Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Позднепалеозойский рифтогенный бимодальный магматизм Южной Монголии: состав, источники и эволюция расплавов

ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Позднепалеозойский рифтогенный бимодальный магматизм Южной Монголии: состав, источники и эволюция расплавов"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии

На правах рукописи

Козловский Александр Михайлович

ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКИЙ РИФТОГЕННЫЙ БИМОДАЛЬНЫЙ МАГМАТИЗМ ЮЖНОЙ МОНГОЛИИ: СОСТАВ, ИСТОЧНИКИ И ЭВОЛЮЦИЯ РАСПЛАВОВ (НА ПРИМЕРЕ ХРЕБТОВ НОЁН И ТОСТ ГОБИЙСКОГО ТЯНЬ-ШАНЯ)

Специальность 25.00.04 - петрология и вулканология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 2006

Работа выполнена в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН (ИГЕМ РАН)

Научный руководитель:

Член-корреспондент РАН В.В. Ярмолюк

Официальные оппоненты:

Доктор геолого-минералогических наук A.B. Гирнис (ИГЕМ РАН) Кандидат геолого-минералогических наук A.M. Ларин (ИГГД РАН)

Ведущая организация:

Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН

Защита состоится 19 декабря 2006 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 002.122,01 в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН по адресу: 119017 г. Москва, Старомонетный пер., 35.

С диссертацией можно ознакомиться в отделении геологической литературы БЕН РАН по адресу: г. Москва, Старомонетный пер., 35, ИГЕМ РАН.

Автореферат разослан 17 ноября 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат геолого-минералогических наук

М.А.Юдовская

Проблемы образования магматических пород в рифтовых зонах континентов уже не одно десятилетие привлекают внимание исследователей, а вопросы генезиса наиболее распространенных в них бимодальных магматических (вулканических и плутонических) ассоциаций до сих пор не находят однозначного ответа. Интерес геологов и петрологов к магматизму внутриконтинентальных рифтовых зон подкрепляется распространением в них таких редких магматических пород как комендиты и пантеллериты, а также их интрузивных аналогов -щелочных гранитов, с которыми бывает связана редкометальная минерализация, в том числе промышленных масштабов. К настоящему времени в литературе накоплено достаточно большое количество данных, касающихся петрологии, геохимии, геологических и физико-химических условий формирования рифтогенного бимодального магматизма многих регионов мира (Воронцов A.A., Владыкин Н.В., Гордиенко И.В., Грачев А.Ф., Занвилевич А.Н., Зоненшайн Л.П., Коваленко В.И., Кузьмин М.И, Курчавое A.M., Литвиновский Б.А., Милановский Е.Е., Наумов В.Б., Руясенцев C.B., Ярмолюк В.В., Barben, Civetta, Macdonald, Mahood, Noble, Pecceril-lo, Scaitlet, Trua, Webster и др.), однако единой модели их образования нет и вряд ли ее можно предложить.

Большинство проявлений рифтогенного бимодального магматизма связывается с взаимодействием мантийных плюмов с континентальной литосферой. Однако такие ассоциации возникают и в сложных геодинамических обстановках, в которых рифтогенез проявляется на конвергентных границах плит, как это происходит сейчас на западе Сев. Америки. Такие обстановки были выделены в отдельный "калифорнийский тип" (Зоненшайн и др., 1973; Кузьмин, 1985). Особенности рифтогенного магматизма на активных континентальных окраинах и его геодинамическая природа на сегодняшний день изучены явно недостаточно. В связи с этим представляются актуальными приведенные в работе исследования рифтогенного бимодального магматизма позднепалеозойской-раннемезозойской рифтовой системы Центральной Азии, сформированной на активной континентальной окраине Северо-Азиатского папеконтинента.

Цели и задачи исследования. Основная цель исследований состоит в установлении состава и источников рифтогенных магматических пород, выявлении генетических взаимоотношений между базальтоидами и щелочно-салическими породами на примере бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны, а также в расшифровке геодинамических механизмов, приведших к рифтогенезу на активной континентальной окраине. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- геолого-геохронологическое (U-Pb, Rb-Sr) изучение окраинно-континентального, рифтогенного бимодального и гранитоидного магматизма в пределах Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны;

- изучение геологического строения грабена хр. Ноён и Тост, выполненного вулканическими породами бимодальной ассоциации, содержащего массивы щелочных и нормальных гранитоидов и дайковые пояса;

- изучение петрографических особенностей, минерального, химического, в том числе микроэлементного, составов магматических, пород бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост;

- изучение изотопного (Sr, Nd, О) состава вулканических, дайковых и интрузивных пород бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост;

- установление источников, ответственных за образование базапьтоидов бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост на основе геохимических и изотопных данных;

- петрологическое моделирование процессов частичного плавления, фракционной кристаллизации и контаминации рифтогенных магматических пород хр. Ноён и Тост и выявление особенностей генезиса щелочно-салических пород;

- изучение рас плавных включений во вкрапленниках кварца пантеллеритов хр. Ноён и Тост и определение особенностей эволюции глубоко дифференцированных щелочно-салических расплавов.

Фактический материал и методики исследования. В основу работы положен оригинальный материал, собранный автором в течение б полевых сезонов в Южной Монголии (2000-2005 гг.), во время которых были изучены вулканические разрезы бимодальных ассоциаций и особенности строения интрузивных массивов, связанных с Гоби-Тянынаньской рифтовой зоной. Основные исследования были сосредоточены в пределах грабена хр. Ноён и Тост. Кроме того, полевые исследования проводились в районе Хан-Богдинского щелочно-гранитного массива и бимодальной вулканической ассоциации в его обрамлении, а также в ряде районов с бимодальным и щелочно-гранитным магматизмом других рифтовых зон Центрально-Азиатской рифтовой системы. 1

Для характеристики рифтогенного магматизма в грабене хр. Ноён и Тост было отобрано более 130 проб вулканических и интрузивных пород. Кроме этого, в исследования были привлечены пробы, отобранные ранее В.И. Коваленко и В.В. Ярмолюком для более полной характеристики рифтогенного и близкого с ним по возрасту магматизма по всей Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоне.

Минеральный состав и структурно-текстурные особенности пород бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост были изучены автором по большой коллекции шлифов и образцов. Химический состав породообразующих минералов определялся на электронном микроанализаторе Camebax SX-S0 А.И. Цепиным в НИИ Цветной металлургии.

Содержания петрогенных элементов и Zr в породах определялись рентгено-флюоресцентным методом в ИГХ СО РАН (г. Иркутск). Многоэлементный анализ пород проводился на масс-спектрометре с индуктивно связанной плазмой PlasmaQuad 3 "VG Elemental" в Институте аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург.

Геохронологические (U-Pb, Rb-Sr) и изотопно-геохимические (Sr и Nd) исследования были выполнены в ИГТД РАН (г. Санкт-Петербург). Измерения изотопного состава проводились на многоколлекторном твердофазном масс-спектрометре Finnigan МАТ-261. Датирование цирконов было выполнено Е.Б. Сальниковой. Подготовка проб и исследование изотопных составов Sr и Nd проводилось В.М. Саватенковым. Определение изотопного состава кислорода были выполнены в ДВГИ ДВО РАН Т.А. Веливецкой. Измерения проводились на масс-спектрометре Finnigan МАТ-252. В основу работы легли 7 U-Pb определений возраста и 30 определений изотопного состава Sr, Nd и О пород рифтогенных ассоциаций, а также вмещающих их магматических пород активной континентальной окраины.

Автором работы были изучены расплавные и кристаллические включения во вкрапленниках кварца пантеллеритов бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост.

Термометрические опыты по гомогенизации расплавных включений проводились в микромуфеле с платиновым нагревателем при атмосферном давлении в температурном интервале 550-960°С с шагом 50-10°С. Образцы выдерживались при заданной температуре 2-3 ч, после чего закаливались в течение 1—2 с. Определение содержаний главных элементов в кристаллических включениях, дочерних фазах, остаточных и гомогенных стеклах расплавных включений проводилось в ГЕОХИ РАН на электронном микроанализаторе СашеЬах Microbeam (аналитик

H.H. Коненкова). Микроэлементы (Zr, Nb, Y, Ва, Sr, Rb, U, Th, Li, Be, REE), фтор, бор и вода в стеклах крупных (>30 мкм) расплавных включений определялись методом вторично-ионной масс-спектрометрии (SIMS) на ионном микроанализаторе Cameca IMS-4f в Институте Микроэлектроники РАН, г. Ярославль (аналитик С.Г. Симакин).

Научная новизна работы. 1) Установлено время заложения позднепалеозойской-раннемезозойской Центрально-Азиатской рифтовой системы и определена длительность формирования наиболее ранней Гоби-Тяньшаньсной рифтовой зоны; 2) Показано, что в ходе развития рифтовой зоны мантийный бимодальный магматизм сопровождался масштабным коровым анатексисом; 3) Получены геохимические и изотопные (Sr, Nd, О) характеристики всего спектра пород бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост, позволяющие говорить об их мантийных источниках; 4) Выявлены неоднородности в составе базальтоидов рифтогенной бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост, обусловленные участием в их генезисе трех мантийных источников; 5) Определены взаимосвязи щелочно-сапических пород и базальтоидов в бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост; 6) Установлена значительная роль ассимиляции корового материала или анахектических выплавок из него мантийными магмами при рифтогенезе на активной континентальной окраине; 7) Определены температуры кристаллизации, составы и особенности эволюции наиболее дифференцированных пантеллеритовых расплавов бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост, включая определение поведения микроэлементов и летучих компонентов.

Практическая значимость. Изучение происхождения бимодальных рифтогенных ассоциаций и особенно щелочно-салических пород этих ассоциаций, с которыми нередко связаны редкометальные месторождения и проявления, вносит существенный вклад в понимание процессов редкометального рудообразования. Установленные в работе особенности генезиса вулканических пантеллеритов и комендитов и их интрузивных аналогов, связанные с различиями в режимах кристаллизационной дифференциации и контаминации, позволяют определить критерии выделения потенциально рудоносных неконтаминированных и безрудных контаминированных щелочно-салических пород.

Основные защищаемые положения:

I. Установлено время геодинамической перестройки на южной окраине Северо-Азиатского палеоконтинента (330-318 млн. лет назад), в течение которого произошло отмирание зоны субдукции и зарождение Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны. Процессы рифтогенеза протекали здесь в интервале времени с 318 до 290 млн. лет назад, сформировав грабены с контрастно чередующимися вулканическими потоками базальтоидов и щелочных риолитов, массивы щелочных гранитов и пояса даек.

2. В генезисе базалътоидов бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост принимали участие трг мантийных источника. Относительно высокотитанистые базальтоиды (ТЮ2 1.5-2.8% Р2О5 0.45—1.03%, К/Се<310, КШЬ<1400) формировались преимущественно за счеп дебетированной мантии и обогащенной мантии, сходной с источником базальтов океанически} островов. В источнике умеренно-титанистых базальтоидов (П02< 1.6%, 0.2-0.49%, К/С( 340-720, К/ЫЬ 2400-3800) доминировала метасоматизированная мантия, являющаяся реликтом мантийного клина раннекаменноугольной активной континентальной окраины.

3. Трахиты, комендиты, пантеллериты и щелочные граниты бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост образовались в результате кристаллизационной дифференциации базальтоидных магм, сопровождавшейся ассимиляцией пород континентальной коры или анатектических выплавок ж нее. Пантеллериты (РеОа^щ 5.2-7.5%, Л12Оз 9.1—10.2%) представляют собой наиболее дифференцированные и наименее контаминированные породы, которые формировались из кислого агпаитового (Ка от 1.3 до 2.1) силикатного расплава в диапазоне температур 870-960аС, отвечающих гомогенизации расплавных включений во вкрапленниках кварца. Возрастание роли контаминации щелочно-салических расплавов приводит к образованию комендитов (РеОобщ 1.5-5.7%, Л1203 10.5-15.4%).

4. Специфической чертой магматизма Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны является участие гранитоидов нормального ряда щелочности совместно с породами бимодальной ассоциации повышенной щелочности. Их образование связано с коровым анатексисом под действием тепла рифтогенных магм и стало возможным благодаря сложной геодинамике развития региона, где континентальная кора до начала рифтогенеза была разогрета субдукционными процессами.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 17 статьях и тезисах докладов. Основные результаты были представлены на Научных совещании по Программе фундаментальных исследований ОНЗ РАН "Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)" (Иркутск, 2005,2006), II и III Российских конференциях по изотопной геохронологии "Изотопная геохронология в решении проблем геодинамики и рудогенеза" (Санкт-Петербург, 2003; Москва, 2006), Всероссийском семинаре "Геохимия магматических пород" (Москва, 2002), XXXVIII Тектоническом совещании (Москва, 2005) и др.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы 160 страниц, включая 49 иллюстраций и 11 таблиц. Библиография включает 145 наименований.

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю В.В. Ярмолюку за великолепную геологическую школу, а также В.И. Коваленко, оказавшим решающее влияние на формирование научного мировоззрения автора. Особую признательность автор испытывает к В.М. Саватенкову, Е.Б. Сальниковой и Т.А. Веливецкой за проведение изотопных и геохронологических исследований и В.И. Лебедеву за организацию и проведение полевых работ. Постоянную поддержку и внимание к исследованиям автора оказывали И.А. Андреева, А.А. Воронцов, А.Э. Изох, В.Г. Иванов, В.П. Ковач, И.К. Козаков, А.Б. Котов,

Е.А. Кудряшова, Д.А. Лыхин, А.А. Монгуш, В.Б. Наумов, А.В. Никифоров, Ю.В. Плоткина, С.Н. Руднев, A.M. Сугоракова, за что автор им глубоко признателен.

Глава 1. Бимодальные магматические ассоциации: особенности распространения и проблемы образования

Бимодальные магматические ассоциации повышенной щелочности, в которых основные и щелочно-салические породы преобладают над породами среднего состава, являются индикаторами обстановки умеренного растяжения и поэтому наиболее широко проявлены во внутриконтинентальных рифтах, океанических островах, а также сложных геодинамических обстановках "калифорнийского типа" (Зоненшайн и др., 1973; Кузьмин и др., 1985). В настоящее время большинство исследователей сходится во мнении, что процессы рифтогенеза и бимодальный магматизм связаны с воздействием мантийных плюмов на континентальную или океаническую литосферу (Добрецов 1997,2003; Ярмолюк и др., 2000; Macdonald et al., 2001; Рес-cerillo et al., 2003; Rogers et al., 2000 и др.). Тем не менее, в вопросах генезиса рифтогенных пород существуют значительные расхождения во мнениях. Для базитовых пород дискуссия идет о составе мантийных источников, глубине зарождения магм, роли коровой контаминации и фракционной кристаллизации. Образование щелочно-салических пород связывают с глубокой фракционной кристаллизацией базитовых магм, анатектическим плавлением пород континентальной коры или частичным плавлением рифтогенных базитовых пород в основании коры. Отсутствие средних пород в бимодальных ассоциациях, как правило, объясняется в рамках модели "плотностного барьера", согласно которой более легкие кислые магмы, поднимаясь вверх магматической камеры, запруживают менее дифференцированные магмы среднего состава.

В предлагаемой работе отмеченные проблемы решаются для позднепалеозойской-раннемезозойской Центрально-Азиатской рифтовой системы (Ярмолюк, 1983; Ярмолюк, Коваленко, 1991), которая формировалась на активной континентальной окраине (АКО) Северо-Азиатского палеоконтинента, что позволило рассматривать этот регион как древний аналог обстановки "калифорнийского типа". Сложная геодинамика формирования рифтовой системы, в которой сочетаются условия сжатия, связанные с субдукцией, и условия растяжения в рифтовых зонах не могла не отразиться на составах рифтогенных магматических пород. Это послужило основанием для детального геолого-геохронологического исследования рифтогенных бимодальных магматических ассоциаций наиболее ранней и наиболее приближенной к окраине палеоконтинента Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны.

Глава 2. Позднепалеозойский-раннемезозойский рифтогенез в Центрально-Азиатском складчатом поясе

Обшая характеристика Центрально-Азиатской рифтовой системы

К позднему палеозою на южной окраине Северо-Азиатского палеоконтинента завершилось образование Южно-Монгольских герцинских складчатых структур (Коваленко и др. 1989; Руженцев, Поспелов, 1992; Tectonics..., 2001). С раннего карбона эта территория развивалась в режиме активной континентальной окраины, с которой связано формирование пояса известково-щелочных и субщелочных гранитоидов и вулканических полей'

дифференцированного (базальт-андезит-дацит-риолитового) комплекса (Континентальный..., 1983; Моссаковский и др., 1993; Ярмолюк, 1983). Со среднего карбона характер проявлений и продукты магматической деятельности резко изменились. В это время здесь возникли цепочки грабенов с бимодальными базальт-щелочно-риолитовыми ассоциациями, массивы щелочных гранитоидов и пояса даек. Такой тип структур и характер магматизма обычен для континентальных рифтов, что позволило связать серии близких по возрасту и структурному положению грабенов и массивов щелочных гранитоидов в рифтовые зоны и выделить Центрально-Азиатскую рифтовую систему (Ярмолюк, 1983), включающую серию рифтовых зон, протянувшихся от Центрального Казахстана через Северо-Западный Китай в Монголию и Забайкалье.

Развитие рифтовой системы началось непосредственно на краю Северо-Азиатского палеоконтинента в среднем-позднем карбоне, где в интервале времени 318-290 млн. лет назад была сформирована Гоби-Тяньшаньская рифтовая зона (ГТРЗ) (настоящее исследование). Примерно этому же временному отрезку (309-290 млн. лет назад) отвечает магматизм рифтовой зоны Главного Монгольского линеамента (Ярмолюк и др., 2005; Bao-fu et al., 1997; Wang et al, 1994), расположенной в 120 км к северу. В дальнейшем область активного рифтогенеза смещалась в северном и северо-восточном направлениях от края вглубь материка, где возникли Гоби-Алтайская (280-270 млн. лет), Северо-Монгольская (270-250 млн. лет), Западно-Забайкальская (230-190 млн. лет), Северо-Гобийская (221-190 млн. лет) и Харахоринская (228-209 млн. лег) рифтовые зоны (Воронцов и др., 2002,2004; Ярмолюк и др., 1995,2001,2006). Таким образом, формирование рифтовой системы охватило интервал времени около 130 млн. лет. За это время стиль рифтогенного магматизма практически не менялся. Основная роль в строении всех рифтовых зон принадлежит бимодальным базальт-щелочно-риолитовым вулканическим ассоциациям, связанным с ними массивам щелочных гранитоидов и дайковым поясам.

Необычной особенностью магматизма рифтовой системы Центрально Азии стало участие наряду с собственно рифто генными породами гранитоидов нормального ряда щелочности с коровыми изотопными и геохимическими характеристиками (Коваленко и др., Л 996). Пространственно такие гранитоиды формировались либо в пределах рифтовых зон, либо между рифтовыми зонами, образуя зональные магматические ареалы, в центре которых располагаются гранитоидные батолиты, такие как Хангайский (248-278 млн. лет назад) и Хентейский (230-195 млн. лет назад), а в их обрамлении грабены с бимодальным и щелочно-гранитным магматизмом (Ярмолюк и др., 2002).

Особенности строения Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны

ГТРЗ представляет собой широтно вытянутую цепь грабенов, выполненных бимодальными вулканическими ассоциациями, и массивов щелочных гранитов (рис. 1). Она контролируется системой сближенных разломов, которые сосредоточены на полосе шириной до 60-75 км и приурочены к границе между Южно-Гобийским микроконтинентом и герцинидами Южно-Монгольской зоны (Коваленко и др., 2006). Вулканиты бимодальных ассоциаций, как правило, залегают структурно согласно на породах окраинно-континентального комплекса. В разрезах вулканических толщ бимодальных ассоциаций базапьтоиды и щел очно-салические породы наблюдаются в контрастном переслаивании. Соотношение объемов основных, средних и

кислых пород в среднем составляет 14:1:9, а мощность вулканических толщ - 1900 м. Массивы щелочных гранитов пространственно тяготеют к центральным частям грабенов или отмечаются в центрах палеожерловин.

На всем протяжении ГТРЗ фиксируются продольные пояса даек. Совокупная мощность даек в таких поясах может достигать более 1 км, что свидетельствует о режиме крупно амплитудных раздвигав во время их формирования по всей протяженности рифтовой зоны. По составу большинство даек отвечает базальтам и щелочным риолитам.

В пределах ГТРЗ помимо щелочных гранитоидов распространены массивы известково-щелочной и субщелочной серии (рис. 1, Геологические..., 199S). Большинство таких массивов образовалось в раннем карбоне при формировании краевого магматического пояса. Однако для некоторых из них геологические данные свидетельствуют о более позднем возрасте, близком к возрасту рифтогенных ассоциаций. Например, в хр. Тост массив биотитовых гранитов возник в интервале времени между двумя импульсами щелочно-гранитного магматизма, а гранитоидный плутон хр. Атас-Богд на завершающей стадии своего развития был пронизан системой субширотных даек, трассирующих ГТРЗ. Такие гранитоиды явно связаны с развитием рифтовой зоны, однако по составу они во многом идентичны с окраинно-континентальными. Это послужило основанием для геохронологических исследований некоторых массивов нещелочных гранитоидов в пределах ГТРЗ.

Возраст магматизма Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны

Данные о возрасте окраинно-континентального и рифтогенного магматизма в Южной Монголии были основаны преимущественно на палеоботанических наблюдениях и геологических взаимоотношениях (Ярмолюк и др., 1981). Так, возраст толщи вулканитов дифференцированного комплекса соответствует интервалу ранний-средний карбон. Породы бимодальной ассоциации на западе ГТРЗ датируются поздним карбоном—началом ранней перми, а на востоке - ранней-началом поздней перми. Рифтогенные породы согласно перекрываются мощной молассовой толщей, возраст которой определен как поздняя пермь-триас.

Геохронологические исследования до настоящего времени были проведены в районе Хан-Богдинского массива, где K-Ar методом получены оценки возраста рифтогенных вулканитов 247-274 млн. лет (Ярмолюк и др., 1981), а щелочных гранитов Rb-Sr методом - 286±9 млн. лет (Сандимирова и др., 1980) и 282±22 млн. лет (Владыкин и др., 1981). В хр. Ноён и Тост значения К-Аг возраста пород бимодальной ассоциации противоречат геологическим данным (149-192 млн. лет). Такая неопределенность в оценках возраста рифтогенного и окраинно-континентального магматизма не дает возможности оценить время геодинамической перестройки на окраине Северо-Азиатского палеоконтинента и длительность формирования ГТРЗ, в связи с чем были проведены геохронологические исследования для ряда опорных объектов в Гоби-Тяныпаньском регионе.

Результаты геохронологических исследований. Географическое расположение датированных объектов и результаты геохронологических исследований приведены на рис. 1.

Возраст рифтогенного магматизма определялся на западе ГТРЗ в хр. Ноён и Тост, где для дайки щелочного эгирин-арфведсонитового гранита U-Pb методом по циркону установлен возраст 318±1 млн. лет. Rb-Sr изотопные исследования валовых составов пород этого региона

Рис. 1. Схема геологического строения Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны и результаты геохронологических исследований

1-3 - средне-позднекаменноугольные образования 1 - рифтогенные вулканические породы бимодальной ассоциации, 2 - щелочные граниты, 3 - анатектические граниты; 4-5 - раннекаменноугольные окраинно-континентальные породы: 4 - вулканические, 5 - интрузивные, 6 - породы докаменноугольного фундамента, 7 - конгломераты перми и триаса,

*»РЬ/"и

Щелочной гранит

главной фазы массива Хан-Богд

Т > 287 ± 3 млн. лет ("ЭгГвг). ■ 0.7072 ±0.0019 СКВО -1.8

0.84 0.80 "Зг/'Яг у Породы бимодальной ассоциации в обрамлении массива Хан-Богд 0.0468 0.0464 Щелочно-гранитный __ пегматит 2-ой фазы ¿ЁШ&т^У' массива Хан^огд^^ШШвШГ

ги/1 0.76 0.0460

Т ■ 290 ± 1 млн. лет 0.72 Т « 291 ± 4 млн. лет уг ("ЭгГЗг). = 0.70408 ± 0.00048 ¿г СКВО ■ 52 0.0456 Щт Т » 292 ± 1 млн. лет ф

"рь/ши 0.68 0.0452 "РЫ'"и

I 0.33 0.35

0.324 0.328 0.328 0.330 0.332 0.334 0.336 0.338

8 - отложения позднепермских морских прогибов; 9 - мезозойские и кайнозойские рыхлые отложения; 10 - разрывные нарушения; 11 — государственная граница Монголии и Китая; 12- область распространения рифтогенных пород Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны.

позволили построить линию регрессии (25 точек) с наклоном, отвечающим возрасту 314±5 млн. лет (СКВО=33), что в пределах ошибки соответствует и-РЬ значению.

На востоке ГТРЗ геохронологические исследования проводились для щелочных гранитоидов Хан-Богдинского массива, для которого и-РЬ методом по цирконам из пород главной фазы и редкометальных щелочно-гранитных пегматитов 2-ой фазы установлены значения возраста 290±1 млн. лет и 292±1 млн. лет соответственно. Результаты ЯЬ-Эг датирования в пределах ошибок соответствуют и-РЬ данным: валовые пробы разных интрузивных фаз Хан-Богдинского массива образуют изохрону, отвечающую возрасту 287±3 млн. лет, СКВ0=1.8; наклон линии корреляции изтопных составов Ш> и вг вулканитов бимодальной ассоциации (12 точек) соответствует возрасту 291 ±4 млн. лет (СКВО=52).

Окраинно-континентальный магматизм на западе Гоби-Тяныпаньского региона датировался по амфибол-биотитовым плагиогранитам массива на северо-востоке хр. Эдрэнгийн-Нуру, пространственно связанного с дифференцированной вулканической толщей. Для него и-РЬ методом по циркону получено значение возраста 329±1 млн. лет. На востоке ГТРЗ для окраинно-континентальных трахириолитов в провесах кровли Хан-Богдинского массива установлен возраст 331±1 млн. лет, а наклон двухточечной изохроны по андезиту и риолиту из верхней части окраинно-континентального вулканического разреза в обрамлении массива показывает возраст 329±5 млн. лет.

Гранитоидный магматизм нормального ряда щелочности. Расположенный на западе ГТРЗ гранодиорит-гранитный плутон хр. Атас-Богд был продатирован И-РЬ методом по циркону из крупнозернистых амфибол-биотитовых плагиогранитов главной фазы, возраст которых составил 302±3 млн. лет. На востоке ГТРЗ для биотитовых лейкогранитов, которые прорывают окраинно-континентальную вулканическую толщу, установлен возраст (и-РЬ метод по циркону) 290±1 млн. лет.

Анализ геохронологических данных. Полученные геохронологические данные согласуются с результатами более ранних определений возраста магматизма в Гоби-Тяньшаньском регионе. Возраст рифтогенных магматических пород бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост - 318 млн. лет - является наиболее древним для этапа позднепалеозойского рифтогенеза Центральной Азии и может рассматриваться как начало формирования позднепалеозойской-раннемезозойской Центрально-Азиатской рифтовой системы. Наиболее молодым в ГТРЗ является Хан-Богдинский щелочно-гранитный массив - 290 млн. лет.

Одновременно с рифтогенным магматизмом в пределах ГТРЗ происходило также формирование гранитоидных массивов нормального ряда щелочности. Геохимические данные по таким гранитоидам свидетельствуют о существенно коровом их источнике (Ярмолюк и др., 2005), а минеральный и химический состав близок к составу кварц-полевошпатовой эвтектики. Это позволяет связать образование этих аномальных для зон рифтогенеза пород с анатексисом континентальной коры под воздействием тепла рифтогенных магм.

В целом диапазон датировок, полученных для магматических пород ГТРЗ, укладывается в интервал 318-290 млн. лет назад и, таким образом, продолжительность формирования ГТРЗ составила почти 30 млн. лет.

Предшествующий рифтогенезу окраинно-континентальный магматизм в Южной

Монголии завершился около 330 млн. лет назад. Интервал времени между 330 и>318 млн. лет назад может рассматриваться как ¡время геодинамической' перестройки на южной окраине Северо-Азиатского палеоконтинента, заключающейся в отмирании зоны субдукции и заложении зон внутрикокгинентального рифтогенеза.

Глава 3. Гзолого-петрографическая характеристика бимодальной ассоциации грабена хребтов Ноён и Тост Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны

Геологическое строение грабена хребтов Ноён и Тост

Вулканические образования бимодальной ассоциации в районе, хр. Ноён и Тост выполняют широтно вытянутый грабен и прослеживаются непрерывной полосой на расстоянии более 200 км при ширине 30-40 км. В современном эрозионном срезе район хр. Ноён и Тост представляет собой антиклинальную структуру, в ядре которой обнажаются подстилающие породы дифференцированного комплекса, а на крыльях распространены вулканиты бимодальной ассоциации, перекрывающиеся пермо-триасовой молассой (Моссаковский, 1975), а также рыхлыми мезо-кайнозойскими отложениями. Бимодальная толща отделена от дифференцированной горизонтом пестроцветных терригенных пород. В строении бимодальной ассоциации грабена хр. Ноён и Тост участвуют вулканические (покровные и жерловые), интрузивные (массив и шток щелочных гранитоидов) и дайковые образования.

Характер вулканических разрезов наиболее существенно меняется по простиранию бимодальной толщи и зависит от расстояния до центров извержений. Вблизи палеожерловин распространены преимущественно кислые лавы и игнимбриты, реже лавобрекчии, туфолавы и туфы. Между отдельными кислыми потоками в таких разрезах отмечаются линзы базальтоидов мощностью до 50 м. По мере удаления от палеожерловин доля кислых пород в разрезе постепенно сокращается, а базитовых—увеличивается. В итоге толща щелочно-салических пород выклинивается, и на удалении от вулкана отмечаются лишь небольшие линзы таких пород внутри базапьтоидного разреза. Общая мощность лавового чехла составляет около 1800 м.

В районе хр. Ноён и Тост отмечается несколько палеожерловин, которые фиксируются по субвертикальным телам щелочных риолитов мощностью до 10-15 м с грубой ориентировкой флюидальности, а также их лаво- и туфобрекчий с зональным субвертикальным распределением обломков. Такие выходы имеют диаметр до 3 км, в центральных частях которых иногда отмечаются породы фундамента, прорываемые штоками щелочных гранитов. К другому типу палеожерловин можно отнести серии экструзивных куполов флюидальных щелочных риолитов, постепенно переходящих в лавовые покровы.

Важную роль в строении бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост играют дайковые пояса, в которых контрастные по составу дайки прослеживаются параллельно, иногда непосредственно контактируя друг с другом или пересекаясь под острыми углами. Большинство даек тяготеет к центральным частям грабена, где их количество достигает 30 об. %, а суммарная мощность — 2 км.

В осевой наиболее эродированной части грабена хр. Ноён и Тост располагается крупное тело щелочных гранитов, прорываемое массивом биотитовых гранитов нормального ряда щелочности (массив "Западный"). Последние в свою очередь пересечены дайками щелочных

гранитов и базальтоидов бимодальной ассоциации. Такие взаимоотношения определенно свидетельствуют о почти одновременном становлении щелочных и нормальных гранитов, что позволяет отнести граниты "Западного" массива, с учетом их геохимических характристик, к продуктам антексиса континентальной коры.

Петрографическая характеристика основных типов пород бимодальной ассоциации хребтов Ноён и Тост

Базальтоиды имеют преимущественно порфировую, реже афировую структуру. Общее количество фенокристов, которые представлены оливином, клинопироксеном и плагиоклазом редко превышает 10%, но иногда количество вкрапленников плагиоклаза достигает 40 об. %. Собственно оливин в базальтоидах не сохранился и вместо него отмечаются вторичные агрегаты боулингита и иддингсита. Клинопироксен по составу достаточно однороден и отвечает авгиту. Составы вкрапленников плагиоклаза изменяются в широких пределах от Ап^ до Апзз- Основная масса базальтоидов афанитовая и состоит из микролитов замещенного вторичными минералами оливина, пироксена, плагиоклаза и титаномагнетита.

Трахиты, главным образом, афировые хорошо раскристаллизованные породы с отчетливым трахитоидным распределением микролейст щелочного полевого шпата. Редко в интерстициях между кристаллами щелочного полевого шпата отмечаются мелкие зерна клинопироксена. Вкрапленники в немногочисленных порфировых трахитах представлены идиоморфными таблитчатыми кристаллами щелочного полевого шпата.

Щелочные риолиты обычно обладают ярко выраженной флюидальной текстурой. Это преимущественно порфировые породы с вкрапленниками пертитового щелочного полевого шпата, кварца, щелочного амфибола, эгирина и иногда распавшегося титаномагнетита, общее количество которых может достигать 30 об. %. Основная масса щелочных риолитов тонко раскристаллизованная пойкилитовая и состоит из микролитов щелочного полевого шпата, иголок голубоватого амфибола, а также рассеянного рудного минерала, которые заключены в выделения кварца. Иногда встречаются риолиты со сферолитовой основной массой.

Среди щелочных риолитов большое количество игнимбритов с такситовой основной массой, состоящей из темно-бурых фьямме, образованных тонко раскристаллизованным вулканическим стеклом, заключенных в микрофельзитовую массу. Игнимбриты, а также лавобрекчии содержат обломки пород преимущественно бимодальной ассоциации, но иногда и посторонних.

Щелочные граниты имеют, как правило, порфировидную структуру с вкрапленниками пертитового щелочного полевого шпата. Основная масса аплитовая и состоит из кварца, щелочного полевого шпата, титаномагнетита, щелочного амфибола и/или эгирина. В разностях с двумя темноцветными минералами эгирин более ксеноморфен и обрастает идиоморфные кристаллы щелочного амфибола, являясь более поздним.

. По составу амфиболы щелочных гранитов и риолитов неоднородны и преимущественно относятся к феррорихтеритам (Уауиг, 1999), но также отмечаются арфведсониты, рибекиты и ферроэкерманниты, причем в некоторых вулканических породах отмечаются контрастные по составу амфиболы: крупные кристаллы феррорихтерита и мелкие арфведсонита. Составы эгирина щелочных гранитов и риолитов колеблются от почти чистого эгирина до эгирин-авгита.

Глава 4. Химический и изотопный состав пород бимодальной ассоциации хребтов Ноён и Тост

Химическая классификация порол На классификационной диаграмме Si02-(Na2CH-K20) (Le Bas et al., 1986, рис. 2a) породы бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост попадают в поля базальтов, трахибазапьтов, андезибазальтов, трахиандезибазальтов (в дальнейшем эта группа пород будет именоваться базальте идами), андезитов, трахиандезитов, трахитов и риолитов. Абсолютное большинство пород имеют концентрации кремнезема в интервалах 47.6-60% и 68-78.4%. Содержания щелочей в риолитах хр. Ноён и Тост не очень высокие (до 6.79% Na20 и до 5.49% К20), что отражается на их низком коэффициенте агпаитности (Kg) 0.76-1.29, хотя большинство из этих пород содержат щелочные темноцветные минералы. Результаты исследования расплавных включений показали, что собственно риолитовые расплавы имеют значительно более высокие значения К„ от 1.3 до 2.1. В связи с этим, учитывая щелочную минералогию этих пород, автор считает возможным применять для них классификацию риолитов повышенной щелочности Макдональда (1974), 12т

•

У о О

♦ ®

• «»

лг*1

\

60 65 SIO- мяс. %

* 12 о"

10

Комендитовые / (6) 14

трахиты 12

++.+î X. / - Пантелле-ритовыв трахиты X « SÏ 0

+ • • У Я

• * / ■ г • • • / У ^ Комендиты 7 ^ в о'- 4 4-

/Пвнтвплвриты 2 0

«

АО„

6

, мае. X

55 60 65 70 SIO, мае. %

Породы бимодальной m есоциации # - Бааальтоиды АКО

• ■ Базальтомды в » Памтеллериты Л - Рмолиты АКО

О Андезиты и трахиандеамты + - Щелочные граниты ▼ • Риотитовый гранит

♦ Трахиты ф • Поле составов расплавных "Западного" массива

• Комендиты включений в памталлеритах

Рис. 2. Химические составы пород бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост, комплекса активной континентальной окраины (АКО) и анатекгических биотитовых гранитов "Западного" массива на классификационных диаграммах (а) - ЗЮ2-<Ма20+К20) ((_е Ваэ е1 а1., 1986), (б) - Ре0общ-А1203 (Масс!опа1с1, 1974) и вариации содержаний глинозема (в) и железа (г) относительно вЮ2.

основанную на содержаниях глинозема и железа. Согласно этой классификации риолиты бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост относятся к пантеялеритам и комендитам (рис. 26).

Химический состав пород

Рассмотрены вариации содержаний петрогенных элементов во всех типах пород бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост. Для базальте идо в отмечается неоднородность содержаний титана, железа, натрия, калия и фосфора, которая позволила выделить относительно умеренно-титанистые породы с ТЮ2 менее 1.6%, FeO (менее 10.5%) и Р205 (менее 0.55%) и относительно высокотитанистые породы с TiOj до 2.8%, FeO до 12.9% и Р205 до 1%. Все базальтоиды имеют содержания MgO менее 8% и не могут рассматриваться как недифференцированные выплавки из мантии.

Комендиты и пантеллериты имеют пересекающиеся интервалы содержаний кремнезема -69.6-78.4% и 72.4-76.3% соответственно. Для них характерны различные корреляции глинозема и железа относительно Si02: в комендитах с увеличением кремнекислотности содержания AI2O3 уменьшаются с 15.4% до 10.5%, a FeO с 5.7% до 1.5%; в пантеллеритах концентрации А1203 существенно ниже и практически не меняются 9.1—10.2%, a FeO значительно выше 5.2—7.5% и показывают тренд, параллельный тренду комендитов (рис. 2в, 2г). Содержания Na20 и К20 и в комендитах и в пантеллеритах сильно и незакономерно варьируют, что связывается с выносом щелочных элементов при девитрификации стекла основной массы кислых вулканитов (Lipman, 1965; Noble, 1970). Среди щелочных гранитоидов отмечаются аналоги как комендитов, так и пантеллеритов.

Для сравнения с породами бимодальной ассоциации были изучены подстилающие окраинно-континентальные вулканиты. Базальтоиды АКО по содержанию петрогенных элементов практически неотличимы от рифтогенных. Различия между членами двух комплексов наиболее очевидны в кислых породах: риолиты АКО по сравнению с комендитами, пантеллеритами и щелочными гранитами обладают относительно более высокими концентрациями СаО 1.47-2.3% (против менее 1%). Биотитовые граниты "Западного" массива идентичны риолитам АКО.

В распределении элементов-примесей во всех типах пород бимодальной ассоциации хр. Ноен и Тост наблюдаются отрицательные аномалии Nb и Та [(La/Nb)PM 1.2-4.0] и положительные К и РЬ (рис. 3). В ряду составов от базальтов и трахибазальтов до андезитов и трахиандезитов не наблюдается отчетливого увеличения содержаний несовместимых микроэлементов, при том что вариации их концентраций в породах с близкой кремнекислотностью значительны (рис. За). Степень обогащения LREE относительно HREE в этих породах составляет (La/Yb)PM от 3.23 до 13.17. Спектры распределения микроэлементов в трахитах отличаются от более основных пород появлением минимумов Sr, Р, Ti и увеличением концентраций несовместимых элементов (рис. 36). Наиболее дифференцированные спектры распределения микроэлементов характерны для пантеллеритов, в которых самые высокие содержания несовместимых элементов, и самые глубокие минимумы Sr, Р и Ti. Для комендитов характерен значительный разброс в содержаниях микроэлементов от низких, даже ниже чем в трахитах, до высоких приближающихся к пантеллеритам. Щелочные гранитоиды по характеру распределения микроэлементов подобны вулканическим комендитам и пантеллеритам.

Породы бимодальной ассоциации Щ • Базальтоиды ЯЩ ■ Андезиты и трахиандазиты Щ| • Трахиты |Щ| - Комендиты LJ:-; j - Панталлериты

Средние составы пород комплекса АКО —о— . Базальты и трахибазальты —о-" -Трахиандезибазальты и

трахиандазиты —О— - Риолиты V - Биотитовый гранит "Западного" массива —О— - Средний состав расплавных включений в кварце пантеллерито«

Рис. 3. Распределение редких элементов, нормированных к примитивной мантии по (Sun, McDo-nough, 1989), в породах бимодальной ассоциации хр. Ноен и Тост, комплекса активной континентальной окраины (АКО), анатектических биотитовых гранитов "Западного" массива и расплавных включений в кварце пантеллеритов.

Спектры распределения микроэлементов в породах "комплекса АКО отличаются от спектров пород бимодальной ассоциации. Наибольшие отличия фиксируются для андезибазальтов, трахиандезитов и риолитов (рис. 3). Основные и средние породы АКО имеют более глубокие минимумы Nb и Та [(La/Nb)PM 7.9-9.8], они сильнее обогащены LREE относительно HREE [(La/Yb)PM от 18.1 до 22.6]. Риолиты АКО по сравнению с иомендитами и пантеллеритами имеют низкие концентрации несовместимых элементов особенно Zr, Hf, REE и более высокие содержания Sr и Р. Они в целом близки к валовому составу континентальной коры (Тейлор, Мак-Леннан, 1988), что нельзя сказать о породах бимодальной ассоциации. Спектр распределения микроэлементов биотитовых гранитов "Западного" массива подобен спектру риолитов АКО.

Изотопный (Sr-Nd-O'l состав порол Точки изотопного состава Sr и Nd базальтоидов бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост образуют тренд в поле мантийной корреляции (рис. 4а), тяготея к области относительно деплетированных составов [eNd(T) 4.4-6.7, (87Sr/86Sr)0 0.70360-0.70427]. Комендиты, пантеллериты и щелочные граниты имеют значения eNd(T) в диапазоне 5.5-7.4, что практически полностью соответствует вариациям изотопного состава неодима в базальтоидах. Первичное отношение Sr в них незакономерно варьирует от предельно низких значений 0.70228 до 0.70487. Показано, что причины таких вариаций, обычных для щелочно-салических пород, могут быть связаны с изменениями содержания Rb после образования пород вследствие раскристаллизации вулканического стекла и распада щелочного палевого шпата.

Изотопный состав кислорода большинства вулканических пород бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост близок к мантийному — 6180 от 4.5 до 8%о (рис. 46). Породы

0.702 0.703 0.704 0.705 -4-2 0 2 4 б 8 10 12 14

Породы бимодальной ассоциации • - Базальтоиды АКО • - Базальта иды . -Комендиты Т - Биотитовый гранит О - Андезиты и тракиандезиты а -Пантеллериты "Западного" массива » - Трахиты_+ - Щелочные граниты_

Рис. 4. Изотопный состав Б г, Ый и О пород бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост, комплекса активной континентальной окраины (АКО) и анатектических биотитовых гранитов "Западного" массива.

Серым цветом выделено поле изотопных составов герцинских офиолитовых и островодужных комплексов фундамента (неопубликованные данные В.И. Коваленко, В.П. Ковача и В.В. Ярмолюка).

жерловых фаций обеднены lsO (5180 0.3%о и 0.6%о), что связывается с воздействием на них подогретых метеорных вод вблизи вулканического кратера. Щелочные граниты также обеднены тяжелым изотопом кислорода (5180 2.1-2.7%о).

Базальтоиды АКО по изотопному составу Sr и Nd [(87Sr/86Sr)0 0.70416 и 0.70426, ENd(T) 4.5 и 5.8] и биотитовый гранит "Западного" массива [eN(i(T)=4.7, (87Sr/86Sr)0=0.70421 ] совпадают с диапазоном вариаций изотопных характеристик пород бимодальной ассоциации. Что касается изотопии кислорода, то базиты АКО обеднены |80 (6180 - -1.5 и -2.4%о), а биотитовые граниты -обогащены (5180=9.3%о).

Глава 5. Расплавные включения в кварце пантеллеритов хребтов Ноён и Тост

Для выяснения составов пантеллеритовых расплавов и их эволюции были изучены расплавные включения в кварце двух образцов пантеллеритовых игнимбритов бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост. Сингенетичные с ними флюидные включения обнаружены не были. Первичные расплавные включения состоят из прозрачного стекла, газового пузыря и иногда дочернего кристалла полилитионита (KO88NaOO5Ca0O1)o_94(Al042Ti00IFe2+0j6Mn002Mg0i0, Li,.,8)2[(Si3.78Al0.22)4OI0]F2, близкого по составу к слюдам щелочных гранитов (Коваленко, 1977; Владыкин, 1981). Редко отмечаются однофазные стекловатые включения.

Первые признаки плавления стекла расплавных включений появляются при температуре 650-700°С, а полная гомогенизация достигается при 870-960°С.

Изучены химические составы остаточных и гомогенных стекол расплавных включений. Гомогенные стекла отвечают по составу пантеллеритам. Для них характерны высокие концентрации кремнезема 73.7-79.6%, в том числе и для первично гомогенного включения -78.1%, высокий коэффициент агпаитности 1.3-2.1. В нормативном минеральном составе стекол присутствуют акмит от 3.2 до 6.4% и метасиликат натрия от 1.6 до 13.5%. Отмечаются отчетливые отрицательные тренды кремнезема с Na20, К20 в меньшей мере А1203, так что Ка также показывает обратную корреляцию.

Спектры распределения микроэлементов в стеклах расплавных включений и пантеллеритах идентичны (рис. 36). Они обогащены большинством высокозарядных редких элементов, наблюдаются глубокие минимумы в содержаниях Ва, Sr, Eu и Ti, а также Nb и Та.

Содержания воды в гомогенных стеклах расплавных включений варьируют от 1.26 до 3.13 мае. %, подтверждая, что щелочные кислые расплавы не являются сухими (Коваленко и др., 2000; Наумов и др., 1980; Webster et al., 1993 и др.). Концентрации фтора варьируют от 0.11 мае. % до 0.25 мае. %, а бора от 18 до 27 ррт. В целом составы расплавных включений в кварце пантеллеритов хр. Ноён и Тост схожи с таковыми в пантеллеритах других регионов мира.

Глава 6. Петрогенетические особенности главных типов пород бимодальной ассоциации хребтов Ноён и Тост

Особенности генезиса базальтоидов и андезитов

Изменения в минеральном составе базальтоидов и андезитов бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост и поведение совместимых элементов Ni, Со, Сг и Sr свидетельствуют об участии кристаллизационной дифференциации в генезисе этих пород. Однако, для таких несовместимых

элементов как REE, Y, Zr, Nb, Hf, не отмечается значимых отрицательных' корреляций с MgO, присущих продуктам кристаллизационной дифференциации. Разброс в концентрациях этих элементов, а также их отношений, достаточно широк и полностью перекрывается в различных по содержанию MgO породах, свидетельствуя о неоднородности их мантийного источника или участии контаминации.

Значительной контаминации породами континентальной коры базальтоидов хр. Ноён и Тост не происходило. Такой вывод основан на сходстве геохимических характеристик рифтогенных базальтоидов по всей Центрально-Азиатской рифтовой системе вне зависимости сгг состава фундамента, а также геохимических и изотопных различиях рифтогенных и подстилающих пород. Наиболее ярко различия фиксируются в изотопном составе кислорода (рис. 46): породы герцинской континентальной коры, служащие фундаментом для бимодальной ассоциации, обогащены тяжелым изотопом, а вулканиты АКО-легким.

Источники рифтогенных базальтоидов. Минимумы Nb и Та и максимум РЬ рифтогенных базальтоидов хр. Ноён и Тост сближают их с вулканическими породами конвергентных границ плит и предполагают участие в их источнике пород метасоматизированного мантийного клина. Тем не менее, геохимические характеристики базальтоидов хр. Ноён и Тост имеют черты сходства с проявлениями магматизма плюмовой природы, в частности, с базальтами траппов Сибирской платформы, для которых также характерны отмеченные аномалии (Альмухамедов и др., 2004; Fedorenko et al., 1996 и др.).

Относительно высокотитанистые базальтоиды хр. Ноён и Тост (Ti02 1.5-2.78%) обладают низкими отношениями К/Се<310, K/Ti<1.6, K/Nb<1400 (рис. 5) и повышенными концентрациями Р2О5 0.45-1.03%. Такие характеристики близки к базальтам срединно-оксанических хребтов (MORB) - производным деплетированной мантии и базальтам океанических островов (ОГО) -продуктам плавления обогащенной мантии. В отличие от них, умеренно-титанистые базальтоиды (ТЮ2<1.6%) имеют более высокие значения К/Се 340-720, K/Nb 2400-3800, K/Ti 1.8-3.2 и более низкие содержания Р2О5 0.2-0.49%, которые обычны для базальтов островных дуг (IAB) и сходны с параметрами недифференцированных пород раннекаменноуголыюй АКО СевероАзиатского континента (К/Се 470-730, K/Ti 1.6-2,7 K/Nb 2500-4060). Это позволяет считать, что в источнике умеренно-титанистых базальтоидов хр. Ноён и Тост большая роль принадлежит породам метасоматизированного мантийного клина. Большинство составов рифтогенных базальтоидов хр. Ноён и Тост располагаются в треугольнике смешения выплавок из деплетированной, обогащенной мантии и метасоматизированной мантии мантийного клина (рис. 56). Таким образом, геохимические характеристики рифтогенных базальтоидов хр. Ноён и Тост обусловлены участием в магмогенерации этих трех источников.

Фазовый состав мантийного протолита. Для базальтоидов хр. Ноён и Тост характерна разная степень обогащения LREE и MREE относительно HREE, что предполагает участие в их источнике как шпинель-, так и гранат-содержащих перидотитов. Разграничить расплавы, формирующиеся в зоне стабильности граната и шпинели, позволяет отношение (Tb/Yb)^ (Wang et al., 2002), в соответствии с которым первые должны иметь значения выше 1.8, а вторые—ниже. Согласно этому критерию все умеренно-титанистые рифтогенные базальтоиды бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост формировались в зоне шпинелевых перидотитов. Среди

Породы бимодальной ассоциации • - Базальтоиды О - Андезиты и трахиандезиты

У - Биотитовый гранит "Западного" массива Породы окраинно-континентального комплекса #- Базальтоиды <9 - Риолиты

Модельные составы -ф- • MORS (Sun, McDonough, 1989) H - OIB (Sun, McDonough, 1989) •jir ■ IAB (McCulloch, Gamble, 1991) Jjfc - Состав выплавок из метасоматизм рованной мантии (ММ) (условно принят трахибазальт НТ-1/3) — > Кривые смешения расплавов из разных источников

"pf- Кривые ассимиляции базальтоидными расплавами гранитоидов "Западного" массива и _поле составов контаминированных пород_ _

Рис. 5. Составы базальтоидов и андезитов бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост, их источников и контаминантов.

Точки на кривых смешения и ассимиляции расположены через 10%. Интенсивность заливки между кривыми ассимиляции пропорциональна степени контаминации.

высоштитанистых базальтоидов отмечаются породы, равновесные как со шпинелевым, так и с гранатовым реститом, т.е. среди них присутствуют более глубинные выплавки.

Особенности генезиса андезитов. Андезиты не характерны для рифтогенных обстановок и поэтому их появление в ассоциации хр. Ноён и Тост требует отдельного рассмотрения. Поведение несовместимых элементов противоречит тому, что андезиты являются дифференциатами базальтоидных магм: их содержания не выше чем в базальтоидах (рис. За), отношения ТЬД-а, ТЬ/У, ТЬ/Та более высокие, а М>/и, КЬ/ТЬ, МЬ/Та более низкие. Такие особенности свидетельствуют о возможном вкладе континентальной коры или контаминации гранитоидами, имеющими коровый источник. Учитывая то, что последние широко распространены в ГТРЗ и своим появлением обязаны рифтогенным магмам, их ассимиляция базальтоидными расплавами представляется наиболее вероятной. Тренды ассимиляции крайними членами ряда базальтоидов хр. Ноён и Тост расплава анатектических биотитовых гранитов "Западного" массива показаны на рис. 56, где отчетливо видно, что составы андезитов удовлетворяют такой модели, и максимальная степень ассимиляции соответствует 30%.

Образование шелочно-салических порол Образование щелочно-салических пород рифтогенных бимодальных ассоциаций связывается с: 1) глубокой фракционной кристаллизацией мантийных базитовых магм в

промежуточных внутрикоровых магматических камерах (Воронцов и др., 2004; Коваленко, 1977; Литвиновский и др., 1996; Ярмолюк и др., 2001; Barben et al., 1975; Civetta et al., 1998; Peccerillo et al., 2003 и др.); 2) аиатектическим плавлением коровых пород под действием тепла базитовых магм (Davies, Macdonald, 1987, Jarrar et al., 1992); 3) частичным плавлением ранних рифтогенных базитовых пород в основании коры (Trua et al., 1999; Avanzinelli et al., 2004).

Геохимические и изотопные отличия щелочно-салических рифтогенных пород от подстилающих пород континентальной коры и анатектических гранитоидов "Западного" массива не позволяют рассматривать их как результат плавления коровых пород. В моделях образования щелочно-салических пород при фракционной кристаллизации базальтоидного расплава или частичном плавлении ранних порций внедрения базальтоидных магм все члены ассоциаций должны иметь одинаковые изотопные составы, что и наблюдается для большинства рифтогенных пород хр. Ноён и Тост (рис. 4). Отдать предпочтение той или иной модели можно, применив численное моделирование этих процессов. Помогают в этом промежуточные породы, представленные в хр. Ноён и Тост трахитами, которые отвечают либо высоким степеням плавления базитового протолита, либо переходным членам в ряду кристаллизационной дифференциации.

Генезис трахитов. Минеральная ассоциация, связывающая трахиты и базальтоиды, была определена по массовому балансу с использованием реальных составов кпинопироксена, плагиоклаза и титаномагнетита, а также идеальных составов апатита, ильменита и равновесного с базальтоидами оливина. Полученная минеральная ассоциация (в мае. %: OI — 11.0, СРх -11.1, Р1 - 46.1, Mt - 5.0, II - 1.6, Ар - 1.1) является общей как для модели фракционной кристаллизации, так и для модели частичного плавления. В первом случае она представляет собой пропорцию фракционирующих из базальтоидного расплава минералов, а во втором -переходящую в расплав ассоциацию минералов базальтоидов. Степень фракционирования и степень частичного плавления в этих моделях составили соответственно 76 и 24%. Такие оценки согласуются с результатами моделирования для подобных ассоциаций пород (Peccerillo et al., 2003; Trua et al., 1999).

Полученная минеральная ассоциация использовалась в расчете поведения микроэлементов при фракционной кристаллизации и равновесном частичном плавлении (batch melting) (Rollinson, 1993). Коэффициенты распределения между минералами и расплавом были рассчитаны с использованием программы BIGD (Nielsen, 1992). Рассчитанные тренды поведения несовместимых элементов Nb, Zr, Th и Y при фракционной кристаллизации (ФК1) и частичном плавлении (ЧП) базальтоидов близки между собой и отвечают общему направлению трендов, сформированных составами базальтоидов и трахитов хр. Ноён и Тост (рис. 6а). Рассчитанное поведение совместимого Sr (рис. 66) позволяет отдать предпочтение модели фракционной кристаллизации как процессу, ответственному за образование трахитов хр. Ноён и Тост. Содержания Sr, рассчитанные по модели фракционной кристаллизации, близки к его реальным концентрациям в породах, что нельзя сказать о модели частичного плавления.

Образование комендитов, пантеллеритов и щелочных гранитов. Для пантеллеритов бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост отмечаются отчетливые линейные корреляции между несовместимыми микроэлементами (рис. 6а), характерные для продуктов кристаллизационной

дифференциации однородного расплава. Составы комендитов, главным образом, располагаются на этих трендах, за исключением ТЬ, содержания которого в комендитах выше, чем в трахитах и пантеллеритах при тех же концентрациях других несовместимых элементов. Это отражается на отношениях микроэлементов с ТЬ (рис. 6в, 6г), которые в ряду трахиты-пантеллериты

Породы бимодальной ассоциации О - Трахиты -rfb - Поле составов баэальтоидов © - Риолиты АКО

• - Комендиты ф . Средние составы базалыгоидов, Т - Биотитовый гранит

□ - Пантеллериты трахитов и лантеллеритов "Западного" массива

+ - Щелочные граниты

Рассчитанные модельные тренды 40 ЧП - Частичного плавления 7Q ФК2 - фракционной кристаллизации -•I....... баэальтоидов ----- трахитов

70 ФК1 - Фракционной кристаллизации - - Фракционной кристаллизации

I базальтоидов трахитов с ассимиляцией расплава

биотитовых гранитов (модель AFC)

Рис. 6. Вариации содержаний несовместимых микроэлементов (Zr, Nb), Sr и отношений Th/Y, Nb/Th в щелочно-салических породах хр. Ноён и Тост.

Значения около модельных трендов соответствуют степеням частичного плавления и фракционирования. Залитые поля отвечают разным темпам ассимиляции по мере фракционирования (г = 0-0.2, 0.2-0.4, 0.4-0.6 и 0.6-0.8) в модели AFC, интенсивность заливки пропорциональна степени контаминации.

приблизительно постоянны, а в комендитах - более высокие (Th/Y) и более низкие (Nb/Th, Zr/Th). Такие отклонения могут быть результатом ассимиляции щелочно-салическими расплавами коровых анатектических гранитоидов богатых Th. Для подтверждения возможности образования пантеллеритов и комендитов при фракционной кристаллизации трахитового расплава с ассимиляцией расплава коровых гранитов были рассчитаны модельные тренды этих процессов. Фракционирующая минеральная ассоциация при эволюции расплава от трахитов до пантеллеритов была установлена по массовому балансу с использованием средних составов этих пород и минералов-вкрапленников: щелочного полевого шпата, амфибола, магнетита и ильменита. Результаты расчета фракционной кристаллизации показали, что пантеллериты хр. Ноён и Тост могут быть получены из трахитов при фракционировании (в мае. %): K-Na Fsp — 55.9, Amph - 7.7, II - 1.0 и Mt - 0.1. Степень фракционирования при этом составляет 65%. С учетом приведенных выше расчетов фракционирования базальтоидной магмы, доля остаточного пантеллеритового расплава составляет 8% (и менее) от первичной базальтовой магмы, что согласуется с подобными оценками для бимодальных ассоциаций со щелочными гранитоидами юга Монголии (Коваленко и др., 1986, 1987; Ярмолюк, Коваленко, 1991), Восточно-Африканской рифтовой системы (Barben et al., 1975; Peccerillo et al., 2003), о. Пантеллерия (Civetta et al., 1998) и др.

Поведение несовместимых микроэлементов рассчитывалось по модели AFC (Rollinson, 1993) с использованием коэффициентов распределения для риолитов и щелочных риолитов, собранных в базе данных http://carthref.org. Наблюдается хорошее соответствие рассчитанных трендов фракционной кристаллизации (ФК2) трахитов с реальными составами пород хр. Ноён и Тост (рис. 6). В процессе дифференциации отношения Nb/Th, Zr/Th, Zr/Nb, Th/Y практически не меняются, тогда как дифференциация с ассимиляцией расплава анатектичсских биотитовых гранитов "Западного" массва приводит к изменению этих характеристик. Тренды с разными отношениями скорости ассимиляции к скорости фракционной кристаллизации - г = 0.2,0.4,0.6 и 0.8 — показаны на рис. 6в, 6г, где видно, что большинство составов комендитов удовлетворяют модели AFC с г<0.8 (реже более) и степенью фракционирования 30-55%. Другим возможным контаминантом являются риолиты АКО, геохимически идентичные гранитам "Западного" массива.

Таким образом, все породы бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост могут быть объединены в общий ряд кристаллизационной дифференциации, осложненный ассимиляцией и берущий начало от мантийных базальтоидных магм.

Процессы контаминации также отразились и на содержаниях стетрогенных элементов. Низкие содержания железа в комендитах и некоторых щелочных гранитах хр. Ноён и Тост обусловлены контаминацией, о чем свидетельствует положительная корреляция между концентрацией FeO в этих породах и отношением Nb/Th, которое практически не меняется при дифференциации. Более низкие значения коэффициента агпаитности в комендитах по сравнению с пантеллеритами также отчасти являются результатом контаминации.

Особенности эволюции пантеллеритовых расплавов

С использованием расплавных включений в кварце пантеллеритов, которые можно соотносить с магматическими расплавами, были восстановлены некоторые особенности

эволюции наиболее дифференцированных и наименее контаминированных пантеллеритовых расплавов хр. Ноён и Тост.

Содержания высокозарядных (Zr, Nb, REE) и некоторых крупноионных (Sr, Ва, U, Th) элементов в гомогенных стеклах расплавных включений находятся в прямой корреляционной зависимости, показывая, что на этапе захвата включений они являлись несовместимыми и могут служить индексами кристаллизационной дифференциации. Увеличение их концентраций в стеклах расплавных включений одного из изученных образцов происходит при уменьшении содержания Si02. Соответственно, в процессе эволюции остаточный расплав становился менее кремнекислым, обогащался К20, Na20, в меньшей мере А1203, что позволило увеличиваться в этом же направлении Kg. . ,

Поведение летучих компонентов (F, В и Н20) в пантеллеритовых расплавах хр. Тост определяется прежде всего кристаллизационной дифференциацией. Концентраций насыщения, определенных экспериментально для риолитовых расплавов, эти элементы не достигают, а флюидных включений, сингенетичных с расплавными, отмечено не было. Фтор и бор образуют линейные положительные корреляционные зависимости как между собой, так и с несовместимыми микроэлементами, поэтому, учитывая то, что коэффициенты распределения между флюидом и расплавом для фтора и бора принципиально различны и составляют <0.5 (Webster et al„ 1987; London et al., 1988) и-2-3 (London et al., 1988; Pichavant, 1981) соответственно, присутствие сосуществующего с расплавом флюида маловероятно.

Глава 7. Взаимоотношение пород и их источников в бимодальной ассоциации хребтов Ноён и Тост

Принципиальная схема взаимоотношения главных типов магматических пород рифтогеиной бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост и их источников приведена на рис. 7.

Геодинамические условия рифтогенного магматизма хребтов Ноён и Тост

Приведенные в работе данные,свидетельствуют о том, что ГТРЗ с хр. Ноён и Тост как часть позднепалеозойской-раннемезозойской Центрально-Азиатской рифтовой системы, формировалась в сложных геодинамических условиях, сочетающих окраинно-континентапьные и внутриконтинентальные рифтогенные. Около 330 млн. лет назад субдукционный магматизм вблизи окраины Северо-Азиатского палеконтинента прекратился, а непосредственно вслед за ним с 318 млн. лет началось формирование Центрально-Азиатской рифтовой системы..В пределах наиболее ранней и наиболее приближенной к окраине палеоконтинента ГТРЗ процессы рифтогенеза протекали в течение «30 млн. лет с 318 до 290 млн. лет назад. В целом развитие рифтовой системы продолжалось около 130 млн. лет (Ярмолюк и др., 2005), за которые области рифтогенеза смещались дальше от края континента. Процессы рифтогенеза и значительная протяженность рифтовых зон, особенно ГТРЗ («3000 км), могут быть объяснены перекрытием континентальной литосферой зоны океанического спрединга (Ярмолюк, Коваленко, 1991), положение которой контролировалось мантийным плюмом. Существование мантийного плюма в палеоазиатском океане до перекрытия его континентом засвидетельствовано в герцинских офиолитовых комплексах хр. Дзойлен (100 км к востоку от хр. Ноён и Тост), где отмечаются высокотитанистые базальтоиды с геохимическими характеристиками, близкими к базальтам

океанических плато (Руженцев, Поспелов, 1992; неопубликованные данные В.И. Коваленко, В.П. Ковача, В.В. Ярмолюка).

Несмотря на то, что геодинамика позднепалеозойского-раннемезозойского рифтогенеза в Центрально-Азиатской рифтовой системы свидетельствует о внутриплитной его природе, геохимические и изотопные характеристики рифтогенных

базальтоидов ГТРЗ показывают очевидную связь с деплетированными и метасоматизированными источниками. Детальное рассмотрение составов базальтоидов бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост позволило говорить также об участии в магмогенерации обогащенной

мантии, связанной с мантийным плюмом. Непосредственно под краем континента мантийный плюм на начальном этапе воздействует своим температурным полем на деплетированную мантию и мантию метасоматизированного мантийного клина, вызывая их плавление (рис. 7). В таких условиях более глубинный обогащенный материал мантийного плюма мог достичь поверхности лишь в малом объеме.

Появление необычных для зон рифтогенеза гранитоидов нормального ряда щелочности, имеющих коровый источник, совместно с породами мантийного генезиса

Вулканические постройки кислых лав ~

Рис. 7. Схема взаимоотношения пород бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост и их источников. Нижний рисунок иллюстрирует геодинамические условия на PZ3 южной активной континентальной окраине Северо-Азиатского палеоконтинента, где в зону субдукции вовлекался срединно-океанический хребет, контролируемый мантийным плюмом. Область магмогенерации над плюмом преимущественно располагалась в метасоматизированном мантийном клине с небольшим участием обогащенной мантии плюма и деплетированной мантии.

На верхнем рисунке показана принципиальная схема строения внутрикоровых магматических камер и подводящих каналов с рифтогенными расплавами и указаны рассчитанные их плотности по (Lange, 1994). Отмечено положение анатектических гранитов и зон контаминации рифтогенных магм.

связывается с анатексисом континентальной коры, вызванным тепловым воздействием рифтогенных магм. Благоприятные условия для плавления континентальной коры связаны со сложным геодинамическим развитием региона, где континентальная литосфера была разогрета процессами, протекавшими в раннем карбоне на АКО Северо-Азиатского палеоконтинента.

Параллельное существование мантийных расплавов (и их дифференциатов) с коровыми выплавками не могло пройти без частичного их смешения. Результатом такого смешения в бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост стали комендиты и андезиты (рис. 7).

Природа бимодального распределения составов

Решение проблемы бимодального распределения составов пород ассоциации хр. Ноён и Тост, по мнению автора, заключено в модели плотностного барьера (Ярмолюк Коваленко, 1991; Turner, Campbell, 1986), согласно которой кристаллизационная дифференциация расплава во внутрикоровой магматической камере (или камерах) продуцирует все более кислые и более легкие расплавы, поднимающиеся вверх и запруживающие более тяжелые недифференцированные магмы. Рассчитанные по (Lange, 1994) плотности расплавов бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост согласуются с возможной стратификацией магматического резервуара по плотности (рис. 7): базапьтоиды «2.66 г/см3, трахиты »2.41 г/см3, пантеллериты «2.37 г/см3, комендиты «2.34 г/см3.

Заключение

Одна из крупнейших в мире позднепапеозойская-раннемезозойская рифтовая система Центральной Азии формировалась на активной континентальной окраине Севсро-Азиате ко го палеоконтинента в геодинамической обстановке, близкой к "калифорнийскому типу". Исследования автора были сосредоточены на наиболее ранней и наиболее приближенной к краю палеоконтинента Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоне. Представленные в работе геохронологические данные позволили оценить время геодинамической перестройки на окраине палеоконтинента 330-318 млн. лет назад, заключающейся в отмирании зоны субдукции и зарождении зон внутриконтинентального рифтогенеза. Формирование ГТРЗ продолжалось около 30 млн. лет между 318 и 290 млн. лет назад.

Специфической чертой магматизма ГТРЗ является широкое развитие гранитоидов нормального ряда щелочности, сопряженных с бимодальным магматизмом повышенной щелочности. Их образование обусловлено анатектическим плавлением континентальной коры под действием тепла рифтогенных магм, которое стало возможным благодаря сложной геодинамике развития региона, где континентальная кора до начала рифтогенеза была разогрета субдукционными процессами.

Источниками рифтогенных базальтоидов бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост ГТРЗ служили деплетированная мантия, обогащенная мантия мантийного плюма и метасоматизированная мантия, являющаяся реликтом мантийного клина раннекаменноугольной активной континентальной окраины. Магмогенерация происходила в гранатовой и шпинелевой зонах.

Образование щелочно-салических пород бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост -трахитов, комендитов, пантеллеритов и щелочных гранитов — обусловлено глубокой фракционной кристаллизацией мантийных базальтоидных магм во внутрикоровых магматических камерах, осложненной ■ ассимиляцией пород континентальной коры или, вероятнее, анатекгических выплавок из нее.

Основные публикации по теме диссертации

1. Коваленко В.И., Ярмолюк В.В., Козловский. A.M., Иванов В.Г. Источники магм щелочных гранитоидов и связанных с ними пород внутриплитных магматических ассоциаций Центральной Азии // Док. РАН. 2001. Т. 377. № 5. С. 672-676.

2. Коваленко В.И., Ярмолюк В.В., Владыкин Н.В., Иванов В.Г., Ковач В.П., Козловский A.M., Коалиции ЮЛ., Котов А.Б., Сальникова Е.Б. Эпохи формирования, геодинамическое положение и источники редкометального магматизма Центральной Азии // Петрология. 2002. Т. 10. № 3. С. 227-253.

3. Козловский A.M., Саватенков В.М., Ярмолюк В.В. Особенности составов кислых пород бимодальных базальт-комендит-щелочногранитных серий , южной Монголии // Всероссийский семинар "Геохимия магматических пород". Москва: ГЕОХИ РАН. 2002.

4. Козловский А.М., Саватенков В.М., Ярмолюк В.В., Сальникова Е.Б., Понамарчук В.А. Возраст и источники позднепалеозойского бимодального рифтогенного магматизма Центральной Азии // П Российская конференция по изотопной геохронологии "Изотопная геохронология в решении проблем геодинамики и рудогенеза". Санкт-Петербург: ИГЩ РАН. 2003. С. 206-209.

5. Козловский A.M., Коваленко В.И.,. Ярмолюк В.В., Наумов В.Б. Пантеллеритовые расплавы хребта Тост в Южной Монголии: химический состав, элементы-примеси и летучие компоненты (данные изучения расплавных включений) И Петрология. 2005. Т. 13. № 1. С. 19-40.

6. Козловский A.M., Ярмолюк В.В., Сальникова Е.Б. Саватенков В.М., Коваленко В.И. Возраст бимодального и щелочно-гранитного магматизма Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны, хребет Тост, Южная Монголия // Цетрология. 2005. Т. 13. № 2. С. 218-224.

7. Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Козловский A.M., Воронцов A.A., Саватенков В.М. Позднепапеозойская-раннемезозойская рифтовая система Центральной Азии: состав и источники магматизма, закономерности формирования и геодинамика / "Проблемы тектоники Центральной Азии". Москва: ГЕОС. 2005. С. 197-237.

8. Козловский A.M., Ярмолюк, В.В., Сальникова Е.Б., Саватенков В.М. Возраст процессов позднепалеозойского рифтогенеза Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны Центрально-Азиатского складчатого пояса // Материалы совещания 'Тектоника земной коры и мантии. Тектонические закономерности размещения полезных ископаемых". Москва: ГИН РАН. 2005. Т. 1. С. 300-302.

9. Козловский А.М., Ярмолюк В В., Сальникова Е.Б., Саватенков В.М. Позднепалеозойский рифтогенный магматизм Центрально-Азиатского складчатого пояса: возраст и источники по изотопным и геохимическим данным // Материалы совещания "Эволюция петрогенеза и дифференциация вещества Земли". Апатиты: ГИ КНЦ РАН. 2005. Т. 1. С. 101-103.

10. Козловский А.М., Ярмолюк В.В., Саватенков В.М. Источники базальтоидного магматизма позднепалеозойской Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны (хр. Ноён и Тост, Южная Монголия) // "Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского недвижного пояса (от океана к континенту)". Иркутск: ИЗК СОРАН. 2005. Т. 1. С. 143-146.

11. Козловский AM, Ярмолюк В.В., Саватенков В.М., Ковач В.П. Источники базальтоидного магматизма в условиях рифтогенеза на активной континентальной окраине (на примере бимодальной ассоциации хребтов Ноён и Тост позднепалеозойской Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны, Южная Монголия) // Петрология. 2006. Т. 14. № 4. С. 358-383.

12. Коваленко В.И., Ярмолюк В.В., Сальникова Е.Б., Козловский A.M., Котов А.Б., Ковач В.П., Саватенков В.М., Владыкин Н.В., Пономарчук В.А. Геология, геохроноголия и геодинамика Хан-Богдинского массива щелочных гранитоидов в Южной Монголии // Геотектоника. 2006. № 6. (в печати).

13. Козловский A.M., Сальникова Е.Б., Саватенков В.М. Геохронология рифтогенного магматизма в обстановке активной континентальной окраины, на примере PZ3 Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны Южной Монголии // III Российская конференция по изотопной геохронологии "Изотопное датирование процессов рудообразования, магматизма, осадконакопления и метаморфизма". Москва: ИГЕМ РАН. 2006. С. 325-330.

14. Козловский AM, Сальникова Е.Б., Саватенков В.М. Особенности позднепалеозойского рифтогенного вулканизма в обстановке активной континентальной окраины (Гоби-Тяньшаньская рифтовая зона, Южная Монголия) // III Всероссийский симпозиум по вулканологии и палеовулканологии "Вулканизм и геодинамика". Улан-Удэ: ГИН СО РАН. 2006. С. 209-212.

15. Козловский А.М, Ярмолюк В.В., Сальникова Е.Б., Саватенков В.М. Позднепалеозойский магматизм южной окраины Северо-Азиатского палеоконтинента: основные этапы развития // "Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)". Иркутск: ИЗК СО РАН. 2006. Т. 1. С. 155-158.

16. Типы магм и их источники в истории Земли. Часть. 2. Редкометальный магматизм: ассоциации пород, состав и источники магм, геодинамические обстановки формирования. Под ред. O.A. Богатикова и В.И. Коваленко. М.: 2006. 278 с.

17. Козловский А.М, Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Саватенков В.М., Ковач В.П., Веливецкая Т.А. Трахиты, комендиты и пантеллериты позднепалеозойской рифтогенной бимодальной ассоциации хребтов Ноён и Тост Южной Монголии: особенности дифференциации и контаминации щелочно-салических расплавов // Петрология. 2007. Т. 15. № 2. (в печати).

Заказ №37. Тираж 120 РИС ВИМСа, 2006 г.

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Козловский, Александр Михайлович

Введение

Глава 1. Бимодальные магматические ассоциации: особенности распространения и проблемы образования

Глава 2. Позднепалеозойский-раннемезозойский рифтогенез в Центрально

Азиатском складчатом поясе

Общая характеристика Центрально-Азиатской рифтовой системы

Особенности строения Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны

Возраст магматизма Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны

Результаты геохронологических исследований

Анализ геохронологических данных

Глава 3. Геолого-петрографическая характеристика бимодальной ассоциации грабена хр. Ноён и Тост Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны

Геологическое строение грабена хр. Ноен и Тост

Покровные образования

Палеожерловины

Дайковые образования

Интрузивные образования

Петрографическая характеристика основных типов пород бимодальной ассоциации хр. Ноен и Тост

Базальтоиды

Трахиты

Щелочные риолиты

Щелочные граниты

Особенности составов минералов-вкрапленников

Глава 4. Химический и изотопный состав пород бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост

Химическая классификация пород

Химический состав пород

Петрогенные элементы

Микроэлементы

Изотопный (Бг-Ш-О) состав пород

Глава 5. Расплавные включения в кварце пантеллеритов хр. Ноён и Тост.

Кристаллические включения

Расплавные включения

Дочерние минералы расплавных включений

Термометрия расплавных включений

Петрохимическая характеристика расплавных включений

Геохимическая характеристика гомогенных стекол расплавных включений

Характеристика летучих компонентов

Глава 6. Петрогенетические особенности главных типов пород бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост

Особенности генезиса базальтоидов и андезитов

Кристаллизационная дифференциация

Источники рифтогенных базитовых пород

Фазовый состав мантийного протолита

Особенности генезиса андезитов

Образование щелочно-салических пород

Генезис трахитов

Образование комендитов, пантеллеритов и щелочных гранитов

Поведение петрогенных элементов в щелочно-салических породах хр. Ноён и Тост при дифференциации и контаминации

Особенности эволюции пантеллеритовых расплавов

Проблема перегрева расплавных включений

Кристаллизационная дифференциация

Эволюция летучих компонентов в пантеллеритовом расплаве

Составы пантеллеритовых расплавов в системе Q-Ab-Or

Сравнение составов пантеллеритов и пантеллеритовых расплавов

Природа высоких температур гомогенизации расплавных включений

Глава 7. Взаимоотношение пород и их источников в бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост

Геодинамические условия рифтогенного магматизма хр. Ноён и Тост

Природа бимодального распределения составов

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Позднепалеозойский рифтогенный бимодальный магматизм Южной Монголии: состав, источники и эволюция расплавов"

Проблемы образования магматических пород в рифтовых зонах континентов уже не одно десятилетие привлекают внимание исследователей, а вопросы генезиса наиболее распространенных в них бимодальных магматических (вулканических и плутонических) ассоциаций до сих пор не находят однозначного ответа. Интерес геологов и петрологов к магматизму внутриконтинентальных рифтовых зон подкрепляется распространением в них таких редких магматических пород, как комендиты и пантеллериты, а также их интрузивных аналогов - щелочных гранитов, с которыми бывает связана редкометальная минерализация, в том числе промышленных масштабов К настоящему времени в литературе накоплено достаточно большое количество данных, касающихся петрологии, геохимии, геологических и физико-химических условий формирования рифтогенного бимодального магматизма многих регионов мира (Белоусов В.В., Воронцов A.A., Владыкин Н.В., Гордиенко И.В., Грачев А.Ф., Дергунов А.Б., Занвилевич А.Н., Зоненшайн J1 П, Коваленко В.И., Кузьмин М.И, Курчавов A.M., Литвиновский Б.А, Милановский Е.Е., Наумов В.Б., Руженцев C.B., Ярмолюк В.В., Barben, Civetta, Macdonald, Mahood, Noble, Peccerillo, Scaillet, Trua, Webster и др.), однако единой модели их образования нет и вряд ли ее можно предложить.

Большинство проявлений рифтогенного бимодального магматизма связывается с взаимодействием мантийных плюмов с континентальной литосферой. Однако такие ассоциации возникают и в сложных геодинамических обстановках, в которых рифтогенез проявляется на конвергентных границах плит, как это происходит сейчас на западе Сев. Америки. Такие обстановки были выделены в отдельный "калифорнийский тип" (Зоненшайн и др., 1973; Кузьмин, 1985). Особенности рифтогенного магматизма на активных континентальных окраинах и его геодинамическая природа на сегодняшний день изучены явно недостаточно. В связи с этим представляются актуальными приведенные в работе исследования рифтогенного бимодального магматизма позднепалеозойской-раннемезозойской рифтовой системы Центральной Азии, сформированной на активной континентальной окраине Северо-Азиатского палеконтинента.

Цели и задачи исследования. Основная цель исследований состоит в установлении состава и источников рифтогенных магматических пород, выявлении генетических взаимоотношений между базальтоидами и щелочно-салическими породами на примере бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны, а также в расшифровке геодинамических механизмов, приведших к рифгогенезу на активной континентальной окраине. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- геолого-геохронологическое (и-РЬ, ИЬ-Бг) изучение окраинно-континентального, рифтогенного бимодального и гранитоидного магматизма в пределах Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны;

- изучение геологического строения грабена хр. Ноен и Тост, выполненного вулканическими породами бимодальной ассоциации, содержащего массивы щелочных и нормальных гранитоидов и дайковые пояса;

- изучение петрографических особенностей, минерального, химического, в том числе микроэлементного, составов магматических пород бимодальной ассоциации хр. Ноен и Тост;

- изучение изотопного (Эг, N0!, О) состава вулканических, дайковых и интрузивных пород бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост;

-установление источников, ответственных за образование базальтоидов бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост на основе геохимических и изотопных данных;

- петрологическое моделирование процессов частичного плавления, фракционной кристаллизации и контаминации рифтогенных магматических пород хр. Ноён и Тост и выявление особенностей генезиса щелочно-салических пород;

- изучение расплавных включений во вкрапленниках кварца пантеллеритов хр. Ноен и Тост и определение особенностей эволюции наиболее глубоко дифференцированных щелочно-салических расплавов.

Фактический материал и методики исследования. В основу работы положен оригинальный материал, собранный автором в течение 6 полевых сезонов в Южной Монголии (2000-2005 гг.), во время которых были изучены вулканические разрезы бимодальных ассоциаций и особенности строения интрузивных массивов, связанных с Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоной. Основные исследования были сосредоточены в пределах грабена хр. Ноен и Тост. Кроме того, полевые исследования проводились в районе Хан-Богдинского щелочно-гранитного массива и бимодальной вулканической ассоциации в его обрамлении, а также в ряде районов с бимодальным и щелочно-гранитным магматизмом других рифтовых зон Центрально-Азиатской рифтовой системы.

Для характеристики рифтогенного магматизма в грабене хр. Ноён и Тост было отобрано более 130 проб вулканических и интрузивных пород, пробоподготовка и обработка которых осуществлялась автором. Кроме этого, в исследования были привлечены пробы, отобранные ранее В.И. Коваленко и В.В. Ярмолюком для более полной характеристики рифтогенного и близкого с ним по возрасту магматизма по всей Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоне.

Минеральный состав и структурно-текстурные особенности пород бимодальной ассоциации хр Ноен и Тост были изучены по большой коллекции шлифов и образцов Химический состав породообразующих минералов определялся на электронном микроанализаторе Camebax SX-50 А.И. Цепиным в НИИ Цветной металлургии при ускоряющем напряжении 20 кВ и токе зонда 20 нА с использованием природных эталонов сравнения.

Содержания петрогенных элементов и Zr в породах определялись рентгено-флюоресцентным методом в Институте геохимии СО РАН (г. Иркутск) на квантометре CRM-25 по методике (Афонин и др., 1984). Многоэлементный анализ пород проводился на масс-спектрометре с индуктивно связанной плазмой PlasmaQuad 3 "VG Elemental" в Институте аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург. Относительная погрешность определения элементов не превысила 5-10 %. Содержания Zr в гранитоидах, определенные методом 1CP-MS по сравнению с данными рентгено-флюоресцентного анализа, оказались более низкими вследствие неполного растворения циркона, поэтому для этих пород использовались значения содержаний Zr, полученные рентгено-флюоресцентным методом.

Геохронологические (U-Pb, Rb-Sr) и изотопно-геохимические (Sr и Nd) исследования были выполнены в Институте геологии и геохронологии докембрия РАН (г. Санкт-Петербург). Измерения изотопного состава проводились на многоколлекторном твердофазном масс-спектрометре Finnigan МАТ-261. Датирование цирконов было выполнено Е.Б. Сальниковой по методике (Сальникова и др., 2004). Подготовка проб и определение изотопных составов Sr и Nd проводилось В.М. Саватенковым согласно методике (Саватенков и др., 2004). Определения изотопного состава кислорода были выполнены в Дальневосточном геологическом институте ДВО РАН (аналитики Т.А. Веливецкая, A.B. Игнатьев). Измерения проводились па масс-спектрометре Finnigan МАТ-252. Значения 8180 приведены относительно SMOW. В основу работы легли 7 U-Pb определений возраста и 30 определений изотопного состава Sr, Nd и О пород рифтогенных ассоциаций, а также вмещающих их магматических пород активной континентальной окраины

Автором работы были изучены расплавные и кристаллические включения во вкрапленниках кварца пантеллеритов бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост.

Первоначальные исследования проводилось оптическим методом в полированных пластинках пород толщиной «03 мм. Термометрические опыты по гомогенизации расплавных включений проводились в микромуфеле с платиновым нагревателем при атмосферном давлении в температурном интервале 550-960°С с шагом 50-10°С. Точность определения температуры составляла « 10°С. Образцы выдерживались при заданной температуре 2-3 ч, после чего закаливались в течение 1-2 с Определение содержаний главных элементов в кристаллических включениях, дочерних фазах, остаточных и гомогенных стеклах расплавных включений проводилось в Институте геохимии и аналитической химии РАН на электронном микроанализаторе Camebax Microbeam (аналитик H.H. Кононкова) при условиях: ускоряющее напряжение 15 кВ, ток 30 нА, развертка зонда в растр 12x12 и 5x5 мкм при исследовании гомогенных стекол, 5x5, 2x2 и 1x1 мкм при определении остаточных стекол и кристаллических фаз. Точность определения элементов при их содержаниях более 10 мае. % составляла « 2 отн %, при содержаниях 5-10 мае. % « 5 отн. %, при содержаниях 1-5 мае. % « 10 отн. %. Микроэлементы (Zr, Nb, Y, Ва, Sr, Rb, U, Th, Li, Be, REE), фтор, бор и вода в стеклах крупных (> 30 мкм) расплавных включений определялись методом вторично-ионной масс-спектрометрии (SIMS) на ионном микроанализаторе Cameca IMS-4f в Институте Микроэлектроники РАН, г. Ярославль (аналитик С.Г. Симакин), по методике, описанной в (Носова и др., 2002; Портнягин и др., 2002; Соболев, 1996).

Исследования осуществлялись в рамках базовой тематики лаборатории редкометального магматизма ИГЕМ РАН, проекта РФФИ 05-05-64001, проекта "Ведущие научные школы" НШ-1145.2003.5 и Программы фундаментальных исследований ОНЗ РАН "Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского складчатого пояса: от палеоокеана к континенту".

Научная новизна работы. 1) Установлено время заложения позднепалеозойской-раннемезозойской Центрально-Азиатской рифтовой системы и определена длительность формирования наиболее ранней Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны; 2) Показано, что в ходе развития рифтовой зоны мантийный бимодальный магматизм сопровождался масштабным коровым анатексисом; 3) Получены геохимические и изотопные (Sr, Nd, О) характеристики всего спектра пород бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост, позволяющие говорить об их мантийных источниках; 4) Выявлены неоднородности в составе базальтоидов рифтогенной бимодальной ассоциации хр. Ноен и Тост, обусловленные участием в их генезисе трех мантийных источников; 5) Определены взаимосвязи щелочно-салических пород и базальтоидов в бимодальной ассоциации хр. Ноен и Тост, 6) Установлена значительная роль ассимиляции корового материала или анатектических выплавок из него мантийными магмами, при рифтогенезе на активной континентальной окраине; 7) Определены температуры кристаллизации, составы и особенности эволюции наиболее дифференцированных пантеллеритовых расплавов бимодальной ассоциации хр Ноен и Тост, включая расшифровку поведения микроэлементов и летучих компонентов.

Практическая значимость. Изучение генезиса бимодальных рифтогенных ассоциаций и особенно щелочно-салических пород этих ассоциаций, с которыми нередко связаны редкометальпые месторождения и проявления, вносит существенный вклад в понимание процессов редкометального рудообразования. Установленные в работе особенности генезиса вулканических пантеллеритов и комендитов и их интрузивных аналогов, связанные с различиями в режимах кристаллизационной дифференциации и контаминации, позволяют определить критерии выделения потенциально рудоносных неконтаминированных и безрудных контаминированных щелочно-салических пород.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 17 статьях и тезисах докладов. Основные результаты были представлены на Научных совещании по Программе фундаментальных исследований ОНЗ РАН "Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)" (Иркутск, 2005, 2006), II и III Российских конференциях по изотопной геохронологии "Изотопная геохронология в решении проблем геодинамики и рудогенеза" (Санкт-Петербург, 2003; Москва, 2006), Всероссийском семинаре "Геохимия магматических пород" (Москва, 2002), XXXVIII Тектоническом совещании (Москва, 2005) и др.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы 160 страниц, включая 49 иллюстраций и II таблиц. Библиография включает 144 наименования.

Заключение Диссертация по теме "Петрология, вулканология", Козловский, Александр Михайлович

Заключение

Проведенные геолого-геохронологические исследования позднепалеозойского рифтогенного магматизма Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны и детальное петрологическое изучение относящейся к ней бимодальной ассоциации хр. Ноён и Тост позволили сформулировать следующие выводы, которые соответствуют защищаемым положениям:

1. Установлено время геодинамической перестройки на южной окраине СевероАзиатского палеоконтинента (330-318 млн. лет назад), в течение которого произошло отмирание зоны субдукции и зарождение Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны. Процессы рифтогенеза протекали здесь в интервале времени с 318 до 290 млн. лет назад, сформировав грабены с контрастно чередующимися вулканическими потоками базальтоидов и щелочных риолитов, массивы щелочных гранитов и пояса даек.

2. В генезисе базальтоидов бимодальной ассоциации хр. Ноен и Тост принимали участие три мантийных источника. Относительно высокотитанистые базальтоиды (Т1О2 1.5-2.8%, Р205 0.45-1.03%, К/Се<310, К/ЫЬ<1400) формировались преимущественно за счет деплетированной мантии и обогащенной мантии, сходной с источником базальтов океанических островов. В источнике умеренно-титанистых базальтоидов (ТЮ2<1.6%, Р205 0.2-0.49%, К/Се 340-720, КМ) 2400-3800) доминировала метасоматизированная мантия, являющаяся реликтом мантийного клина раннекаменноугольной активной континентальной окраины.

3. Трахиты, комендиты, пантеллериты и щелочные граниты бимодальной ассоциации хр. Ноен и Тост образовались в результате кристаллизационной дифференциации базальтоидных магм, сопровождавшейся ассимиляцией пород континентальной коры или анатектических выплавок из нее. Пантеллериты (Ре00бщ 5.2-7.5%, А1203 9.1-10.2%) представляют собой наиболее дифференцированные и наименее контаминированные породы, которые формировались из кислого агпаитового (Ка от 1.3 до 2.1) силикатного расплава в диапазоне температур 870-9б0°С, отвечающих гомогенизации расплавных включений во вкрапленниках кварца. Возрастание роли контаминации щелочно-салических расплавов приводит к образованию комендитов (Ре00бщ 1.5-5.7%, А1203 10.5-15.4%).

4. Специфической чертой магматизма Гоби-Тяньшаньской рифтовой зоны является участие гранитоидов нормального ряда щелочности совместно с породами бимодальной ассоциации повышенной щелочности. Их образование связано с коровым анатексисом под действием тепла рифтогенных магм и стало возможным благодаря сложной геодинамике развития региона, где континентальная кора до начала рифтогенеза была разогрета субдукционными процессами.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Козловский, Александр Михайлович, Москва

1. Антипин B.C., Коваленко В И., Рябчиков ИД. Коэффициенты распределения редких элементов в магматических породах. М.: Наука, 1984. 254 с.

2. Анфилогов ВН, Абрамов В А, Коваленко ВИ, Огородова В Я. Фазовые отношения в агпаитовой области системы l^O-K^O-A^C^-SiC^-^O при давлении 1000 кг/см2 //Докл. АН СССР. 1972. Т. 204. № 4. С. 944-947.

3. Атлас геологических гарт Центральной Азии. Масштаб 1:2500 000 // ВСЕГЕИ (в печати)

4. Афонин В П., Гупичева ТН, Пискунова ЛФ Рентгено-флуоресцентный анализ. Новосибирск: Наука, 1984. 328 с.

5. Богатиков О А., Зоненшайн Л.П , Коваленко В И Магматизм и геодинамика // 27 Междунар. геол. конгр. Петрология. М.: Наука, 1984 С. 3-14.

6. Владыкин Н.В. Минералого-геохимические особенности редкометальных гранитоидов Монголии. Новосибирск: Наука, 1983. 200 с.

7. Владыкин НВ, Коваленко В И, Дорфман МД Минералогические и геохимические особенности Хан-Богдинского массива щелочных гранитоидов (МНР). М.: Наука, 1981. 136 с.

8. Воронцов А А, Ярмолюк В.В., Байкин ДН. Строение и состав раннемезозойскойвулканической серии Цаган-Хуртейского грабена (Западное Забайкалье): геологические,геохимические и изотопные данные // Геохимия. 2004. № U.C. 1186-1202.

9. Воронцов А А , Ярмолюк В В, Иванов В.Г, Никифоров А В. Позднемезозойский магматизм

10. Джинского сектора Западно-Забайкальской рифтовой области: Этапы формирования,ассоциации, источники // Петрология. 2002. Т. 10. № 5. С. 510-531.

11. Геологичекская карта СССР и прилегающих акваторий. Масштаб 1:2500 000 // ВСЕГЕИ.1983.

12. Геологические формации Монголии. М.: Изд-во Шаг, 1995. 180 с.

13. Гордиенко ИВ Палеозойский магматизм и геодинамика Центрально-Азиатского складчатого пояса. М.: Наука, 1987. 238 с.

14. Добрецов H Л Пермо-триасовый магматизм и осадконакопление в Евразии как отражение суперплюма //Доклады РАН. 1997. Т. 354. № 2. С. 220-223.

15. Добрецов H Л. Эволюция структур Урала, Казахстана, Тянь-Шаня и Алтае-Саянской области в Урало-Монгольском складчатом поясе // Геология и геофизика. 2003. Т. 44. № 1-2. С. 5-27.

16. Заварицкий А H Введение в петрохимию изверженных пород. М.: Изд-во АН СССР, 1950. 400 с.

17. Занвилевич А.Н., Литвиновский Б.А, Андреев Г.В Монголо-Забайкальская щелочногранитоидная провинция. М.: Наука, 1985. 232 с.

18. Зоненшайн Л П., Кузьмин МИ, Коваленко В.И. и др Структурно-магматическая зональность и металлогения западной части Тихоокеанского пояса // Геотектоника 1973. № 3.

19. Классификация и номенклатура магматических горных пород. М.: Недра, 1981. 160 с.

20. Классификация магматических (изверженных) пород и словарь терминов. М.: Недра, 1997. 248 с.

21. Коваленко В И Петрология и геохимия редкометальных гранитоидов. Новосибирск: Наука, 1977. 207 с.

22. Коваленко В И, Горегляд А В, Ярмолюк В В, Наумов В Б Геохимия и генезис комендитов, пантеллеритов, щелочных гранитоидов юга Монголии // Геохимия. 1986. № 8. С. 1073-1091.

23. Коваленко В И, Наумов В Б, Соловова И П. и др Летучие компоненты, составы и условия кристаллизации магм базальт-пантеллеритовой ассоциации о-ва Пантеллерия (по расплавным и флюидным включениям) // Петрология. 1994. Т. 2. № 1. С. 24-42.

24. Коваленко В.И., Ярмолюк В В, Владыкин Н В. и др Эпохи формирования, геодинамическое положение и источники редкометального магматизма Центральной Азии // Петрология. 2002. Т. 10. №3. С. 227-253.

25. Коваленко В И, Ярмолюк ВВ, Горегляд А.В Бимодальные базальт-комендит-щелочногранитные ассоциации Монголии и их происхождение // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1987. № 1.С. 42-51.

26. Континентальный вулканизм Монголии М.: Наука, 1983. 190 с.

27. Кузьмин МИ. Геохимия магматических пород фанерозойских подвижных поясов. Новосибирск: Наука, 1985. 200 с.

28. Кузьмин ДВ, Чупин В П, Литвиновский Б А. Температуры и составы магм трахибазальт-комендитовой ассоциации хребта Цаган-Хуртей, Западное Забайкалье (по включениям в минералах) // Геология и геофизика. 1999. Т. 40. № 1. С. 62-72.

29. Лучицкий ИВ Основы палеовулканологии. Современные вулканы. Т 1. М.: Наука, 1971. 479 с.

30. Магматические горные породы. Кислые средние породы. М.: Наука, 1987. 374 с. Магматические горные породы. Эволюция магматизма в истории Земли. М : Наука, 1987. 438 с.

31. Моссаковский А А Орогенные структуры и вулканизм Евразии и их место в процессе формирования континентальной коры. М : Наука, 1975 318 с.

32. Моссаковский А А, Руженцев С В, Самыгин С Г., Хераскова ТН Центрально-Азиатский складчатый пояс, геодинамическая эволюция и история формирования // Геотектоника. 1993. № 6. С. 3-32.

33. Носова А А, Сазонова ЛВ, Наркисова В.В, Симакин С Г. Элементы-примеси в клинопироксенах из палеозойских вулканитов Тагильской островной дуги Среднего Урала // Геохимия. 2002. № з. с. 254-268.

34. Рамберг И Б., Спьелднес Н. Тектоническая история области Осло // Континентальные рифты. М.: Мир, 1981. С. 297-318.

35. Реддер Э Флюидные включения в минералах. М.: Мир, 1987. Т. 1. 560 е., Т. 2. 632 с.

36. Руженцев C.B, Поспелов ИИ Южно-Монгольская варнсская складчатая система // Геотектоника. 1992. № 5. С. 46-62.

37. Саватенков В М., Морозова И М, Невский ЛК Sm-Nd, Rb-Sr и K-Ar изотопные системы в условиях регионального метаморфизма (Беломорский пояс, Кольский полуостров) // Геохимия. 2003. № 3. С. 275-292.

38. Сальникова ЕБ, Ковач ВП, Козаков И К и др Возраст и геодинамическая позиция перидотит-пироксенит-анортозит-габбрового Мажалыкского комплекса, Восточная Тува П Петрология. 2004. Т. 12. № 6. С. 656-662.

39. Сандимирова Г.П, Плюснин Г. С, Коваленко В.И. и др Рубидий-стронциевый возраст щелочных гранитов Ханбогдинского массива в Монгольской Народной Республике // Геология и геофизика. 1980. № 2. С. 150-154.

40. Соболев А В Включения расплавов в минералах как источник принципиальной петрологической информации // Петрология. 1996. Т. 4. № 3. С. 228-239.

41. Тейлор С.Р, Мак-Леннан СМ. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988. 384 с.

42. Ярмолюк В.В., Воронцов АА, Сандимирова ГП, Пахольченко ЮА. Строение и Rb-Srвозраст базальт-комендит-щелочно-гранитной ассоциации восточной части хребта Хан

43. Хухей (Монголия) // Геология и геофизика. 1995. Т. 36. № 5. С. 38-47.

44. Ярмолюк В.В, Дуранте MB, Коваленко В И и dp Возраст комендит-щелочногранитныхассоциаций Южной Монголии // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1981. № 9. С. 40-48.

45. Ярмолюк В В, Коваленко В И Верхнепалеозойские базальт-комендитовые вулканическиеаппараты Монголии И Докл. АН СССР. 1980. Т. 252. № 1. С. 232-235.

46. Ярмолюк В В., Коваленко В И Геохимические и изотопные параметры аномальной мантии

47. Северной Азии в позднем палеозое-раннем мезозое (данные изучения внутриплитногобазитового магматизма) //Докл. РАН. 2000. Т. 375. № 4. С. 525-530.

48. 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.

49. Ярмолюк В В, Коваленко В И Рифтогенный магматизм активных континентальных окраин и его рудоносность М.: Наука, 1991. 264 с.

50. Ярмолюк В В, Коваленко ВИ, Горегляд А В Дайковые пояса в пермских базальт-комендит-трахилипаритовых вулканических полях Монголии //Док. АН СССР. 1980. Т. 258. № 2. С. 451^55.

51. Ярмолюк В.В, Литвиновский Б А , Коваленко В.И. и др Этапы формирования и источники щелочно-гранитоидного магматизма Северо-Монгольского-Забайкальского рифтового пояса в перми и триасе // Петрология. 2001. Т. 9. № 4. С. 351-389.

52. Ярмолюк В.В., Самойлов В.С, Иванов В.Г. и др. Состав и источники базальтов позднепалеозойской рифтовой системы Центральной Азии (на основе геохимических и изотопных данных) // Геохимия. 1999. № 10. С. 1027-1042.

53. Avanzinelli R., Bindi L, Mechetti S, Conticelli S. Crystallization and genesis of peralkaline magmas from Pantelleria Volcano, Italy: an integrated petrological and crystal-chemical study // Lithos. 2004. V. 73. P. 41-69.

54. Bacon C.R. Implications of silicic vent patterns for the presence of large crustal magma chambers // J. Geophys. Res. 1985. V. 91. P. 6091-6112.

55. Davies GR., Macdonald R Crustal influences in the petrogenesis of the Naivasha basalt-comendite complex: combined trace element and Sr-Nd-Pb isotope constraints // J. Petrol. 1987. V. 28. № 6. P. 1009-1031.

56. Dingwell D.B., Harris D.M., Scarfe C.B. The solubility of H20 in melts in the system Si02-Al203-Na20-K20 at 1 to 2 kbar // J. Geol. 1984. V. 92. P. 387-395.

57. Farmer GL. Continental Basaltic Rocks / Treatise on geochemistry. Elsevier Ltd. 2003. V. 3. P. 85-121.

58. Fedorenko V.A. Results of new field and geochemical studies of the volcanic and intrusive rocks of the Maymecha-Kotuy area, Siberian flood basalt province, Russia // Intern. Geology Rev. 1997. V. 39. P. 479-353.

59. Geist D, Howard K.A., Larson P. The generation of oceanic rhiohtes by crystal fractionation: the basalt-rhiohte association at Volcan Alcedo, Galapagos archipelago // J. Petrol. 1995. V. 36. № 4. P. 965-982.

60. Green T.H. Significance of Nb/Ta as an indicator of geochemical processes in the crust-mantle system // Cem. Geol. 1995. V. 120. P. 347-359.

61. Harris C. A quantitative study of magmatic inclusions in the plutonic ejecta of Ascension island // J. Petrol. 1986. V. 27. P. 251-276.

62. Hildgeth W., Halhday A.N., Christiansen R.L. Isotopic and chemical evidence concerning the genesis and contamination of basaltic and rhiolitic magma beneath the Yellowstone plateau volcanic field // J. Petrol. 1991. V. 32. № 1. P. 63-138.

63. Kelemen P.B., Shimizu N. Dunn T. Relative depletion of niobium in some arc magmas and the continental crust: partitioning of K, Nb, La and Ce during melt/rock reaction in upper mantle // Earth Planet. Sci. Lett. 1993. V. 120. P. 11-134.

64. Klein E.M. Geochemistry of the Igneous Oceanic Crust / Treatise on geochemistry. Elsevier Ltd. 2003. V. 3. P. 433-463.

65. Bas MJ., Le Maitre R.W., Streckeisen A., Zanettin B. A chemical classification of volcanicrocks based on the total alkali silica diagram // J. Petrol. 1986. V. 27. P. 745-750.

66. Macdonald R. Nomenclature and petrochemistry of the peralkaline oversaturated extrusive rocks // Bull. Volcanol. 1974. V. 38. P. 498-516.

67. Mandeville Ch. W., CareyS, Sigurdsson H. Magma mixing, fraction crystallization and volatile degassing during the 1883 eruption of Krakatau volcano, Indonesia // J. Volcanol. Geotherm. Res. 1996. V. 74. P. 243-274.

68. Mattinson J.M. A study of complex discordance in zircons using step-wise dissolution techniques // Contrib. Mineral. Petrol. 1994. V. 116. P. 117-129.

69. McCulloch M.T., Gamble J A. Geochemical and geodynamical constraints on subduction zone magmatism // Earth Planet. Sci. Lett. 1991. V. 102. P. 358-374.

70. Neumann E. R. Petrogenesis of the Oslo region larvikites and associated rocks // J. Petrol. 1980. V. 21. №3. P. 499-531.

71. Nicholls J., Carmichael J.SE. Peralkaline acid liquids: a penological study // Contrib. Miner. Petrol. 1969. V. 20. №. 3. P. 268-294.

72. Nielsen R L BIGD: a FORTRAN program to calculate trace-element partition coefficients for natural mafic and intermediate composition magmas // Comput. and Geosci. 1992. V. 18. P. 773-788.

73. Noble D.C. Loss of sodium from crystallized comendite welded tuffs of the Miocene Grouse canyon member of the Belted range tuff, Nevada // Geol. Soc. Am. Bull. 1970. V. 81. P. 2677-2688.

74. Noble D.C, Parker D.F. Peralkaline silicic volcanic rocks of the Western United Satiates // Bull. Valcanol. 1975. V. 38. № 3. P. 837-860.

75. Palme H., O'Neill H. St. C. Cosmochemical estimates of mantle composition / Treatise on geochemistry. Elsevier Ltd. 2003. V. 2. P. 1-38.

76. Rollmson H. Using geochemical data: evaluation, presentation, interpretation. UK: Longman Scientific & Technical, 1993.352 p.

77. Spath A., Le Roex A.P., Opiyo-Akech N. Plume-lithosphere interaction and the origin of continental rift-related alkaline volcanism the Chyulu Hills volcanic province, Southern Kenya // J. Petrol. 2001. V. 42. №. 4. P. 765-787.

78. StaceyJ.S., Kramers I.D. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two-stage model // Earth Planet. Sci. Lett. 1975. V. 26. № 2. P. 207-221.

79. SunS S, McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes: magmatism in the ocean basins. Eds. A.D. Saunders, M J. Norry. Geol. Soc. London. Spac. Publ. 1989. V. 42. P. 313-346.

80. Tectonics, magmatism, and metallogeny of Mongolia. Ed. A.B. Dergunov. London and New York: Routledge, 2001.288 p.

81. Thomas R., Forster H-J., Heinrich W. The behavior of boron in peraluminous granite-pegmatitesystem and associated hydrothermal solutions: a melt and fluid-inclusion study // Contrib. Mineral. Petrol. 2003. V. 144. P. 457-472.

82. Thompson R.IV., MacKenzie W.S. Feldspar-liquid equilibria in peralkaline acid liquids: an experimental study//Amer. J. Sci. 1967. V. 265. P. 714-734.

83. Trua T., Daniel C., Mazzuoli R. Crustal control in the genesis of Plio-Quaternary bimodal magmatism of the Main Ethiopian Rift (MER): geochemical and isotopic (Sr, Nd, Pb) evidence // Chem. Geol. 1999. V. 155. P. 201-231.

84. Turner J.S, Campbell I.H. Convection and mixing in magma chambers // Earth Sci. Rev. 1986. V. 23. № 4. P. 255-352.

85. Tuttle O.F., Bowen N.L. Origin granite in light of experimental studies in the system NaAlSi308-KAlSi308-Si02-H20 // Geol. Soc. Amer. Mem. 1958. V. 74. 153 p.

86. Wang K., Plank T., Walker J.D., Smith E.I. A mantle melting profile across the Basin and Range, SW USA//J. Geophys. Res. 2002. V. 107. № Bl. 10.1029/2001JB000209.

87. Wang Shiguang, Han Baufu Geochemistry and tectonic significance of alkali granites along Ulungur River, Xingan // Scientia Geologica Sinica. 1994. V. 29. № 4. P. 373-383.

88. Webster J.D. Partitioning of F between H20 and C02 fluids and topaz rhyolite melt. Implications for mineralizing magmatic-hydrotermal fluids in F-nch granitic system // Contrib. Mineral. Petrol. 1990. V. 104. P. 424-438.

89. Webster J.D., Holloway J.R. Experimental constraints on the partitioning of CI between topaz rhyolites and H20 and H20+C02 fluids: New implications for granitic differentiation and ore deposition // Geochim. Comcochim. Acta. 1988. V. 52. P. 2091-2105.

90. Webster J.D., Holloway J.R, Hervig R.L. Phase equilibria and volatile partitioning in a Be, U and F-enriched vitrophyre from Spor Mountain, Utah // Geochim. Cosmochim. Acta. 1987. V. 51. P. 389-402.

91. Webster J.D., Rebbert C.R. The geochemical signature of fluid-saturated magma determination from silicate melt inclusions in Ascension Island granite xenoliths // Geochim. Cosmochim. Acta. 2001. V. 65. № l.P. 123-136.

92. Webster J.D., Taylor R.P., Bean C. Pre-eruptive melt composition and constraints on degassing of a water-rich pantellerite magma, Fantale volcano, Ethiopia // Contrib. Mineral. Petrol. 1993. V. 114. P. 53-62.

93. Wilding M.C., MacDonald R., Davies J.E, Fallick A.E. Volatile characteristics of peralkaline rhyolites from Kenya: an ion microprobe, infrared spectroscopic and hydrogen isotope study // Contrib. Mineral. Petrol. 1993. V. 114. P. 264-275.

94. Xia L, Xu X., Xia Z. et al. Carboniferous post-collisional rift volcanism of the Tianshan mountains, Northwestern China //Acta Geol. Sinica. 2003. V. 77. № 3. P. 338-360.

95. Yavuz F. A revised program for microprobe-denved amphibole analyses using the IMA rules // Comput. Geosci. 1999. V. 25. № 8. P. 909-927.