CC BY
64
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ______________________________________2009, том 52, №8___________________________________
ГЕОЛОГИЯ
УДК 551.14:552.3(575.3)
В.С.Лутков, Ф.А.Малахов К ГЕОХИМИИ ПЛЮМОВОГО МАГМАТИЗМА ПАМИРА И ТЯНЬ-ШАНЯ
(Представлено членом-корреспондентом АН Республики Таджикистан А.Р.Файзиевым 15.04.2009 г.)
В последние годы перечень магматитов-индикаторов плюмов (платобазальты, щелочные базиты Гавайев, вулканиты Исландии и др.) расширился. К разряду плюмовых отнесены кимберлиты, бимодальные серии, щелочные граниты, сиениты, плутоны субщелочных гранитоидов и т.д. [1, 2 и др.]. При диагностике плюмов, кроме сейсмотомографии, изотопии Не- и Re-Os, используются геохимические методы. Наиболее глубинные магматиты Земли -кимберлиты, их очаги формируются вплоть до нижней мантии [2]. Они обогащены Mg, Cr, Ni, К, Ti, Li, Rb, F, B, Ba, Sr, Nb, Th, U, W, Sn. Оливиновые лампроиты концентрируют Mg, Cr, Ni, Ti, K, Rb, Cs, F, P, Ba, Nb, Zr, Th [4]. Часть этих элементов относится к коровым парагенезисам, однако их первоисточником, очевидно, служит мантия [3,4].
Рассмотрим некоторые геохимические особенности щелочных базитов Памиро-Тянь-Шаня. Мы отобрали породы, наиболее богатые Mg, чтобы приблизиться к составу первичных расплавов. Мощность земной коры в Тянь-Шане 40-60 км, на Памире - 70-75 км. Для Памиро-Тянь-Шаня характерно повышенное отношение толщин «гранитного» и «базальтового» слоев, типичен низкий фон магнитного поля и высокий теплопоток: на Памире - 1002 2 120 мВт/м , в Тибете - 80-140 мВт/м . Отмечается неглубокое залегание
(100-200 км) и большая мощность астеносферы (150-200 км) с Vp=7.1-7.5 км/с [5]. Эволюция KZ-литосферы восточного сектора Альпийско-Гималайского пояса во многом определялась Индо-Азиатской коллизией. В период мощного проявления коллизии в раннем миоцене при субдукционно-коллизионных процессах произошло формирование новообразованной пирок-сенит-эклогитовой литосферы (950-1050оС, до 1200оС; 15-36 кб) и сверхмощной коры [6,7]. Ее возраст (15-17 млн.лет) установлен по пикам на гистограммах для краевых частей кристаллов цирконов, связанных с эклогитовым метаморфизмом [7]. Глубинное строение и эволюцию магматизма литосферы во многом определило возникшее в KZ2 тело разуплотненного и «горячего» мантийного вещества (5000х6000км) под территорией Тибета, Памира, Каракорума, Тянь-Шаня, совпадающего с крупнейшей на Земле отрицательной аномалией гравитационного поля (до - 550 мГал). Верхняя кромка тела представлена кровлей астеносферы, а нижняя методами сейсмотомографии прослежена до глубины не менее 600 км [8]. Указанное тело - Тибетский суперплюм - не связано с Индо-Азиатской коллизией [8]. Начало развития суперплюма фиксируется по К-метасоматозу в миоценовой пироксенит-эклогитовой литосфере (Ar/Ar возраст слюд глиммеритов и Би-эклогитов равен 11 млн.лет). В этот период образуются наиболее поздние на Памире позднемиоценовые диатремы и дайки фергусит-
карбонатит-сиенитовой серии с глубинными ксенолитами [6]. В Тибете проявлены пестрые по составу вулканиты - от щелочных Тьбазальтов до преобладающих шошонитов. Тела памирской серии имеют внезональный характер, пересекают границы зон, в том числе коллизионные «памирские дуги», а также альпийские зоны катаклаза и милонитизации (размещение тел щелочных базитов Памира см в [6]). Это позволяет предположить, что горизонтальное смещение Памира завершилось или существенно замедлилось в позднем миоцене или несколько ранее [6].
Фергуситы и сиениты обладают общими признаками, в частности, высокой калиево-стью. В фергуситах выражен ЫЬ-Тьминимум, повышена кальциевость (табл.1). Отмечается насыщенность щелочных базитов летучими, особенно F; повышен фон Li, Cs. Высокие содержания радиоактивных элементов выделяют изученные породы среди щелочных К-серий других регионов. Термобарометрия мантийных ксенолитов (до 35-40 кб) определяет минимальную глубину очагов фергуситов. Недавно открыт Транспамирский пояс щелочных базитов - лампрофиров (Р-К). Он размещается в нескольких зонах Южного Памира (300х30-40 км). В нем преобладают К(К/Ка)-Тьбазиты с аномально высокими содержаниями Li, ЯЬ, Cs, F, В, ^№, Би (табл.1).
В Тянь-Шане выделяются Ягнобская рифтогенная зона и Южно-Гиссарская АКО. Здесь также, хотя и слабее, выражена депрессия поля силы тяжести. Щелочные базиты (М^) размещены в ареале 900х300 км (более 100 диатрем и около 700 даек). Среди них обособлены породы двух серий: внутриплитные щелочные Тьбазиты (А) и низкотитанистая серия, близкая к абсарокит-шошонит-латитовой ассоциации (Б). Последняя прорывается дайками Тьбазитов и, кроме того, по фенокристам биотитов серии Б получен К-Лг-возраст 236-247 млн.лет (табл.1). Тьбазиты (А) Тянь-Шаня отличаются от плюмовых базитов Монгольского ареала повышенным содержанием К, Li, ЯЬ, Cs, F, Ва, Бг, 2г, ТЬ (табл.1). Дайки щелочных К-пикробазитов ассоциируются с телами щелочных базитов соответствующей титанистости (табл.2) и во многом повторяют их редкоэлементный состав (табл.1). Оба типа пикробазитов, как и щелочные базиты, насыщены Li, Cs, F, Р, Би, W и др. Особый интерес вызывает сходство геохимии низкотитанистых пикробазитов и лампроитов алданского типа [4].
Верхняя мантия Тянь-Шаня отличается от других складчатых областей высокой ролью деплетированных перидотитов (20-50%) с одновременным ростом роли внутримантий-ных магматитов и метасоматитов. Это свидетельствует о воздействии на литосферу глубинных источников, возможно, плюмового типа. Содержания В в ультрабазитах достигают >160 г/т, Li в глиммеритах - 109 г/т, Cs в эклогитах - 60 г/т, F в глиммеритах-1.6%, в горнблендитах - >50 г/т Би, что согласуется с аномальной геохимической спецификой щелочных базитов (табл.1,2).
Таблица 1.
Средний химический и редкоэлементный состав (г/т) щелочных базитов Памира и Тянь-Шаня
1 2 3 4 5 6 7
Мй0, % 4.8 8.3 9.0 9.5 14.1 8.6 7.8
ТІО2 % 1.2 1.8 2.0 1.2 3.2 2.6 2.3
К2О, % 6.8 2.5 2.6 2.8 9.3 1.8 3.1
N20, % 1.4 2.5 2.6 2.1 4.1 3.6 3.9
Сг 95 - 237 356 790 244 160
№ 70 - 183 184 350 147 125
Ьі 46 175 60 57 950 8 10
ЯЬ 371 112 72 117 390 30 55
С8 12 16 25 48 680 4 1.4
Б, % 0.47 0.11 0.09 0.14 0.64 0.05 -
Р, % 0.50 0.60 0.34 0.27 0.79 0.32 0.52
В 24 30 15 12 >160 - -
Ва, % 1.07 - 0.16 0.10 1.31 0.05 0.06
8г 4100 - 950 630 4300 649 1150
№ 3 - 65 15 145 75 101
2г 300 - 400 174 600 275 390
ТЬ 56 - 12 11 70 6 -
и 8.4 - 1.8 2.3 >10 1.7 -
W - 9 1.6 2.0 41 - -
8п 6 6 8 5 >50 - -
И8 - - 0.12 0.02 4.1 - -
п 16 19 29.5 188 518 605 77
Примечание. 1 - фергусит-карбонатит-сиенитовая серия, 2 - Транспамирский пояс лампрофиров -щелочных базитов, 3 - щелочные Тьбазиты Тянь-Шаня, 4 - абсарокит-шошонит-латитовая серия Тянь-Шаня, 5 - максимальные содержания в щелочных базитах Памиро-Тянь-Шаня, 6-7 - плюмовые натриевые (6) и калиевые (7) щелочные базиты Монгольского плюма.
Таблица 2.
Химический и редкоэлементный состав (г/т) щелочных пикробазитов Тянь-Шаня
1 2 3 1 2 3
Ме0,% 15.5 15.6 17.6 ЯЬ 66 72 136
Ті02,% 2.0 1.0 0.8 С8 37 76 7
К20,% 1.9 2.0 4.6 Б,% 0.09 0.16 0.15
N20,% 1.2 1.0 0.8 Р,% 0.25 0.24 0.29
Сг 433 727 962 8п 6 10 -
№ 480 478 375 И8 0.09 0.01 -
Ьі 136 162 20 п 4 5 19
Примечание. 1 - Тьпикробазиты (содержания, г/т: 2г-348, КЬ-134, Бг-1541, У-39, и-1.6, ТЬ-10);
2 - низкотитанистые пикробазиты (содержания, г/т: 2г-128, КЬ-16, Бг-417, У-22, и-0.6);
3 - лампроиты алданского типа [4].
Для щелочных базитов, кроме редкометалльной специализации, характерна высокая насыщенность графитом, присутствие муассанита, самородного железа, а также мелких алмазов (0.02-0.14, до 0.5 мм), иногда в сростках с хромитом. Это позволило выделить Южно-
Тянь-Шаньский пояс алмазоносных щелочных базитов [9]. Немаловажно, что изученные разновозрастные щелочные базиты - пикробазиты отмечены повышенной калиевостью, а также аномально высокими концентрациями ряда литофильных «коровых» элементов - Li, Cs, B, W, Sn. При этом глубинность зарождения очагов подчеркивается, кроме присутствия алмазов, геохимической аналогией тяньшаньских пикробазитов и лампроитов алданского типа. Унаследованный фон редкоэлементного состава в разновозрастных щелочных базитах, вероятно, связан с периодическим зарождением [1] и эволюцией плюмов близкого состава. С этим явлением может коррелироваться и повторяемость коровой (гранитоидной) геохимической и металлогенической специализацией, столь характерной для Памиро-Тянь-Шаня. Так, на Памире, кроме мелких месторождений Sn, W, Li (MZ-KZ), развит крупнейший в мире альпийский Памиро-Гималайский пояс редкометалльных пегматитов с Li, Cs, Ta [10]. В Тянь-Шане известны редкометалльные пегматиты, плюмазитовые и щелочные граниты. Хотя месторождения указанных элементов непосредственно связаны с коровыми гранитами, мантийные плюмы могли быть, вероятно, первоисточником этих элементов.
Институт геологии Поступило 15.04.2009 г.
АН Республики Таджикистан
ЛИТЕРАТУРА
1. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Глубинная геодинамика. Новосибирск: ГЕО, 2001, 409 с.
2. Ярмолюк В.В., Коваленко В.И. и др. - Материалы XLI тектонического совещания, т.11. - М.:ГЕО, 2008, с.520-523.
3. Илупин И.П., Ваганов В.И. и др. Кимберлиты. - М.: Наука, 1990, 248 с.
4. Богатиков О.А., Рябчиков И.Д. и др. Лампроиты. - М.: Наука, 1991, 301 с.
5. Земная кора и верхняя мантия Памира, Гималаев и Южного Тянь-Шаня. - М.:Наука, 1984, 350 с.
6. Лутков В.С., Бабаев А.М., Дмитриев Э.А. и др. - Рос. ж. наук о Земле, 2005, №1, с.35-50.
7. Hacker B., Luffi P., Lutkov V. et al. - J. of Petrology, 2005, v.46, N8, р.1бб1-1бб7.
8. Погребной В.Н., Сабитова Т.М. - Геол. и геоф., 2001, т.42, №10, с.1532-1542.
9. Лутков В.С., Файзиев А.Р. - ДАН ТаджССР, 2007, т.413. №2, с.1-3.
10. Россовский Л.Н. - Геология и геофизика Таджикистана. Душанбе, 1993. С. 43-63.
В.С.Лутков, Ф.А.Малахов ОИДИ ГЕОХИМИЯИ МАГМАТИЗМИ ПЛЮМИИ ПОМИРУ ТЁН-ШОН
Дар мак;ола оиди геохимияи элементной нодири литофилй дар чинснои кунии ишк;ории мантиявии Помиру Тён-Шон маълумот дода шyдааст. Маълум карда шyдааст, ки агарчи элементнои нодир бо гранитною пегматитно вобаста бошанд нам, вале наху-стсарчашмаи онно мантияи болой мебошад.
V.S.Lutkov, F.A.Malakhov TO GEOCHEMISTRY OF PAMIR AND TIAN-SHAN PLUMING MAGMATISM
This paper includes the description of alkali basites, picrobasites, syenites and alkali lam-prophyre (MZi - Miocene). At Pamir the fergosite - carbonatite- syenite series (late-Miocene) formed at the condition where, the subduction-collision and pluming processes occur together. At the south of Tian-Shan the alkali potash picrobasites were geochemically compared with lamproites of Aldan- type. All the studying rocks were intensively enriched with the rare lithophile elements. Thus, the deposits of rare elements connected with the crustal rare element type of granite and pegmatite, but their primary source was the upper mantle.
