Геохимические аспекты фрикционного плавления метапсаммитов при сейсмических подвижках (на примере псевдотахилитов Приладожья)

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

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

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Морозов Ю.А., Смульская А.И., Матвеев М.А., Кулаковский А.Л. Псевдотахилиты: два генетических типа // ДАН. 2019. Т. 484. № 5. С. 589–594.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. Batchelor R.A., Bowden P. Petrogenetic Interpretation of Granitoid Rock Series Using Multicationic Parameters // Chemical Geology. 1985. V. 48. P. 43–55.
  11. McDonough W.F., Sun S.-S. The composition of the Earth // Chemical Geology. 1995. V. 120 (3–4). P. 223–253.
  12. 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.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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.
  17. 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.

© Ю.А. Морозов, М.А. Матвеев, С.Г. Скублов, А.И. Смульская, Е.Н. Терехов, А.С. Ларьков, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах