук
Email: frost@ifz.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Кулаковский А.Л., Морозов Ю.А., Смульская А.И. Тектонический стресс как дополнительный термодинамический фактор метаморфизма // Геофизические исследования. 2015. Т. 16. № 1. С. 44–68.
- Морозов Ю.А., Смульская А.И., Кулаковский А.Л., Матвеев М.А. Структурно-вещественные записи палеоземлетрясений в терригенных породах: анализ и интерпретация // Физика Земли. 2018. № 1. С. 3–25.
- Spray J.G. Artificial generation of pseudotachylyte using friction welding apparatus: simulation of melting on a fault plane // Journal of Structural Geology. 1987. V. 9. №. 1. P. 49–60.
- Di Toro G., Hirose T., Nielsen S., Shimamoto T. Relating High-Velocity Rock-Friction Experiments to Coseismic Slip in the Presence of Melts / Earthquakes: Radiated Energy and the Physics of Faulting. Eds Abercrombie R. et al. Geophys. Monogr. Ser. 2006. V. 170. P. 121–134. AGU. Washington, D. C.
- Морозов Ю.А., Смульская А.И., Матвеев М.А., Кулаковский А.Л. Псевдотахилиты: два генетических типа // ДАН. 2019. Т. 484. № 5. С. 589–594.
- Морозов Ю.А., Юдин Д.С., Травин А.В., Смульская А.И., Кулаковский А.Л., Матвеев М.А. Первые находки и 40Ar/39Ar-датирование псевдотахилитов в палеопротерозойском зонально метаморфизованном ладожском комплексе Фенноскандии // Доклады РАН. Науки о Земле. 2020. Т. 493. № 1. С. 5–9.
- Морозов Ю.А., Терехов Е.Н., Матвеев М.А., Окина О.И. Геохимические метки совместной структурно-вещественной эволюции чехла и фундамента (свекофенниды Северного Приладожья, Россия) // Геодинамика и тектонофизика. 2022. Т. 13. Вып. 3. Статья 0636.
- Матвеев М.А., Смульская А.И., Морозов Ю.А. Особенности фрикционного плавления пород и кристаллизации расплава в ходе сейсмического процесса (на примере псевдотахилитов Приладожья) // Физика Земли. 2022. № 6. С. 134–161.
- De la Roche H., Leterrier J., Grandclaude P., Marchal M. A Classification of Volcanic and Plutonic Rocks Using R1-R2 Diagrams and Major Element Analyses – Its Relationships with Current Nomenclature // Chemical Geology. 1980. V. 29. P. 183–210.
- Batchelor R.A., Bowden P. Petrogenetic Interpretation of Granitoid Rock Series Using Multicationic Parameters // Chemical Geology. 1985. V. 48. P. 43–55.
- McDonough W.F., Sun S.-S. The composition of the Earth // Chemical Geology. 1995. V. 120 (3–4). P. 223–253.
- Nakamura Y., Toyoshima T., Satish-Kumar M. Microstructure and geochemical signatures of metasedimentary origin pseudotachylyte: Implications for fluid activity during paleoseismicity // Tectonophysics. 2018. V. 745. P. 170–182.
- Samadi R., Torabi G., Kawabata H., Miller N.R. Biotite as a petrogenetic discriminator: Chemical insights from igneous, meta-igneous and meta-sedimentary rocks in Iran // Lithos. 2021. V. 386–387. 106016.
- Hamada Y., Hirono T., Ishikawa T. Coseismic frictional heating and fluid-rock interaction in a slip zone within a shallow accretionary prism and implications for earthquake slip behavior // Journal of Geophysical Research. 2011. V. 116. B01302.
- Were P., Keppler H. Trace element fractionation between biotite, allanite, and granitic melt // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2021. V. 176. Iss. 9. Art. 74.
- Stepanov A., Hermann J. Fractionation of Nb and Ta by biotite and phengite: Implications for the “missing Nb paradox” // Geology. 2013. V. 41. P. 303–306.
- Zeng L., Asimov P.D., Saleeby J.B. Coupling of anatectic reactions and dissolution of accessory phases and the Sr and Nd isotope systematics of anatectic melts from a metasedimentary source // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2005. V. 69. № 14. P. 3671–3682.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)