Научная статья на тему 'РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЕДКИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА РАЗНЫХ ЭТАПАХ ЭВОЛЮЦИИ РИФЕЙСКИХ И ФАНЕРОЗОЙСКИХ ТОЛЕИТ-БАЗАЛЬТОВЫХ РАСПЛАВОВ НА ВОСТОКЕ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ'

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЕДКИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА РАЗНЫХ ЭТАПАХ ЭВОЛЮЦИИ РИФЕЙСКИХ И ФАНЕРОЗОЙСКИХ ТОЛЕИТ-БАЗАЛЬТОВЫХ РАСПЛАВОВ НА ВОСТОКЕ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
33
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВОСТОЧНАЯ ЧАСТЬ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ / БАЗИТЫ / МОНЦОНИТЫ / АНОРТОЗИТЫ / МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Копылова А.Г.

Базитовый магматизм в восточной части Сибирской платформы проявлялся неоднократно в течение длительного времени в разных геодинамических обстановках. В позднедокембрийское и среднепалеозойское время он связан с процессами рифтогенеза, а в позднепалеозойскоераннемезозойское - с заложением и развитием трапповых синеклиз. Специфика геодинамического режима магмообразования зафиксирована в вещественном составе пород. В данном сообщении выполнено обобщающее исследование петрогеохимических особенностей производных толеит-базальтовых расплавов, формирующихся в разных геодинамических обстановках. Состав инициальных магм существенно менялся на различных этапах развития магматической системы. На основе многокомпонентного анализа рассмотрено влияние процессов фракционирования базитового расплава на изменение геохимических особенностей пород, происходивших в различных PT-условиях. При внутрикамерной дифференциации расплава в последовательном ряду пород от основных магнезиальных к кислым щелочным происходит активное изменение состава. В образующейся серии пород уменьшается содержание редких элементов, входящих в решетку ранних фемических фаз, и накопление практически всех расплавофильных компонентов. Эволюция расплавов нормальной щелочности происходит с ростом суммы REE, при незначительном их разделении. Особое место занимают интрузивы, прошедшие стадию высокобарического фракционирования в глубинном промежуточном очаге. Следствием такой дифференциации служит появление в разрезе тел своеобразной группы пород - в одном случае монцонит-порфиров, в другом анортозитовых габбро-долеритов. Установлено, что монцоитоидный тип дифференциации идет с накоплением LREE, LILE и элементов циркониевой группы Nb, Ta, Hf и Y. Признаком анортозитовой тенденции дифференциации магматического расплава является обособление анортозитовых габбро-долеритов в разрезе тел, рост содержаний в них алюминия, кальция, стронция.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Копылова А.Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DISTRIBUTION OF RARE ELEMENTS AT DIFFERENT EVOLUTIONARY STAGES OF RIPHEAN AND PHANEROZOIC THOLEIITE-BASALT MELTS IN THE EASTERN PART OF THE SIBERIAN PLATFORM

Basite magmatism has been manifested repeatedly for a long time in various geodynamic structures within the eastern part of the Siberian platform. In the Late Precambrian and Middle Paleozoic, it was related to rifting processes, and in the Late Paleozoic-Early Mesozoic - to the initiation and development of trap syneclises. Differences of the geodynamic regime of magma formation are displayed in the material composition of rocks. This article presents a generalizing study of the petro-geochemical features of the tholeiitic basaltic melts formed in different geodynamic settings. The composition of initial magmas changes significantly at different stages of the development of magmatic system. Using multicomponent analysis, we reviewed the influence of fractionation processes of the basal melt, which occurred under various PT conditions, on its chemical composition. A significant change of the composition occurs during the intra-chamber differentiation of the melt in a sequence of rock strata varied from the basic magnesian to felsic alkaline rocks. In the resulting series of rocks, the content of rare elements included in the lattice of the early femic phases decreases, as well as the accumulation of almost all incompatible elements. The evolution of melts of normal alkalinity occurs with an increase in REE content and their insignificant separation. Intrusions that have undergone the stage of high-pressure fractionation in the deep transitional chamber are of particular importance. As a result of such differentiation, a peculiar group of rocks is formed in the cross section of bodies, such as monzonite-porphyries in one case and anorthosite gabbrodolerites in the other. It is established that the monzoitoid type of differentiation is characterized by accumulation of LREE, LITE and the elements of zirconium group Nb, Ta, Hf and Y. Isolation of anorthosite gabbro-dolerites in the cross-section of bodies, as well as an increase in the content of aluminum, calcium, and strontium in them, is an indication of the anorthositic tendency of magmatic melt differentiation.

Текст научной работы на тему «РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЕДКИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА РАЗНЫХ ЭТАПАХ ЭВОЛЮЦИИ РИФЕЙСКИХ И ФАНЕРОЗОЙСКИХ ТОЛЕИТ-БАЗАЛЬТОВЫХ РАСПЛАВОВ НА ВОСТОКЕ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ»

ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ АРКТИКИ И СУБАРКТИКИ, 2021, Т. 26, № 1

УДК 552.321. (571,56)

DOI 10.31242/2618-9712-2021-26-1-2

Распределение редких элементов на разных этапах эволюции рифейских и фанерозойских толеит-базальтовых расплавов на востоке Сибирской платформы

А.Г. Копылова

Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН, Якутск, Россия

Kopylova@diamond.ysn.ru

Аннотация. Базитовый магматизм в восточной части Сибирской платформы проявлялся неоднократно в течение длительного времени в разных геодинамических обстановках. В позднедокем-брийское и среднепалеозойское время он связан с процессами рифтогенеза, а в позднепалеозойское-раннемезозойское - с заложением и развитием трапповых синеклиз. Специфика геодинамического режима магмообразования зафиксирована в вещественном составе пород. В данном сообщении выполнено обобщающее исследование петрогеохимических особенностей производных толеит-ба-зальтовых расплавов, формирующихся в разных геодинамических обстановках. Состав инициальных магм существенно менялся на различных этапах развития магматической системы. На основе многокомпонентного анализа рассмотрено влияние процессов фракционирования базитового расплава на изменение геохимических особенностей пород, происходивших в различных PT-условиях. При внутрикамерной дифференциации расплава в последовательном ряду пород от основных магнезиальных к кислым щелочным происходит активное изменение состава. В образующейся серии пород уменьшается содержание редких элементов, входящих в решетку ранних фемических фаз, и накопление практически всех расплавофильных компонентов. Эволюция расплавов нормальной щелочности происходит с ростом суммы REE, при незначительном их разделении. Особое место занимают интрузивы, прошедшие стадию высокобарического фракционирования в глубинном промежуточном очаге. Следствием такой дифференциации служит появление в разрезе тел своеобразной группы пород - в одном случае монцонит-порфиров, в другом анортозитовых габбро-долеритов. Установлено, что монцоитоидный тип дифференциации идет с накоплением LREE, LILE и элементов циркониевой группы Nb, Ta, Hf и Y. Признаком анортозитовой тенденции дифференциации магматического расплава является обособление анортозитовых габбро-долеритов в разрезе тел, рост содержаний в них алюминия, кальция, стронция.

Ключевые слова: восточная часть Сибирской платформы, базиты, монцониты, анортозиты, микроэлементный состав.

Благодарности. Работа выполнена по плану НИР ИГАБМ СО РАН (проект 0381-2019-0003) и при финансовой поддержке гранта РФФИ № 18-45-140043 р_а. Автор выражает благодарность А.В. Округину за высказанные конструктивные замечания, которые были учтены при доработке статьи.

Введение

Базитовый магматизм в восточной части Сибирской платформы проявлялся неоднократно в течение длительного времени в разных геодинамических обстановках [1-3]. В позднедокем-брийское и среднепалеозойское время он связан с процессами рифтогенеза, а в позднепалеозой-ско-раннемезозойское - с заложением и развитием трапповых синеклиз. В докембрии и среднем палеозое формируются протяженные дайко-

вые пояса. Трапповая формация представлена мощными межпластовыми силловыми интрузиями, занимающими большие площади и в различной степени дифференцированными. Различие геодинамического режима магмообразования зафиксировано в вещественном составе пород разных формаций [4, 5]. В данной работе рассматривается влияние процессов фракционирования на изменение геохимических особенностей исходного состава базитов.

Фактический материал и методы исследований

В основу работы положены результаты химических и микроэлементных характеристик разновозрастных базитов восточной части Сибирской платформы из коллекции образцов, собранных сотрудниками лаборатории «Геологический музей» ИГАБМ СО РАН. Определение породообразующих элементов проведено классическим методом силикатного анализа в ОФХМА ИГАБМ СО РАН, редкие элементы анализировались методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) в ИМГРЭ (аналитик Д.З. Журавлев) на приборе Elan 6100 DRC (ELAN 6100 DRC, Software Kit, May 2000, PerkinElmer SCIEX instrument) в стандартном режиме. Калибровку чувствительности прибора по всей шкале масс осуществляли с помощью стандартных растворов, включающих все анализируемые в пробах элементы. В статье использовано 730 определений породообразующих элементов и 80 многокомпонентных анализов микроэлементов как типичных представителей базитов, так и базитов сложных интрузивов. Структурные особенности пород изучались в прозрачных шлифах под поляризационным микроскопом Leica DMLSP.

Петрогеохимические характеристики базитов

В предопределении исходного состава родо-начальных магм решающую роль играет геодинамическая обстановка. В табл. 1 приведены средние значения химического и микроэлементного состава базитов, сформировавшихся в разное геологическое время и в разных геодинамических структурах в пределах восточной части Сибирской платформы. Расчет средних проводился с использованием данных по интрузивам без существенных признаков фракционирования сформировавших их расплавов. Производные траппового магматизма пермо-триасового возраста представлены в основном телами толе-ит-базальтового состава с нормальным уровнем щелочности, с содержанием 1,0-1,7 TiO2, 0,5-0,7 K2O, 0,12-0,20 P2O5 умеренным содержанием когерентных и расплавофильных элементов. Для производных рифтогенного магматизма докембрия и девона характерны повышенные содержания Ti, P, K и всех несовместимых элементов. Это средние данные и существенные отклонения от них зависят от многих факторов - от глубины зарождения родоначальных магм, степени плав-

ления мантийного субстрата, наличия промежуточных камер, степени дифференциации начального магматического состава [6].

Существенно меняется состав родоначальных магм при процессах фракционно-кристаллиза-ционной дифференциации. Она имеет место на различных этапах существования магматической системы. В достаточно мощных интрузивах трап-повых синеклиз в ходе внутрикамерной кристаллизации магматического расплава формируется широкий спектр пород от магнезиальных основных до кислых щелочных. При этом происходит наиболее заметное изменение содержаний породообразующих и редких элементов. Пермо-триасовый Нижне-Томбинский интрузив типичный представитель расслоенных траппо-вых массивов [6]. Он входит в состав Нижне-Томбинского траппового комплекса, включающего тела трех разных петрохимических типов, и относится к первому типу [8, 9]. Интрузия дифференцирована от нижних горизонтов трокто-литовых габбро-долеритов до линзовидных шлиров габбро-пегматитов, гранофиров и ферро-габ-бро (рис. 1). Степень расслоенности достаточно высока - коэффициент магнезиальности изменяется от 48 до 33, достигая значений Mg# = 12-17 в кислых разностях (см. табл. 1). Стратифицированный характер интрузии подчеркивается закономерным изменением содержаний редких элементов. В последовательно образующейся серии пород уменьшается содержание микроэлементов, входящих в решетку ранних фаз, например, наиболее активно из расплава уходят Сг и №, максимальное содержание которых фиксируется в троктолитовых габрро-долеритах. На средних стадиях идет накопление V и Sc, входящих в решетку клинопироксена. В шлирах высококремнистых щелочных габбро-пегматитов и грано-фиров содержание сидерофильных элементов становится минимальным. Максимальные содержания Си и 2п установлены в ферро-габбро, в которых среди минералов шлиров присутствуют их сульфиды пирит и сфалерит. Для всех несовместимых элементов, кроме Sг, установлены минимальные значения в троктолитовых до-леритах и самые максимальные в кислых диф-ференциатах. Из общего количества стронция в основных магматических породах 95 % связано в плагиоклазах и благодаря своей активности он накапливается в ранних основных плагиоклазах, замещая кальций [10]. Обогащение стронцием ранних плагиоклазов в троктолитовых габбро-

Химический (мас %) и микроэлементный (г/т) состав базитов

Table 1

Chemical (wt. % ) and microelement (g/t) composition of basites

Компонент Средние составы базитов Дифференциаты пермо-триасового Нижне-Томбинского интрузива

Пермо-триас n = 396 Девон n = 156 Рифей n = 155 Ол-72-13 Ол-75-9 Ол-71-8 Ол-72-19 Ол-72-16

1 2 3 4 5 6 7 8 9

SiO2 48,57 48,43 48,60 45,79 48,25 58,6 62,48 46,78

TiO2 1,48 2,78 2,58 1,29 1,46 1,60 1,12 2,13

AI2O3 14,62 13,76 12,97 15,31 14,24 12,17 12,33 14,32

Fe2O3 3,88 3,95 5,70 4,54 4,83 5,51 6,49 7,89

FeO 9,35 9,94 10,26 10,7 8,08 7,61 5,81 10,11

MnO 0,19 0,19 0,17 0,20 0,19 0,13 0,17 0,27

MgO 7,04 5,84 5,59 8,23 6,86 1,49 0,93 4,71

CaO 10,77 9,63 8,38 11,63 10,67 5,89 3,17 9,82

Na2O 2,23 2,30 2,62 1,84 2,10 3,45 3,33 2,66

K2O 0,64 1,30 1,08 0,54 0,50 2,26 3,16 0,87

P2O5 0,19 0,36 0,26 0,15 0,16 0,47 0,21 0,27

Mg# 50 44 39 50 48 17 12 33

Rb 14,2 23,9 26,2 14 15,0 29 68 17

Ba 167 247 293 92 167 280 443 128

Th 1,41 2,42 2,41 0,77 2,30 3,9 5,9 1,5

U 0,53 0,72 0,51 0,22 0,51 2,2 2,7 0,80

Nb 7,01 27,1 14,8 3,1 4,35 14 6,3 18

Ta 0,46 1,91 0,94 0,16 0,34 0,88 0,31 1,1

Zr 118 216 186 58 93,4 301 542 135

Hf 2,98 5,36 4,49 1,0 2,67 7,4 3,2 13

Y 29,2 32,3 28,1 21 27,3 53 30 60

Sr 237 376 325 236 251 352 167 214

La 9,92 23,2 21,4 6,4 12,5 23 26 11

Ce 22,4 53,4 49,6 15 28,6 64 67 27

Pr 2,96 7,08 6,37 2,1 1,77 8,3 8,4 3,8

Nd 14,2 30,7 28,3 10 15,6 39 40 17

Sm 3,93 7,09 6,26 2,9 2,92 9,9 9,9 4,7

Eu 1,29 2,15 2,06 1,0 1,18 1,9 2,4 1,5

Gd 4,49 7,06 6,20 3,2 4,49 11 9,6 5,1

Tb 0,77 1,1 0,91 0,57 0,83 1,7 1,7 0,9

Dy 4,93 6,49 5,59 3,5 4,74 11 11 5,7

Ho 1,04 1,32 1,08 0,75 1,06 2,3 2,4 1,2

Er 2,97 3,45 3,09 2,3 3,17 6,6 6,9 3,6

Tm 0,54 0,5 0,40 0,30 0,42 0,93 1,0 0,49

Yb 2,74 3,11 2,56 1,9 2,85 6,0 7,4 3,1

Lu 0,41 0,45 0,35 0,29 0,45 0,89 1,2 0,49

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Ni 137 96 98 130 87 19 14 29

Co 50 46 52 51 51,8 16 11 42

Cr 316 138 155 220 205 31 14 9

V 299 317 318 240 340 16 11 340

Cu 176 165 148 144 185 84 37 245

Z рзэ 73 147 134 49,71 86,4 186,1 193,9 84,7

(La/Yb)n 2,6 5,7 6,15 2,37 3,04 2,72 2,54 2,50

Eu/Eu* 0,94 0,92 0,92 1,05 0,99 0,57 0,76 0,92

Nb/Nb* 0,63 1,22 0,75 0,51 0,35 0,55 0,54 0,56

n 39 11 7

Примечание. Дифференциаты Нижне-Томбинского интрузива: Ол-72-13 - троктолитовый габбро-долерит, Ол-75-9 - оливинсодержащий долерит, Ол-71-8 - габбро-пегматит, Ол-72-19 - гранофир, Ол-72-16 - ферро-габбро. Mg# = Mg2400/(Mg2+ + FeJ+щ), Eu/Eu* = Eun/(Smn + Gdn)1/2; Nb/Nb* = 0,3618/NbM'LaTh); n - количество анализов.

Note. Differentiates of the Nizhne-Tomba intrusion: O1-72-13 - troktolite gabbro-dolerite, Ол-75-9 - Olivine-containing dolerite, O1-71-8 - gabbro-pegmatite, O1-72-19 - granofir, O1-72-16 - ferro-gabbro. Mg# = Mg2 x100/(Mg2+ + Fe2+m), Eu/Eu* = Eun/(SmnxGdn) 1/2; Nb/Nb* = 0.3618xNb/V(La*Th); n - number of analyses.

Рис. 1. Структуры пород Нижне-Томбинского дифференцированного интрузива: a - идиоморфные кристаллы оливина (Ol) в троктолитовом габбро-долерите; б - скопление кристаллов оливина в оливин-содержащем габбро-долерите; в - кристаллы железистого авгита (Aug), зонального плагиоклаза (Pl) и скелетного магнетита (Mgt) в ферро-габбро; г - призмы плагиоклаза в микропегматитовом (MP) агрегате в габбро-пегматите.

Fig. 1. Rock structure of the Nizhne-Tomba differentiated intrusion: a - idiomorphic olivine (Ol) crystal in troctolite gabbro-dolerite; б - accumulation of olivine crystals in olivine-bearing gabbro-dolerite; в - crystals of ferruginous augite (Aug), zoned plagioclase (Pl) and skeletal magnetite (Mgt) in ferro-gabbro; г - plagio-clase prisms in micropegmatite (MP) aggregate in gabbro-pegmatite.

долеритах неизбежно приводит при кристаллизационной дифференциации к понижению его содержания в породах шлиров. На спайдер-диаг-рамме (рис. 2, а) фиксируются минимумы Sr и Eu в конечных продуктах дифференциации, что связано со снижающейся концентрацией кальция, а для Eu, возможно, и с окислительными условиями и отставанием Eu2+ от других более окисленных REE [11].

Эволюция расплавов нормальной щелочности во внутрикамерных условиях идет с преимущественным накоплением практически всех несовместимых элементов и всей суммы REE, при незначительном их разделении - отношение La/Ybn изменяется в узких пределах от троктолитовых долеритов до кислых диффе-ренциатов (2,37-2,72), при этом суммарное их значение увеличивается от 49,1 до 193,4. В линзах ферро-габбро в сложении пород участвуют плагиоклаз средней основности (An50-45), фер-роавгит (Fs39-45), достаточно велика доля рудных минералов. Благодаря значительной доли рудных минералов ферро-габбро отличаются от обычных долеритов высоким содержанием железа (17,20 % FeO), титана (2,13 % TiO2), относительно повышенными значениями высокозарядных элементов - Ti, Zr, Hf, Nb, V, геохимическая история которых в базитах связана с окиснорудными минералами и отчасти с клинопи-роксеном. Стронциевый минимум в ферро-габбро проявлен существенно слабее, чем в шлирах габбро-пегматитов, а европиевый практически не обозначен. На мультиэлементной диаграмме (см. рис. 2, а) для всех дифференциатов Нижне-Том-бинского интрузива четко фиксируется Ta-Nb-ми-нимум, который типичен для траппов Сибирской платформы.

Девонская Нюрбинская дайка - пример проявления как внутрикамерной, так и докамерной дифференциации базитового расплава [12, 13]. Субщелочные офитовые породы краевых зон дайки сменяются кварцевыми габбро-долерита-ми, а центральная ее часть выполнена монцо-нит-порфирами второй фазы внедрения (рис. 3). Низкие значения Mg# = 36, пониженные содержания Ni, Co, Cr и повышенные щелочей в породах краевых зон свидетельствуют о значительной степени дифференцированности расплава, поступившего в камеру (табл. 2). В гипоабиссаль-ных условиях происходило дальнейшее фракционирование его с образованием пород, все более обогащенных кремнием и калием [14]. Резкое

увеличение кремнекислотности и содержания калия при переходе от кварцевых габбро-доле-ритов к монцонит-порфирам невозможно объяснить только процессами внутрикамерной дифференциации. Это связано с процессом мета-магматического преобразования субщелочного базальтового расплава при его задержке в промежуточном очаге (15-20 км от палеоповерхно-сти, при давлении 5-8 кбар), который был обозначен как монцоитоидный тип дифференциации базальтового расплава [15, 16].

Повторное пульсационное раскрытие магмо-проводника обусловило разрыв сплошности уже частично раскристаллизованной дайки. Монцои-тоидный расплав в виде второй фазы внедрился в ее центральную часть, образуя четкие контакты с кварцевыми габбро-долеритами, что однозначно свидетельствует о двухактном поступлении расплава в камеру интрузива. Монцонит-порфи-ры - это пористые породы с обилием миндалин. В их сложении участвуют андезин, калиевый полевой шпат, апатит, ильменит, амфибол-хлористый агрегат, роговая обманка, сфен, циркон. В монцонит-порфирах установлены максимальные содержания K2O (до 5,6 %), Rb, Ba, Th, U, а также REE (£ = 619), отношение (La/Yb)n увеличивается до значений 10,6 (см. табл. 2). Характерной геохимической особенностью щелочных ба-зитов является высокое содержание элементов циркониевой группы - Zr, Y, Yb, Ta и Nb (см. рис. 2, б). Эти элементы концентрируются в ильмените, но наиболее активно - в акцессорных апатите, цирконе, сфене. Содержание последних минералов больше всего в кварцевых габбро-до-леритах и монцонит-порфирах, поэтому и доли этих элементов в них максимальные. Обогащен-ность монцонит-порфиров радиоактивными Th и U обусловлена их способностью накапливаться в остаточных расплавах и концентрироваться в поздних акцессорных минералах. В монцони-тах торий и уран охотно входят в минералы титана и циркона. По сравнению с остальными диф-ференциатами дайки монцонит-порфиры имеют относительно пониженные содержания Sr и максимальную отрицательную аномалию европия (Eu/Eu* = 0,65), что, скорее всего, определяется низкой кальциевостью плагиоклаза и появлением щелочных полевых шпатов в монцонит-порфирах. Европиевый минимум также отражает высокую степень фракционирования расплава на стадии его кристаллизации. Изначально низкие значения концентраций сидерофильных эле-

ж \1 ♦ 2 □ 3 А \4

10004

10(Ь

10-

Rb Ва Th U Nb Та La Се Pr Nd Sr Zr Hf Sm Eu Gd Tb Dy Ho Y Er Tm Yb Lu

♦П1

Рис. 2. (начало) Fig. 2. (beginning)

1000 d

100 -

10-

Rb Ва Th и Nb Та La Се Рг Nd Sr Zr Hf Sm Eu Gd Tb Dy Ho Y Er Tm Yb Lu

о 1 ♦ 2 □ 3 ■

4

Рис. 2. (окончание) Распределение редких элементов в базитах восточной части Сибирской платформ. Нормировано по примитивной мантии [22].

a - пермо-триасовый Нижне-Томбинский дифференцированный интрузив (1 - троктолитовые долериты, 2 - оливиновые габбро-долериты, 3 - ферро-габбро, 4 - габбро-пегматиты); б, в - интрузивы с монцоитоидным типом дифференциации: среднепалеозойские базиты - Нюрбинская дайка (б), докембрийские базиты - Кенгединские дайки (в) (1 - долериты, 2 -монцонит-порфиры); г - интрузивы с анортозитовым типом дифференциации (1 - анортозитовые габбро-долериты, 2 -оливинсодержащие долериты среднепалеозойского Усть-Ханньинского интрузива, 3 - анортозитовые габбро-долериты, 4 - оливинсодержащие долериты пермо-триасового Биллэхского интрузива).

Fig. 2. (ending) Distribution of rare elements in basic rocks of the eastern part of the Siberian platform. Normalized to the primitive mantle [22].

a - Permian-Triassic Nizhne-Tomba differentiated intrusion (1 - troctolite dolerites, 2 - olivine gabbro-dolerites, 3 - ferro-gabbros, 4 - gabbro-pegmatites); б, в - intrusions with monzonitoid-type differentiation: Middle Paleozoic basites - Nyurba dyke (б), Pre-cambrian basites - Kengede dykes (в) (1 - dolerites, 2 - monzonite-porphyries); г - intrusions with anorthosite-type differentiation: Middle Paleozoic basites - Ust-Khanniya intrusion (1 - anorthosite gabbro-dolerites, 2 - olivine-bearing dolerites; Permian-Triassic traps - Billekh intrusion, 3 - anorthosite gabbro-dolerites, 4 - olivine-bearing dolerites).

ментов №, Со, Сг в щелочных базитах дайки в ходе внутрикамерной дифференциации продолжают снижаться, достигая минимума в кварцевых габбро-долеритах и монцонит-порфирах.

На Анабарском массиве широко развиты протяженные дайковые пояса докембрийских (ри-фейских) базитов [17], среди которых распространены сложные дайки, представленные дифференциатами толеит-базальтового и, реже, субщелочного состава с признаками монцоитоид-ного типа дифференциации [18]. Основная часть разреза многократных даек выполнена кварцевыми габбро-долеритами, а центральная - мон-цонит-порфирами. Наличие четких контактов между габброидами и монцонитами однозначно свидетельствует о неоднократном поступлении магмы [15]. Докембрийские дайки отличаются от рифтогенных интрузивов девона более низкими содержаниями калия, фосфора и в сумме щелочей в монцонит-порфирах основная роль принадлежит натрию (см. табл. 2). Но характер распределения

большинства редких элементов остается таким же, как и для среднепалеозойских базитов. Об этом свидетельствует идентичность их спайдер-диаг-рамм (см. рис. 2 б, в). Исключение составляет наличие Та-№-минимума (№/№* = 0,26 и 0,44) в монцонитах докембрийских даек. Характерна разная степень разделения РЗЭ - в типичных до-леритах отношение = 4,32-5,97, а в мон-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

цонитах оно возрастает почти вдвое до 9,78-11,82.

В глубинных условиях реализуется анорто-зитовый тип дифференциации расплава [19]. Неотъемлемым признаком такой эволюции расплава служат обособления анортозитовых габбро-долеритов в разрезе тел. Подобные интрузивы встречены как среди пермо-триасовых траппо-вых тел (Биллэхский интрузив), так и среди среднепалеозойских даек (Усть-Ханньинский интрузив). В составе таких тел установлены минералы, не совместимые с условиями внутрикамерной дифференциации толеитового расплава на ги-пабиссальном уровне - анортит-битовнит, хри-

Рис. 3. Структуры пород дифференцированных даек: a-в - Нюрбинская дайка с монцоитоидным типом дифференциации (a - кварцевый габбро-долерит. Микрографическое срастание (MP) кварца с полевым шпатом, б - монцонит-порфир. Кристалл сдвойникованной роговой обманки (Amf) в кварц ^)-полевошпатовом (Pl) агрегате, в - монцонит-порфир. Кристалл апатита (Ap) и кристалл рутила (Ru) в кварц-полевошпатовом агрегате; г-е - Усть-Ханньинская дайка с анортозитовым типом дифференциации (г - оплавленное зерно плагиоклаза I - An86 (Plj) в серицитизированной порфировой таблице битовнита An79 (Pl2), д - Скопление ксеноморфных кристаллов гиалосидерита (Ol2), е - замещение оливина (Ol) боулингитом по трещинам).

Fig. 3. Rock structure of differentiated dykes. a-в - the Nyurba dyke with monzonitoid-type differentiation (a - quartz gabbro-dolerite. Micro-graphic fusion (MP) of quartz and feldspar, б - monzonit-porfir. Twinned hornblende (Amf) crystal in quartz-feldspar aggregate, в - monzonit-porfir. Apatite and rutile crystals in quartz (Q)-feldspar (Pl) aggregate), г-е - Ust-Khanninskaya dyke with anorthosite-type differentiation (г - melted plagioclasel An89 (Plj) grain in sericitized porphyry table of An78 table bitovnite (Pl2), д - accumulation of xenomorphic hyalosi-derite (Ol2) crystals, е - olivine (Ol) replacement witch bowling).

Химический (мас %) и микроэлементный (г/т) состав базитов сложных даек

Table 2

Chemical (wt.% ) and trace element (g/t) composition basites of complex dike

Компоненты Нюрбинская дайка (скв. 24/87 - глубина, м) Кенгединский дайковый пояс

510 579,5 827 708,3 724 АБ-43-1 АБ-43-3 АБ-44-1 АБ-43-2 600/6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

SiO2 46,87 49,55 50,4 54,1 54,54 48,34 48,96 48,51 64,61 55,38

TiO2 4,21 3,1 3,17 2,32 2,52 2,62 2,46 2,67 0,9 2,39

AI2O3 13,74 14,69 12,99 12,28 12,26 13,01 13,48 12,43 13,15 15,11

Fe2O3 3,7 4,44 2,72 3,00 3,00 5,88 5,53 5,69 4,63 3,25

FeO 11,22 8,78 11,68 9,24 9,51 9,85 10,06 10,87 3,62 7,9

MnO 0,14 0,15 0,19 0,1 0,15 0,15 0,14 0,23 0,07 0,17

MgO 4,62 3,88 3,54 4,43 3,32 5,95 4,92 5,9 1,81 3,19

CaO 8,11 7,62 7,4 3,02 3,23 8,56 7,85 8,72 1,05 3,79

Na2O 2,86 3,22 3,05 1,95 2,82 2,61 2,76 2,48 4,49 3,63

K2O 1,78 1,86 1,21 5,58 5,06 0,94 1,34 0,97 3,27 2,83

P2O5 0,67 0,72 0,69 0,67 0,72 0,25 0,22 0,31 0,28 0,53

Mg# 36 35 31 40 33 41 37 40 29 34

Rb 27,6 38,07 32,74 34,36 148 20,5 37,4 21,0 63,1 78,3

Ba 178 252 221 320 629 277 280 323 682 802

Th 4,92 6,46 5,96 23,51 24,02 2,15 2,04 2,93 13,7 8,93

U 1,43 1,89 1,68 6,25 6,61 0,45 0,49 0,57 2,77 1,94

Nb 52,4 61,38 64,29 81,94 80,09 14,2 13,7 16,2 23,8 26,1

Ta 3,58 4,17 4,32 6,06 6,22 1,05 1,02 1,20 1,77 1,94

Zr 467 577 589 971 965 179 182 210 670 445

Hf 11,04 13,92 13,73 23,97 24,05 4,44 4,60 4,93 16,1 10,2

Y 58,01 66,9 70,71 80,37 88,71 29,4 32,0 31,90 65,50 37,70

Sr 474 384 340 313 402 311 340 307 144 328

La 47,74 56,42 54,05 114,5 112,9 18,6 18,3 22,8 81,7 52,7

Ce 108 133 127 252 254 44,6 43,8 52,8 172 116

Pr 13,77 17,41 16,17 29,6 30,42 5,71 5,75 6,92 19,9 14,1

Nd 58,92 73,46 71,9 116 123 26,0 26,0 30,9 80,0 57,2

Sm 14,07 16,71 16,86 24,09 25,12 5,96 6,23 7,07 15,6 11,5

Eu 3,58 4,18 4,28 4,4 5,61 1,97 2,09 2,20 4,47 3,44

Gd 13,63 16,43 16,64 20,6 22,55 6,17 6,52 6,89 14,6 10,1

Tb 2,12 2,5 2,53 3,18 3,38 0,928 1,02 1,02 2,11 1,40

Dy 11,7 14,34 14,47 17,65 18,71 5,81 6,41 6,16 12,7 8,03

Ho 2,35 2,81 2,88 3,45 3,67 1,09 1,25 1,23 2,54 1,45

Er 5,84 7,12 7,43 8,84 9,1 2,99 3,68 3,47 7,14 3,98

Tm 0,84 1,02 1,01 1,26 1,3 0,39 0,46 0,45 0,91 0,51

Yb 4,96 6,24 5,96 7,73 7,91 2,64 3,04 2,74 5,99 3,20

Lu 0,72 0,87 0,85 1,08 1,11 0,36 0,41 0,37 0,90 0,47

Ni 59,8 12,5 28,3 27,6 23,9 87,4 74,0 84,7 16,3 23,5

Co 39,62 30,6 36,49 29,18 25,82 56 53 53 15 25

Cr 33,07 8,7 33,6 62,35 15,62 114 78,5 131 23,2 104

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

V 352 215 279 165 148 426 375 400 53,0 127

Zn 106 131 199 56,86 136 83,6 135 93,6 96,0 119

Cu 318 235 285 97,35 180 186 179 176 58,7 111

Pb 2,26 4,33 6,95 1,07 3,03 3,97 2,47 2,92 4,79 24,7

X рзэ 288 353 342 604 619 123 125 145 420 284

(La/Yb)n 6,90 6,49 6,51 10,63 10,24 5,05 4,32 5,97 9,78 11,82

Eu/Eu* 0,78 0,76 0,77 0,59 0,71 0,98 1,00 0,95 0,89 0,95

Nb/Nb* 1,24 1,16 1,30 0,57 0,56 0,81 0,81 0,72 0,26 0,44

Примечание. 510 - краевые офитовые долериты, 579,1 и 827 - кварцевые габбро-долериты, 708,3 и 724 -монцонит-порфиры; АБ-43-1, АБ-43-3, АБ-44-1 - долериты; АБ-43-2, 600/6 - монцонит-порфиры.

Note. 510 - marginal ophitic dolerites, 579,1 and 827 - quartz gabbro-dolerites, 708,3 and 724 - monzonite-porphyry; AB-43-1, AB-43-3, AB-44-1 - dolerites; AB-43-2, 600/6 - monzonite-porphyry.

золит, хромшпинелид, муассанит, гранат, дистен, самородные и интерметаллические соединения [20]. Формирование подобных тел происходило в обстановке глубинного промежуточного очага при закрытии магмопроницаемых зон [19]. Расплав начал эволюционировать на глубине 3540 км от палеоповерхности при давлении не менее 10 кбар, и как показали результаты гомогенизации расплавных включений в битовните, при температуре 1450-1300 °С [21]. В таких условиях первыми из силикатов кристаллизуются форстерит-хризолитовый оливин и плагиоклаз анортит-битовнитового состава. Это отразилось в некотором повышении кальциевости и глиноземисто-сти, а также соответствующем этому понижении железистости и магнезиальности анортозитовых пород относительно вмещающих их оливиновых габбро-долеритов (табл. 3). В геохимическом отношении наблюдается снижение концентраций №, Со, Сг и 2п. Характерной геохимической чертой анортозитовых габбро-долеритов, в отличие от вмещающих их оливиновых долеритов, в особенности в Усть-Ханньинском интрузиве, являются высокие содержания Sг и Ва (см. рис. 2, г) в обогащенных раннемагматическим плагиоклазом породах. Отмечается устойчивое повышение халькофильных элементов РЬ и Си. Анортозиты среднего палеозоя сохраняют основные черты, свойственные этой возрастной группе - повышенные содержания К, Т^ Р. В них наряду с основным плагиоклазом, присутствуют и более кислые его разновидности внутрикамерного этапа, а также акцессорные минералы - апатит, биотит, роговая обманка, которые являются концентраторами многих несовместимых элементов. Подоб-

но вышерассмотренным примерам пермо-триа-совых траппов Нижне-Томбинского интрузива и среднепалеозойских базитов Нюрбинской дайки, среднепалеозойские долериты Усть-Ханньинской дайки с признаками анортозитовой дифференциации в отличие от пермо-триасового Биллэхского силла с анортозитовыми долеритами также несколько более обогащены всеми несовместимыми элементами (см. рис. 2, г).

Заключение

Рассмотрено поведение примесных элементов на разных этапах эволюции толеит-базальто-вых расплавов. Основную роль в вещественном составе магматических расплавов играет геодинамическая обстановка. Она определяет исходный уровень концентраций породообразующих и примесных элементов. Большое влияние на состав расплава, из которого кристаллизуются магматические породы, играют PT-условия выплавок, глубина зарождения, состав мантийного субстрата. Существенно меняется состав родона-чальных магм при процессах фракционно-кри-сталлизационной дифференциации. Она имеет место на различных этапах существовании магматической системы, но в любых условиях идет в сторону образования все более кислых и щелочных пород. В геохимическом плане эволюция толеит-базальтового расплава in situ приводит к классическому снижению концентраций сидеро-фильных элементов и обогащению остаточных расплавов литофильными. При этом происходит также рост содержаний HFSE и всей суммы REE, при незначительном разделении последних. В глубинных камерах более активно происходит нако-

Таблица 3

Химический (мас %) и микроэлементный (г/т) состав анортозитовых габбро-долеритов

Table 3

Chemical (wt. %) and trace element (g/t) composition of anorthosite gabbro-dolerites

Интрузив Биллэхский Усть-Ханньинский

Компоненты Т-21-2а Т-21-2д Т-21-1а Т-20-1в Т-20-1з Т-20-1л ЛН-1 ЛН-8

1 2 3 4 5 6 7 8 9

SiO2 49,29 47,87 48,18 48,44 48,08 49,89 46,98 46,15

ТЮ2 0,94 1,03 1,55 1,61 1,61 1,46 2,64 3,38

М2О3 17,95 20,42 15,23 14,72 15,02 14,38 12,97 11,54

Fe2O3 3,53 4,13 3,57 3,58 2,8 3,68 6,87 4,89

FeO 6,79 5,01 9,50 10,72 11,08 9,64 6,5 12,43

МпО 0,12 0,15 0,20 0,16 0,21 0,1 0,08 0,25

MgO 5,35 4,47 7,35 5,83 6,63 5,81 5,94 7,12

СаО 11,52 11,32 10,51 10,85 10,3 10,39 9,92 8,90

Na2O 2,56 2,94 2,11 2,45 2,46 2,50 2,23 2,10

К2О 0,71 0,56 0,81 0,52 0,53 0,63 2,77 1,14

Р2О5 0,16 0,14 0,21 0,32 0,16 0,28 0,75 0,38

Mg# 49 48 51 43 46 44 45 43

Rb 19 19 19 9,76 11 12 35,7 24,6

Ва 156 158 115 183 171 189 491 296

Th 0,93 1,2 1,2 2,39 2,41 2,67 3,58 3,05

и 0,40 0,50 0,45 0,47 0,46 0,47 1,07 0,96

№ 4,1 5,3 4,5 5,5 5,1 5,3 38,4 31,9

Та 0,13 0,18 0,18 0,39 0,43 0,43 2,62 2,24

гг 93 105 99 81 77 83,4 304 268

Ш 1,7 1,9 2,0 2,2 2,1 2,2 7,42 6,69

У 19 24 28 26,8 26,7 28 43,79 39,73

Sr 261 310 214 216 222 224 2409 429

La 7,2 9,9 8,9 9,12 8,98 9,43 31,93 28,7

Се 18 23 21 22,1 21,5 22,7 74,52 66,31

Рг 2,2 3,0 3,1 3,0 2,9 3,1 9,85 8,74

Nd 11 14 14 13,9 13,9 14,4 42,4 38,24

Sm 2,9 3,6 4,0 4,06 4,03 4,24 9,63 8,84

Ей 0,88 1,2 1,5 1,49 1,33 1,44 2,86 2,37

Gd 2,8 3,8 4,5 4,9 4,54 4,95 9,51 8,85

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ТЪ 0,53 0,67 0,82 0,80 0,81 0,87 1,46 1,39

Dy 3,6 4,4 5,0 5,29 5,26 5,47 8,73 8,22

Но 0,74 0,92 1,0 1,11 1,11 1,16 1,83 1,65

Ег 2,1 2,7 3,0 3,13 3,07 3,26 4,74 4,45

Тт 0,27 0,35 0,41 0,46 0,47 0,48 0,7 0,63

YЪ 1,7 2,3 2,8 2,87 2,87 3,09 4,19 3,95

Lu 0,26 0,34 0,40 0,43 0,43 0,46 0,63 0,57

Ni 63 45 141 117 120 115 49 107

Со 30 27 53 50 47 46 36 53

Сг 227 178 342 275 244 227 184 378

1 2 3 4 5 6 7 8 9

V 179 262 291 302 302 309 315 297

Sc 21 26 37 36 40 45 31 30

Zn 88 67,4 131 132 126 118 84 130

Cu 214 219 153 137 159 139 240 212

Pb 34,7 12,9 5,0 5,2 4,8 4,8 15,9 5,1

X рзэ 54,37 70,24 70,85 72,69 71,24 75,09 203 183

(La/Yb)n 2,96 3,03 2,29 2,28 2,24 2,19 5,47 5,21

Eu/Eu* 0,95 0,94 1,09 1,02 0,95 0,96 0,90 0,81

Nb/Nb* 0,57 0,57 0,50 0,43 0,39 0,38 1,30 1,23

Примечание. Т-21-2а и Т-21-2д - анортозитовые габбро-долериты, Т-21-1а, Т-20-1в, Т-20-1з, Т-20-1л - оли-виновые габбро-долериты пермо-триасового Биллэхского интрузива; ЛН-1- анортозитовые габбро-долериты, ЛН-8 - оливиновые габбро-долериты среднепалеозойского Усть-Ханньинского интрузива.

Note. T-21-2a and Т-21-2д - anorthosite gabbro-dolerites, T-21-1a Т-20-1д, Т-20-1з - olivine gabbro-dolerites; ЛН-1-anorthosite gabbro-dolerites, ЛН-8 - olivine gabbro-dolerites.

пление легких редких земель цериевой группы, что приводит к существенному разделению REE, высокие отношения (La/Yb)n характерны для пород повышенной щелочности монцоитоидного ряда. Ярким показателем процессов дифференциации служит распределение стронция. На ранней внутрикамерной или докамерной стадии эволюции расплава, без активного роста щелочей, всегда содержание элемента возрастает, а в конечных породах фиксируются минимальные значения элемента. Часто в высокощелочных породах подобно стронцию ведет себя Eu2+.

Литература

1. Гайдук В.В. Вилюйская среднепалеозойская риф-товая система. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1988. 122 с.

2. Олейников Б.В., Шпунт Б.Р., ТомшинМ.Д. Геодинамические обстановки проявлений базитового магматизма на Сибирской платформе в неогее // Магматические формации в геологической истории и структуре земли. Свердловск, 1989. С. 86-109.

3. Прокопьев А.В., Парфенов Л.Н., Томшин М.Д, Колодезников И.И. Чехол Сибирской платформы и смежных складчато-надвиговых поясов // Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия). М.: МАИК «Наука/ Интерпериодика», 2001. С. 113-155.

4. Томшин М.Д., Копылова А.Г. Фанерозойские ба-зиты восточной части Сибирской платформы // Наука и образование. 2015. С. 23-28.

5. Tomshin M.D., Kopylova A.G., Vasileva A.E., Gogoleva S.S. Geochemistry of Phanerozoic basites from the eastern part of the Siberian platform // 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConferences. Al-

bena, Bulgaria, 2018. Vol. I. P. 135-142. D0I:10.5593/ SGEM2018/1.1/S01.018

6. Антипин В.С., Макрыгина В.А. Геохимия эндогенных процессов. Иркутск: Изд-во Ирк. гос. ун-та, 2008. 363 с.

7. Виленский А.М.Петрология интрузивных траппов севера Сибирской платформы. М.: Наука, 1967. 272 с.

8. Томшин М.Д., Копылова А.Г., Салихов Р.Ф. Нижне-Томбинский трапповый комплекс (северо-восток Тунгусской синеклизы) // Отечественная геология. 2016. № 5. С. 52-62.

9.TomshinM.D., KopylovaA.G., VasilyevaA.E., Zait-sevA.I. Geochemical and isotope characteristics of intrusive traps in the eastern Siberian Platform // 14th Geo-Conferences on Science and Technologies in Geology, Exploration and Mining. Conference Proceedings. Albe-na, Bulgaria, 2014. Vol. I. P. 113-120.

10. Макрыгина В.А. Геохимия отдельных элементов. Новосибирск. Академическое издательство «ГЕО», 2011. 191 с.

11. Интерпретация геохимических данных под ред. Е.В. Склярова. М.: Интермет инжиниринг, 2001. 287 с.

12. Томшин М.Д., Копылова А.Г., Константинов К.М., Гоголева С.С. Базиты Вилюйского палео-рифта. Геохимия и последовательность становления // Геология и геофизика, 2018. Т. 59, № 10. С.1503-1518. DOI: 10.15372/ GiG20181002

13. Томшин М.Д., Похиленко Н.П., Тарских Е.В. Морфология кимберлитовой трубки Нюрбинская и ее взаимоотношение с долеритовой дайкой // Докл. РАН. 2017. Т. 477, № 5. С. 600-605. DOI: 7868/ S0869565217350201.

14. Kopylova A.G., Tomshin M.D., Gogoleva S.S., Va-sileva A.E. Geochemical particularities of basites from ancient paleorifts of the Siberian platform // Paper for

19th International Multidisciplinary Scientific GeoCon-ferences SGEM. Albena, Bulgaria, 2019. Vol. 19. P. 203210. D01:10.5593/SGEM /2019/I.1/S01.025

15. Томшин М.Д., Олейников Б.В., Королева О.В. Монцонитоидная тенденция глубинной эволюции то-леит-базальтовой серии расплавов на Сибирской платформе // Петролого-геохимические черты глубинной эволюции вещества кимберлитовой и базитовой магматических систем. Якутск, 1985. С. 164-188.

16. Королева О.В. Особенности состава и генезис ассоциаций основных и щелочно-кремнекислых маг-матитов Сибирской и Индостанской платформ // Траппы Сибири и Декана. Черты сходства и различия. Новосибирск: Наука, 1991.

17. МащакМ.С., Олейников Б.В., КопыловаА.Г. Ба-зиты Анабарского массива // Петрология и геохимия позднепалеозойских интрузивных базитов Сибирской платформы. Новосибирск: Наука, 1983. С. 7-64.

18. Королева О.В., Округин А.В., Рихванов Л.Л. Сложные дайки Анабарского массива - индикаторы рифтогенных процессов // Геология и тектоника плат-

форм и орогенных областей Северо-Востока Азии. Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 1999. Т. II. С. 80-84.

19. Олейников Б.В., Томшин М.Д. Глубинная дифференциация магмы платформенных базитов // Докл. АН СССР. 1976. Т. 231, № 1. С.177-180

20. Олейников Б.В., Округин А.В. Акцессорные минералы довнутрикамерного этапа эволюции вещества базитов Сибирской платформы // Петролого-геохимические черты глубинной эволюции вещества кимберлитовой и базитовой магматических систем. Якутск, 1985. С. 89-129.

21. Олейников Б.В., Панков В.Ю. Расплавные включения и минералы-узники в продуктах протокристал-лизации базальтового расплава // Петролого-геохими-ческие черты глубинной эволюции вещества кимбер-литовой и базитовой магматических систем. Якутск, 1985. С. 130-163.

22. Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes.// Magmatism in the ocean basins. Geol. Soc. Spec. Public. 1989. Vol. 42. P. 313-345.

Поступила в редакцию 22.12.2020 Принята к публикации 04.02.2021

Об авторе

КОПЫЛОВА Альбина Георгиевна, научный сотрудник, Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН, 677980, Якутск, пр. Ленина, 39, Россия, https://orcid.org/0000-0001-6577-9615, Kopylova@diamond.ysn.ru

Информация для цитирования Копылова А.Г. Распределение редких элементов на разных этапах эволюции рифейских и фанеро-зойских толеит-базальтовых расплавов на востоке Сибирской платформы // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2021. Т. 26, № 1. С. 17-31. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2021-26-1-2

DOI 10.31242/2618-9712-2020-26-1-2

Distribution of rare elements at different evolutionary stages of Riphean and Phanerozoic tholeiite-basalt melts in the eastern part of the Siberian platform

A.G. Kopylova

Diamond and Precious Metal Geology Institute SB RAS, Yakutsk, Russia Kopylova@diamond.ysn.ru

Abstract. Basite magmatism has been manifested repeatedly for a long time in various geodynamic structures within the eastern part of the Siberian platform. In the Late Precambrian and Middle Paleozoic, it was related to rifting processes, and in the Late Paleozoic-Early Mesozoic - to the initiation and development of trap syneclises. Differences of the geodynamic regime of magma formation are displayed in the material composition of rocks. This article presents a generalizing study of the petro-geochemical features

of the tholeiitic basaltic melts formed in different geodynamic settings. The composition of initial magmas changes significantly at different stages of the development of magmatic system. Using multicomponent analysis, we reviewed the influence of fractionation processes of the basal melt, which occurred under various PT conditions, on its chemical composition. A significant change of the composition occurs during the intra-chamber differentiation of the melt in a sequence of rock strata varied from the basic magnesian to felsic alkaline rocks. In the resulting series of rocks, the content of rare elements included in the lattice of the early femic phases decreases, as well as the accumulation of almost all incompatible elements. The evolution of melts of normal alkalinity occurs with an increase in REE content and their insignificant separation. Intrusions that have undergone the stage of high-pressure fractionation in the deep transitional chamber are of particular importance. As a result of such differentiation, a peculiar group of rocks is formed in the cross section of bodies, such as monzonite-porphyries in one case and anorthosite gabbro-dolerites in the other. It is established that the monzoitoid type of differentiation is characterized by accumulation of LREE, LITE and the elements of zirconium group Nb, Ta, Hf and Y Isolation of anorthosite gabbro-dolerites in the cross-section of bodies, as well as an increase in the content of aluminum, calcium, and strontium in them, is an indication of the anorthositic tendency of magmatic melt differentiation.

Key words: eastern part of the Siberian platform, basites, monzonites, anorthosites, trace element composition.

Acknowledgements. The study was carried out according to the plan of research and development work of the Diamond and Precious Metal Geology Institute SB RAS (Project 0381-2019-0003) and was financially supported by the RFBR under Project No. 18-45-140043 pa. Author expresses gratitude to A.V. Okrugin for his constructive comments to this article.

Referenses

1. Gaiduk V.V. Vilyuiskaya srednepaleozoiskaya rifto-vaya sistema. Yakutsk: YaF SO AN SSSR, 1988. 122 p.

2. OleinikovB.V., ShpuntB.R., TomshinM.D. Geodi-namicheskie obstanovki proyavlenii bazitovogo magma-tizma na Sibirskoi platforme v neogee // Magmaticheskie formatsii v geologicheskoi istorii i strukture zemli. Sverdlovsk, 1989. P. 86-109

3. ProkopevA.V., ParfenovL.N., TomshinM.D., Kolo-deznikov I.I. Chekhol Sibirskoi platformy i smezhnykh skladchato-nadvigovykh poyasov // Tektonika, geodina-mika i metallogeniya territorii Respubliki Sakha (Yakutiya). M.: MAIK «Nauka/ Interperiodika», 2001. P. 113-155.

4. TomshinM.D., Kopylova A.G. Fanerozoiskie bazi-ty vostochnoi chasti Sibirskoi platformy // Nauka i obra-zovanie. 2015, No. 4. P. 23-28.

5. Tomshin M.D., Kopylova A.G., Vasileva A.E., Gogoleva S.S. Geochemistry of Phanerozoic basites from the eastern part of the Siberian platform // 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConferences. Al-bena, Bulgaria, 2018. Vol. I. P. 135-142. D0I:10.5593/ SGEM2018/1.1/S01.018

6. Antipin VS., Makrygina V.A. Geokhimiia endo-gennykh protsessov. Irkutsk: Izd-vo Irk. gos. un-ta, 2008. 363 p.

7. Vilenskii A.M. Petrologiia intruzivnykh trappov severa Sibirskoi platformy. M.: Nauka, 1967. 272 p.

8. TomshinM.D., KopylovaA.G., SalikhovR.F. Nizh-ne-Tombinskii trappovyi kompleks (severo-vostok Tun-gusskoi sineklizy) // Otechestvennaia geologiia. 2016. No. 5. P. 52-62.

9.TomshinM.D., KopylovaA.G., VasilyevaA.E., Zait-sevA.I. Geochemical and isotope characteristics of intru-

sive traps in the eastern Siberian Platform // 14th Geo-Conferences on Science and Technologies in Geology, Exploration and Mining. Conference Proceedings. Albe-na, Bulgaria, 2014. Vol. I. P. 113-120.

10. Makrygina V.A. Geokhimiya otdelnykh elemen-tov. Novosibirsk: Akademicheskoe izdatelstvo «GEO», 2011. 191 p.

11. Interpretatsiya geokhimicheskikh dannykh. Pod red. E.V Sklyarova. M.: Intermet inzhiniring, 2001. 287 p.

12. Tomshin M.D., Kopylova A.G. Konstantinov K.M., Gogoleva S.S. Bazity Vilyuiskogo paleorifta. Geokhimiya i posledovatelnost stanovleniya // Geologiya i geofizi-ka, 2018. Vol. 59, No. 10. P. 1503-1518. DOI: 10.15372/ GiG20181002

13. Tomshin M.D., Pokhilenko N.P., Tarskikh E.V. Morfologiya kimberlitovoi trubki Nyurbinskaya i ee vza-imootnoshenie s doleritovoi daikoi // Dokl. RAN. 2017. Vol. 477, No. 5. P. 600-605.

14. Kopylova A.G., Tomshin M.D., Gogoleva S.S., Vasileva A.E. Geochemical particularities of basites from ancient paleorifts of the Siberian platform // Paper for 19th International Multidisciplinary Scientific GeoConferences SGEM. Albena, Bulgaria, 2019. Vol. 19. P. 203210. D0I:10.5593/SGEM /2019/1.1/S01.025

15. TomshinM.D., Oleinikov B.V., Koroleva O.V. Mo-ntsonitoidnaya tendentsiya glubinnoi evolyutsii toleit-bazaltovoi serii rasplavov na Sibirskoi platforme // Petrologo-geokhimicheskie cherty glubinnoi evolyutsii veshchestva kimberlitovoi i bazitovoi magmaticheskikh sistem. Yakutsk, 1985. P. 164-188.

16. Koroleva O.V. Osobennosti sostava i genezis as-sotsiatsii osnovnykh i shchelochno-kremnekislykh mag-

matitov Sibirskoi i Indostanskoi platform // Trappy Sibiri i Dekana. Cherty skhodstva i razlichiya. Novosibirsk: Nauka, 1991.

17. Mashchak M.S., Oleinikov B.V., Kopylova A.G. Bazity Anabarskogo massiva // Petrologiya i geokhimi-ya pozdnepaleozoiskikh intruzivnykh bazitov Sibirskoi platformy. Novosibirsk: Nauka, 1983. P.7-64.

18. Koroleva O.V., Okrugin A.V., Rikhvanov L.L. Slozhnye daiki Anabarskogo massiva - indikatory rifto-gennykh protsessov. // Geologiia i tektonika platform i orogennykh oblastei Severo-Vostoka Azii. Yakutsk: Izd-vo IaNTs SO RAN, 1999. Vol. II. P. 80-84.

19. Oleinikov B.V., Tomshin M.D. Glubinnaia differ-entsiatsiia magmy platformennykh bazitov // DAN SSSR. 1976. Vol. 231, No. 1. P. 177-180.

20. Oleinikov B.V., Okrugin A.V. Aktsessornye mi-neraly dovnutrikamernogo etapa evoliutsii veshchestva bazitov Sibirskoi platformy // Petrologo-geokhimich-eskie cherty glubinnoi evoliutsii veshchestva kimber-litovoi i bazitovoi magmaticheskikh sistem. Yakutsk, 1985. P. 89-129.

21. Oleinikov B.V., Pankov V.Iu. Rasplavnye vkliuche-niia i mineraly-uzniki v produktakh protokristallizatsii bazaltovogo rasplava // Petrologo-geokhimicheskie cherty glubinnoi evoliutsii veshchestva kimberlitovoi i bazitovoi magmaticheskikh sistem. Yakutsk, 1985. P. 130-163.

22. Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Magmatism in the ocean basins. Geol. Soc. Spec. Public. 1989. Vol. 42. P. 313-345.

About the author

KOPYLOVA Albina Georgievna, Researcher, Diamond and Precious Metal Geology Institute SB RAS, 39

Lenina pr., Yakutsk 677980, Russia,

Kopylova@diamond.ysn.ru

Citation

Kopylova A.G. Distribution of rare elements at different evolutionary stages of Riphean and Phanerozoic tholeiite-basalt melts in the eastern part of the Siberian platform // Arctic and Subarctic Natural Resources. 2021. Vol. 26, No. 1. pp. 17-31. (In Russ.) https://doi.org/10.31242/2618-9712-2021-26-1-2

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.