Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геодинамические обстановки формирования венд-палеозойских бальзатов Палео-Азиатского океана из складчатых областей Горного Алтая и Восточного Казахстана

ВАК РФ 25.00.03, Геотектоника и геодинамика

Автореферат диссертации по теме "Геодинамические обстановки формирования венд-палеозойских бальзатов Палео-Азиатского океана из складчатых областей Горного Алтая и Восточного Казахстана"

На правах рукописи

САФОНОВА Инна Юрьевна

ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ОБСТАНОВКИ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕНД-ПАЛЕОЗОЙСКЙХ БАЗАЛЬТОВ ПАЛЕО-АЗИАТСКОГО ОКЕАНА ИЗ СКЛАДЧАТЫХ ОБЛАСТЕЙ ГОРНОГО АЛТАЯ

И ВОСТОЧНОГО КАЗАХСТАНА

25.00.03 - геотектоника и геодинамика 25.00.04 - петрология, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

НОВОСИБИРСК 2005

Работа выполнена в Институте геологии Сибирского отделения Российской Академии наук

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических наук

Буслов Михаил Михайлович

Научный консультант - доктор геолого-минералогических наук

Симонов Владимир Александрович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

Туркина Ольга Михайловна

Ведущая организация: Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск

Зашита диссертации состоится 23 декабря 2005 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д.003.050.01 при Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии им. А.А.Трофимука СО РАН, в конференц-зале.

Адрес: 630090, г. Новосибирск, пр-т Ак. Коптюга, 3 Факс: (383) 333-27-92

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГГМ СО РАН Автореферат разослан « 48 » НОЯБРЯ_ 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат геолого-минералогических наук Беляев Сергей Юрьевич

к. г.-м. н.

Е.М. Высоцкий

М1Ч\

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Алтае-Саянская складчатая область (АССО) и Восточный Казахстан являются аккреционно-коллизионными зонами, сформированными на окраине Сибирского континента в результате эволюции Палео-Азиатского океана. Они включают разнообразные фрагменты океанической коры, представленной вулканогенно-осадочными толщами, образованными в условиях океанического дна и океанических поднятий. Актуальность определения геодинамических обстановок формирования вулканогенно-осадочных толщ из аккреционно-коллизионных зон западной части АССО и Восточного Казахстана определяется необходимостью разработки единой геодинамической модели эволюции Палео-Азиатского океана и реконструкции этапов роста Сибирского континента. Использование комплекса геохимических и геологических данных при изучении вулканогенно-осадочных толщ нужно для проведения более надежных геодинамических реконструкций таких сложно построенных складчатых областей и сопоставления древних вулканических комплексов с подобными образованиями современных океанов.

Объектом исследования являются венд-раннекембрийские базальты Курайского и Катунского аккреционных клиньев (Горный Алтай), позднекембрийско-раннеордовикские базальты Чарыш-Терекгин-ской сдвиговой зоны (северо-западный Алтай) и позднедевонско-раннекарбоновые базальты Чарской сдвиговой зоны (Восточный Казахстан) на предмет выявления связи их петрохимического, геохимического и изотопного состава с геодинамическими обстановками формирования.

Цель работы: определение reo динамических обстановок формирования базальтов на основе комплексного анализа геологических и петролого-гсохимических данных. Задачи исследования: I) выделение геохимических типов, определение условий петрогенезиса и установление мантийных источников базальтовых расплавов; 2) выявление геодинамических условий формирования базальтов с применением геодинамического анализа и моделей мантийной конвекции.

Основные этапы исследования:

1. Детальное изучение закономерностей структурного положения и литологии вулканогенно-осадочных толщ.

2. Изучение петрохимических, геохимических и изотопных характеристик базальтов, оценка влияния процессов частичного плавления, фракционной кристаллизации, постмагматических изменений, метаморфизма и коровой контаминации на их состав.

3. Определение условий петрогенезиса и выделение типов ман-

.рОС. НАЦИОНАЛА « 1 БИБЛИОТЕКА

тайных источников базальтов на основе термобарогеохимических, геохимических и минералогических данных.

4. Геодинамический анализ обстановок формирования базальтов на основе совокупности структурных и литолого-стратиграфических данных, редкоэлементного состава пород, параметров петрогенезиса и типов мантийных источников.

Фактический материал и методы исследования. В основу работы положены материалы автора и других сотрудников Лаборатории геологической корреляции Института геологии (ИГ) ОИГГМ СО РАН, полученные в 1992-2004 гг., геолого-геохимические данные по Катун-ской зоне, любезно предоставленные А.Э. Изохом, термобарогеохими-ческие и петрогенетические данные, полученные под руководством В.А. Симонова, данные интерактивной системы GEOROC, материалы геологических отчетов В.А. Зыбина и B.C. Куртигешева из ФГУГП "Запсибгеолсъемка".

Теоретической основой решения поставленных задач является концепция тектоники литосферных плит, согласно которой базальты формируются в зонах спрединга океанических плит из деплетирован-ных верхнемантийных источников и во внутриплитных областях океанов из обогащенных нижнемантийных источников в результате действия мантийных плюмов (горячих точек).

Использованные геологические схемы составлены М.М. Бусло-вым на основе детального картирования ключевых участков. Петроло-го-геохимические интерпретации опираются на петрографическое изучение базальтов (более 600 шлифов), оригинальные анализы пород на петрогенные (более 200 анализов) и редкие (около 150), в том числе редкоземельные элементы (около 100), выполненные методами INA А, XRF и ICP MS в Аналитическом центре ОИГГиМ СО РАН и в Токийском институте технологий. Анализ изотопов Sm-Nd и Rb-Sr выполнен в ГЕОХИ РАН на масс-спектрометре TRITON (10 определений). Состав вкрапленников клинопироксена и расплавных включений в нем -на микрозонде Camebax-Micro в ОИГГиМ СО РАН (>100 анализов) и ионном зонде IMS-4f в Институте микроэлектроники РАН (15 анализов). Температуры гомогенизации расплавных включений определялись в высокотемпературной термокамере с инертной средой (более 50 замеров) в ИГ ОИГГМ СО РАН.

Определение возраста базальтов Палео-Азиатского океана основано на палеонтологическом изучении ассоциирующих с ними кремнистых осадочных пород (данные Н.В. Сенникова и О.Т. Обут из ИГНГ СО РАН. К. Ивата из Университета Хоккайдо) и на датировании известняков, перекрывающих базальты, Pb-Pb методом (данные Ю Учио из Токийского института технологий).

Основные защищаемые положения.

1. Венд-палеозойские базальты Палео-Азиатского океана из аккреционных и сдвиговых зон западной части АССО и Восточного Казахстана представлены деплетированными, переходными и обогащенными титаном, ниобием и редкоземельными элементами разновидностями. Деплетированные - схожи с базальтами океанического дна и ассоциируют с тонкослоистыми кремнистыми отложениями. Переходные и обогащенные - близки к внутриплитным базальтам Тихого океана и ассоциируют с терригениыми карбонатно-кремнистыми отложениями склоновых фаций и известняками карбонатной "шапки" океанических поднятий.

2. Геохимические и изотопные характеристики пород свидетельствуют, что базальты океанического дна формировались из деплетиро-ванного верхнемантийного источника, а переходные и обогащенные базальты океанических поднятий - из гетерогенного мантийного источника при различных степенях частичного плавления.

3. На основании комплексного анализа геологических и петроло-го-геохимических данных обосновано формирование базальтов в геодинамических обстановках срединно-океанических хребтов, океанических островов и плато. Вулканизм горячих точек действовал в ПалеоАзиатском океане в период с венда до раннего карбона.

Научная новизна. Личный вклад. На основании редкоэлемент-ного состава впервые в палеоокеанических комплексах западной части АССО и Восточного Казахстана выделены три геохимические разновидности базальтов - деплетированные, переходные и обогащенные. На основе термобарогеохимических и минералогических исследований вкрапленников пироксена и расплавных включений в них определены температуры кристаллизации базальтов (1160-1250 С и 1100-1150°С). Впервые на основе петролого-геохимических и изотопных данных сделаны выводы о формировании переходных и обогащенных базальтов из гетерогенного мантийного источника, образованного при смешении деплетированных и обогащенных мантийных расплавов, при разных степенях частичного плавления. Установлено их формирование в геодинамических обстановках океанического дна, океанических островов и поднятий Палео-Азиатского океана. Выявлена связь переходных и обогащенных базальтов с деятельностью мантийных плюмов.

Теоретическая и практическая значимость результатов. Выявленные закономерности формирования базальтов Палео-Азиатского океана, входящих в состав аккреционно-коллизионных зон западной части АССО и Восточного Казахстана, могут быть использованы: 1) при геодинамических реконструкциях других складчатых областей Центральной Азии; 2) для совершенствования теоретических основ

геодинамики палеоокеанов; 3) решения проблем межрегиональных корреляций; 4) составления геологических карт и стратиграфических схем: 5) прогнозирования полезных ископаемых, связанных с проявлениями океанического магматизма.

Апробация работы. Различные аспекты проведенных исследований обсуждались на российских и международных совещаниях и конференциях: XXXI совещании «Тектоника и геодинамика: общие и региональные аспекты» (Москва. 1998); ХХХП совещании «Тектоника, геодинамика и процессы магматизма и метаморфизма» (Москва, 1999); Международном симпозиуме «Амальгамация докембрийских блоков и роль палеозойских орогенов в Азии» (Саппоро, 2002); 2-ом Всероссийском симпозиуме по вулканологии и палеовулканологии (Екатеринбург, 2003); XXXVII Тектоническом совещании «Эволюция тектонических процессов в истории Земли» (Новосибирск, 2004); Ассамблеях Европейского геологического союза (Ницца, 2003; Вена, 2005); 32-м Международном геологическом конгрессе (Флоренция, 2004); Международном семинаре IGCP-480 «Корреляция структурных и тектонических процессов Центрально-Азиатского складчатого пояса: рост континентов и внутриконтинентальные деформации» (Иркутск, 2005).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 30 работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения (225 страниц) и содержит 73 рисунка и 22 таблицы. Библиография включает 198 наименований.

Благодарности. Работа выполнена под руководством д. г.-м. н. М.М. Буслова, которому автор выражает глубокую признательность за помощь при проведении научно-исследовательских работ и подготовке диссертации. Автор особенно признательна научному консультанту д. г.-м. н. В.А. Симонову за творческую помощь и моральную поддержку. За ознакомление с работой, сделанные замечания и предложения автор благодарит H.A. Берзина, В.А. Кутолина и А.Э. Изоха. В ходе подготовки автор работы пользовалась советами сотрудников ОИГГМ СО РАН: Н.Л. Добрецова, И.В. Ащепкова, Н.И. Волковой, A.C. Гибшера, Д.А. Коха, H.H. Крука, Ю.Д. Литасова, О.Т. Обут, Н.В. Сенникова, которых благодарит за консультации и оказанную помощь. Автор глубоко признательна В.А. Боброву, Ф.В. Сухорукову, B.C. Пархоменко, А.Д. Кирееву, Ю.П. Колмогорову, C.B. Палесскому (ОИГГМ СО РАН) и Ю.А. Костицину (ГЕОХИ РАН) за полученные аналитические данные. За предоставленные материалы автор благодарит Iii. Ма-руяма, Ц. Ота и А. Уцуномия из Токийского института технологий. Особую признательность автор выражает В.И. Самойловой, Е.В. Соло-боевой, Н.В. Друзяка и В.И. Данилевской за помощь в подготовке текста и оформлении работы.

Глава 1. Геологическое строение аккреционно-коллизионных зон западной члсти АССО и Восточного Казахстана

Большинством исследователей (Дергунов А.Б., Зоненшайн Л.П., Гусев Н.И., Кунгурцев Л.В., Добрецов Н.Л., Берзин H.A., Буслов М.М., Беляев С.Ю., Гибшер A.C., Изох А.Э. и др.) структура АССО и Восточного Казахстана рассматривается как аккреционно-коллизионная, сформированная на окраине Сибирского континента. В состав аккреционно-коллизионных зон включены фрагменты океанической коры Па-лео-Азиатского океана. В диссертации рассматриваются океанические базальты из аккреционных зон Горного Алтая и сдвиговых зон северозападного Алтая и Восточного Казахстана, которые встречаются в составе ассоциаций пород океанического дна и океанических поднятий.

Горно-Алтайский регион включает Курайский и Катунский аккреционные клинья, формирование которых связано с венд-средне-кембрийским этапом субдукции океанической коры Палео-Азиатского океана и аккреции палеоокеанических островов к Кузнецко-Алтайской островной дуге. Чарыш-Теректинская зона сдвигов СЗ Алтая с базальтами засурьинской свиты представляет собой позднедевонско-раннекарбоновую зону сочленения Алтае-Монгольского микроконтинента с Сибирским континентом. Чарская зона сдвигов маркирует позднекарбоново-раннепермскую коллизионную структуру Казахстанского и Сибирского континентов, образованную при закрытии Обь-Зайсанской ветви Палео-Азиатского океана (рис. 1).

Курайский аккреционный клин южной части Горного Алтая состоит из трех структурных единиц (Buslov et al., 1993, 2002). Верхняя структурная единица представлена тектоническими платанами, сложенными олистостромами и отложениями океанического острова, включающими кремнисто-карбонатные брекчированные породы склоповых фаций с характерной конседиментационной Z-складчатостью и известняки «шапки» океанического острова с ооидами и строматолитами с возрастом 598±25 млн. лет (Pb-Pb метод, Uchio et al., 2003) (рис. 2). Средняя структурная единица состоит из вулканогенной и карбонатной толщ, олистостром и метаморфических пород. Вулканогенная толща представлена базальтовыми лавами и дайками диабазов. Карбонатная толща сложена слоистыми и массивными известняками, глинистыми породами и песчаниками. Нижняя структурная единица представлена Чаган-Узунской офиолитовой меланжевой зоной, включающей пластины габбро-ультрамафитов, серпентинитовые сланцы с блоками эклогитов и гранатовых амфиболитов.

Базальты типа MORB представлены пиллоу-лавами и лаво-брекчиями и ассоциируют с зелено-серыми кремнистыми отложениями

океанического дна, а подушечные и вариолитовые лавы палеокеаниче-ского поднятия находятся в ассоциации с отложениями склоновых фаций и массивными известняками карбонатной "шапки " (Ви51оу е1 а1., 1993, ОоЬгйвоу « а1., 1995, 2004; Буслов, Сафонова, 2004; БаАэпоуа еХ а!., 2004).

ЕЗ 1 ЕВ з Ей 5

I 12 4 б

Рис 1 Схема геологического строения западной части Алтае - Саянской области и Восточного Казахстана (ВиэЬу е1 а!.. 2001) 1 - кайнозойский чехол. 2 -герциниды. 3 - Алтае-Монгольский микроконтинент. 4 - надвиги. 5 - океаническая кора СтО| (Ъ - засурьинская свита) Чарыш-Теректинской елвиговой зоны. 6 - сдвиги: 7-11 - образования Курайского и Катунского аккреционных клиньев. С, (палеоокеаническис поднятия' В - Баратальский, М - Катунский) 7 - олистостромы. 8-9 - образования палеоокеанических поднятий: 8 - карбонатная "шапка". 9 - базальт-осадочная толща. 10 - базальты типа МСЖВ. 11 -габбро-} льтрамафиты. 12-15 - Кузнецко-Ллтайская островная дуга (V- С2)' 12 - толеитово-бонинитовая серия примитивной стадии. V. 13 - известково-щелочная серия развитой стадии, С|.2 . 14 - габброиды. С|.2. 15 - Ануй-Чуйский преддуговой про!иб. С|.3 (а- флиш. Ь - олисгоаромы)

Катунский аккреционный клин северной части Горного Алтая состоит из нескольких тектонических пластин, в пределах которых наблюдаются стратиграфические взаимоотношения базальтов с осадочными породами (Гибшер и др., 1996; Добрецов и др., 2004; Буслов, Сафонова, 2004; Сафонова, 2004). Базальт-осадочные толщи представлены тремя группами пород, формировавшими ранее единый ком-

плекс отложений палеоокеанического острова: 1) базальт-кремнисто-глинистое основание острова; 2) брекчированные карбонатно-кремнисто-глинисто-базальтовые склоновые фации; 3) массивная и слоистая карбонатно-туфовая вершина ("шапка"). Возраст пород второй группы надежно датируются микрофитолитами, известковыми водорослями и спикулами кремневых губок как раннекембрийский (Терлеев, 1991), а также по несогласно перекрывающим отложения аккреционного клина островодужным отложениям ранне-среднего кембрия с конгломератами в основании (Репина, Романенко, 1978).

Рис. 2 Схематическая реконструкция строения Ба-ратальского океанического острова Курайского аккреционного клина: вершина • карбонатная «шапка» (известняки со строматолитами. ооидами и кремнями): склон - переслаивание известняков. аргиллитов и кремнистых пород с Ъ-складками и брекчирован-ных лав: основание склона - обломки аргиллитов, кремнистых пород, известняков. базальтов.

Чарыш-Теректинская сдвиговая зона состоит из деформированных фрагментов окраинных частей Алтае-Монгольского микроконтинента и Сибирского континента и океанической коры ПалеоАзиатского океана (ВивЬу, БаАэпоуа е1 а!., 2001). Океанические базальты обнаружены в составе засурьинской свиты, которая представлена тектоническими чешуями, сложенными пестроцветными песчаниками, кремнистыми породами, пиллоу-лавами базальтов, их туфами, силлами и дайками габбро-диабазов. Базальты ассоциируют с темно-красными и серо-зелеными кремнистыми породами, которые содержат конодон-ты и радиолярии позднего кембрия - раннего ордовика (1\уа1а е1 а!., 1997; Сенников и др., 2003). В прослоях крупнозернистых песчаников встречаются обломки исключительно кремнисто-глинистых пород,

кремнистых отложений, базальтов и туфов. Брекчированность и Z-образная складчатость пород в некоторых тектонических пластинах предполагает их отложение на склонах океанического острова (Бу-слов, Сафонова и др., 1999).

Чарская сдвиговая зона является главным элементом геологической структуры Восточного Казахстана, в пределах которой наиболее изученным является Чарский офиолитовый пояс. В Чарской зоне выделяются тектонические единицы различного строения, возраста и геодинамического происхождения: 1) субдукционный меланж с блоками O3-S1 HP метаморфических пород и вулканогенно-кремнистых породе остатками радиолярий и конодонтов D2-C|, (Iwata et al., 1994, 1997); 2) ордовикские офиолиты с чешуями пород океанической коры, структурно связанные с прослоями кремнистых алевролитов и яшмоидов с радиоляриями и конодонтами D2-C| (Сенников и др., 2003); 3) поли-миктовый меланж С2-Р| с фрагментами субдукционного меланжа и офиолитов. Чарские базальты ассоциируют с массивными известняками и кремнистыми отложениями склоновых фаций с конодонтами, что предполагает мелководную океаническую обстановку их излияния в условиях океанического поднятия

Глава 2. методы исследования базальтов

Для геохимического изучения образцы отбирались из наименее измененных базальтовых потоков Для проверки достоверности полученных аналитических данных редкие элементы и REE были проанализированы несколькими методами. Сравнение результатов, полученных XRF по одним и тем же образцам, но в разных лабораториях, показало наибольшее расхождение по содержаниям Nb и Y. Сравнение данных INAA с XRF и ICP MS показало, что наименьшая ошибка отмечена для ICP MS и составляет ±10% для редкоземельных элементов (REE) и ±15% для остальных элементов.

При изучении петрогенезиса и геодинамических условий формирования базальтов использовалось разделение редких элементов на совместимые и несовместимые, которые не концентрируются в минералах, а остаются в расплаве. Для базальтов типично несовместимыми являются Th, Nb, Zr, Rb, Ba и LREE (Скляров и др., 2001). Геохимические интерпретации основывались на зависимости содержания главных и редких элементов в расплаве от состава и степени плавления мантийного источника с учетом возможного изменения состава океанических базальтов при выветривании, гидротермальной переработке в условиях морского дна и метаморфизме (Bottrell et al., 1990; Stakes, O'Neil, 1982).

С точки зрения подвижности элементов большинство исследователей согласны, что в древних базальтовых сериях AI, HFSE (высоко-

зарядные элементы), REE, Y устойчивы в постмагматических процессах, тогда как LILE (крупноионные литофильные элементы) и Na, Ca, Fe - более подвижны (Ludden et al., 1982; Bienvenu et al., 1990; White et al., 1999 и др.). Критериями оценки подвижности элементов в океанических вулканических породах являются данные полевых наблюдений (сохранение первичных вулканических структур, минимальная деформация пород, отсутствие признаков гидротермальных процессов), петрографических (сохранение первичных магматических минералов) и геохимических (низкие п.п.п., корреляции MgO с другими породообразующими элементами, ровные спектры REE и пр.) характеристики (Kerrich and Wyman, 1997). По всей совокупности критериев изучаемые базальты рассматриваются как измененные в умеренной степени.

Наряду с традиционным петрохимическим разделением базальтов на толеитовые, субщелочные и щелочные, автор использовала выделение деплетированных, переходных и обогащенных геохимических групп базальтов, различающихся по содержанию неподвижных при вторичных процессах компонентов - Ti02, LREE и Nb.

Геодинамические интерпретации базируются на идее о химически неоднородной мантии, состоящей из верхнего истощенного и нижнего неистощенного слоев, и разнообразии составов океанических базальтов, как результата рециклинга (обращения) в мантию материала океанической и континентальной коры в ходе субдукции. Формирование океанических поднятий связано с действием стационарной «горячей точки» (плюма), расположенной под движущейся литосферной плитой (Wilson, 1963; Morgan, 1971).

Отношения радиогенных изотопов использовались как источник информации о составе плавившегося источника и для оценки смешения магм и коровой контаминации. A. Zindler и S.R. Hart (1986) выделили пять конечных компонентов мантийных резервуаров океанических базальтов: BSE, DMM, HIMU, EMI, ЕМ2. Впоследствии, с накоплением изотопных данных по современным базальтам из всех регионов мира, стало ясно, что существует большее число конечных компонентов. Д.В. Рундквистом и др. (2000) выделено 5 групп базальтов, образованных при смешении вновь выделенного общего компонента F и уже известных компонентов DM, EMI, ЕМ2 и H1MU, и предположено, что компонент F характеризует некий усредненный состав мантии, расположенной ниже деплетированного слоя.

Геодинамические условия формирования базальтов определялись с помощью дискриминационных диаграмм (Скляров и др., 2001), основанных на наименее подвижных элементах, путем анализа спектров REE и мульти-компонентных диаграмм элементов-примесей (Polat et al., 1999) с использованием данных по геодинамическим типам

магматических пород океана (Фролова, Бурикова, 1997; Дмитриев, Соколов, 2003; GEOROC).

Для определения условий петрогенезиса базальтов использовались данные о химическом составе вкрапленников клинопироксена в виде диаграммы Эн-Ди-Гед-Ферр (Lindsley, 1983), двойных диаграмм Al - Ti, #Mg-Ti/Al6#Mg-Al, #Mg-Ti, #Mg-Na, спектров REE и данные по температурам гомогенизации расплавных включений.

Глава 3. Петрографическая и петрохимическая

характеристики базальтов

Венд-раниекембрийские базальты Курайского аккреционного клина по соотношению суммы щелочей и Si02 породы являются базальтами и трахибазальтами, по Nb/Y и Si02 (Winchester, Floyd, 1977) -нормальными базальтами, а по Al203-Ti02+Fe0-Mg0 - высоко-Fe то-леитовыми базальтами. Содержания Si02=44-52; Fe2C>3=7,5-14,9; Ti02=0,43-2,42; Р205=0,08-0,58 мас.%; Mg#=66-36, п.п.п. >2 мас.%.

На основе распределения HFSE, LILE, REE и отношений Zr/Nb изученные базальты были разделены на три группы.

1) Дебетированные базальты с геохимическими характеристиками типа N-MORB, т.е. обедненные LILE и HFSE; LaN=l,9-3,2; La/YbN=0,53-0,87; La/SmN=0,57-0,89; Gd/YbN=0,9-l,08; Zr/Nb=65.

2) Доминирующие переходные базальты, близкие к океаническим платобазальтам (ОРВ), с Zr/Nb=35, плоскими спектрами REE, похожими на таковые для платобазальтов Науру и Онтонг-Джава (Safonova et al., 2004), LaN=4,5-8; La/YbN=0,74-2,37; La/SmN=0,7-l,63; Gd/YbN=0,92-l,56.

3) Обогащенные базальты, схожие с базальтами океанических островов (OIB) с повышенными LILE, LREE, Ti, Nb (Zr/Nb =26); LaK=l 1-16; La/YbN=3,5-4,4; La/SmN=2,1-2,2; Gd/YbN=l,3-l,5 (рис. За).

Все мульти-компонентные диаграммы редких элементов, нормированные по примитивной мантии, похожи друг на друга и характеризуются обеднением Nb и Th относительно LREE (Nb/Lapm=0,3-0,75; Th/Lapm=0,3-0,9).

Расплавные включения в клинопироксенах из обогащенного базальта характеризуются FeO*/MgO=0,9-2,2; К20=0,07-0,18; ТЮ2=1,1-2,3 мас.%, высоким Cr, низкими Sr и Th, Nb/Lapm=0,56-0,72; Th/Lapm=0,28-0,33; Zr/Nb=41,2, уплещенными спектрами REE (LaN= 11,5-18.5; La/SmN=0,46-0,59; Gd/YbN= 1,95-2,06), также похожими на таковые для платобазальтов бассейна Науру и плато Онтонг Джава. По данным ионного зонда содержания воды в них (0,068-0,294 мае. %) близки к таковым в стеклах и расплавных включениях базальтов бассейна Науру (Симонов и др.. 2004) Эксперименты в микротермокамере

показали, что включения становятся гомогенными при 1160-1190°С.

Химический состав вкрапленников клинопироксена соответствует Во174.4з -¡Эн^м^Фсзл-п.б- Температуры кристаллизации, рассчитанные с помощью программы И.В. Ащепкова по пироксеновым термометрам (Mercier, 1981; Nirms, Taylor, 2000) при 1 и 2 кбар, составляют, соответственно, 1005-1120°С и 1100-1205°С. По соотношению Ti/Al -#Mg клинопироксены схожи с высоко-Mg пироксенами (#Mg=77-84) из древних и современных базальтов океанических островов (Komiya et al., 2002) и характеризуются LaN=0,8-2; La/Ybn=0,l; La/Sm„=0,09-0,13.

Рис 3. Нормированные по хондриту спектры REE базальтов из Курайской (А). Катунской (Б). Чарыш-Теректинской (В) и Чарской (Г) зон. Базальты: MORB - срединно-океанических хребтов (сплошная линия внизу). OIB -океанических островов (сплошная линия вверху).

ОРВ - океанические платобазальты.

Раннекембрийские базальты Катунского аккреционного клина по содержанию ТЮ2, LREE и Nb представлены дебетированными и обогащенными разностями. По соотношению Nb/Y и Si02 они соответствуют щелочным и нормальным базальтам, а по AbO-rTiCb+FeO-MgO - высоко-Fe толеитовым базальтам.

В деплетированной группе SiO->=45,1-52.6; Fe->0,=7,2-14,5; TiO->= 0,86-1,52; AI2Oi= 12,7-20,6; P20j=0,1-0",66 мас.%; Mg#=33-64; Zr/Nb=19-84. Спектры REE деплетированы LREE (LaNcp=3,9; La/SmN=0,5-l,3; La/YbN=0,5-2,l); характерны низкие Nb/Lapm (0,16-0,96), Nb/Thpn, (0,240,69) и Th (0,2-0,6 ppm). Породы близки по составу к N-MORB

2,9; Р205=0,14-0,72 мас.%; Mg#=39,5-60,8; Zr/Nb=3-6. Спектры REE обогащены LREE: LaNcp=52,8; La/YbN=2,16-8,54; La/SmN=l,3-3,65; Gd/YbN=l,4-3,4. Nb максимум относительно La и Th (Nb/Lapm=l,23-2,87; Nb/Thpm= 1,85-4,75) свидетельствует об их близости к базальтам океанических островов (рис. 36).

Позднекембрийско-ранннеордовжские базальты засурьинской свиты Чарыш-Теректинской сдвиговой зоны представлены по соотношению Nb/Y и SiCK толеитовыми, переходными и щелочными базальты, по Al203-Ti02+Fe0-Mg0 - высоко-Fe толеитовысм базальтами, по редкоэлементному составу (LREE, Nb, Ti) - деплетированными, переходными и обогащенными разностями.

Деплетированные базальты характеризуются низкими значениями К20, ТЮ2 и Р2О5. Содержания MgO, СаО, А1203 и Si02 близки к таковым для океанических толеитов: Si02= 48-55, а Fe203=10-15 мас.%, Mg#=63-50, Ni=56-78 ppm. Породы обеднены LREE (LaN=12-23, La/YbN=0,8-l,2; La/SmN=0,6-l,0; Gd/YbN=l,l-l,3), Nb и Th по отношению к La (Nb/LaN<l), т.е. являются аналогами толеитов MOR.B (Фролова, Бурикова, 1997).

Базальты переходной и обогащенной групп обогащены Hf, Nb, Та, Y, К, Rb, Ва, Sr и LREE, Zr/Y= 3,9-7,8 (2,5-2,8 для толеитов), АиОз/ТЮ2=6 (9 для толеитовых базальтов). Переходные - имеют менее дифференцированные REE (La/Ybisj=3,3) и более низкие Р7О5 и Th по сравнению с обогащенными, в которых LaN=125-141; La/SmN= 1,9-,8; La/YbN=4,2-9,l; и максимумы по Nb (Nb/Lapm= 1,2-1,6), более четкие, чем для переходных (Nb/Lapm= 1,2-1,4) (рис. Зв).

Позднедевонско-раннекарбоновые базальты Чарской сдвиговой зоны по соотношению Nb/Y и Si02 породы соответствуют щелочным и субщелочным базальтам, по Ai203-Ti02+Fe0-Mg0 - высоко-Fe толеи-товым базальтам и андезибазальтам. По содержанию LREE (La<6 и >13, La/Smn<0,8 и >1,5) базальты Чарской зоны были разделены на деплетированные и обогащенные

В деплетированной группе SiO->=46,1-49,3; Fe203= 13,5-15,2; ТЮ2= 1,6-2,45; Р205=0,13-0,25; Al,03= 12,4-13,1 мас.%, Mg#=48,2-55,8; Zr/Nb=37-48. В базальтах этой группы низкие Та, Th, Hf, LREE, Р1О5, минимумы по Nb (Nb/Lapm=0,16-0,96; Nb/Thpm=0,24-0,69), деплетированные cneKTps REE (LaNcp=13; La/SmN=0,5-0,8; La/YbN=0,54-0,75), т.е. близки к N-MORB (рис. 3r).

Обогащенные базальты содержат SiO->=45-52,8; Fei03=7,8-13; ТЮ2=1,5-2,7; P205=0,25-0,84; A1203= 15-17,7 "мас.%; Mg#=29,8-58,6; Zr/Nb=4-25. Породы близки по составу к OIB, т.е. характеризуются повышенными LREE и HFSE (LaNcp=54,8; La/YbN= 1,8-8,3; La/SmN=l,4-2,97; Gd/YbN= 1,47-2,74) и Nb/Lapin= 1,2-1,9; Nb/Thpm= 1,3-3.

По изотопному составу Sm, Nd, Rb, Sr разброс значений е^ для всех типов базальтов составляет от +5,2 до +8,1, что совпадает с таковыми, характерными для ранне-среднепапеозойских магматических пород всей АССО (Ярмолюк. Коваленко, 2003). Самые высокие значения £N(| в вендских базальтах Курайская зоны (от +7,8 до +8,1) связаны с участием в их образовании деплетированной мантии. В целом более обогащенные некогерентными элементами разности имеют более низкие eNd. Образцы с Nb/La>1 близки к мантийному тренду, что предполагает их плавление из обогащенного источника (ENd=+6,5).

Заметное обогащение 87Sr (87Sr/86Sr до 0,7179) рассматривается как результат постмагматических изменений базальтов, что подтверждается данными по 87Sr/86Sr для палеозойских вулканитов АССО и измененных платобазальтов Аруба (Ярмолюк, Коваленко, 2003; White et al., 1999). Так как нет прямой корреляции между величиной изотопных отношений и обогащением LREE, можно предположить, что обогащение источника произошло незадолго до выплавления из него базальтового расплава.

Глава 4. ГЕОДППАММЧЕПШЕ > СЛОВНЯ ФОРМИРОВАНИЯ, МАНТИЙНЫЕ ИСТОЧНИКИ II ПЕТРОГЕНЕЗНС БАЗАЛЬТОВ

Надежные геодинамические интерпретации должны основываться как на литолого-стратиграфических, так и на геохимических данных. Первичные взаимоотношения осадочных пород и базальтов океанического острова реконструируются в Курайской и Катунской зонах (Добрецов и др., 2004; Uchio et al., 2004). В Чарыш-Теректинской и Чарской сдвиговых зонах базальты в ассоциации с отложениями склоновых фаций и океаническими осадками сохранились лишь в составе маломощных тектонических пластин (Buslov et al., 2001; Сенников и др., 2003). При использовании геохимических данных предварительно оценивалось влияние постмагматических изменений, контаминации, фракционной кристаллизации и степени частичного плавления (СЧГГ) на состав базальтов.

Низкая подвижность SKX MgO, FeO и Ti02, REE и HFSE при гидротермальных изменениях и метаморфизме подтверждается в изученных базальтах: 1) отсутствием заметного обогащения/истощения определенных групп элементов в зависимости от п.п.п.; 2) наличием зависимости между Sm и Nb, La, Zr, Yb, Ti, что, в целом, характерно для океанических толеитовых базальтов (Polat et al., 1999); 3) схожестью спектров REE и мульти-компонентных диаграмм в пределах каждой группы базальтов; 4) отсутствием корреляций между отношениями Th/Nb и Nb/La и п.п.п, С1А и Eu/Eu и другими признаками Похожие выводы об относительной малоподвижности AI, HFSE и REE в древних

вулканических породах были сделаны и другими исследователями (До-брецов и др. 1992; Симонов и др., 1994; Komiya et al., 2004).

С точки зрения контаминации материалом континентальной коры считается, что рассматриваемые базальтовые толщи образовались в океанической обстановке (Берзин и др., 1994; Гусев, 1991; Гибшер и др., 1997; Добрецов и др., 1992; Симонов и др., 1994; Buslov et al., 1993, 2001). Несмотря на то, что в деплетированных базальтах Nb/Lapm<l, коровая контаминация маловероятна из-за низких содержаний Th и отсутствия корреляций между Nb/Lapm и Th/Lapm, S¡02, MgO, и LREE.

По результатам изотопных исследований допустима контаминация расплавом изотопов Sr морской воды, т.к. значения отношений 87Sr/ 6Sr в большинстве образцов (0,7045-0,7078) выше, чем в неизмененных MORB (0,7023-0,7031) и в примитивной мантии (0,7045) (Покровский, 2000).

Отсутствие заметного фракционирования LREE в ходе фракционной кристаллизации подтверждается узкими вариациями La/Sm„ при значительных вариациях Mg# и отсутствием корреляций между La/Sm„ и #Mg, ТЮ2, Fe203. Поэтому межэлементные отношения Th-Nb-LREE в изученных вулканитах принимаются, как независящие от фракционирования оливина, пироксена, плагиоклаза и Fe-Ti оксидов.

Различный состав породообразующих и некогерентных элементов в базальтах предполагает различные СЧП и глубины плавления: высокие на уровне шпинелевой фации для деплетированных и переходных базальтов (Gd/Yb„<l,5; Mg#cp=53) и низкие на уровне гранатовой фации (Gd/Yb„>2; Mg#cp=4I) для большинства обогащенных базальтов (Hirschmann, Stolper, 1996) (рис. 5).

В системе Th-Nb-Ce мантийные источники океанических базальтов описываются через смешение деплетированного (DMM; высокие Ce/Nb, низкие Th/Nb), рециклированного (RSC; материал океанической коры, дегидратированный в зоне субдукции, с низкими Th/Nb, Ce/Nb) и субдукционного (SDC; высокие Ce/Nb, Th/Nb) компонентов (Saunders et al., 1988). Несмотря на высокие Ce/Nb (Nb/Lapm<l) в переходных и деплетированных базальтах наличие в источнике компонента SDC маловероятно, т.к Th/Nbpm<Nb/Lapin (Weaver, 1991). Скорее всего, имело место, в основном, смешение компонентов DMM и RSC. Обогащенные базальты характеризуются Nb/Lapm> 1, что предполагает участие в плюмовом расплаве компонента RSC (рис. 4).

Температуры кристаллизации клинопироксена (1005-1120°С и 1100-1205°С) и температуры образования курайских базальтовых расплавов (1160-1250°С) соответствуют таковым для плато Науру (Симонов и др., 2004).

Реконструкция геодинамических обстановок формирования

магматических пород проводилась на основе геологических данных, геохимических критериев и дискриминационных диаграмм, результаты использования которых приведены в таблице. Тем не менее, такие диаграммы не всегда позволяют однозначно решить вопрос об обстановке формирования базальтов (Великославинский, 1997 и др.). В таблице использованные критерии приведены в совокупности и показывают, что базальты формировались в обстановках океанического дна и океанических островов и поднятий.

Впервые на основе геохимических данных обосновано выделение базальтов океанического плато в Курайской зоне. По геохимическим критериям базальты имеют плоские спектры LREE, Ni/Co и Cr/V ниже, a Р205/ТЮ2, Th/Ta и Rb/Sr выше, чем в N-MORB, Nb/Lapm<l (Kerr et al., 2000; Фролова, Бурикова, 2002). Геологические данные - ассоциация с отложениями и склоновых фаций, и мощной (до 500 м) протяженной (более 50 км) толщи карбонатной «шапки», а также пространственная связь с обогащенными разновидностями (высокие LREE, Nb/Lapm>!) предполагает их образование в условиях океанического поднятия, комбинирующего океанический остров и океаническое плато, что раннее было описано для плато Онтонг-Джава (Neal et al., 1997). Существование в Палео-Азиатском океане океанических плато подтверждается результатами изучения Джидинской зоны Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП) и входящего в ее состав одноименного океанического гайота (Кузьмин и др., 1995; Gordienko, Filimonov, 2005).

Причиной широких вариаций степени обогащения некогерентными элементами внутриплитных базальтов может быть смешение расплавов гетерогенной мантии, состоящей из деплетированного тугоплавкого матрикса и обогащенных легкоплавких неоднородностей, под

&RSC 01 TTVNb

Рис. 4. Диаграмма Ce/Nb - Th/Nb по (Saunders et al.. 1988). Сплошными линиями показано смешение компонентов DMM. RSC и SDC (см текст), пунктиром - отделение расплава и образование DMM. RSC и SDC Поле для Гавайских островов построено автором по данным базы данных GEOROC Зоны •

- Курайская. ■ - Катунская. А

- засурьинская свита, ♦ - Нарекая Пустые символы - обогащенные базальты

воздействием мантийного плюма, что, в свою очередь, связано с различной мощностью перекрывающей литосферы (Ellam, 1992). Возможность существования гетерогенной мантии обосновывается и изотопными данными (Титаева, 2001). В ходе плавления такой мантии при-тонкой литосфере и высоких СЧГ1 образующиеся расплавы будут иметь более истощенный состав за счет тугоплавкого деплетированного ма-терала (Ph. Morgan, 1999). При увеличении мощности литосферы СЧП снижается, и расплав обогащается легкоплавкими компонентами ман-

Если предположить, что мощность океанической литосферы в венде была меньше, чем в начале кембрия, то более высокие СЧП объясняют низкие концентрации некогерентных элементов в курайских базальтах по сравнению с катунскими. В современной обстановке такие изменения составов наблюдаются для Императорско-Гавайской цепи океанических поднятий (Regelous et al., 2003). Более низкие La/Sm и более высокие Lu/Hf отношения в курайских базальтах подтверждают их формирование при относительно высоких СЧП в пределах поля устойчивости шпинели (рис. 5) Таким образом, большинство деплетированных базальтов из всех четырех складчатых зон образовалось в обстановке океанического дна (срединно-океанического хребта), что подтверждается их ассоциацией с терригенными кремнистыми осадками (в Курайской зоне), как правило, более низким ТЮ2, деплетированным характером спектров REE, наличием четкого Nb минимума (табл., рис. 6).

В обстановке океанического острова образовались обогащенные базальты, ассоциирующие с кремнисто-карбонатными отложениями склоновых фаций. Высокие отношения Nb/Lapm(>l) предполагают участие в источнике компонента RSC. Расплавы выплавлялись на уровне шпинелевой (Gd/Ybn<l,5) и гранатовой (Gd/Yb„>2) фаций.

Впервые в Курайском аккреционном клине были выделены базальты переходного типа, близкие по химическому составу к океаническим платобазальтам Онтонг-Джава и Науру. По геохимическим при-

тииных неоднородностеи. аз

0.25

аг

0.15

0.1

Шп-перидотит

Гр-перидотит

0,5 0,2

«Ч ■ -|-»-Г

0 2 4 6 8 10

ЫЭт

Рис. 5. Эффект частичного плавления шпинелевого и гранатового перидотита от 0.01 до 20% (Яе§е1оиз е1 а1. 2003) Пунктирное поле - МОЯВ (Ыш е1а!.. 1999) Обозначения см рис 4.

знакам, ассоциации с отложениями склоновых фаций п мощной карбонатной шапки они представляют собой океаническое плато. Переходные и обогащенные базальты могли выплавляться из гетерогенной мантии при разных СЧП.

Таблица

Геодинамические обстановки формирования базальтов АССО и

Восточного Казахстана по геохимическим и геологическим критериям

La/Sm„ Nb/Lapm Zr-Nb-Y (1) Th-Hf-Ta (2) геологические ассоциации выводы

Курайскис 1) детет-е П 6-0,9 0,62 MORB MB MORB IAB, 1AT Кремиисные отю псения MORB

2) переходные 0.7-1.6 0.56 MORB IAB MORB отложения склоновых фаций, карбонатной шапки ОРВ. OIB

3) обогащенные 2.2 0.7 MORB WPf IAB

Катунские 1) дебетированные пизко-Л 1,6-1,6 0,47 MORB IAB MORB кремнистые породы, спикулы губок MORB

2) обогащенные высоко-Т1 1.3-3.6 1.5 WPT WPAB WPT WPAB карбон -терриг. отложения склоновых фаций OIB

Чарышские 1) демлетированные 0.6-1.0 0.65 MORB 1АВ MORB 1AT глубоководные отложения с радиоляриями MORB

2) переходные 1.7-2.1 1.3 MORB WPB MORB отложения склоновых фаций, кремни с конодонтами OIB

3) обогащенные 1.9-2.8 1.35 WPAB WPT WPAB OIB

Чарские 1) деп яетированные 0,5-0,8 0,6 MORB IAB MORB IAT глубоководные кремнистые аргиллиты с радио пяриями MORB

2) обогащенные 1.4-2.9 1.4 WPT. WPB WPT WPAB склоновые отложения с конодонтами OIB

базальты Онтонг-Ява. Науру 1.0 1.0 MORB IAB MORB WPT современные обстановки океанич плато OPB

Дискриминационные диаграммы (1) - Zr/4-2Nb-Y (Meschede. 1986): (2) - Th-Hf/3-Та (Wood. 1980). Базальты- внутриплитные (WIT -толеиты. WPAB - щелочные) и островодужные (1АТ - толеиты. 1АВ - известково-щелочные)

Рис. 6. Принципиальная геодинамическая модель формирования океанических базальтов Палео-Азиатского океана. Символы см.

4, стр. 14, табл.

рис. 3,

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленное изучение базальтов из аккреционно-коллизионных зон АССО и Восточного Казахстана отличается от аналогичных исследований комплексным подходом, заключающемся в использовании совокупности геологических и петролого-геохимических данных и критериев. Проведенные исследования позволили более надежно определить геодинамические обстановки образования базальтов и показали, что:

1) базальты Курайской зоны (венд-ранний кембрий) образовались в условиях океанического дна (СОХ) и океанических поднятий;

2) базальты Катунской зоны (ранний кембрий), засурьинской свиты Чарыш-Теректинской зоны (поздний кембрий - ранний ордовик) и Чарского пояса (поздний девон - ранний карбон) образовались в условиях океанических островов и океанического дна (рис. 6);

3) базальты океанического дна формировались из деплетирован-ного верхнемантийного источника, а переходные и обогащенные - из гетерогенного мантийного источника при различных СЧП;

4) с венда до раннего карбона кора Палеоазиатского океана формировалась по аналогии с корой западной части Тихого океана, в которой действовали горячие точки и мантийные плюмы, приведшие к образованию океанических островов типа Гавайской системы и океанических поднятий типа плато Онтонг-Джава.

Новые критерии и подходы, использованные автором при изучении вулканогенно-осадочных толщ (табл.). включающие детальное изучение редкоэлементного и изотопного состава базальтов, могут быть применены при геодинамических реконструкциях других регионов ЦАСП и исследованиях геодинамики палеоокеанов.

Основные публикации по теме диссертации

1 Буслов М М . Сафонова И.Ю . Бобров В А Новые данные по геохимии бонинитов из курайских офиолитов Горного Алтая//Докл РАН -1998 -Т 361. №2. -С. 244-247.

2. Буслов М М.. Сафонова И.Ю . Бобров В А. Экзотический террейн поздне-кембрийско-раннеордовикской океанической коры в северо-западной части Горного Алшя (засурьинская свита)' структурное положение и геохи-мия//Докл РАН - 1999.-Т. 368. №5 - С 650-654.

3. Буслов М. М.. Травин А. В.. Сафонова Л. Ю. Роль с\бдукции океанических островов в эволюции аккреционных клиньев и выведении к поверхности высокобарических пород//Тектоника и геодинамика общие и региональные аспекты-Матер XXXI Тсктонич Сов./Под ред IOB Карякина Т 1.-М: ГЕОС. 1998. С. 80-83.

4 Сафонова И.Ю Позднекембрийско-раннеордовикская океаническая кора в северо-западной части Горного Алтая (засурьинская свита)//Тектоника. геодинамика и процессы магматизма и метаморфизма Матер XXXI Текто-нич. Сов./Под ред Ю В. Карякина. Том 2 - М.. ГЕОС. 1999 - С 107-111.

5. Iwata К . Fupwara Y.. Buslov М М.....Saphonova I.Yu. Geodynamics and

paleo-environmental change of Central Asia (Altai) - collision of the Baltica and Siberia Continents, and the birth of formation of the Northern Eurasia Conti-nent//Special Repoits on the Regional Studies of North-East and North Pacific in Hokkaido University - Sapporo-Hokkaido Univ Publ. 1999 -P 113-123

6 Буслов M M . Фудживара И . Сафонова И.Ю и др Строение и эволюция зоны сочленения террейнов Рудного и Горного Алтая//Геология и геофизика. - 2000. - Т. 41. № 3 -С. 383-397

7 Buslov М М . Safonova I.Yu . Watanabe Т. ct al Gondwana-derived terranes along the marginal part of Eastern Asia evolution and closing of the Paleo-Asian Ocean//Geosciences Journal. - 2000. - V. 4. - P 100-102

8. Buslov M M . Dobretsov N.L.. Saphonova I.Yu Kurai region in Gornv Altai// Geology. Magmatism and Metamorphism of the Western part of Altai-Sayan fold region Field excursion guide/Eds. N L. Dobretsov. A.G Vladimirov - Novosibirsk: UIGGM Publ. 2001. - P. 82-102

9 Buslov. M M . Safonova, I.Yu . Watanabe ct al E\olution of the Paleo-Asian Ocean (Altai-Savan Region. Central Asia) and collision of possible Gondwana-derived terranes with the southern marginal part of the Siberian continent//Geosci J. - 2001. - V 5. no. 3 -P 203-224.

10. Buslov M M.. Watanabe T . Fujiwara Y.. . Safonova I.Yu et al Geodynamics and tectonics of Central Asia: continental growth in Vendian-Paleozoic time//Gond\vana Research. -2001. - V. 4. no 4 - P. 587.

11. Buslov M. M.. Watanabe T, Safonova I.Yu. et al. A Vendian-Cambrian island arc system of the Siberian continent in Gorn\ Altai (Russia. Central Asia)//Gondwana Res - 2002. - V. 5. no 4-P 781-800

12 Safonova I.Yu.. Iwata K.. Buslov MM Fragments of the Vendian-Paleozoic oceanic crust of the Paleo-Asian Ocean (Altai-Sayan. Central Asia)- identification and structural occurrenceZ/Amalgamation of Precambrian blocks and role of Paleozoic orogens in Asia. Abstr Int Symp. - Sapporo - 2002 - P 75-77

13. Сафонова И.Ю.. Буслов М. М. Чарский офиолитовый пояс: строение и состав пород//Геология. геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков/Под ред. Лстникова. - Иркутск: Изд-во ИЗК СО РАН, 2002. - С. 410-412.

14 Сафонова И.Ю.. Буслов М М.. Ко\ Д А Фрагменты океанической коры Палео-Азиатского океана в Горном Алтае и Восточном Казахстане: геохимия и структурное положение// Матер 2-го Всерос Симп. по вулканологии и палеовулканологии - Екатеринбург. 2003 - С 145-150.

15. Сафонова И.Ю., Буслов М М Геодинамические обстановки формирования базальтов Палео-Азиатского океана складчатых областей Горного Ал1ая и Восточного Казаха ана//Эволюция тектонических процессов в истории Земли Матер. XXXVII Гскюнич Совет. Новосибирск, 10-13 февр 2004 г -Новосибирск Изд-во СО РАН. филиал «Гео». 2004. Т. 2. - С. 137-139.

16. Safonova I.Yu.. Buslov MM. Iwata К.. Kokh D.A. Fragments of Vendian-Early Carboniferous Oceanic Crust of the Paleo-Asian Ocean in Foldbelts of the Altai-Sayan region of Central Asia Geochemistry. Biostratigraphy and Stiuciural Setting//Gondvvana Res - 2004 - V. 7. no 3. - P. 771-790

17. Safonova I.Yu.. Buslov M M Geochemistry of oceanic basalts of the Katun accretionary wedge m northern Gorny Altai' evidence for mantle plume magma-tism//Deep-seated magmatism its sources and their relation to plume processes/Ed. N.V. Vladykin. - Irkutsk: Inst. Geochem.. 2004 - P. 273-292.

18. Сафонова И.Ю.. Буслов M M., Кох Д.А. Фрагменты океанической коры Палео-Азиатского океана в Горном Алтае и Восточном Казахстане: геохимия и структурное положение//Литосфера. -2004 - № 3. - С. 84-96.

19 Добрецов Н.Л.. Буслов М М.. Сафонова И.Ю.. Кох Д.А. Фрагменты океанических островов в структуре Курайского и Катуиского аккреционных клиньев Горного Алтая//Геология и геофизика. - 2004. - № 12 - С. 1381-1403

20. Сафонова И.Ю.. Буслов М.М. Геохимия океанических базальтов Курай-ской аккреционной призмы (Горный АлтайУ/Глубинный магматизм, его источники и и\ связь с плюмовыми процессами/Под ред. II.В Владыкина -Иркутск, 2004. - С 314-330

21. Safonova I.Yu.. Buslov М.М Geochemical diversity in oceanic basalts of the Zasurin Formation. NF Altai. Russia, trace element evidence for mantle plume magmatism//ProbIcms of sources of deep magmatism and plumes/Ed. N V Vladykin. - Irkutsk- Inst Geochem.. 2005. - P. 247-266.

22 Симонов В.А.. Сафонова И.Ю.. Ковязин С В . Буслов М М. Петрогснезис базальтов Курайского палсосимаунга (Горный Алтай)//Г1етрология маша-тич и метаморфич комплексов Томск ЦНТИ. 2005 - Вып. 5. - С. 165-170.

23. Buslov М.М.. Safonova I.Yu.. Isozaki Y Oceanic islands in Vendian-Early Cambrian accretionary wedges of Corny Altai. SW Siberia early stages of continental crustal growth of the Siberian continent//Structural and Tectonic correlation across the Central Asian orogenic collage: north-eastern segment' Guidebook and abstract volume of the Siberian Workshop IGCP-480)/Ed \i V Sklyarov -Irkutsk. Print IEC SB IMS. 2005. - P 174-179.

Технический редактор О М Вараксина

Подписано к печати 7.11 2005 Формат60x84/16 Бумага офсет №1 Гарнит>раТайме Офсетная печать Печ л 1.2 Тираж 120 Зак №447

НП АИ «Гео» 630090. Новосибирск, пр-т Ак Копткма, 3

РНБ Русский фонд

2006-4 24741

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Сафонова, Инна Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ АККРЕЦИОННО

КОЛЛИЗИОННЫХ ЗОН ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ АЛТАЕ

САЯНСКОЙ ОБЛАСТИ И ВОСТОЧНОГО КАЗАХСТАНА

1.1. Структурное положение океанических базальтов в аккреционно-коллизионных зонах западной части алтае

Саянской области и Восточного Казахстана.

1.2. Геологическое строение аккреционных зон Горного Алтая

1.2.1 Курайский аккреционный клин.

1.2.2 Катунский аккреционный клин. щ 1.3. Чарыш-Теректинская сдвиговая зона и засурьинская свита северо-западного Алтая.

1.4. Чарский офиолитовый пояс Восточного Казахстана.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ БАЗАЛЬТОВ.

2.1. Аналитические методы.

2.1.1. Описание использованных аналитических методик.

2.1.2. Сравнение аналитических данных, полученных разными методами и в разных лабораториях.

2.2. Методика использования геохимических данных.

2.2.1. Геохимические особенности базальтов.

2.2.2. Существующие концепции связь состава океанических % базальтов с геодинамическими условиями формирования и эволюции базальтовых магм.

- Классификация океанических вулканитов основного состава.

- Связь состава базальтов с геодинамическими обстановками.

2.2.3. Использование вариационных и дискриминационных диаграмм для определения геодинамических условий формирования базальтов.

ГЛАВА 3. ПЕТРОГРАФИЧЕСКАЯ, ПЕТРОХИМИЧЕСКАЯ И

ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ БАЗАЛЬТОВ.

3.1. Вендские базальты Курайского аккреционного клина. ф - Петрографическая характеристика.

- Химический состав.

- Характеристика раставных включений.

- Химический состав вкрапленников клинопироксена.

3.2. Раннекембрийские базальты Катунского аккреционного клина.

- Петрографическая характеристика.

-Химический состав.

3.3. поз днекембр ийско-р анннео р до в икские базальты

Засурьинской свиты Чарыш-Теректинской сдвиговой зоны

- Петрографи ческая характерист ика.

- Химический состав.ч.

3.4. позднедевонско-раннекарбоновые базальты чарской сдвиговой зоны.

- Петрографическая характеристика.

- Химический состав.

3.5. Характеристика изотопного состава базальтов.

ГЛАВА 4. ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ,

МАНТИЙНЫЕ ИСТОЧНИКИ И ПЕТРОГЕНЕЗИС

БАЗАЛЬТОВ.

4.1. Влияние процессов вторичных изменений, метаморфизма, коровой контаминации, частичного плавления и фракционной кристаллизации на состав базальтов

4.2. Мантийные источники и оценка РТ-условий формирования базальтов.

4.3. Геодинамические обстановки формирования базальтовых толщ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геодинамические обстановки формирования венд-палеозойских бальзатов Палео-Азиатского океана из складчатых областей Горного Алтая и Восточного Казахстана"

Складчатые структуры Алтае-Саянской складчатой области (АССО) и Восточного Казахстана представляют собой аккреционно-коллизионные зоны, сформированные на окраине Сибирского континента в ходе эволюции Палео-Азиатского океана. Фрагменты палеоокеанической литосферы, сохраненные в складчатых поясах, фиксируют реликты исчезнувших океанов, и представлены габбро-пироксенитами, комплексами параллельных даек, серпентинитовыми меланжами и базальт-осадочными толщами, часть из которых является верхней частью офиолитовых разрезов, а другие -отложениями палеоокеанических островов и поднятий. Океанические острова и поднятия в современных океанах слагают значительные объемы и, казалось бы, должны хорошо сохраняться в складчатых областях. Их относительная редкость объясняется либо ф поглощением в зоне субдукции, либо сложностью идентификации, особенно среди базальт-осадочных террейнов иного геодинамического происхождения. Поскольку в большинстве складчатых зон первичные геологические и структурные взаимоотношения вулканических и осадочных пород нарушены, то одним из наиболее важных способов выделения геодинамических обстановок древних океанов является изучение геохимического состава основных вулканических пород. Возможность такого выделения вытекает из представлений тектоники плит, в которой процессы тектоники и геодинамики считаются тесно связанными с процессами, происходящими в верхней и нижней мантии, т.к. именно мантийная конвекция является механизмом, приводящим к • движению литосферных плит. Поэтому все разнообразие составов океанических базальтов является результатом возвращения (рециклинга) в мантию материала океанической, и в значительно меньшей степени, континентальной коры благодаря субдукции.

Существует фундаментальное различие между базальтами офиолитовых разрезов, формирующихся в срединно-океанических хребтах (MORB) и выплавляющихся из участков мантии, истощенных несовместимыми элементами, и базальтами океанических островов (OIB), которые обогащены такими элементами. Также выделяются базальты подводных океанических плато, имеющие промежуточный состав некогерентных ф элементов. Подавляющим большинством специалистов признается доказанным, что

MORB образуются в результате вулканизма на дивергентных границах океанических плит, а океанические острова формируются в результате действия стационарных источников тепла, так называемых «горячих точек», расположенных под движущейся литосферной плитой, которые проявляются в результате действия «плюмов» поднимающихся из мантийных глубин. При этом базальты MORB (срединно-® океанических хребтов) выплавляются из верхнего деплетированного слоя мантии, а базальты OIB (океанических островов) связаны с проявлением мантийных плюмов, поднимающимися от глубинных, недеплетированных уровней нижней мантии. Образование океанических плато до сих пор является предметом дискуссий, но считается, что они образуются также при воздействии мантийных плюмов, но из мантийного источника, содержащего деплетированный мантийный материал.

Поскольку в различных геодинамических обстановках формируются базальты разного состава, изучая химический состав вулканических толщ, мы можем определить условия их формирования. При этом геодинамические реконструкции должны учитывать не только геохимические данные, но и обязательно геологические условия нахождения ф базальтов. Постмагматические изменения базальтов, сопровождающие коллизионно-аккреционные процессы, также влияют на состав базальтов, как и процессы частичного плавления, кристаллизационной дифференциации и контаминации.

В течение последних пятнадцати лет аккреционно-коллизионные пояса западной части АССО и Восточного Казахстана являлись предметом детального изучения, в результате которого была определены особенности их тектоники и геодинамики, биостратиграфические ассоциации базальт-осадочных толщ, выделены вулканогенно-осадочные толщи океанического происхождения, проведено первичное определение их химического состава (Buslov et al., 1993; Симонов и др., 1994). Однако геодинамические ♦ обстановки образования базальтов, входящих в состав складчатых зон, оставались не совсем ясны, из-за отсутствия данных по геохимии редких и редкоземельных элементов и изотопов. Поэтому объектом исследования являются венд-раннекембрийские океанические базальты Курайского и Катунского аккреционных клиньев Горного Алтая, позднекембрийско-раннеордовикские базальты засурьинской свиты Чарыш-Теректинской зоны сдвига северо-западного Алтая и позднедевонско-раннекарбоновые базальты Чарского офиолитового пояса Восточного Казахстана. Автором, на основе детального изучения геохимического состава пород в комбинации с данными структурно-геологического положения базальт-осадочных толщ, были определены 0 геодинамические обстановки формирования базальтов, дана петрографическая, петрохимическая и геохимическая характеристика пород, определены петрологические условия выплавления базальтов.

Работы проводились в несколько этапов. Сначала были изучены имеющиеся геологические, структурные палеонтологические и геохимические данные по данному региону. Потом выделялись наиболее интересные участки для отбора образцов на ® геохимический анализ (глава 1). Далее выбиралась методика исследования. Хорошо сохранившиеся образцы анализировались на содержание породообразующих и редких элементов и изучение изотопного состава. Для большей достоверности полученных данных несколько образцов были проанализированы разными методами в различных институтах и лабораториях России и Японии. Была оценена подвижность элементов в ходе постмагматических процессов и обосновано применение тех или иных дискриминационных диаграмм, дан анализ литературных данных по геодинамическим обстановкам формирования океанических базальтов (глава 2). В третьей главе приведены результаты детального изучения петрографического, петрохимического, геохимического и изотопного состава пород, выделены их основные типы и дана первичная ^ интерпретация аналитических данных. Детальная интерпретация полученных геохимических данных в целях геодинамических реконструкций проводилась с помощью вариационных и дискриминационных диаграмм и данных моделирования частичного плавления, определения температур кристаллизации базальтов и состава мантийных источников. Было показано, что базальты формировались: 1) из двух типов мантийных источников, при разных степенях частичного плавления; 2) в геодинамических обстановках срединно-океанических хребтов, океанических плато и океанических островов и, что 3) плюмовый магматизм действовал в Палео-Азиатском океане в период с позднего венда до раннего карбона (глава 4). # Начиная с 1995 года, автор принимала участие в полевых работах на Горном

Алтае, в том числе в рамках российско-японского сотрудничества между Институтом геологии СО РАН, Университетом Хоккайдо (Саппоро) и Токийским институтом технологий (Токио). Совместно с д-ром Цутому Ота были проведены полевые работы по изучению Курайского и Катунского аккреционных клиньев Горного Алтая в 2000 году. В 2004 году в ходе полевых работ, проводимых под руководством д-ра г.-м. наук В.А. Симонова, были отобраны образцы на термобарогеохимическое изучение расплавных микровключений во вкрапленниках клинопироксена.

С 2003 года автор является руководителем инициативного проекта Российского ф Фонда Фундаментальных Исследований (грант № 03-05-64688) «Океаническая кора

Палеоазиатского океана в Алтае-Саянской складчатой области: возраст, структурное положение, состав, геохимическая и палеомагнитная характеристика». Детальное изучение вулканогенно-осадочных толщ, присутствующих в виде фрагментов в складчатых зонах западной части АССО и Восточного Казахстана, показало, что в ПалеоАзиатском океане базальтовый магматизм проявился в период с позднего венда до ® раннего карбона. Базальты и ассоциирующие с ними осадочные породы были сформированы в условиях срединно-океанических хребтов и океанических островов и плато (Safonova et al., 2004).

Проведенные исследования дали качественные и количественные доказательства в пользу связи базальтов океанических островов с проявлениями мантийных плюмов, признаки которых достаточно надежно выделяются с помощью геохимического анализа по распределению редкоземельных элементов и соотношениям в системе LREE-Nb-Th, на основе принципа актуализма, т.е. сравнения с современной историей развития океанов. Современными аналогами изученных базальтов океанических островов и плато являются базальты Гавайской системы океанических островов и платобазальты Науру и

Онтонг-Джава юго-западной части Тихого океана. Типы мантийных источников определены по соотношениям Се, Th, Nb и изотопов в системе Sm-Nd.

Структурные, биостратиграфические и геохронологические данные позволили оценить время проявления плюмового магматизма и построить геодинамическую и петрологическую модель формирования океанического острова/плато. Полученные результаты послужили основой для выделения этапов развития магматизма ПалеоАзиатского океана

В России широко ведутся работы по изучению складчатых областей с позиций тектоники плит. Несмотря на высокую степень геологической изученности Алтае-• Саянского региона и Восточного Казахстана, многие вопросы магматизма и геодинамики оставались нерешенными или недостаточно достоверно обоснованными из-за отсутствия данных по редкоэлементному и изотопному составу магматических пород. Актуальность определения геодинамических обстановок формирования океанических базальтов из аккреционно-коллизионных зон западной части Алтае-Саянской складчатой области (АССО) и Восточного Казахстана определяется необходимостью разработки геодинамической модели эволюции Палео-Азиатского океана и реконструкции этапов роста Сибирского континента. Исследования геохимического и изотопного состава базальтов обеспечивают более надежные щ геодинамические реконструкции сложно построенных складчатых областей, что позволяет сопоставлять древние вулканические комплексы с подобными образованиями современных геодинамических обстановок океана.

Объектом исследования являются венд-раннекембрийские базальты Курайского и Катунского аккреционных клиньев (Горный Алтай), позднекембрийско-раннеордовикские базальты Чарыш-Теректинской сдвиговой зоны (северо-западный Алтай) и позднедевонско-раннекарбоновые базальты Чарской сдвиговой зоны (Восточный Казахстан) на предмет выявления связи их петрохимического, геохимического и изотопного состава с геодинамическими обстановками формирования.

Целью исследования является определение геодинамических обстановок формирования базальтов на основе комплексного анализа геологических и петролого-геохимических данных. Задачи исследования: 1) выделение геохимических типов, определение условий петрогенезиса и установление мантийных источников базальтовых расплавов; 2) выявление геодинамических условий формирования базальтов с применением геодинамического анализа и моделей мантийной конвекции.

Основные этапы исследования:

1. Детальное изучение закономерностей структурного положения и литологии вулканогенно-осадочных толщ.

2. Детальное изучение петрохимических, геохимических и изотопных характеристик базальтов, оценка влияния процессов частичного плавления, фракционной кристаллизации, постмагматических изменений, метаморфизма и коровой контаминации на их состав.

3. Определение условий петрогенезиса и выделение типов мантийных источников базальтов на основе термобарогеохимических, геохимических и

• минералогических данных.

4. Геодинамический анализ обстановок формирования базальтов на основе совокупности структурных и литолого-стратиграфических данных, редкоэлементного состава пород, параметров петрогенезиса и типов мантийных источников.

Фактический материал и методы исследования. В основу работы положены материалы автора и других сотрудников Лаборатории геологической корреляции Института геологии СО РАН, собранные в ходе полевых работ в 1995-2004 годах при выполнении плановых научно-исследовательских работ в составе Института геологии СО РАН, неопубликованные данные по Катунской зоне, любезно предоставленные ф А.Э. Изохом, термобарогеохимические данные, полученные под руководством В.А.

Симонова, материалы интерактивной геохимической базы данных GEOROC Института химии г. Майнц (Германия), материалы геологических отчетов ФГУГП "Запсибгеолсъемка", составленные В.А. Зыбиным и B.C. Куртигешевым, и коллекции шлифов Лаборатории геологической корреляции ИГ СО РАН и B.C. Куртигешева (ФГУГП "Запсибгеолсъемка"). ^ Теоретической основой решения поставленных задач является концепция тектоники литосферных плит, согласно которой базальты формируются в зонах спрединга океанических плит из деплетированных верхнемантийных источников и во внутриплитных областях океанов из обогащенных нижнемантийных источников в результате действия мантийных плюмов.

Для решения поставленной задачи был использован комплекс геологических, геохронологических, петрологических и геохимических методов. Геологические схемы были составлены на основе детального картирования ключевых участков и петрографического изучения пород (более 600 шлифов). Петролого-геохимические интерпретации опираются на опубликованные данные и оригинальные анализы пород на петрогенные (более 200 анализов) и редкие элементы (около 150), в том числе редкоземельные элементы (около 100), выполненные нейтронно-активационным, рентгено-флуоресцентным и ICP MS методами в лабораториях Аналитического центра ОИГГиМ СО РАН (В.А. Бобровым, B.C. Пархоменко, А.Д. Киреевым, Ю.П. Колмогоровым и С.В. Палесским) и в лаборатории Ш. Маруяма Токийского института технологий (А. Уцуномия). Анализ состава изотопов Sm-Nd и Rb-Sr был выполнен в лаборатории изотопной геохимии и геохронологии (зав. лаб. д. г.-м. н. Ю.А. Костицын) ГЕОХИ им. В.И.Вернадского РАН на масс-спектрометре TRITON (10 определений). При изучении состава минералов-вкрапленников выполнено более 100 микрозондовых # анализов на рентгено-спектральном анализаторе в ОИГГиМ СО РАН, а также под руководством В.А. Симонова было сделано более 15 анализов состава расплавных включений на ионном зонде IMS-4f в Институте микроэлектроники РАН и более 50 определений температур гомогенизации расплавных включений в пироксенах в высокотемпературной термокамере с инертной средой.

Определение возраста базальтов Палео-Азиатского океана основано на палеонтологическом изучении ассоциирующих с базальтами осадочных пород (опубликованные данные Н.В. Сенникова и О.Т. Обут из ОИГГиМ СО РАН, К. Ивата их Университета Хоккайдо) и на датировании известняков, перекрывающих базальты, ф Pb-Pb методом (Ю. Учио из Токийского института технологий).

Защищаемые положения и научные результаты.

1. Венд-палеозойские базальты Палео-Азиатского океана из аккреционных и сдвиговых зон западной части АССО и Восточного Казахстана представлены деплетированными, переходными и обогащенными титаном, ниобием и редкоземельными элементами разновидностями. Деплетированные - схожи с базальтами океанического дна и ассоциируют с тонкослоистыми кремнистыми отложениями. Переходные и обогащенные - близки к внутриплитным базальтам Тихого океана и ассоциируют с терригенными карбонатно-кремнистыми отложениями склоновых фаций и известняками карбонатной "шапки" океанических поднятий.

2. Геохимические и изотопные характеристики пород свидетельствуют, что базальты океанического дна формировались из деплетированного верхнемантийного источника, а переходные и обогащенные базальты океанических поднятий - из гетерогенного мантийного источника при различных степенях частичного плавления.

3. На основании комплексного анализа геологических и петролого-геохимических данных обосновано формирование базальтов в геодинамических обстановках срединно-океанических хребтов, океанических островов и плато. Вулканизм горячих точек действовал в Палео-Азиатском океане в период с венда до раннего карбона.

Научная новизна. Личный вклад. На основании редкоэлементного состава впервые в палеоокеанических комплексах западной части АССО и Восточного Казахстана выделены три геохимические разновидности базальтов — деплетированные, переходные и обогащенные. На основе термобарогеохимических и минералогических исследований вкрапленников пироксена и расплавных включений в них определены температуры кристаллизации базальтов (1160-1250°С и 1100-1150°С). Впервые на основе геохимических, петрологических и изотопных данных сделаны выводы о формировании внутриплитных переходных и обогащенных базальтов из гетерогенного мантийного источника, образованного при смешении двух типов мантийных расплавов (деплетированных и обогащенных), при разных степенях частичного плавления. Установлено их формирование в геодинамических обстановках океанического дна, океанических островов и поднятий Палео-Азиатского океана. Выявлена связь переходных и обогащенных базальтов с деятельностью мантийных плюмов.

Теоретическая и практическая значимость результатов. Выявленные закономерности формирования базальтов Палео-Азиатского океана, входящих в состав аккреционно-коллизионных зон западной части АССО и Восточного Казахстана, могут быть использованы: 1) при геодинамических реконструкциях других складчатых областей Центральной Азии; 2) для совершенствования теоретических основ геодинамики палеоокеанов; 3) решения проблем межрегиональных корреляций; 4) составления геологических карт и стратиграфических схем; 5) прогнозирования полезных ископаемых, связанных с проявлениями океанического магматизма.

Апробация работы. Различные аспекты проведенных исследований обсуждались на многих международных и российских совещаниях и конференциях. Основные положения и выводы диссертации были доложены на XXXI Тектоническом совещании «Тектоника и геодинамика: общие и региональные аспекты» (Москва, 1998); XXXII Тектоническом совещании «Тектоника, геодинамика и процессы магматизма и метаморфизма» (Москва, 1999); Международном симпозиуме «Амальгамация докембрийских блоков и роль палеозойских орогенов в Азии» (Саппоро, 2002); 2-ом Всероссийском симпозиуме по вулканологии и палеовулканологии (Екатеринбург, 2003); XXXVII Тектоническом совещании «Эволюция тектонических процессов в истории Земли» (Новосибирск, 2004); Ассамблеях Европейского геологического союза (Ницца, 2003; Вена, 2005); 32-м Международном геологическом конгрессе (Флоренция, 2004); Международном семинаре IGCP-480 «Корреляция структурных и тектонических процессов Центрально-Азиате кого складчатого пояса: рост континентов и внутриконтинентальные деформации» (Иркутск, 2005).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 30 работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, изложенных на 225 страницах текста. Она содержит 73 рисунка и 22 таблицы. Библиография включает 198 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геотектоника и геодинамика", Сафонова, Инна Юрьевна

Проведенное всестороннее изучение структурно-литологических и

геохимических характеристик вулканогенно-осадочных толщ из складчатых областей

западной части Алтае-Саянской области и Восточного Казахстана позволило, по

сравпению с предыдущими исследованиями, более надежно обосновать формирование

входящих в их состав венд-раннекарбоновых базальтов Палео-Азиатского океана в

различных геодипамических обстановках. Так как условия формирования таких

вулкапогенно-осадочных толщ нельзя достоверно определить только на основании

геологических данных, важно было провести детальный анализ геохимического состава

базальтов, ассоциирующих с океаническими осадками разного возраста и состава. Это

позволило автору определить геодииамические обстановки формирования базальтов,

условия их плавления и типы мантийных источников. Такого рода комплексная работа

выполнена впервые. В Курайской зоне океанические базальты чаще всего встречаются в ассоциации с

обломочными карбонатными, терригенными и кремнистыми отложениями склоновых

фаций и массивными известняками со строматолитами и оопдами фаций карбонатной

щапки океанического острова/плато. Возраст базальтов оценивается как

поздневендский по результатам Pb-Pb датирования (598±25 млн. лет) ассоциирующих с

ними строматолитовых известняков. В структуре Катунского аккреционного клина океанические базальты находятся

в составе отложений, в основном, склоновых фаций океанического острова. Возраст

базальтов оценивается по ассоциации с ранне-кембрийским возрастом осадочных пород

и по перекрывающим со стратиграфическим иерерывом островодужным образованиям

санаштыгольского возраста. Океанические базальты засурьинской свиты Чарыш-Теркетинской сдвиговой

зоны встречаются в ассоциации с темно-красными и серо-зелеными кремнистыми

породами засурьинской свиты и содержат конодонты и радиолярии позднего кембрия -

раннего ордовика. Присутствие брекчий и конседиментационная складчатость

предполагают склоновые фации океанического острова. В Чарской зоне базальты совместно с глубоководными кремнистыми

отложениями слагают тектонические пластины в меланжах. Блоки и чешуи

ассоциирующих кремнистых пород содержат среднедевонско-раннекарбоновые

радиолярии и конодонты.в результате детального геохимического изучения базальтов из четырех

регионов заиадной части АССО и Восточного Казахстана было ноказано, что общим

для всех объектов является наличие но крайней мере двух (трех в Курайской зоне и

засурьинской свите) разновидностей базальтов, различающихся в основном но

содержанию титана, редкоземельных элементов и ниобия. Денлетированные базальты

Курайского аккреиионного клина, засурьинской свиты Чарын1-Теректинской зоны

сдвига, Чарского офиолитового нояса и низкотитанистые базальты Катунского

аккреционного клин представляют собой аналоги толеитов срединно-океанических

хребтов. Обогащенные базальты Курайского и Катунского аккреционного клиньев и

Чарской зоны сдвига, обогащенные и переходные базальты засурьинской свиты

являются аналогами базальтов океанических островов. Переходные базальты

Курайского аккреционного клина отнесены к базальтам океанического плато. Проведенное обобщающее изучение геологических и геохимических

характеристик базальтов из аккреционно-коллизионных зон АССО цоказало, что венд кембрийские базальты Курайской и Катунской зон образовались в условиях

внутриплитпых океанических плато и островов, а также средиино-океанических

хребтов. Позднекембрийско-раннеордовикские базальты засурьинской свиты

сформировались в условиях океанических островов гавайского типа и срединно океанических хребтов. Позднедевонско-раннекарбоновые базальты Чарского нояса

также формировались в обстановках океанических островов и срединно-океанических

хребтов. Тесная прострапственная связь базальтов плюмового пропсхождения с

базальтами срединно-океанических хребтов свидетельствует о том, что в венд раннекарбоновое время в составе океанической коры Палео-Азиатского океана

существовали океанические острова и плато. Возможно, что венд-раннекембрийские

базальты Курайской и Катунской зон и нозднекембрийско-раннеордовикские базальты

засурьинской свиты представляли серию палеокеанических островов и плато,

связанных с проявление однотипной горячей точки, а позднедевонско-раннекарбоновые

базальты Чарской зоны представляли собой другую серню островов. В целом, венд раннекарбоновая кора Палеоазиатского океана формировалась по апалогии с корой

западной части Тихого океана, в составе которой действовали горячие точки типа

гавайской и ^мантийные плюмы, приведщие к образованию базальтовых плато типа

Онтонг-Джава. Новые критерии и нодходы, иснользованные автором при изучении

вулканогенно-осадочных толщ, могут быть применены при будущих геодинамических

реконструкциях других регионов ЦАСП и исследованиях геодинамики папеоокеанов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Сафонова, Инна Юрьевна, Новосибирск

1. Беляев СЮ. Тектоника Чарской зоны (Восточный Казахстан). - Новосибирск: Изд-во ИГиГ СО АН СССР, 1985. - 117 с.

2. Берзин Н. А., Колман Р. Г., Добрецов Н. Л. и др. Геодинамическая карта западной части Палеоазиатского океана//Геология и геофизика. - 1994. - Т. 35, № 7-8. - 8-28.

3. Берзин Н.А., Кунгурцев Л.В. Геодинамическая интерпретация геологических комплексов Алтае-Саянской области//Геология и геофизика. - 1996. - Т . 37, №1. - 63-81.

4. Буслов М. М. Тектонические покровы Горного Алтая. - Новосибирск: Наука, 1992. - 95 с.

5. Буслов М. М., Ватанабе Т. Внутрисубдукционная коллизия и ее роль в эволюции аккрециоппого клина (па примере Курайской зопы Горного Алтая, ЦептральпаяАзия)//Геология и геофизика. - 1996. - Т. 37, № 1. - 82-93.

6. Буслов М.М., Ватанабе Т., Смирпова Л.В. и др. Роль сдвигов в поздпепалеозойско- раппемезозойской тектонике и геодинамике Алтае-Саянской и Восточно-Казахстанскойобластей//Геология и геофизика. - 2003. - Т. 44, №. 1-2. - 49-75.

7. Буслов М.М. Террейновая тектоника и геодинамика складчатых областей мозаично- блокового типа (на примере Алтае-Саянского и Восточно-Казахстанского регионов):Автореф. дне. докт. геол.-мин. наук. - Новосибирск, 1998. - 44 с.

8. Буслов М.М., Сафонова Н.Ю., Бобров В.А. Экзотический террейн позднекембрийско- ранпеордовикской океанической коры в северо-занадной части Горного Алтая(засурьипская свита): структурное положение и геохимия//Докл. РАН. - 1999. - Т. 368,№ 5. - 650-654.

9. Буслов М.М., Сенников Н.В., Ивата К. и др. Новые данные о строении и возрасте олистостромовой и песчано-алевролитовой толщ горно-алтайской серии на юго-востокеГорного Алтая//Геология п геофизика. - 1998. - Т. 39, Ш 6. - 789-798.

10. Буслов М.М., Фудживара И., Сафонова И.Ю. и др. Строение и эволюция зоны сочленения террейнов Рудного и Горного Алтая//Геология и геофизика. - 2000. - Т. 41,№ 3 . - С . 383-397.

11. Великославинский Д. Распознавание геодинамических обстановок по петрохимическим характеристикам базальтов//3аниски ВМО. - 1997. - Ч. XXVI, JSTijl. -С. 109-124.206

12. Владимиров А.Г., Пономарева А.П., Шокальский СП. и др. Поздненалеозойский- раннемезозойский гранитондный магматизм Алтая//Геология и геофизика. - 1997. - Т.38, № 4 . - С . 715-729.

13. Владимиров А.Г., Козлов М.С., Шокальский СП. и др. Основные возрастные рубежи интрузивного магматизма Кузнецкого Алатау, Алтая и Калбы ( по даннымU-Pb изотопного датирования)//Геология и геофизика. - 2001. - Т. 42, № 8. - 157-178.

14. Волков В.В. Основные закономерности геологического развития Горного Алтая (ноздний докембрий и ранний палеозой). — Повосибирск: Паука, 1966. — 162 с.

15. Гибшер А.С, Есин СВ., Изох А.Э. и др. Дионсидсодержащие базальты кембрия Чепошской зоны Горного Алтая: модель фракционирования гибридных магм внромежуточных магматических камерах//Геология и геофизика. — 1996. - Т. 38, № 1 1 . -С 1760-1772.

18. Добрецов Н.Л., Буслов М.М., Сафонова И.Ю., Кох Д.А. Фрагменты океанических островов в структуре Курайского и Катунского аккреционных клиньев ГорногоАлтая//Геология и геофизика. - 2004. - JST» 12. - 1381-1403.

19. Добрецов Н.Л., Ермолов П.В., Хомяков В.Д. Офиолиты и состав фундамента осевой части Зайсанской геосинклинапии//Базитовые и ультрабазитовые комплексы Сибири. -Новосибирск: Наука, 1979. - 196-219.

20. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г. Глубинная геодинамика. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1994. - 299 с.

21. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Глубинная геодинамика. - Новосибирск: ГЕО. - 2002. - 373 с.

22. Ермолов П.В., Добрецов Н.Л., Полянский Н.В. и др. Офиолиты Чарской зоны/Юфиолиты. - Алма-Ата: Наука КазССР, 1981. - 103-178.

23. Зыбин В.А. О стратотиие баратальской серии Горного Алтая//Геологич. строение и полезные ископаемые Алтайс. края: Тез. докл. конф., 1985. - Бийск, 1985. - 3-5.

24. Зыбин В.А., Сергеев В.П. Стратиграфия верхнепротерозойских отложений юго- востока Горного Алтая//Новое в стратиграфии и палеонтологии докембрия Алтае-Саянской складчатой области и Тувы. - Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1978. - 9-22.

25. Ивата К., Ватанабе Т., Акияма М. и др. Налеозойские микрофоссилии из Чарского пояса (Восточный Казахстан)//Геология и геофизика. - 1994. - Т. 35, JVb 7-8. - С 145-152.

26. Интерпретация геохимических данных/Скляров Е.В., Гладкочуб Д.Н. и др.; под ред. Е.В. Склярова. - Интермет Инжиниринг, 2001. - 288 с.

27. Кузьмин М.И., Гордиенко И.В., Альмухамедов А.И. и др. Налеоокеанические комплексы Джидинской зоны каледонид (Юго-Западное Забайкалье)//Геология игеофизика. - 1995. - Т . 36, .№ 1. - 3-18.208

28. Кузьмин М.И., Корольков Ф.Т., Дриль СИ., Коваленко Н. Историческая геология с основами тектоники плит и металлогении. — Иркутск: Изд-во Иркутского Ун-та, 2000. -288 с.

29. Печерский Д. М., Диденко А. Н. Палеоазиатский океан. - М.: ОИФЗ РАН, 1995. - 298 с.

30. Покровский Б.Г. Коровая контаминания мантийных магм но данным изотонной геохимии. - М.: Паука, 2000. - 228 с.

31. Полянский Н.В., Добрецов П.Л., Ермолов П.В., Кузебный B.C. Структура и история развития Чарского офиолитового нояса//Геология и геофизика. — 1979. - № 5. — 66-78.

32. Ренина Л.П., Романенко Е.В. Трилобиты и стратиграфия нижнего кембрия Алтая. - М.: Паука, 1978.-304 с.

33. Румянцев М.Ю., Туркина О.М., Пожкин А.Д. Геохимия Шумихинского гнейсово- амфиболитового комнлекса Канской глыбы (северо-занадная часть Восточного Саяна)//Геология и геофизика. - 1998. - Т. 39, № 8. - 1103-1115.

34. Рундквист Д.В., Ряховский В.М., Миронов Ю.В., Пустовой А.А. Существует ли универсальный Sr-Nd-Pb-изотонный индикатор нижнемантийных плюмов?//Докл. РАП.- 2000. - Т. 370, т 2. - 223-226.

35. Сафонова И.Ю., Буслов М.М. Геохимия океанических базальтов Курайской аккреционной нризмы (Горный Алтай)//Глубинный магматиз.м, его источники и ихсвязь с нлюмовыми процессами/Под ред. Владыкина FI.B. - Иркутск, 2004. - 314-332.

36. Сафонова И.Ю., Буслов М.М., Кох Д.А. Фрагменты океанической коры Палео- Азиатского океана в Горном Алтае и Восточном Казахстане: геохимия и структурноеноложение//Литосфера. - 2004. - № 3. - 84-96.

37. Сенников П. В., Пузырев А. А., Русских В. Г. Ордовик и нижний силур района с. Усть-Чагырка (Горный Алтай)//Проблемы стратиграфии и тектоники Сибири. -Повосибирск: Изд-во ИГиГ, 1985. - 30-45.

38. Сенников П.В., Ивата К., Ермиков В.Д. и др. Океанические обстановки седиментации и фаунистические сообщества в цалеозое южного обрамления Занадно-Сибирскойнлиты //Геология и геофизика. - 2003. - Т.44, M!l-2. - 156-171.209

39. Симонов В.А. Петрогенезис офиолитов (термобарогеохимические исследования). - РГовосибирск: Изд-во ОИГГМ СО РАН, 1993.-247 с.

40. Симонов В. А., Добрецов И. Л., Буслов М. М. Бонинитовые серии в структурах Палеоазиатского океана//Геология и геофизика. - 1994. - Т. 35, № 7-8. - 182-199.

41. Симонов В.А, Золотухин В.В., Ковязин В. и др. Петрогенезис базальтовых серий подводпого плато Онтонг-Джава-Пауру, Тихий океанШетрология. - 2004. - Т. 12, № 2.- С . 191-205.

42. Симонов В.А., Сафонова И.Ю., Ковязин СВ., Буслов М.М. Петрогенезис базальтов Курайского палеосимаунта (Горный Алтай)//Петрология магматических иметаморфических комплексов. Вып. 5. - Томск: ЦНТИ, 2005. - 165-170.

44. Соболев А.В. Проблемы образования и эволюции мантийных магм: Автореф. дис. докт. геол.-мин. наук. - М., 1997. - 50 с.

45. Соболев А.В., Слуцкий А.Б. Состав и условия кристаллизации исходного расплава сибирских меймечитов в связи с общей проблемой ультраосновных магм//Геология игеофизика. - 1984. - № 12. - 97-110.

46. Сючань С, Джун Г., Яоцин Т. И др. Глаукофан-сланцевые пояса и их тектоническое значение в орогенических поясах Северо-Западпого Китая//Геология и геофизика. -1994.-№7-8.-С. 200-216.

47. Терлеев А. А. Стратиграфия Венд-Кембрийских отложений Катунской антиклинали (Горный Алтай)//Поздний докембрий и ранний налеозой Сибири/Под ред. В. В.Хоментовского. - Новосибирск: ОИГГиМ, 1991. - 82-106.

48. Титаева Н.А. Интерпретация изотоиных составов вулканических пород океана и проблема неоднородности океанической мантии/ЯТетрология. - 2001. - Т. 9, № 5. - 504-518.

49. Фролова Т.И., Бурикова И.А. Магматические формации современных геотектонических обстановок. - М.: Изд-во МГУ, 1997. - 319 с.

50. Фролова Т. И., Бурикова И. А. Платобазальтовый магматизм и океанообразование //Снорные аспекты тектоники плит и возможные альтернативы. - М.: ОИФЗ РАП, 2002.- 30-48.

51. Ярмолюк В.В., Коваленко В.И. Глубинная геодинамика, мантийные плюмы и их роль в формировании Центрально-Азиатского складчатого пояса//Петрология. - 2003. - Т.11, № 6 . - С . 556-586.210

52. Allegre J., Hamelin В. Provost A., Dupre B. Topology in isotopic multispace and origin of mantle chemical heterogeneities//J. Geology. - 1995. - V. 103. - P. 529 -537.

53. Albarede F. How deep do common basaltic magmas form and differentiate//J. Geophys. Res. - 1996. - V. 97. - P. 10997-11009.

54. Anders E., Ebihara M. Solar system abundances of the elements//Geochimia et Cosmochimia Acta. - 1982. - V. 46. - P. 2363-2380.

55. Arndt N.T., Jenner G.A. Crustally contaminated komatiites and basalts from Kambalda, Western Australia//Chemical Geology. - 1986. - V. 56. - P. 229-255.

57. Berzin, N.A. and Dobretsov, N.L. Geodynamic evolution of Southern Siberia in Late Precambrian-Early Paleozoic time//Reconstruction of the Paleo-Asian ocean/Ed. R.G.Coleman. - Utrecht, The Netherlands, 1994. - P. 53-70.

58. Bienvenu P., Bougault J., Joron J.L. et al. MORB alteration: rare-earth element/non-rare- earth hygromagmatophile element fractionation//Chemical Geology. — 1990. — V. 82. — P. 1-14.

59. Bobrov V.A., Kalugin LA., Phedorin M.A. SRXFA of element composition of bottom sediments from Teletskoye Lake//Nuclear instruments and methods in physics research. -1998.-V.A405.-P. 569-571.

60. Bottrell S.H., Greenwood P.В., Yardley B.W.D. et al. Metamoфhic and post-metamoфhic fluid flow in the low-grade rocks of the Harlech dome, north Wales//J. Metamoфhic Geology.- 1990.-V. 8 .-P. 131-143.

61. Buslov M. M., Watanabe Т., Saphonova L Yu. et al. Vendian-Cambrian island arc system of the Siberian continent in Gorny Altai (Russia, Central Asia)//Gondwana Res. - 2002. - V. 5,no. 4 - P . 781-800.

62. Buslov M.M., Watanabe Т., Fujiwara Y.,.., Safonova LYu. et al. Late Paleozoic faults of the Altai region. Central Asia: tectonic pattern and model of formation//!. Asian Earth Sci. - 2004.-V. 2 3 - P . 655-671.

63. Buslov M.M., Berzin N.A., Dobretsov N.L., Simonov V.A. Geology and Tectonics of Gorny Altai. - Novosibirsk: UIGGM Publ., 1993. - 122 p.

64. Buslov M.M., Fujiwara Y., Saphonova L et al. The junction zone of the Gorny Altai and Rudny Altai terranes: structure and evolution//Russ. Geology and Geophysics. - 2000. - V. 41211- p . 377-390.

65. Campbell I.H., Lesher СМ., Coad P. et al. Rare-earth mobility in alteration pipes below massive Cu-Zn-sulfide deposits//Chemical Geology. - 1984. - V. 45. - P. 181-202.

66. Canil D. The geochemistry of komatiites and basalts from the Deadman Hill area, Munro Township, Ontario, CanadaZ/Canadian J. Earth Sci. - 1987. - V. 24. - P. 998-1008.

67. Chen C. Y., Frey F. A., Garcia M. O. et al. The tholeiite to alkalic basalt transition at Haleakala volcano, Maui, Hawaii//Contrib. Miner. Petrol. - 1991. - V. 106. - P. 183-200.

68. Chi Z., Mingguo Z., Allen M.B. et al. Implications of Paleozoic ophiolites from Western Junggar, NW China, for the tectonics of Central Asia.//J. Geological Soc, London. - 1993. -V. 150.-P. 551-561.

69. Christensen U. Effects of phase transitions on mantle convection//Ann. Rev. Earth Planet. Sci.-1995.-V. 2 3 - P . 65-87.

70. Condie K.C Greenstones through time//Archean crustal evolution/Ed. K.C. Condie. - Amsterdam: Elsevier, 1994. - P. 85-120.

71. Condie K.C, Frey B.A., Kerrich R. The 1.75-Ga Iron King volcanics in west-central Arizona: a remnant of an accreted oceanic plateau derived from a mantle plume with a deepdepleted component//Lithos. - 2002. - V. 64 - P. 49-62.

72. Coryell G.G., Chase J.W., Winchester J.W. A procedure for geochemical interpretation of terrestrial rare-earth abundance pattems//J. Geophysics Res. - 1963. - V. 68. - P. 559-566.

73. Davies G.F., Richards M.A. Mantle convection//J. Geology. - 1992. - V.I00. - P. 151-206. 212

74. Danyushevsky L. V. The effect of small amounts of H2O on crystallisation of mid-ocean ridge and backarc basin magmas//J. Volcan. Geoth. Res. - 2001. - V. 110, no. 3-4. - P. 265-280.

75. De Paolo D.J., Wasserburg G.J. Nd isotopic variations and petrogenetic models//Geophysics Res. Lett. - 1976. - V. 3. - P. 249-252.

76. De Paolo D.J., Wasserburg G.J. Petrogenetic mixing models and Nd-Sr isotopic patterns //Geochimia et Cosmochima Acta. - 1979. - V. 43 - P. 615-627.

77. Dickin A. P. Radiogenic Isotope Geology. - Cambridge University Press, 1995. - 490 p.

78. Dobretsov N. L., Kirdyashkin A. G. Subduction zone dynamics: models of accretionary wedge//Ofioliti. - 1992. - № 18(1). - P. 61-81.

79. Dobretsov N.L., Vernikovsky V.A. Mantle plumes and their geologic manifestations//Int. Geology Rev. - 2001. - V. 43, no. 9. - P. 11\-1Ю.

80. Dobretsov N.L., Berzin N.A., Buslov M.M. Opening and tectonic evolution of the Paleo- Asian ocean//Int. Geological Rev. - 1995. - V. 35. - P. 335-360.

81. EUam R.M. Lithospheric thickness as a control on basalt geochemistry//Geology. - 1992. - V. 2 0 - P . 153-156.

82. Floyd P.A. Geochemical features of intra-plate oceanic plateau basalts//Magmatism in the ocean basins/Eds. Saunders A.D., Norry M.J. - London: Geol. Soc, Spec. Publ. - 1989. - V.4 2 . - P . 215-230.

83. Fowler A.D., Jensen L. S. Qantitative trace element modeling of the crystallization history of the Kinojevis and Blake River groups, Abitibi greenstone belt, Ontario//Can. J. Earth Sci. -1989.-V. 2 6 . - P . 1356-1365.

84. Francis D., Ludden J., Johnstone R., Davis W. Picrite evidence for more Fe in Archean mantle reservoirs//Earth and Planetary Sci. Lett. - 1999. - V. 167 - P. 187-213.

85. Garcia M., Frey F., Grooms D. Petrogenesis of volcanic rocks from Kaula Island, Hawaii: implications for the origin of Hawaiian phonolitesZ/Contrib. Mineral. Petrol. - 1986. - V.94. -P. 461-471.

86. Griffits R.W. and Campbell I.H. Stirring and structure in mantle starting plumes//Earth Planetary Sci. Lett. - 1990. - V. - 99. - P. 66-78.

87. Haase K.M. The relationship between the age of the lithosphere and the composition of oceanic magmas: constrains on partial melting, mantle sources and the thermal structure of theplates//Earth and Planetary Sci. Lett. - 1996. - V. 144. - P. 75-92.

88. Hamelin В., Dupre В., Allegre C.J. Pb-Sr-Nd isotopic data of Indian Ocean ridges: new evidence of large scale mapping of mantle heterogeneities//Earth and Planetary Sci. Lett. -1986.-V. 7 6 . - P . 288-298.

89. Hanson G.N., Langmuir C.H. Modelling of major and trace elements in mantle-melt systems using trace-element approaches//Geochimia et Cosmochimia Acta. - 1978. - V. 42. - P. 725-741.

90. Hards V.L., Kempton P.D., Thomson R.N. The heterogeneous Iceland plume pf the Snaefell volcanic centre//J. Geological Soc. London. - 1995. - V. 152. - P. 1003-1009.

91. Hart S. R., Hauri E. H., Oschmarm L. A., Whitehead J. A. Mantle plumes and entrainment: the isotopic evidence//Science. - 1992. - V. 256. - P. 517-5.

92. Hemond C, Amdt N.T., Lichtenstein U. et al. The heterogeneous Iceland plume: Nd-Sr-0 isotope and trace element constrains//J. Geophysics Res. - 1993. - V. 98. - P. 15833-15850.

93. Hirschmann M. M., Stolper E.M. A possible role for garnet pyroxinite in the origin of the "garnet signature" in MORB//Contrib. Miner. Petrol. - 1996. - V. 124. - P. 185-208.

94. Hofmann A. W., Hart S. R. An assessment of local and regional isotopic equilibrium in the mantle//Earth and Planetary Sci. Lett. - 1978. - V. 38 - P. 44-62.

95. Hofmann A.W. Chemical differentiation of the Earth: the relationship between mantle, continental crust, and oceanic crust//Earth and Planetary Sci. Lett. - 1988. - V. 90. - P. 297-314.

96. Hofmann, A.W. Mantle geochemistry: the message from oceanic volcanisni//Nature. - 1997. -V. 385.-P. 219-229.

97. Humphis S.E. The mobility of the rare earth elements in the crust//Rare Earth Element Geochemistry/Ed. P. Henderson. - Amsterdam: Elsevier, 1984. - P. 317-342.

98. Ihinger P.D. Plume magmatism and mantle convection: revising the standard model. http://ww\v.mantleplumes.org/Penrose/PenPDFAbstracts/. - 2003.214

99. Isozaki Y. End-Permian convergent zone along the northern margin of Kurosegavva landmass and its products in central Shikoku, Southwest Japan//J. Geosci. - 1987. - V. 30 - P.Щ> 51-131.

100. Isozaki Y., Maruyama Sh., Fukuoka F. Accreted oceanic materials in Japan//Tectonophysics. -1990.-V. 181.-P. 179-205.

101. Iwata K., Obut O.T., Buslov M.M. Devonian and Lower Carboniferous radiolaria from the Chara ophiolite belt, East Kazakhstan//News of Osaka Micropaleontologist. - 1997a. - V. 10.- P. 27-32.

102. Iwata K., Sennikov N.V., Buslov M.M. et al. Upper Cambrian-Early Ordovician age of the Zasur'ia basalt-chert-terrigenous formation (northwestern Gorny Altai)//Russ. Geology andGeophysics. - 1997b. - V. 38. - P. 1427- 1444.

103. Jennier G.A., Dunning G. R., Malpas J. et al. The bay of Islands and Little Port complexes, **> revisited: age, geochemical and isotopic evidence confirm suprasubduction- zone origin//Can.J. Earth Sci. - 1991. - V. 28. - P. 1635-1652.

104. Jensen L.S. A new cation plot for classifying subalkalic volcanic rocks. - Ontario Division Mines Misc., 1976. - 66 p.

105. Kamber B.S., Collerson K.D. Zr/Nb systematics of ocean island basalts reassessed - the case for binary mixing//J. Petrology. - 2000. - V. 41, no. 7. - P. 1007-1021.

106. Kanmera K., Sano H. CoUisional collapse and accretion of Late Paleozoic Akiyoshi island//Episodes. - 1991.-V. 14.-P. 217-223.

107. Kerr A. C, White R.V., Saunders A.D. LIP reading: Recognizing oceanic plateaus in the 4 ,^ geological record//J. Petrology. - 2000. - V. 41 - P. 1041-1056.

108. Kerrich R., Wyman D.A. Reviews of developments in trace-element fingerprinting of geodynamic settings and their implications for mineral exploration//Australian J. Earth Sci. -1997.-V.44.-P. 465-487.

109. Le Maitre R.W., Bateman P., Dudek A. et al. A classification of igneous rocks and glossary ofterms.-Oxford: Blackwell, 1989.215

110. Lindsley D.H. Pyroxene thermometry//American Mineralogist. - 1983. - V. 68. - P. 477- 493.

111. Ludden J., Gelinas L., Trudel P. Archean metavolcanics. from the Rouyn-Noranda district, Abitibi greenstone belt, Quebec. 2. Mobility of trace elements and petrogeneticconstrains//Can.J.Earth. Sci. - 1982. - V. 19. - P. 2276-2287.

112. Loper D. Mantle plumes//Tectonophysics. - 1991. - V. 187. - P.373-384.

113. MacLean W.H., Kranidiotis P. Immobile elements as monitors of mass transfer in hydrothermal alteration: Phelps Dodge massive sulfide deposit, Matagami, Quebec//EconomicGeology. - 1987. - V. 82. - P. 951-962.

114. Mahoney J., NicoUet C, Dupuy С Madagascar basalts: tracing oceanic and continental sources//Earth and Planetary Sci. Lett. - 1991. - V. 14. - P. 350-363.

115. Mahoney J.J., Storey M., Duncan R.A. et al.. Geochemistry and geochronology of Legl30 basement lavas: nature and origin of the Ontong Java Plateau//Proc. of the Ocean DrillingProgram, Sci. Results. - 1993. - V. 130. - P. 3-22.

116. Malamud B.D., Turcotte D.L. How many plumes are there?//Earth and Planetary Sci. Lett. - 1999.-V. 174.-P. 113-124.

117. Masuda A. Regularities in variation of relative abundances of lanthanide elements and an attempt to analyze separation-index patterns of some minerals//J. Earth Sci. Nagoya Univ. -1962.-V. 1 0 - P . 173-187.

118. Mercier J.-C.C. Single-pyroxene thermobarometry//Tectonophysics. - 1981. - V. 70. - P. 1- 37.

119. Meschede M. A method of discriminating between different types of Mid-Oceanic Ridge Basalts and continental tholeiites with the Nb-Zr-Y diagram//Chemical Geology. - 1986. - V.56 .-P. 207-218.216

120. Morgan W. J. Convection plumes in the lower mantle//Nature. - 1971. - V. 230. - P. 4 2 ^ 3 .

121. Mortimer N., Parkinson D. Hikurangi Plateau: A Cretaceous large igneous province in the southwest Pacific Ocean//J. Geophysics Res. - 1996. - V. 101, no. В1. - P. 687-696.

122. Muecke G.K., Pride C, Sarkar P. Rare-earth element geochemistry of regional metamoфhic rocks//Physics and Chemistry of the Earth. - 1979. - V. 11. - P. 449-464.

123. Nesbitt H.W., Young G.M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites//Nature. - 1982. - V. 299. - P. 715-717.

124. Nisbet E.G., Pearce J.A. Clinopyroxene composition, in mafic lavas from different tectonic setting//Contrib. Mineral. Petrol. - 1977. - V. 63 - P. 149-160.

125. Nimis P., Taylor W. Single clinopyroxene thermobarometry fo^;_garneLEeridotites. Part 1. Calibration and testing of a Cr-in-Cpx barometer and an enstatite-in-Cpx4\ thennometer//Contrib. Mineral. Petrol. - 2000. - V. 139. - P. 541-554.

127. O'Nions R.K., Evensen N.M., Hamilton P.J. Geochemical modeling of mantle differentiation and crustal growth//J. of Geophys. Res. - 1979. - V. 85. - P. 6091-6101.

128. Ota Т., Buslov М. М., Watanabe Т. Metamoфhic evolution of Late Precambrian eclogites and associated metabasites, Gorny Altai, southern Russia//Int. Geology Rev. — 2002. - № 44.4f - P. 837-858.

129. Pearce J. A., Cann Y. R. Tectonic setting of basic volcanic rocks determining using trace element analyses//Earth and Planetary Sci. Lett. - 1973. - V. 19. - P. 220-300.

130. Pearce J.A., Cann J.R. Ophiolite origin investigated by discriminant analysis using Ti, Zr and Y//Earth Planet. Sci. Lett. -1971. - V. 12. - P. 339-349.

131. Phedorin M.A., Bobrov V.A., Chebykin E.P. et al. Comparison of synchrotron radiation X- ray fluorescense with conventional techniques for the analysis of sedimentarysamples//Geostandarts Newsletter. - 2000. - V. 24, no. 2. - P. 205 - 216.

132. Phipps Morgan J., Morgan W.J. Two-stage melting and the geochemical evolution of the mantle: a recipe for mantle plum-pudding//Earth and Planetary Sci. Lett. - 1999. - V. 170. -^ ' P. 215-239.

133. Price R.C., Gray СМ., Wilson R.E. et al. The effects of weathering on rare-earth element, Y X*( and Ba abundances in Tertiary basalts from southeastern Australia//Chemical Geology. -1991.-V. 8 3 . - P . 245-265.

134. Reiners P.W. Reactive melt transport in the mantle and geochemical signatures of mantle- derived magmas//J. Petrology. - 1998. - V. 39 - P. 1039-1061.218

135. Regelous М., Hofmann A.W. Geochemistry of lavas from the Emperor Seamounts, and the geochemical evolution of Hawaiian magmatism since 85 Ma//EOS Transactions, Americanif,' Geophysical Union. - 1999. - V. 80. - Fl 102.

136. Regelous M., Hofmann A.W., Abouchami W, Galer S.J.G. Geochemistry of lavas from the Emperor seamounts, and the geochemical evolution of Hawaiian magmatism from 85 to 42Ma//J. Petrology. - 2003. - V. 44, no. 1. - P. 113-140.

137. Rollinson H.R. Using Geochemical Data: Evaluation, Presentation, Inteфretation. — 1.ongman Group UK Ltd., 1993. - 352 p.

138. Saal A.E., Hart S.R., Shimizu N. et al. Pb isotopic variability in melt inclusions from oceanic island basalts, Polynesia//Science. - 1998. - V. 282. - P. 1481 - 1484.

139. Saunders A.D., Norry M.J., Tarney J. Origin of MORB and chemically-depleted mantle reservoirs: trace element constrains//J. Petrology. - Spec. Lithosphere Iss. - 1988. - P. 415-455.

140. Saunders A.D., Norry M.J., Tamey J. Fluid influence on the trace element compositions of the subduction zone magmas//PhiIos. Trans. Roy. Soc . London A. - 1991. - V. 335. - P. 337-392.

141. Stein M., Hofmann A.W. Mantle plumes and episodic crustal growth//Nature. - 1994. - V. 372.-P. 63-68.

142. Stem R.A., Syme E.C., Lucas S.B. Geochemistry of 1.9 Ga MORB and OIB basalts like from Amisk collage, Fin Flon belt, Canada: evidence for an intraoceanic origin//Geochimia etCosmochimia Acta. - 1995. - V. 59. - P. 3131-3154.

143. Tatsumi Y., Shinjoe H., Ishizuka II. et al. Geochemical evidence for a mid-Cretaceous supeфlume//Geology. - 1998. - V. 26. - P. 151-154.

144. Tatsumoto M., Nakamura Y. Dupal anomaly in the Sea of Japan: Pb, Nd and Sr isotopic variations at the eastern Eurasian continental margin//Geochimia et Cosmochimia Acta. -1991.-V. 55 .-P. 3697-3708.

145. Taylor S.T., McLennan S.M. The continental crust: composition and evolution. - Oxford: Blackwell, 1985-312p.

146. Trunova V.A., Bobrov V.A., Zolotarev K.V., Pampura V.D. Synchrotron radiation X-ray -iL\ fluorescence study of the compositional homogeneity of a sediment core from Lake Baikal//X-ray spectrometry. - 1996. - V. 25. - P. 55-59.

147. Uchio Yu., Isozaki Yu., Buslov M.M. et al. Paleo-plateauZ-seamount Limestone of the Cambrian Accretionary Complex in the Gomy Altai Mountains//Southern Siberia J.Geography. - 2003. - V. 3, no. 112. - P. 563-585.

148. Uchio Yu., Isozaki Yu., Nohda S. et al. The Vendian to Cambrian Paleo-environment in Shallow Mid-ocean: stratigraphy of Vendo-Cambrian seamount-top limestone in the GomyAltai Mountains, Southem Russia//Gondwana Res. - 2001. - V. 4. - P. L47-48.

149. Ueda S. Subduction zones: an introduction to comparative subductology//Tectonophysics. - 1982.-V. 8 1 - P . 133-159.220

150. Weaver B.L. The origin of ocean island basalt endmember compositions: Trace element and isotopic constraints//Earth Planet. Sci. Lett. - 1991. - V. 104 - P. 381-397.

151. Wilson J.T. A possible origin of the Hawaiian Islands//Canadian J. Physics. - 1963. - V. 41 - P. 863-870.

152. Wilson M. Igneous petrogenesis. - London: Chapmann & Hall, 1989. - 433 p.

153. Wilson M. Geochemical signature of oceanic and continental basalts: a key to mantle dynamics?//J. Geol. Soc. London. - 1993. - V. 150. - P. 977-990.

154. Winchester J.A., Floyd P.A. Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements//Chemical Geology. - 1977. - V. 20. - P.l\ 325-343.

155. Winter J. D. An introduction to igneous and metamoфhie petrology. - Prentice Hall, 2001.

156. Wood D.A. A variably veined suboceanic upper mantle - genetic significance for mid-ocean ridge basalt from geochemical evidence//Geology. - 1979. - V. 7. - P. 499-503.