Вещественный состав, термальное и окислительно-восстановительное состояние верхней мантии Байкало-Монгольского региона

Салтыкова, Анна Константиновна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Вещественный состав, термальное и окислительно-восстановительное состояние верхней мантии Байкало-Монгольского региона
ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Вещественный состав, термальное и окислительно-восстановительное состояние верхней мантии Байкало-Монгольского региона"

0034Б0727

На правах рукописи

Салтыкова Анна Константиновна

ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ, ТЕРМАЛЬНОЕ И ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕРХНЕЙ МАНТИИ БАЙКАЛО-МОНГОЛЬСКОГО РЕГИОНА (ДАННЫЕ МАНТИЙНЫХ КСЕНОЛИТОВ ИЗ КАЙНОЗОЙСКИХ ЩЕЛОЧНЫХ БАЗАЛЬТОВ)

Специальность 25.00.04 - петрология, вулканология

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук

з0 охтт

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2008

003450727

Работа выполнена в Институте геологии и геохронологии докембрия

РАН

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Л. П. Никитина (ИГГД РАН)

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических

наук С. Г. Скублов (ИГГД РАН)

кандидат геолого-минералогических наук, доцент М. Ю. Корешкова (каф. петрографии СПбГУ)

Ведущая организация: Санкт-Петербургский Государственный Горный институт (Технический Университет) им. Плеханова.

Защита состоится 5 ноября 2008 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д002.047.01 при Институте геологии и геохронологии докембрия РАН по адресу: 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2, Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, в зале Учёного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ИГГД

Автореферат разослан октября 2008 г.

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2, Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, факс (812) 328-48-01, e-mail:

Учёный секретарь диссертационного совета

РАН

кандидат геол.-мин. наук

Щеглова Татьяна Павловна

Характеристика работы

Состояние проблемы и актуальность работы. Современные представления о глубинных зонах Земли базируются на геофизических (сейсмических) данных об их плотностных свойствах, на изучении магм глубинной генерации и мантийных ксенолитов в кимберлитах и родственных им породах, а также в щелочных базальтоидах. Особый интерес представляют ксенолиты из щелочных базальтов, т.к. содержат информацию о составе литосферы в различных геологических обстановках, (континентальные рифтовые зоны, океанические и континентальные "горячие точки").

Благодаря интенсивному изучению мантийных ксенолитов, начиная с середины XX века, отечественными и зарубежными исследователями накоплен значительный объем информации о минералогии, химическом составе верхней мантии и масштабах проявления в ней процессов плавления, метасоматоза и деформаций (Рингвуд, 1972; Соболев и др., 1972, 1975; Уханов, 1976; Доусон, 1983; Рябчиков и др., 1987; Ross et al., 1954; O'Hara, Mercy, 1963; Green, Ringwood, 1970; Nixon, Boyd, 1973; Boyd, Nixon, 1975; Gurney, Harte, 1975, 1980; Mercier, Nicolas, 1975; Frey, Prinz, 1978; Carswell et al„ 1979; Jagoutz et al., 1979a,b; Boyd, 1984, 1989; Morgan, 1986; Boyd et al., 1997;Griffm et al., 1998, 1999a,b; O'Reilly, Griffin, 1999; Lee, Rudnick, 1999; Kempton et al., 1999; Kopylova et al., 1999; Xu et al., 2000, 2003; Glebovitsky et al., 2004 и mh. др.).

В то же время вопросы существования неоднородностей в мантии изучены недостаточно, и эта проблема является одной из важнейших в исследовании литосферы. Решение вопросов, касающихся вещественной неоднородности в верхней мантии, важно для установления ее природы под архейскими кратонами и фанерозойскими складчатыми поясами, а также для получения информации о вещественном обмене между геосферами.

Изучение термального состояния мантии, пространственной и временной гетерогенности ее тепловых режимов особо актуально в связи с проблемой эволюции литосферы и выяснением вопросов о возникновении её первых стабильных участков, длительности их существования и связи процессов образования литосферной мантии и коры (Pearson, 1999). В работах Boyd (1973), Chapman, Pollack (1977), Ringwood (1979), Рябчиков (1983), Finnerty, Boyd (1986), Уханов и др. (1988), Nixon (1989), Соболев (1994), O'Reilly et al. (1996), Глебовицкий (2001; 2003; 2004; 2005) и др. оценены термальные режимы континентальной и океанской литосферной мантии на основании данных о Р-Т-условиях равновесия минералов в ксенолитах.

Фугитивность кислорода (Ю2) в минеральных реакциях с участием фаз, содержащих элементы переменной валентности, наряду с температурой и давлением, является одной из важных характеристик термодинамического

состояния верхней мантии. Величина f02 позволяет количественно оценить окислительно-восстановительное состояние глубинного вещества, связанное с перераспределением летучих в ходе процессов эволюции Земли (дегазация и парциальное плавление мантии, рециклинг и др.). Фугитивность кислорода в мантийных породах определялась экспериментально, а также по минеральным равновесиям (Рябчиков и др., 1983, 1985; Кадик и др., 1988, 1991, 2003; Жаркова и др., 2002; Eggler, 1983; O'Neill and Wall, 1987; Darby et al., 1989; Ballhaus et al., 1990, 1991; Luth et al., 1990, 1993; Bryndzia and Wood, 1990; Wood, 1990; Wood et al., 1990; Ballhaus, 1993; Gudmundson and Wood, 1995; Taylor et al., 1998, Woodland, Peltonen, 1999; Woodland, Koch, 2003; McCammon, Kopylova, 2004).

Верхняя мантия в пределах Байкало-Монгольского сегмента Центрально-Азиатского складчатого пояса исследовалась на обширном материале мантийных ксенолитов из щелочных базальтов. С применением разнообразных подходов и методов изучались образцы ксенолитов из Центральной и Юго-Восточной Монголии (Салтыковский, Геншафт, 1985; Press et al., 1986; Stosch et al., 1986; Копылова, Геншафт, 1991; Kopylova et al., 1995; Wiechert et al., 1997; Никифорова, 1998; Ionov et al., 1999; Геншафт, Салтыковский, 2000; Yonov, 2002), хребта Хамар-Дабан (Грачев, 1998) и Витимского плоскогорья (Ащепков, 1991; Ионов и др., 1993, Литасов и др., 1999; Glazer et al., 1999; Yonov, 2004). Несмотря на значительное количество данных, имеет место их разрозненность, что препятствует прогрессу в понимании состава и состояния вещества верхней мантии, подстилающей структуры Центрально-Азиатского складчатого пояса. Это определяет актуальность диссертационной работы.

Цель диссертации. Исследовать химический состав, термальное и окислительно-восстановительное состояние верхней мантии в разных районах проявления щелочно-базальтового вулканизма Байкало-Монгольского региона и выяснить, однородны ли её вещество и состояние.

В задачи исследования входило:

1. Составить детальное структурно-текстурное и минералогическое описание пород ксенолитов, выявить последовательность образования минеральных ассоциаций и процессы, принимавшие участие в эволюции пород ксенолитов.

2. Определить химический состав минералов, в том числе валентное состояние и распределение ионов железа в их структурах.

3. Рассчитать температуру, давление и окислительно-восстановительные параметры минеральных равновесий в породах ксенолитов с помощью методов геологической термобарометрии и оксонометрии.

4. Определить валовый химический состав пород ксенолитов (главные и редкие элементы). Установить характер корреляции содержаний петрогенных и редких элементов в ксенолитах.

5. Изучить структурные и морфологические особенности цирконов, определить их U-Pb возраст и выяснить, какие процессы они датируют.

6. Оценить степень и условия плавления первичного субстрата и его роль в формировании состава литосферной мантии под Байкало-Монгольским регионом.

Фактический материал и методы исследования. В настоящей работе изучены ксенолиты из щелочных вулканитов Юго-Восточной (вулканическое поле Дариганга) и Центральной (Тариатская впадина) Монголии (Даригангская и Южно-Хангайская вулканические области соответственно) и Витимского вулканического поля (Забайкалье). Коллекция монгольских образцов предоставлена Д. А. Ионовым (Université J. Monnet, Франция) и В. В. Ярмолюком (ИГЕМ РАН, Москва), ксенолиты Витимского поля - И. В. Ащепковым (ОИГТМ СО РАН, Новосибирск).

Петрографические характеристики пород и структурно-морфологические особенности минералов исследовались оптическими методами в шлифах. Выделение минералов проводилось в лабораториях ИГГД РАН и ЦИИ ВСЕГЕИ с применением тяжелых жидкостей и электромагнитной сепарации. Состав минералов определен микрозондовым методом на установках Link AN 1000 (ИГГД РАН) и CamScan (ЦИИ, ВСЕГЕИ). Содержание Fe2+ и Fe3+ в структуре минералов некоторых ксенолитов изучено методом Мессбауэровской спектроскопии. Анализ валовых проб ксенолитов производился методом XRF на спектрометре ARL 9800 (Центральная Аналитическая Лаборатория, ВСЕГЕИ), содержание редких - методом ICP MS из растворов (Институт аналитического приборостроения РАН). Возраст цирконов определялся локальным U/Pb - методом на установке SHRIMP II (ЦИИ, ВСЕГЕИ).

Научная новизна и практическая значимость. В работе проведено комплексное исследование минералогии, петрохимических и геохимических характеристик, условий кристаллизации мантийных ксенолитов из щелочных базальтов Байкало-Монгольской области. Принципиальный подход заключался в изучении каждого ксенолита как самостоятельного геологического объекта с индивидуальными особенностями строения, состава и этапов эволюции. Отправной точкой для вещественных характеристик пород верхней мантии стали химические составы, определенные в валовых пробах ксенолитов - фрагментов вещества мантии. Для унификации Т,р и f02 характеристик применялись единые для всех ксенолитов термобарометрические и оксоно-метрические инструменты, что позволило провести корректное сравнение термальных и окислительно-восстановительных режимов в верхней мантии

различных регионов, избежав ошибок, связанных с несогласованностью различных инструментов между собой. Поскольку для калибровки оксометров использованы реакции с участием фаз, содержащих окисное железо, для корректной оценки фугитивности кислорода Мессбауэровским методом было проведено прямое количественное определение соотношения Ре3+ и Ре2* в минералах. Для некоторых ксенолитов из вулканитов Витимского поля сделаны и-РЬ возрастные определения.

В результате впервые установлено, что вариации химического состава мантии в пределах Юго-Восточной и Центральной Монголии, Западного Забайкалья и Хамар-Дабана отражают разную степень плавления примитивной мантии при разных давлениях; в процессе парциального плавления рестит истощается Тх, 7х, Бс У, а также средними и тяжелыми лантаноидами. Численно показана латеральная неоднородность термального состояния и окислительно-восстановительных обстановок верхней мантии: средние значения геотермических градиентов и величин Л1о§/о2 соответственно составляют в Центральной Монголии -ТГ=10.2°С/км и Д1о£/о2=-1.78 - -1.36; Юго-Восточной Монголии - ТГ=9.4°С/км и Д1о£/Ь2=-1-24-1.07; Забайкалья -ТГ=9.3°С/км и Д1о^о2= -0.57 - +0.30. Впервые в ксенолитах из вулканитов Витимского поля определены значения и-РЬ возраста цирконов (БММР II), соответствующие раннепротерозойской, раннепермской, ранне-среднеюрской и раннемеловой эпохам. На основании содержания редкоземельных элементов в цирконах, показано, что полученные возрастные оценки соответствуют разновозрастным эпизодам парциального плавления мантийного перидотита.

Основные защищаемые положения

1. Химический состав верхней мантии в Байкало-Монгольском регионе неоднороден, что выражается в различной степени истощения перидотитов петрогенными (Л, А1, Са, Иа) и редкими (ЯЬ, Бг, Ва Се; ТЬ, и, Ьа и легкие лантаноиды) элементами относительно состава примитивной мантии. Наибольшая степень истощения установлена в мантии, подстилающей структуры Юго-Восточной (Дариганга) и Центральной (Тариат) Монголии. Мантия, подстилающая структуры Западного Забайкалья, наименее истощена; ее состав близок к примитивному.

2. Тепловое и окислительно-восстановительное состояние верхней мантии изменяется по латерали. В пределах Байкало-Монгольского региона оно характеризуется тремя индивидуальными геотермами и различными значениями величин геотермического градиента и фугитивности кислорода.

3. Возраст цирконов из ксенолитов гранат-шпинелевых перидотитов Витимского поля соответствует раннепротерозойскому, раннепермскому, ранне-среднеюрскому и раннемеловму интервалам. Не установлено ни одной возрастной отметки, отвечающей времени излияния вмещающих базальтов.

Разновозрастные цирконы имеют различный состав и распределение REE и датируют последовательные эпизоды низких степеней парциального плавления верхней мантии.

4. Континентальная литосферная мантия имеет реститовую природу. Ее петрохимическая и геохимическая неоднородность, установленная в пределах Юго-Восточной и центральной Монголии и Западного Забайкалья, обусловлена различной степенью и термодинамическими условиями парциального плавления.

Апробация работы. Основные результаты работы представлены и опубликованы в материалах IX Международного симпозиума по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (EMPG IX, Zurich, 2002), IV и V Международных симпозиумов «Минералогические музеи» (Санкт-Петербург, 2002 и 2005 гг), XIII, XV и XVII конференций молодых ученых им. О. К. Кратца (Апатиты, 2002 и 2006 гг., Санкт-Петербург, 2004 г.), Международного симпозиума по геохимии им. Гольдшмидта (Goldschmidt, Cologne, 2007), Международного совещания по прикладной Мёссбауэровской спектроскопии (Kanpur, 2007)

Тема исследования была поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (гранты РФФИ № 02-05-64822 (2002-2004 гг.), № 03-05-06439 (2003 г.) и № 05-05-65307 (2005-2007 гг.)), что также указывает на ее актуальность.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и библиографии, включающей 244 пункта. Общий объем работы составляет 138 страниц, в том числе 47 рисунков и 20 таблиц. Во введении обосновывается актуальность темы диссертации; устанавливаются задачи исследования, оценивается новизна и практическая значимость полученных результатов, описываются методы исследования, а также оборудование, условия и программное обеспечение. Первая глава содержит обзор публикаций, в ней обрисовывается состояние проблемы изучения мантийных включений в вулканитах Байкало-Монгольского региона, что определяет задачи исследования. Во второй главе представлен геологический очерк Байкало-Монгольской области, приведена краткая характеристика щелочно-базальтового вулканизма. В третьей главе оговаривается номенклатура, обосновывается отнесение пород ксенолитов к ассоциации мантийных ультрамафитов, приводятся их петрографические характеристики и состав минералов. В четвертой главе содержатся данные о химическом составе ксенолитов на уровне петрогенных и малых элементов; представлены вариационные диаграммы; на основании которых формулируется первое защищаемое положение. В пятой главе охарактеризованы использованные в работе термобарометрические инструменты для оценки р-Т и Redox параметров минеральных равновесий, обоснована их применимость к ультамафичес-

кой мантийной ассоциации; приведены результаты расчета параметров равновесия-в-породах ксенолитов; формулируется -второе защищаемое положение. В шестой главе обсуждаются проблемы определения возраста вещества верхнемантийных ксенолитов; приведены результаты возрастных определений в цирконах для трёх образцов ксенолитов из Витимского вулканического поля; рассматриваются вопросы генезиса цирконов, формулируется третье защищаемое положение. В седьмой главе рассматриваются причины вещественной и термальной неоднородности верхней мантии; формулируется четвертое защищаемое положение. В заключении суммированы основные полученные результаты и обозначены направления дальнейших исследований мантийных включений.

Благодарности. Автор глубоко признателен И. В. Ащепкову, Д. А. Ионову и В. В. Ярмолюку, предоставившим материал для исследования; благодарит и высоко ценит помощь и консультации научного руководителя проф. Ларисы Петровны Никитиной, а также сотрудников ИГТД РАН к. г.-м. н. Н. О. Овчинникова, к. г.-м. н. М. С. Бабушкиной, д. г,-м. н. Ю. Д. Пушкарёва, А. Г. Гончарова, по инициативе и при активном участии которых ведется исследование глубинных ксенолитов.

Особую благодарность автор выражает сотрудникам Центра изотопных иследований ВСЕГЕИ к.г.-м.н. С. А. Сергееву, н.с. А. В. Антонову, к. х. н. Д. И. Матукову, н.с. Н. В. Родионову, с.н.с. С.Л. Преснякову, к.ф.-м.н. И. Н. Капитонову, за предоставленную возможность и помощь в проведении аналитических работ по определению состава минералов, возраста цирконов, содержания в них РЗЭ и изотопов Ж. С.н.с. Е. Н. Лепёхиной, к. г.-м. н. Е. В. Толмачевой, к. г.-м. н. А. Н. Ларионову за консультации при обсуждении полученных результатов. А также к. г.-м. н. Н. Г. Бережной, к. г.-м. н. Е. С. Богомолову, к. г.-м. н П. Б. Лебедеву, н.с. Н. А. Гольцину, инж. И. Г. Падерину, инж. Ю.А. Быкову, с.н.с. Р. М. Рахманкулову, к. г.-м. н. Л. Е. Мордбергу, к. г.-м. н. К. И. Лохову и сотрудникам геологического ф-та СПбГУ к. г.-м. н А. В. Шурилову, к. г.-м. н И. Ю. Бугровой и инж. каф. минералогии Е. С. Сухаржевской за помощь в оформлении работы и всестороннюю поддержку на всех ее этапах.

Содержание работы и обоснование защищаемых положений

Геологическая позиция районов исследования. Проявления щелочных базальтов (рис. 1) Юго-Восточной (плато Дариганга) и Центральной (Тариатская впадина) Монголии (Даригангская и Хангайская вулканические области соответственно), Витимского (Западное Забайкалье) вулканических полей входят в состав Центрально-Азиатского складчатого пояса, расположенного между Восточно-Сибирской и Северокитайско-

Корейской платформами (Ярмолюк и др., 1995; 2003). Пояс объединяет разновозрастные структуры (Коваленко и др., 1999): рифеиды (включают территорию плато Витим), каледониды (включают территорию депрессии

Тариат) и герциниды (включают территорию плато Дариганга).

Даригангская область представляет цепь лавовых полей, протянувшихся от Северо-Восточного Китая до Юго-Восточной

Монголии. Первые проявления вулканизма датируются средним миоценом (14 млн. лет), а основные излияния щелочных

базальтов имели место в плиоцене (5-3 млн. лет; Ярмолюк и др., 1995). Тариатская впадина

расположена на северном склоне Хангайского

поднятия и представляет собой грабенообразную структуру, образование которой происходило одновременно с рифтовыми озерами Байкал и Хубсугул. В ее пределах развиты щелочные базальты от поздненеогенового до голоценового возраста (5-0 млн. лет; ibid). Витимское поле базальтов входит в Западно-Забайкальскую позднемезозойско-кайнозойскую вулканическую область. Излияние позднекайнозойских вулканитов здесь происходило в несколько стадий: раннемиоценовую (21-16 млн. лет), средне-позднемиоценовую (14-9.5 млн. лет), плиоценовую (4.7-2.4 млн. лет) и плейстоценовую (2-0 млн. лет).

Петрография и минералогия. Модальный состав изученных ксенолитов отвечает шпинелевым и гранат-шпинелевым перидотитам и реже - пироксенитам.

Породы ксенолитов в основном массивные, либо с листоватой и полосчатой текстурой. В шлифах наблюдаются метаморфические микроструктуры от грубозернистых (протогранулярных) до порфирокластических и гранобластических (мозаичных и табулярных). Распространены «тройные» границы и зерна с полосами деформаций и изгибом плоскостей спайности. В слоистых образцах микроструктуры в

Рис. 1. Схема размещения кайнозойских щелочных вулканитов на территории Байкало-Монгольской области, по данным: Девяткин. 1981; Ionov et al., 1999, Геншафт, Салтыковский, 2000. Barry et al., 2003

слоях различны. Шпинель и гранат образуют субидиоморфные пойкилобласты с породообразующими силикатами во-включениях. Среди изученных ксенолитов из базальтов Дариганги и Тариата преобладают листоватые и слоистые разновидности с порфирокластическими и гранобластическими микроструктурами, образцы с протогранулярной структурой редки. Ксенолиты из базальтов Витимского поля массивные, с протогранулярными и порфирокластическими структурами.

Породообразующие минералы ксенолитов представлены форстеритом (п^=0.879 - 0.916), диопсидом (п^=0.812-0.935, Сг/(Сг+А1)= 0.060-0.330) и энстатитом (mg=0.890-0.920). Среди акцессорных минералов распространены шпинель (п^=0.198-0.299; Сг/(Сг+А1)=0.028-0.538) и гранат (до 70-75 мол.% пиропа, т§=0.83-0.85; Сг/(Сг+А1)=0.03-0.04; Са0/Сг203=3.28-4.14). Зерна граната обычно окружены келифитовой каймой и содержат один или несколько реликтов шпинели.

Существенных вариаций в составе породообразующих и акцессорных минералов от района к району не установлено.

В составе ксенолитов редко встречаются ильменит, флогопит, амфибол, циркон и апатит, сульфиды Ре, №, Си. В составе витимских образцов сульфидная минерализация проявлена более интенсивно по сравнению с ксенолитами Монголии. Сульфидные минералы образуют сфероидальные или линзовидные, реже - полигональные, изолированные обособления (20-200 мкм), обрамленные радиальными «шлейфами» сульфидных капель (до 10 мкм).

Вдоль границ зерен, в виде «карманов» и апофиз развиваются везикулярные агрегаты из закаленного и/или частично витрифицированного алюмосиликатного КагО+К^О стекла, идиоморфных микрофенокристаллов (от первых цт до 1 мм) магнезиальных оливина и шпинели, а также диопсид-авгита. Они сопровождаются вторичными флюидными включениями и поздними оксидами Ре.

В структурах внутрикристаллического течения в породообразующих минералов (полосы деформаций, изгиб кристаллов) и смене структурных рисунков их агрегатов от грубозернистых к порфирокластическим и гранобластическим зафиксирована прогрессивная стресс-деформация, протекавшая, вероятно, при разных температурах и деформирующих напряжениях. Структуры «тройных» границ, развитые повсеместно, представляют собой результат посттектонической высокотемпературной рекристаллизации (отжига) и свидетельствуют о снятии деформирующих напряжений и/или изменении скорости деформации некоторых участков мантии на момент извержения базальтов. Пойкилобласты субидиоморфных шпинели и граната, развитые «поверх» структурных рисунков породообразующих минералов и нередко содержащие во включениях их

деформированные зерна, вероятно, формировались на постгектонической стадии. Расплавные «карманы» рассматриваются нами как результат частичного плавления мантийных перидотитов в присутствии газонасыщенного флюида до выноса их на поверхность в виде ксенолитов. Келифитовые каймы вокруг зерен граната свидетельствуют о прогреве и/или декомпрессии мантийных пород.

Химический состав ксенолитов представлен на вариационных диаграммах (рис. 2), где учтены авторские и литературные данные: (Press et al., 1986) для Тариатской депрессии, (Wiechert et al., 1997; Ionov et al., 1999) для плато Дариганга, (Ионов и др., 1993а; 19936; Ionov, 2004) для Витимского плато. Состав ксенолитов из щелочных базальтов Хамар-Дабана заимствован из работы (Грачев, 1998). Кроме того, на диаграммах отражен состав примитивной мантии (ПМ) по данным (Ringwood, 1979; Jagoutz et al., 1979; Taylor, McLennan, 1985; Hart, Zindler, 1986; Takahashi, 1986; Когарко и др., 1986; Allegre et al., 1995; McDonough, Sun, 1995). На диаграммах четко выражена отрицательная корреляция концентраций ТЮ2, А120з, СаО и Na20 относительно MgO. Наблюдается разделение фигуративных точек на три различных тренда, соответствующих составам ксенолитов из разных районов. Для составов ксенолитов Дариганги и Тариата наблюдается тенденция к понижению содержаний этих окислов относительно состава примитивной мантии; составы ксенолитов Витима группируются в области составов примитивной мантии.

Содержания рассеянных элементов (рис. 4.) сопоставимы с таковым в примитивной мантии (Taylor, McLennan, 1985).

В ксенолитах Дариганги нормированное распределение этих элементов слабо фракционировано с истощением LILE (К, Rb, Sr, Ва Cs; Th, U, La и лантаноиды Се-группы) относительно состава примитивной мантии. Часть ксенолитов Тариата характеризуется фракционированным распределением рассеянных элементов с обогащением некогерентными и истощением того же порядка HFSE (Y и тяжелыми лантаноидами от Gd до Lu). Большинство ксенолитов Витима имеет кривые распределения, близкие к тренду примитивной мантии.

В распределении редкоземельных элементов (рис. 5) выделяются три типа диаграмм:

1. плоские, слабо фракционированные с обогащением (до 3 нормированных единиц) LREE и близким к примитивной мантии содержанием HREE (преобладают в ксенолитах Витима);

2. плоские, слабо фракционированные с истощением LREE (до 0,2 нормированных единиц) и несколько пониженным (не ниже 0,5 нормированных единиц) или равным ПМ содержанием HREE (наблюдаются в ксенолитах Дариганги и Тариата);

. 6

■г 4 2 О

^0.3

§ 0.2

0.0 12 и

й ю

1(1 'Л 9

о и,

3000

то

а О • - О

5ао°Л» 9Р

1000.

0.12

&0.0И «о о

С 0.04

о а

в °

о ' *

(вес.%)

ОЛ &

» VI''

"-О V

«Ъо

0.04 ОШ 0.12

А1203/5102

40 45 50

МцО (масс. %)

Рис. 3. 1-2 — вариационные диаграммы состава ксенолитов: 1 - Монголии (Дариганга и Тариат), 2 - хр. Хамар-Дабан; 3 - модельные составы примитивной мантии. 3. пологие, заметно фракционированные, с существенным (до десятикратного) обогащением ЬЫЕЕ и истощением того же порядка НЫЕЕ относительно состава ПМ (наблюдаются в образцах Тариата и Витима).

Первое защищаемое положение

Химический состав верхней мантии в Байкало-Монгольском регионе неоднороден, что выражается в различной степени истощения перидотитов петрогенными СП, А1, Са, N8) и редкими (ЯЬ, вг, Ва Се, ТЬ, и, Ьа и легкие лантаноиды) элементами относительно состава примитивной мантии. Наибольшая степень истощения установлена в

' v-ty" г г

и К (ЮН ПШаМШМшйЯПЩ ЬШШЬМСг Рис. 4. Распределение рассеянных элементов в ксенолитах: а - Дариганга, б - Тариат, в - Хамар-Дабан (Грачев, 1998), г-Витим, мантии, подстилающей структуры

100 10 1 о

> ю

а 1 О

. 0.1

" 0.01 s 100

>■ 1.0

- 10 о

3 1.0 О 1 0.01

J—j^j-ii^i«-!^-

Ьа Се Рг N(1 вт Ей 0<) ТЬ Бу Но ЕгТт УЬ Ьи Рис. 5. Нормированное распределение редкоземельных элементов в ксенолитах: а - Дариганга, б - Тариат, в - Хамар-Дабан, г - Витим.

Юго-Восточной (Дариганга) и

Центральной (Тариат) Монголии. Мантия, подстилающая структуры

Западного Забайкалья, примитивному.

наименее истощена; ее состав близок к

Условия кристаллизации пород ксенолитов. Расчеты р, Т и f02

основаны на средних составах неизмененных, незональных зерен оливина, пироксенов, граната и шпинели с учетом авторских и литературных данных. Содержание Fe3+ и Fe2+ в минералах определено Мессбауэровским методом. Параметры межфазовых равновесий рассчитаны с помощью гранат-ортопироксенового термобарометра (Никитина, Иванов, 1992; Nikitina, 2000) для гранат-содержащиих и двупироксенового термометра (Никитина, Иванов, 1992; Никитина, 1993) - для безгранатовых шпинелевых перидотитов. Давление для шпинелевых перидотитов оценивалось по уравнениям геотерм верхней мантии в районах исследования, полученным по гранат-ортопироксен-содержащим ксенолитам. Фугитивность кислорода f02 рассчитана на основе оливин-ортопироксен-шпинелевого (Bryndzia, Wood, 1990) и шпинель-оливинового (Taylor et al., 1998) геооксометров.

1200 32

1300

t/C 1400 1500

1600

..о.ш -0,20 -од) --0,60 --0,80 -1,00 -1,20 -1,4) --l.ffl --l,i -2,00 --2,2D

qfm

й&02- -1,25

1000 1 030 1100 1150 1200 1250 1300 t, c°

Рис. 6. a - T-p диаграмма для ксенолитов гранатовых и гранат-шпинелевых перидотитов с геотермами верхней мантии для Тариат (1,2), Витим (3,4), Дариганга (5,6); б- зависимость Algf02 от температуры образования шпинелевых и гранатовых перидотитов (кружки - Тариат, квадраты - Дариганга). При расчетах использованы значения температуры равновесия двупироксеновой ассоциации и давление, определенное по уравнениям геотерм. Для каждого образца ксенолита рассчитаны геотермические градиенты (ТГ= 77/г, °С/км, где h=3Ax р - глубина в км, р - давление в кбар).

На р-Т диаграмме (рис. 6а) фигуративные точки образуют три различные геотермы, характеризующие тепловое состояние мантии Забайкалья (ТГ=9.3±0.3°С/км), Юго-Восточной (ТГ=9.4±0.3°С/км) и Центральной Монголии (ТГ=10.2±0.2°С/км). Значения Alog/D2, полученные по двум индикаторам, сопоставимы в пределах погрешности. Для ксенолитов Тариата средняя по двум оксометрам величина Alog/02 (рис. 66) изменяется от -1.78 до -1.36, для Дариганги - от -1.24 до -1.07, для Витима (данные А. Г. Гончарова) от -0.56 до +0,3.

Второе защищаемое положение

Тепловое и окислительно-восстановительное состояние верхней мантии изменяется по латерали. В пределах Байкало-Монгольского региона оно характеризуется тремя индивидуальными геотермами и различными значениями величин геотермического градиента и фугитивности кислорода.

Возраст вещества верхней мантии. В нескольких образцах перидотитовых ксенолитов из базальтов Витимского вулканического поля из

протолочек максимально свежих образцов были выделены единичные зерна циркона. Ни в одном из этих образцов циркон in situ не наблюдался. Возраст цирконов определялся локальным U/Pb - методом.

Циркон представлен идиоморфными - почти бесцветными, прозрачными гипидиоморфными призматическими или субизометричными кристаллами, либо их бесформенными осколками, размером 60-120 цгп. Зерна содержат расплавные и флюидные включения. Внутри некоторых из них присутствуют округлые или неправильной формы ядра, чистые, либо измененные, метамиктные, от которых расходится серия радиальных трещин. Цирконы характеризуются ростовой зональностью осциляторного и секториального типов, осложненной гомогенными доменами, представляющими участки локальной рекристаллизации.

Значительная часть определений U-Pb-возраста цирконов (рис. 7, 8) из ксенолитов Витимского вулканического поля группируется в интервалах 164.6+1.6 - 183.4+2.0 и 264.0±7.3 - 295.7±0.76 млн. лет, соответствующих ранне-среднеюрской и раннепермской эпохам. Наиболее молодые U-Pb возрастные отметки относятся к раннемеловой эпохе в интервале абсолютных значений от 135.5+2.7 до 141+3 млн. лет. Этому возрастному интервалу соответствуют как конкордатные значения, так и нижнее пересечение дискордии (138.0+5.7 млн. лет), построенной по двум точкам. Самые древние конкордатные возрастные значения отвечают середине протерозоя и находятся в интервале 1462+19 - 1506±4.0 млн. лет. Верхнее пересечение дискордии фиксирует отметку 1891±26 млн. лет, которая близка к интервалу 1835±3.5 - 1955+120, рассчитанному по отношению 207РЬ/20бРЬ.

Ни в одном из образцов не установлен кайнозойский возраст вмещающих вулканитов.

Состав редкоземельных элементов в цирконах определен для образцов Vtl6 и Vtl9. Там, где это возможно, точки опробования REE и возрастов совпадают. Наблюдается обогащение цирконов относительно хондрита (рис. 9) всеми редкими землями, за исключением La. Спектры распределения имеют положительный наклон с возрастанием нормированных концентраций от легких элементов к тяжелым и осложнены устойчивыми Се-максимумами и Eu-минимумами. От молодых к древним отмечается закономерное возрастание общего содержания REE в цирконах (рис. 10а) и увеличение глубины Eu-аномалии, Ей /Ей* - Eu/J(SmXGd) (рис. Ш).

Для корректной интерпретации результатов U-Pb датирования цирконов необходимо решить вопрос об их происхождении в ксенолитах мантийных перидотитов. Все возрасты, определенные в цирконах, даже самые молодые, намного древнее установленного кайнозойского возраста

»'рь/^и »'рьГ'и

Рис. 7. Результаты датирования цирконов: А -сводная диаграмма с конкордией для всех возрастных интервалов; частные диаграммы: Б-Г - диаграммы для Р!^ (1088+9.1 - 1506+4 млн. лет), Р] (264+7.3 - 295.7±0.76 млн. лет; средний конкордантный возраст 275.8+1.6 млн. лет), 2 (164.6+1.6 - 183.4+2.0 млн. лет; средние конкордантные значения возраста: 182.5+1.9 и 165.0±2.8 млн. лет) и К! (135.5+2.7 - 141+3 млн. лет; средний конкордантный возраст 139.7+1.5 млн. лет) интервалов соответственно.

II I8

20Ш238-возраст, ь

Рис. 8. Распределение относительной вероятности значений ~ РЬ/ и-возраста: А - для всех возрастных интервалов, Б - для Рь и К] - возрастных интервалов.

Sm Eu Gd Tb Dy >

Sm Eu Gd Tb Oy Ho El Tm YD Lu

Sm Eu Gd 1b Oy Ho Er Tm Vb

Рис.9. Нормированное (Cl-хондрит. McDonough. Sun, 1995) распределение редкоземельных элементов в цирконах раннепротерозойского (а), раннепермского (б), ранне-среднеюрского (в) и раннемелового (г) возрастных интервалов.

Рис. 10. Вариации в цирконах каждого конкордатного кластера: а - средних содержаний редкоземельных элементов (залитый крап - НЯЕЕ, незалитый крап -ЬЯЕЕ) и б - глубины Ей аномалии (залитый крап - значения для каждой аналитической точки, незалитый крап - средние значения для каждой конкордантной возрастной группы)

вмещающих базальтов. Поэтому изученные цирконы не могут быть отнесены к продуктам кристаллизации базальтового расплава. Различие возрастных значешй, а также морфологических и геохимических характеристик циркона могли бы свидетельствовать в пользу того, что они являются ксенокристами из базальтов. Однако, в отпиленных базальтовых корках циркон обнаружен не был. Таким образом, цирконы в мантийных перидотитах не являются ксеногенными.

Содержание циркония в валовых пробах ксенолитов весьма низкое и составляет в среднем 2-18 ррт, что недостаточно для выделения его в самостоятельную минеральную фазу, сингенетичную минералам перидотитов. Присутствие первичных расплавных (как частично раскристаллизованных, так и стекол) и флюидных включений в цирконах, говорит об образовании последних из флюидонасыщенных расплавов. Интерстициальные стекла и «расплавные карманы» с везикулярной структурой, описанные в ряде ксенолитов, рассматриваются как продукты парциального (от нескольких до десятых %) плавления перидотитов в присутствии флюида.

Экспериментальные данные по плавлению перидотитов (Schwab, Johnston, 2001) показали, что при плавлении менее 5 % основная часть Zr (до 60-70%) переходит в расплав. При кристаллизации расплавов с повышенной концентрацией циркония не исключена возможность образования циркона. Различный состав стекол в перидотитовых ксенолитов означает, что они подвергались плавлению различной степени многократно и в различных термодинамических условиях. Смена геохимических характеристик цирконов от древних к молодым указывает на различия физико-химических условий их образования в последовательных возрастных интервалах.

Третье защищаемое положение

Возраст цирконов из ксенолитов гранат-шпинелевых перидотитов Витимского поля соответствует раннепротерозойскому, раннепермскому, ранне-среднеюрскому и раннемеловму интервалам. Не установлено ни одной возрастной отметки, отвечающей времени излияния вмещающих базальтов. Разновозрастные цирконы имеют различный состав и распределение REE и датируют последовательные эпизоды низких степеней парциального плавления верхней мантии. Гетерогенность химического состава верхней мантии и ее возможные причины. Степень деплетированности перидотитовых ксенолитов магмофильными компонентами (А1203, CaO, FeO) варьирует в широких пределах и для некоторых ксенолитов достаточно высока. Однако, многие ксенолиты (в первую очередь - ксенолиты из базальтов Забайкалья) имеют состав, близкий к составу примитивной мантии. На диаграмме Mg0/Si02-

Si02 (рис. 11) сопоставлены составы ксенолитов и рестита при плавлении шпинелевого лерцолита в интервале давлений 30-70 кбар (Walter, 1998). Фигуративные точки составов ксенолитов группируются вдоль реститового тренда в области составов примитивной мантии. Соотношение между суммарным содержанием окислов FeO* и MgO и А1203 в рестите является функцией степени плавления при различных давлениях. Таким образом, положение фигуративных точек на диаграммах (рис. 12) говорит о том, что плавление мантийного субстрата осуществлялось при различных давлениях,

а его степень не превышала 1520%.

Возможно, что

различие, установленное в составе ксенолитов (см. рис. 3) обусловлено различием в давлении, при котором протекали процессы плавления. Однако, неоднородность

состава субстрата также не исключена, поскольку значительная часть фигуративных точек состава изученных перидотитов располагается вне области экспериментальных кривых.

Используя экспериментальную зависимость (Takazawa et al., 2000) содержания MgO в рестите при плавлении перидотитов от степени плавления (F,%), на основе концентраций MgO в ксенолитах нами рассчитана предполагаемая степень плавления исходного субстрата: F, %=(-1.54+0.0407MgO)*100, (при р=30 кбар). В каждом районе (рис. 13) степень плавления варьирует в широких пределах. Она наиболее высока в районе Дариганги, где в половине случаев расчетная степень плавления составляет более 15%. Около 80% ксенолитов в базальтах Витимского плато и половина ксенолитов из района Тариат являются реститами, для которых степень плавления составляет менее 10%. Редкие ксенолиты, расчетная степень плавления которых превышает 20%, характеризуются инвертированным распределением редкоземельных элементов (обогащение LREE и обеднение HREE). Подобное распределение свойственно REE в ксенолитах кратонов (Глебовицкий и др., 2004).

Si02 (масс.%)

Рис. 11. Состав рестита и сосуществующих фаз при плавлении шпинелевого лерцолита при р=30-70 кбар (экспериментальные данные, Walter, 1998). 1-3 - ксенолиты Монголии: (1), Хамар-Дабана (2) и Забайкалья (3).

6 5 -4 -

D а V . -

Ь &

" т°о в ' &J V о I J %

о ® во

Ко" ' • в _

Относительная степень плавления отражена в Величине отношения

А1203/М§0, убывающей при прогрессивном

плавлении за счет перехода расплав и 1^0 в

А1203 в

накопления

тугоплавком

диаграммах

зависимости

остатке. На (рис. 14) содержания

редкоземельных элементов от этого отношения показано, что содержания LREE не зависят от его величины. Напротив,

содержание средних и тяжелых REE, от Sm до Lu, а также Ti, Zr, Y, Sc связаны с ней прямой зависимостью. Таким образом, в процессе плавления не происходит накопления указанных элементов в рестите. Аналогичные зависимости для легких и тяжелых REE от Mg0/Si02 и Al203/Mg0 установлены в ксенолитах из щелочных базальтов фанерозойских складчатых

поясов Юго-Восточного Китая и в ксенолитах из кимберлитов архейских кратонов (Глебовицкий и др., 2004). Это означает, что подобное поведение редкоземельных элементов носит общий характер и удовлетворительно

FeO*

Рис. 12. Соотношение окислов FeO*, MgO и А120з в ксенолитах. Кривые - изменение состава рестита как функции давления (эксперименты при от 1070 кбар) и степени экстракции расплава при плавлении (до 50%) фертильного перидотита (Walter, 2003). Условные обозначения на рис. 11.

Рис. 13. Объяснения в тексте на стр. 19. 20

Рис. 14. Зависимость содержания некоторых редкоземельных элементов от соотношения Al203/Mg0 в ксенолитах. Штриховые линии - содержание соответствующих элементов и величины отношений в примитивной мантии (Taylor, McLennan, 1985). согласуется с их распределением в реститах при экспериментальном плавлении слабо деплетированных шпинелевых лерцолитов (Al203/Mg0= 0.067+0.075) в интервале температур от 1285 до 1390°С и давлении 10 кбар (Schwab, Johnston, 2001; Johnston, Schwab, 2004). Расхождение наблюдается только для La и Се, содержание которых в рестите уменьшается с увеличением степени плавления. Таким образом, корреляция в содержаниях петрогенных окислов и рассеянных элементов свидетельствует об образовании верхнемантийных перидотитов как остаточных продуктов прогрессивного частичного плавления примитивного источника.

Четвертое защищаемое положение

Континентальная литосферная мантия имеет реститовую природу. Ее петрохимичеекая и геохимическая неоднородность, установленная в пределах Юго-Восточной и центральной Монголии и Западного Забайкалья, обусловлена различной степенью и термодинамическими условиями парциального плавления.

Список публикаций по теме диссертации

1. Глебоеицкий В.А., Никитина Л.П., Овчинников Н.О., Салтыкова А.К (25%)., Егоров КН., Ащепков КВ. Геохимия мантийных ксенолитов из кимберлитов и щелочных базальтов как отражение вещественной неоднородности континентальной литосферной мантии // В сб.: Глубинный магматизм, его источники и их связь с плюмовыми процессами. Иркутск: Наука, 2004. С. 125-145.

2. Овчинников Н.О., Никитина Л.П., Салтыкова А.К.. Владыкин Н.В. Валентное состояние железа и распределение Fe2+ и Fe3+ в структуре минералов мантийных ксенолитов из щелочных базальтов Монголии (по данным Мессбауэровской спектроскопии) // ЗВМО. 2005. №2. С. 21-37.

3. Глебоеицкий В.А., Никитина Л.П., Салтыкова А.К. (25%). Пушкарев Ю.Д., Овчинников И.О., Бабушкина М.С., Ащепков Н.В. Термальная и химическая неоднородность верхней мантии Байкало-Монгольского региона (данные мантийных ксенолитов из кайнозойских базальтов) // Петрология. 2007. Т. 15. №. 1. С. 61-92.

4. Глебоеицкий В.А, Никитина Л.П., Салтыкова А.К. (35%). Овчинников Н.О., Бабушкина М.С., Егоров Н.К., Ащепков И.В. Вещественная неоднородность континентальной литосферной мантии под раннедокембрийскими и фанерзойскими структурами (по данным глубинных ксенолитов из кимберлитов и щелочных базальтов)// Геохимия. 2007. № 9. С 1-26

5. Салтыкова А.К. (45%). Никитина Л.П., Матуков Д.И. Геохимия и U-Pb-возраст цирконов из перидотитовых ксенолитов в щелочных базальтах Витимского вулканического поля (Забайкалье, Россия) как свидетельство многостадийного парциального плавления пород литосферной мантии // ЗРМО, 2008, № 3. С 1-24

6. Saltvkova А.К. (45%). Nikitina L.P., Babushkina M.S, Ovchinnikov N.O. Mineralogy and forming conditions of the mantle xenoliths in alkaline basalts of Tariat and Dariganga fîelds, Mongolia//abs. v. IX Internat. Symp. EMPG. Zurich. 2002. P. 93.

7. Салтыкова А.К. (100%) Окислительно-восстановительный режим верхней мантии в областях Дариганга и Тариат, Монголия // Тезисы XV молодежной конференции памяти К.О. Кратца, Санкт-Петербург, 2004. С. 146-148.

8. Никитина Л.П., Салтыкова А.К. (35%), Овчинников НО., Пестриков А.А. Термальное состояние верхней мантии Байкало-Монгольской области (данные термобарометрии мантийных ксенолитов из щелочных базальтов) // В сб.: «Минералогические музеи». Санкт-Петербург: кафедра минералогии СПбГУ, 2005. С. 319-320.

9. Овчинников Н.О., Никитина Л.П., Салтыкова А.К. (15%) Геотермометр для оценки равновесного распределения Fe2+ и Mg в структуре ромбических пироксенов // В сб.: «Минералогические музеи». Санкт-Петербург: кафедра минералогии СПбГУ, 2005. С. 320-323.

10. Гончаров А. Г., Салтыкова А.К. (30%) Валентное состояние железа в минералах перидотитовых ксенолитов верхней мантии в кайнозойских щелочных базальтах Байкало-Монгольской области (данные ядерно-гамма-резонансной спектроскопии)// Тезисы XVII молодежной конференции памяти К.О. Кратца, Апатиты, 2006. С. 81-83.

11. Saltvkova А. К. (50%), Nikitina L. P., Matukov D. I. U-Pb age and REE data (SHRIMP II) on zircons in mantle xenoliths from alkaline basalts (Vitim area, Transbaikalia): implication for the upper mantle partial melting // abs. v. IX Goldschmidt2007 Internat. Symp. Geochem., Cologne, 2007. P. A870

Подписано к печати 11.09.2008 г. Усл. печ. л. 2,0. Уч.-изд. л. 2,0. Формат 60x90/16. Тираж 100 экз. Заказ № 14.

Отпечатано в Полиграфическом центре ФГУП «ВНИИОкеангеология». 190121, Санкт-Петербург, Английский проспект, 1

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Салтыкова, Анна Константиновна

Введение. Общая характеристика работы.

Глава 1. Состояние проблемы изучения мантийных включений в вулканитах (обзор публикаций).

Глава 2 Геологическая позиция районов исследования.

Глава 3. Петрография и минералогия.

Замечания о терминологии, классификация пород ксенолитов.

Петрография и состав минералов.

Ксенолиты из базальтов вулканического поля Дариганга.

Ксенолиты из базальтов Тариатской депрессии.

Ксенолиты из базальтов Витимского вулканического поля.

Интерпретация структурно-текстурных характеристик.

Глава 4. .Химический состав ксенолитов

Петрохимия.

Геохимия.

Сопоставление петрохимических и геохимических данных.

Глава 5. Условия кристаллизации пород ксенолитов

Методы оценки р-Ти Redox параметров кристаллизации.

Результаты определения р, Т и^Ог.

Глава 6. Возраст вещества верхней мантии.

Методика сепарации цирконов и U-Pb датирования.

Возраст и состав цирконов.

Интерпретация результатов определений возраста и состава цирконов.

Глава 7. Гетерогенность химического состава, термальных и окислительно-восстановительных режимов в верхней мантии и ее возможные причины.

Причины вещественной неоднородности верхней мантии.

Термальная и окислительно-восстановительная неоднородности верхней мантии.

Разновозрастные процессы в верхней мантии.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Вещественный состав, термальное и окислительно-восстановительное состояние верхней мантии Байкало-Монгольского региона"

Актуальность работы Современные представления о глубинных зонах Земли базируются на геофизических (сейсмических) данных об их плотностных свойствах, на изучении магм глубинной генерации и мантийных ксенолитов, в кимберлитах и родственных им породах, а также в щелочных базальтоидах. Ксенолиты глубинных пород содержат прямую информацию о составе нижних частей литосферы. Кимберлиты и лампроиты выносят ксенолиты гранатовых, гранат-шпинелевых перидотитов, пироксенитов и эклогитов, в щелочных базальтах содержатся главным образом ксенолиты шпинелевых и гранатшпинелевых лерцолитов. Щелочные базальты распространены более широко и « встречаются в различных геологических обстановках (континентальные рифтовые зоны, океанические и континентальные "горячие точки").

Благодаря интенсивному изучению мантийных ксенолитов, начиная с середины XX века, отечественными и зарубежными исследователями накоплен значительный багаж знаний о минералогии, химическом составе, дифференциации верхней мантии и масштабов проявления в ней процессов плавления, метасоматоза и деформаций (Рингвуд, 1972; Соболев и др., 1972, 1975; Уханов, 1976; Доусон, 1983; Рябчиков и др., 1987; Ross et al., 1954; O'Hara, Mercy, 1963; Green, Ringwood, 1970; Nixon, Boyd, 1973; Boyd, Nixon,> 1975; Gumey, Harte, 1975, 1980; Mercier, Nicolas, 1975; Frey, Prinz, 1978; Carswell et al., 1979; Jagoutz et al., 1979a,b; Boyd, 1984, 1989; Morgan, 1986; Boyd et al., 1997;Griffin et al., 1998, 1999a,b; O'Reilly, Griffin, 1999; Lee, Rudnick, 1999; Kempton et al., 1999; Kopylova et al., 1999; Xu et al., 2000, 2003; Glebovitsky et al., 2004 и многие другие).

Изучение термального состояния мантии, пространственной и временной гетерогенности ее тепловых режимов особо актуально в связи с проблемой эволюции литосферы и выяснением вопросов о возникновении её первых стабильных участков, длительности их существования и связи процессов образования литосферной мантии и коры (Pearson, 1999). В работах Boyd (1973), Pollack, Chapman (1977), Ringwood (1979), Рябчиков (1983), Finnerty, Boyd (1986), Уханов и др. (1988), Nixon (1989), O'Reilly et al. (1996), Глебовицкий (2001; 2003; 2004; 2005) и др. оценены термальные режимы континентальной и океанической литосферной мантии на основании данных о Р-Т-условиях равновесия минералов в ксенолитах.

Фугитивность кислорода (/£Ь) в минеральных реакциях с участием фаз, содержащих элементы переменной валентности, наряду с температурой и давлением, является одной из важных характеристик термодинамического состояния верхней мантии. Величина /СЬ позволяет количественно оценить окислительно-восстановительное состояние глубинного вещества, связанное с перераспределением летучих в ходе процессов эволюции Земли таких как дегазация и парциальное плавление мантии, рециклинг и др. Фугитивность кислорода для мантийных парагенезисов определялась экспериментально, а также по минеральным равновесиям (Рябчиков и др., 1983, 1985; Кадик и др., 1988, 1991, 2003; Жаркова и др., 2002; Eggler, 1983; O'Neill and Wall, 1987; Ballhaus et al., 1990, 1991; Luth et al., 1990, 1993; Bryndzia and Wood, 1990; Wood, 1990; Wood et al., 1990; Ballhaus, 1993; Gudmundson and Wood, 1995; Taylor et al., 1998, Woodland, Peltonen, 1999; Woodland, Koch, 2003; McCammon, Kopylova, 2004).

Верхняя мантия в пределах структур Байкало-Монгольского сегмента Центрально-Азиатского складчатого пояса исследовалась на обширном материале мантийных ксенолитов из щелочных базальтов. С применением разнообразных подходов и методов изучались образцы ксенолитов из Центральной и Юго-Восточной Монголии (Салтыковский, Геншафт, 1985; Press et al., 1986; Stosch et al., 1986; Копылова, Геншафт, 1991; Kopylova et al., 1995; Wiechert et al., 1997; Никифорова, 1998; Ionov et al., 1999; Геншафт, Салтыковский, 2000; Yonov, 2002), хребта Хамар-Дабан (Грачев, 1998) и Витимского плоскогорья (Ащепков, 1991; Ионов и др., 1993, Литасов и др., 1999; Glazer et al., 1999; Yonov, 2004).

Цель диссертации

Перед настоящей диссертацией была поставлена цель исследовать химический состав, термальное и окислительно-восстановительное состояние верхней мантии в разных районах проявления щелочно-базальтового вулканизма и выявить однородность (либо гетерогенность )её свойств в пределах структур Байкало-Монгольской области.

Задачи исследования

Фактический материал и методы исследования В работе изучены ксенолиты из щелочных вулканитов Юго-Восточной (вулканическое поле Дариганга) и Центральной (Тариатская впадина) Монголии (Даригангская и Южно-Хангайская вулканические области соответственно) и Витимского вулканического поля (Забайкалье).

Коллекция монгольских образцов любезно предоставлена Д.А. Ионовым (Universite J. Monnet, Франция) и В.В. Ярмолюком (ИГЕМ РАН, Москва), ксенолиты Витимского поля - И.В. Ащепковым (ОИГГМ СО РАН, Новосибирск).

Петрографические характеристики пород и структурно-морфологические особенности минералов исследовались оптическими методами в шлифах.

Выделение мономинеральных фракций проводилось в лабораториях ИГГД РАН и ЦИИ ВСЕГЕИ с применением тяжелых жидкостей и электромагнитной сепарации. Состав минералов определялся микрозондовым методом на установках Link AN 1000 (ИГГД РАН) и CamScan (ЦИИ, ВСЕГЕИ). Содержание Fe2+ и Fe3+ в структуре минералов некоторых ксенолитов изучено с применением Мессбауэровского спектрометра СМБ-2201 (ИГГД РАН). Анализ валовых проб ксенолитов производился методом XRF на спектрометре ARL 9800 (Центральная Аналитическая Лаборатория, ВСЕГЕИ), содержание редких и рассеянных элементов в них определено методом , ICP MS из растворов (Институт аналитического приборостроения РАН). Возраст цирконов, определялся локальным U/Pb - методом на установке SHRIMP II (ЦИИ, ВСЕГЕИ).

Научная новизна и практическая значимость.

В работе проведено комплексное исследование минералогии, петрохимических и геохимических характеристик, а также условий кристаллизации мантийных ксенолитов из щелочных базальтов Байкало-Монгольской области. Принципиальный подход заключался в изучении каждого ксенолита как самостоятельного геологического объекта с индивидуальными особенностями строения, состава и этапов эволюции. Отправной точкой для вещественных характеристик пород верхней мантии стали химические составы, определенные в валовых пробах ксенолитов — фрагментов вещества мантии.

Для унификации Т, р и fOn характеристик применялись единые для всех ксенолитов термобарометрические и оксонометрические инструменты, что позволило провести корректное сравнение термальных и окислительно-восстановительных режимов в верхней мантии различных регионов, избежав ошибок, связанных с несогласованностью различных инструментов между собой. Поскольку для калибровки оксометров использованы реакции с участием фаз, содержащих окисное железо, для корректной оценки фугитивности кислорода было проведено прямое количественное определение соотношения Fe3+ и Fe1+ в минералах Мессбауэровским методом.

Для нескольких ксенолитов из вулканитов Витимского поля сделаны U-Pb возрастные определения.

В результате впервые установлено, что вариации химического состава мантии в пределах Юго-Восточной и Центральной Монголии, Западного Забайкалья и Хамар-Дабана отражают разную степень плавления примитивной мантии при разных давлениях; в процессе парциального плавления рестит истощается Ti, Zr, Sc Y, а также средними и тяжелыми лантаноидами. Численно показана латеральная неоднородность термального состояния и окислительно-восстановительных обстановок верхней мантии: средние значения геотермических градиентов и величин Alog/Cb соответственно составляют в Центральной Монголии -ТГ=10.2°С/км и log/02=-1.78 --1.36; Юго-Восточной Монголии - ТГ=9.4°С/км и Alog/D2=-1.24-1.07; Забайкалья - ТГ=9.3°С/км и Alog/b2=-0.57 -+0.30. Впервые в ксенолитах из вулканитов Витимского поля определены значения U-Pb возраста цирконов (SRIMP II), соответствующие раннепротерозойской, раннепермской, ранне-среднеюрской и раннемеловой эпохам. На основании содержания редкоземельных элементов в цирконах, показано, что полученные возрастные оценки соответствуют разновозрастным эпизодам парциального плавления мантийного перидотита.

Достоверность результатов

Достоверность результатов, полученных в работе, определяется комплексным использованием современных аналитических методов, представительным объемом изученных образцов и сопоставлением с данными, представленными в большом объеме обработанных литературных источников.

Апробация работы.

Основные результаты работы представлены и опубликованы в материалах IX Международного симпозиума по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (EMPG IX, Zurich, 2002), IV и V Международных симпозиумов «Минералогические музеи» (Санкт-Петербург, 2002 и 2005 гг), ХШ , XV и XVII конференций молодых ученых им. О. К. Кратца (Апатиты, 2002 и 2006 гг., Санкт-Петербург, 2004 г.), Международного симпозиума по геохимии им. Гольдшмидта (Goldschmidt, Cologne, 2007), Международного совещания по прикладной Мёссбауэровской спектроскопии (Kanpur, 2007)

По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них 4 - в реферируемых журналах.

Основные защищаемые положения

1. Химический состав верхней мантии в Байкало-Монгольском регионе неоднороден, что выражается в различной степени истощения перидотитов петрогенными (Ti, Al, Са, Na) и редкими (Rb, Sr, Ва Cs; Th, U, La и легкие лантаноиды) элементами относительно состава примитивной мантии. Наибольшая степень истощения установлена в мантии, подстилающей структуры Юго-Восточной (Дариганга) и Центральной (Тариат) Монголии. Мантия, подстилающая структуры Западного Забайкалья, наименее истощена; ее состав близок к примитивному.

3. Возраст цирконов из ксенолитов гранат-шпинелевых перидотитов Витимского поля соответствует мезопротерозойскому, раннепермскому, ранне-среднеюрскому и раннемеловму интервалам. Не установлено ни одной возрастной отметки, отвечающей времени излияния вмещающих базальтов. Разновозрастные цирконы имеют различный состав и распределение REE и- датируют последовательные эпизоды низких степеней парциального плавления верхней мантии.

4. Континентальная литосферная мантия имеет реститовую природу. Ее петрохимичсская и геохимическая неоднородность, установленная в пределах Юго-Восточной и центральной Монголии и Западного Забайкалья, обусловлена различной степенью и термодинамическими условиями парциального плавления.

Благодарности.

Автор глубоко признателен И. В. Ащепкову, Д. А. Ионову и В. В. Ярмолюку, предоставившим материал для исследования; благодарит и высоко ценит помощь и консультации научного руководителя проф. Ларисы Петровны Никитиной, а также сотрудников ИГГД РАН к. г.-м. н. Н. О. Овчинникова, к. г.-м. н. М. С. Бабушкиной, д. г.-м. н. Ю. Д. Пушкарёва, А. Г. Гончарова, по инициативе и при активном участии которых ведется исследование глубинных ксенолитов. Особую благодарность автор выражает сотрудникам Центра изотопных иследований ВСЕГЕИ к.г.-м.н. С. А. Сергееву, н.с. А. В. Антонову, к. х. н. Д. И. Матукову, н.с. Н. В. Родионову, с.н.с. С.Л. Преснякову, к.ф.-м.н. И. Н. Капитонову, за предоставленную возможность и помощь в проведении аналитических работ по определению состава минералов, возраста цирконов, содержания в них РЗЭ и изотопов Hf. С.н.с. Е. Н. Лепёхиной, к. г.-м. н. Е. В. Толмачевой, к. г.-м. н. А. Н. Ларионову за консультации при обсуждении полученных результатов, а также к. г,-м. н. Н. Г. Бережной, к. г.-м. н. Е. С. Богомолову, к. г.-м. н П. Б. Лебедеву, н.с. Н. А. Гольцину, инж. И. Г. Падерину, инж. Ю.А. Быкову, с.н.с. Р. М. Рахманкулову, к. г,-м. н. Л. Е. Мордбергу, к. г.-м. н. К. И. Лохову и сотрудникам геологического ф-та СПбГУ к. г.-м. н А. В. Шурилову, к. г.-м. н И. Ю. Бугровой и инж. каф. минералогии Е. С. Сухаржевской за помощь в оформлении работы и всестороннюю поддержку на всех ее этапах.

Заключение Диссертация по теме "Петрология, вулканология", Салтыкова, Анна Константиновна

Заключение

Результаты изучения минералогии и петрографии, химического состава, условий равновесия минеральных ассоциаций в ксенолитах перидотитов из кайнозойских щелочных базальтов Байкало-Монгольской области, определения возраста цирконов из ксенолитов Витимского плато позволяют сделать следующие выводы.

Верхняя мантия, опробованная в виде ксенолитов, представлена шпинелевыми и гранат шпинелевыми перидотитами и пироксенитами, в различной степени метаморфизованными в результате стресс-деформаций. В составе верхнее-мантийных пород на момент их выноса на дневную поверхность присутствовали малые объемы расплавов, законсервированных в ксенолитах в виде интерстициальных «расплавных карманов». В последних наблюдаются признаки их фракционной кристаллизации в присутствии газонасыщенного флюида.

Химический состав верхней мантии в пределах Байкало-Монгольской области не является однородным. Его неоднородность обусловлена в первую очередь различием в степени парциального плавления первичного субстрата, хотя определенный вклад, вероятно, вносит также неоднородность самого субстрата.

Неоднородность термального состояния верхней мантии в пределах области проявляется в существовании нескольких геотерм и в различных значениях геотермического градиента в мантии для Витимского (9.4±0.3°С/км) и Бартойского (9.9±0.3°С/км) районов, Центральной (10.2±0.2°С/км) и Юго-Восточной Монголии (9.4±0.3°С/км). Геотермы и величины ТГ для Витимского и Бартойского районов, установленные по ксенолитам из вулканитов олигоценового и плиоценового возраста, возможно, отражают не только пространственную, и временную гетерогенность термальных режимов в период от олигоцена до плиоцена.

Датирование цирконов из ксенолитов мантийных перидотитов локальным U-Pb методом позволило установить сложную историю эволюции верхней мантии, подстилающей фанерозойские структуры Центрально-Азиатского пояса в пределах Забайкалья. Одним из эволюционных процессов явилось многократное, низких степеней плавление мантии еще до образования и излияния магм щелочных базальтов в кайнозое, происходившее в различных физико-химических условиях на мезопротерозойском (PRi), раннепермском (Pi), раннс-среднеюрском (J1-2) и раннемеловом (Ki) возрастных рубежах. Самое древнее значение (1891+26 млн. лет), полученное по верхнему пересечению дискордии, близко ко времени образования континентальной коры в данном регионе около 2.0 млрд. лет). В мантийных перидотитах, ставших частью континентальной литосферы на этом возрастном рубеже, запечатлены различные тектоно-термальных событий, имевших место на протяжении дальнейшей истории литосферы.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Салтыкова, Анна Константиновна, Санкт-Петербург

1. Арискин А.А., Николаев Г.С. Распределение Fe3+ и Fe2+ между хромшпинелидом и базальтовым расплавом в зависимости от состава, температуры и летучести кислорода // Геохимия. 1995. №8. С.1131-1139.

2. Ащепков И.В. Глубинные ксенолиты Байкальского рифта. Новосибирск: Наука, 1991. 160 с.

3. Ащепков И.В., Добрецов H.JL, Калманович М.А. Гранатовые перидотиты из щелочных пикритов и базанитоидов Витимского плоскогорья // Докл. АН СССР, 1988. Т. 302. № 2. С. 417-420.

4. Ащепков И.В., Добрецов H.JL, Меляховецкий А.А. Модель эволюции верхней мантии Байкальской рифтовой зоны по глубинным ксенолитам // в сб. Литосфера и астеносфера континентов и океанов. Новосибирск, 1985.

5. Ащепков И.В., Травин А.В., Сапрыкин А.И., Герасимов П.А., Хмельникова О.С. О возрасте ксенолитсодержащих базальтов и мантийной эволюции в Байкальской рифтовой зоне // Геология и геофизика, 2003. Т. 44, № 11. С. 1162-1190.

6. Багдасарян Г.П., Герасимовский В.И., Поляков А.И., Гукасян Р.Х. Новые данные по абсолютному возрасту и химическому составу вулканических пород Байкальской рифтовой зоны // Геохимия, 1981. №3. С. 342-350

7. Блюман Б.А. О времени и глубине становления совокупных неоднородностей коры и мантии // региональная геология и металлогения, 2002. № 15. С. 75-83.

8. Викулин А.В. Введение в физику Земли. Петропавловск-Камчатский, изд. КГПУ, 2004. 240 с.

9. Влодавец В.И. О включениях в лавах Дариганги и об их происхождении // Ксенолиты и гомогенные включения. М. Наука, 1969. С. 77-85.

10. Гаранин В.К., Кудрявцева Г.П., Черенков В.Г., Черенкова А.Ф. Цирконсодержащие эклогиты из ксенолитов в кимберлитах // ЗВМО, 1987. № 6. С. 721 732.

11. П.Геншафт Ю.С., Грачев А.Ф., Геохимические особенности кайнозойских базальтов Монголии: проблема природы мантийных источников // Геология и геофизика, 2006. Т. 47, №3. С. 377-389

12. Геншафт Ю.С., Салтыковский А.Я. Каталог включений глубинных пород и минералов в базальтах Монголии. // Тр. Совместной советско-монгольской н.-и. геол. экспедиции. Вып. 46а. М., Наука, 1990.

13. П.Геншафт Ю.С., Салтыковский А.Я. Кайнозойский вулканизм Монголии // Российский журнал наук о Земле (электронный, http://eos.wdcb.ru/rjes/). 2000. Т. 2, №3/4.

14. Геншафт, Ю. С., Салтыковский А.Я., Дашевская Д.М. Включения гранат-шпинелевых лерцолитов в кайнозойских базальтоидах Монголии // Докл. АН СССР, 1981. Т. 260. № б. С. 1461-1465.

15. Геншафт, Ю. С., Салтыковский А.Я., Каменский Ф.В. Построение кайнозойских геотерм по минеральным термометрам // Геотермометры и палеотемпературные градиенты. М., Наука. 1981. С. 24-30

16. Геохимия глубинного вещества Земли // моногр. Геншафт Ю.С., Илупин И.П., и др. ИФЗ АН СССР, 1989. 239 с.

17. Геря Т.В., Перчук JI.JI. Шпинелевые равновесия как геотермометры и геобарометры // Геохимия. 1991. №3. С. 370-377

18. Глебовицкий В.А., Никитина Л.П., Салтыкова А.К., Пушкарев Ю.Д., Овчинников Н.О., Бабушкина М.С., Ащепков И.В. Термальная и химическая неоднородность верхней мантии Байкало-Монгольского региона //Петрология, 2007а. Т. 15 № 1. С. 61-92.

19. Глубинные ксенолиты и верхняя мантия. Новосибирск, Наука, 1975, 271 с.

20. Глубинные ксенолиты и строение литосферы. М., Наука, 1978, 287 с.

21. Гордиенко И.В. Геодинамическая эволюция поздних байкалид и палеозоид складчатого обрамления юга Сибирской платформы // Геология и геофизика, 2006. Т. 43. № 1. С. 53-70

22. Государственная геологическая карта СССР. Масштаб 1:200 000. Листы N49XVII, N49XVHI, N49XXIII, N49XXIV

23. Государственная геологическая карта СССР. Объяснительная записка к листам N49XVH, N49XVm, N49XXIII, N49XXrV

24. Гранник В.М. Тектоника Монголо-Охотского складчатого пояса // Геодинамика, магматизм и минерагения континентальных окраин Севера Пацифики, 2003. Т. 1. С. 205-208.

25. Грачев А. Ф. Мантийные плюмы и геодинамика // Вест. отд. наук о Земле РАН. 1998. № 3. (Электронный научно-информационный журнал, http://www.scgis.ru/russian/cp 125 l/dgggms/3-98/grachev.htm)

26. Грачев А. Ф. Хамар-Дабан горячая точка Байкальского рифта: данные химической геодинамики // Физика Земли, 1998. №3. С. 3-28

27. Девяткин Е.В., Смелов С.Б. Положение базальтов в разрезе осадочного Кайнозоя Монголии //Изв. АН СССР. Сер. геол. 1979. №1. С. 16-28.

28. Добрецов Н.Л. Введение в глобальную петрологию. Новосибирск, Наука, 1990.

29. Добрецов Н.Л., Ащепков И.В. Состав и эволюция верхней мантии в рифтовых зонах (на примере Байкальской рифтовой зоны) // Геология и геофизика, 1991. Т. 32. № 1.С. 1-7.

30. Доусон Дж. Кимберлиты и ксенолиты в них. М. Мир, 1983.

31. Илупин И.П., Ваганов В.И., Прокопчук Б.И. Кимберлиты. М.: Недра, 1990. 248 с.

32. Ионов Д.А., Ягутц Э. Изотопия Sr и Nd в минералах гранатовых и шпинелевых перидотитов ксенолитов Витимского плоскогорья: первые данные для мантийных включений СССР//Докл. АН СССР. 1992. Т. 301. №5. С.1195-1199.

33. Кадик А.А. Флюиды литосферы как отражение окислительно-восстановительного режима мантии: следствия для геофизических свойств глубинного вещества // Сб.: Глубинные флюиды и геодинамика. М.: Наука. 2003а. 19-45.

34. Кадик А.А. Восстановленные флюиды мантии: связь с химической дифференциацией планетарного вещества // Геохимия. 20036. № 9. С. 928-940.

35. Кадик А.А. Режим летучести кислорода в верхней мантии как отражение химической дифференциации планетарного вещества // Геохимия. 2006. № 1. С. 6379.

36. Кадик А.А., Жаркова Е.В., Ефимова Э.С., Соболев Н.В. Электрохимические определения собственной летучести кислорода кристаллов алмаза // Докл. РАН. 1993. Т. 328. № 3. С.386-389.

37. Кадик А.А., Жаркова Е.В., Киселев А.И. Окислительно-восстановительное состояние шпинелевых и гранатовых лерцолитов // Докл. РАН. 1994. Т. 337. № 3. С. 100-103.

38. Кепежинскас В.В. Кайнозойские щелочные базальтоиды Монголии и их глубинные включения. М. Наука, 1979. 312 с.

39. Коваленко В.И., Ярмолюк В.В., Ионов Д.А., Ягутц Э., Люгмайр Г., Штош Х.Г. Эволюция мантии Центральной Азии и развитие тектонических структур земной коры // Геотектоника. 1990. №4. С. 3-16.

40. Когарко Л.Н., Турков В.А. Рябчиков И.Д. Состав первичной мантии Земли (по данным исследования нодулей) //Докл. АН СССР. 1987. Т. 290. №1. С. 199-203

41. Кононова В.А., Келлер Й., Первов В.А. Континентальный базальтовый вулканизм и геодинамическая эволюция Байкало-Монгольского региона // Петрология. 1993. Т.1. № 2. С. 152-170.

42. Копылова М.Г., Геншафт Ю.С. Образование келифитовых кайм на кристаллах пиропа из ксенолитов вулкана Шаварын-Царам (Монголия) // Минерал, журнал. 1990. Т. 12. №2. С.29-37.

43. Копылова М.Г., Геншафт Ю.С. Петрология гранат-шпинелевых перидотитов в кайнозойских базальтах // Изв. РАН. Сер. Геол. 1991. №5. С.36-56.

44. Копылова М.Г., Геншафт Ю.С., Дашевская Д.М. Петрология верхнемантийных и нижнекоровых ксенолитов Северо-Западного Шпицбергена // Петрология, 1996. Т. 4 №5. С. 533-560.

45. Корешкова М.Ю., Левский Л.К., Иванников В.В. Петрология нижнекоровых ксенолитов из даек и трубок взрыва Кандакшского грабена // Петрология, 2001. Т. 9. С. 89-106.

46. Краснобаев А.А. Минералогические особенности цирконов кимберлитов и вопросы их генезиса//Изв. АН СССР. Сер. геол. 1979. № 8. С. 85-96.

47. Литасов К.Д. Геохимия реакционных ортопироксенитов в верхней мантии по данным изучения ксенолитов из миоценовых пикрито-базальтов Витимского вулканического поля // Докл. АН 2000. Т. 372 № 5. С. 663-667.

48. Литасов К.Д., Ащепков И.В. Ильменитовые мегакристаллы и ильменитсодержащие пироксениты из щелочных базальтов Витимского плато // Геология и геофизика, 1996. Т. 37. №7. С. 97-108.

49. Литасов К.Д., Литасов Ю.Д. Ксенолиты кумулативных пород из щелочных базальтов Витимского плато: природа границы Мохо и состав нижней коры // Докл. АН 1999. Т. 366 № 3. С. 375-378.

50. Литасов К.Д., Литасов Ю.Д., Мехоношин А.С., Мальковец В.Г. Минералогия мантийных ксенолитов из плиоценовых базанитов р. Джилинда (Витимское вулканическое поле) // Геология и геофизика, 2000а. Т. 41 №11. С. 1534-1556.

51. Литасов К,Д., Литасов Ю.Д., Мехоношин А.С., Мальковец В.Г. Геохимия клинопироксенов и петрогенезис мантийных ксенолитов из плиоценовыхбазанитов р. Джилинда (Витимское вулканическое поле) // Геология и геофизика, 20006. Т. 41 №11. С. 1157-1574.

52. Литасов К.Д., Отани Э., Добрецов Н.Л. Устойчивость водосодержащих фаз в мантии Земли // Докл. АН, 2001. Т. 378 № 2. С. 238-241.

53. Литасов К.Д., Отани Э., Танигучи X. Фазовая диаграмма пиролита в системе СаО-Mg0-A1203-Si02-H20 при давлении до 25 ГПа // Докл. АН, 2001. Т. 378 № 5. С. 660-662

54. Литасов Ю.Д., Литасов К.Д. Разновозрастные мантийные геотермы как свидетельство уменьшения мощности континентальной литосферной мантии в зоне рифтогенеза // Докл. АН 1999а. Т. 365 № 5. С. 667-670.

55. Литасов Ю.Д., Литасов К.Д. Реакционное преобразование примитивной мантии на примере мантийных ксенолитов из щелочных базальтов Витимского плато // Докл. АН 19996. Т. 368 № 5. С. 663-666.68. Логачев 1999

56. Магматические горные породы. Ультраосновные породы. Ред. Лазько Е.Е., Шарков Е.В. М.: Наука, 1988. 508 с.

57. Маслов В.А. Микроструктурный анализ оливина и элементы микростроения включений шпинелевых лерцолитов-гарцбургитов (арх. Шпицберген) // в сб. тр. молодых ученых СПГГИ, 1999. Вып. 4. С. 11-14.

58. Маслов В.А., Лазаренков В.Г., Структурные типы мантийных ксенолитов из базанитов влк. Сверре (Шпицберген) // Изв. ВУЗов, Геология и разведка, 1999. № 6. С. 45-52.

59. Мацюк С.С., Платонов, А.Н., Польшин Э.В. и др. Шпинелиды мантийных пород. Киев: Наукова думка, 1989. 211 с.

60. Меляховецкий А.А. Реология верхней мантии Байкальской рифтовой зоны по данным изучения мантийных ксенолитов в базальтах // Неотектоника и современная геодинамика континентов и океанов. М., Геос. С. 95-97

61. Милановский Е.Е. Рифтогенез на древних платформах.- М., Недра, 1983

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

63. Никитина Л.П. Межфазовые геотермометры, геобарометры и геооксобарометы. СПб, изд. СПбГУ, 2005.

64. Никитина Л.П. Согласованная система термометров и барометров для основных и ультраосновных пород и реконструкция термальных режимов в мантии по ксенолитам в кимберлитах // Зап. ВМО, 1993. №5. С. 7-16.

65. Никитина Л.П., Иванов М.В. Геологическая термобарометрия на основе реакций минералообразования с участием фаз переменного состава // СПб.: Недра, 1992. 192 с.

66. Николя А. Основы деформации горных пород. М., Мир, 1992.

67. Перчук Л.Л. Теория фазового соответствия и геологическая термобарометрия // Соросовский образовательный журнал, 1996. № 6. С. 74-82.

68. Петрографический кодекс. Магматические и метаморфические образования. Изд. ВСЕГЕИ, СПб, 1995.

69. Петрология и флюидный режим континентальной литосферы. Новосибирск, Наука, СО, 1988.

70. Плаксенко А.Н. Типоморфизм аксессорных хромшпинелидов ультрамафит-мафитовых магматических формаций. Воронеж, изд. ВГУ, 1989. 221 с.

71. Рассказов С.В. Кайнозойский магматизм зон растяжения и горячих пятен Восточной Африки и Центральной Азии // в сб. «Щелочной магматизм и проблемы мантийных источников». Иркутск, 2001. С. 52-72.

72. Рингвуд А.Е. Состав и эволюция верхней мантии // В кн.: Земная кора и верхняя мантия. Мир, М., 1972.

73. Рингвуд А.Е. Состав и петрология мантии Земли. М. Недра, 1981. 584 с.

74. Рябчиков И.Д. Двупироксеновая геотермометрия мантийных лерцолитов на основе учета избыточных свободных энергий // Изв. АН СССР, сер. геол., 1983а. №12. С. 18-22.

75. Рябчиков И.Д. Окислительно-восстановительные равновесия в верхней мантии // Докл. АН СССР, 1983d Т.268. №3. С. 703-706.

76. Рябчиков И.Д. Состав верхней мантии Земли // Геохимия. 1997. 5. С. 1-11

77. Рябчиков И.Д. Флюидный режим мантии Земли // Проблемы глобальной геодинамики. Отв. ред. Д. В. Рундквист. М.: ГЕОС, 2000. С. 195-203.

78. Рябчиков И.Д. Флюидный режим мантийных плюмов // Геохимия, 2993. № 9. С. 923-927.

79. Рябчиков И.Д., Коваленко В.И., Ионов Д.А., Соловова И.П. Термодинамические параметры минеральных равновесий в гранат-шпинелевых лерцолитах Монголии. // Геохимия, 1983. № 7. С. 967-980.

80. Рябчиков И.Д., Ионов Д.А. Вариации химического состава мантийных ксенолитов как результат различных степеней частичного плавления примитивной мантии // Докл. АН СССР, 1987. Т. 295. №1. С. 185-189.

81. Рябчиков И.Д., Никель К.Г., Брай Г.П. Термометрия мантийных ксенолитов лерцолитов на основе экспериментальных данных в простых и природных системах //Докл. АН СССР, 1987. Т. 295. №1. С. 207-211.

82. Салтыковский А. Я., Геншафт Ю. С. Мантия и вулканизм Юго-востока Монголии (плато Дариганга) // М., ИФЗ АН СССР, 1984. 201 с.

83. Салтыковский А. Я., Геншафт Ю.С. Геодинамика кайнозойского вулканизма юго-восточной Монголии. М.: Наука, 1985. 133 с.

84. Симаков С.К. Физико-химические условия образования алмазоносных парагенезисов эклогитов в породах верхней мантии. Магадан, 2003. С. 188.

85. Соболев B.C., Добрецов H.JL, Соболев Н.В. Классификация глубинных ксенолитов и типы верхней мантии // Геология и геофизика. 1972. № 12. С. 37-42.

86. Соболев Н.В., Похиленко Н.П. Ксенолиты катаклазированных перидотитов в кимберлитах Далдыно-Алакитского района Якутии // Глубинные ксенолиты и Верхняя мантия 1975.

87. Соболев А.В., Шимизу Н. Сверхобедненные расплавы и проницаемость океанической мантии // Докл. АН 1992. Т. 326 № 2. С. 354-360.

88. Тектоника и вулканизм юго-западной части байкальской рифтовой зоны. Новосибирск, Наука, 1973.

89. Уханов А.В., Рябчиков И.Д., Харкив А.Д. Литосферная мантия якутской кимберлитовой провинции. М., Наука, 1988. 285с.

90. Фор Г. Основы изотопной геологии. М., Мир, 1989.

91. Хаин В.Е. Тектоника континентов и океанов. М.: Науч. мир, 2001. 605 с.

92. Хаин В.Е., Михайлов А.Е. Общая геотектоника. М., Недра, 1995.

93. Ярмолюк В.В., Коваленко В.И. Позднемезозойский-кайнозойский внутриплитный магматизм Центральной и Восточной Азии // Геология и геофизика. 1995. Т. 36. № 8. С. 132-141.

94. Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Иванов В.Г. Внутриплитная позднемезозойско-кайнозойская вулканическая провинция Центральной -Восточной Азии проекция горячего поля мантии // Геотектоника. 1995. № 5. С. 41-67.

95. Ярмолюк В.В., Иванов В.Г., Коваленко В.И., Покровский Б.Г. Вулканические области (горячей точки мантии) по результатам геохронологических, геохимических и изотопных (Sr, Nd, О) исследований // Петрология. 2003. Т. 11. №1. С. 3-34.

96. Allegre С.J., Poirier J.P., Humber Е., Hoffman A.W. The chemical composition of the Earth // Earth Planet. Sci. Lett. 1995. V. 134. P. 515-526.

97. Allegre С J., Turcotte D.L. Implication of a two-component marble-cake mantle // Nature, 1986. V. 323. P. 123-127.

98. Andersen Т., Neumann E.-R. Fluid inclusions in mantle xenoliths // Lithos, 2001. V. 55. P. 301-320.

99. Arculus R.J., Dawson J.B., Mitchell R.H., et al. Oxidation state of the upper mande recorded by megacryst ilmenite in kimberlite and type A and В spinel lherzolites // Contrib. Mineral. Petrol. 1984. V. 85. P. 85-94.

100. Arculus R.J., Delano J. W. Intrinsic oxygen fugacity measurements: Techniques and results for spinels from upper mantle peridotites and megacryst assemblages // Geochim. Cosmochim. Acta. 1981. V. 45. P. 899-913.

101. Ashchepkov I.V., Andre L., Litasov K.D., Mal'kovets V.G. Origin and evolution of mantle melt beneath the Vitim plateau // Ext. abs. 6th Int. Kimb. Conf., Novosibirsk. 1995. P. 17-19.

102. Ave Lallement H.G., Mercier J.-C., Carter N.L., Ross J.V. Rhelogy of the upper mantle: inference from peridotite nodules // Tectonophysics, 1980. V. 70. P. 85-113.F

103. Ballhaus C. Redox state of lithospheric and astenospheric upper mantle // Contrib. Mineral. Petrol. 1993. V. 114. P. 331-348.

104. Ballhaus C., Berry R.F., Green D.H. Oxygen fugacity controls in the Earth's upper mantle // Nature, 1990. V. 348. P. 437-440.

105. Ballhaus C., Berry R.F., Green D.H. High pressure experimental calibration of the olivine-orthopyroxene-spinel oxygen barometer: implication for the oxidation state of the upper mantle//Contr. Miner. Petrol., 1991. V. 107. P. 27-40.

106. Barry T.L., Saunders A.D., Kempton P.D. et al. Petrogenesis of Cenozoic basalts from Mongolia; evidence for the role of astenospheric versus metosomatized lithospheric mantle sources // J. Petrol., 2003. V. 44. P. 55-91.

107. Bedini R.M., Bodinier J.-L., Dautria J.-M., Morten L. Evolution of LILE-elemets small melt fraction in lithospheric mantle: a case study from the East African rift // Earth Planet. Sci. Lett., 1997. V.153. P. 67-83.

108. Beard J.S., Ragland P.C., Crawford M.L. Reactive bulk assimilation: a model for crust-mantle mixing in silicic magmas // Geology, 2005. V. 33. No. 8. P. 681-684.

109. Bertka C.M., Holloway J.R. Anhydrous partial melting of iron-rich mantle I: subsolidus phase assemblage and partial melting phase relation // Contr. Miner. Petrol., 1994. V. 115. P. 313-338.

110. Bertrand P., Mercier J.-C. The mutual solubility of coexisting ortho- and clinopyroxene: toward an absolute geothermometer for the nature system? // Earth. Planet. Sci. Lett., 1985. V. 76. P. 75-83.

111. Bodinier J.-L., Vasseur G., Vernieres J. Mechanism of mantle metasomatism: geochemical evidence from the Lherz orogenic peridotites // J. Petrol. 1990. V. 31. P. 597-628.

112. Bonatti E., Hamlyn P.R., and Ottonello G. Upper mantle beneath a young oceanic rift; peridotites from the island of Zabargad (Red Sea) //Geology, 1981. V. 9. P 474 479

113. Boyd F.R. A pyroxene geotherm // Geochim. Cosmochim. Acta, 1973. V. 37. P. 2533-2546

114. Boyd F.R. Siberian geotherm based on lherzolite xenoliths from the Udachnaya Kimberlite, USSR // Geology, 1984. V. 12. P. 528 530.

115. Boyd F.R. Compositional distinction between oceanic and cratonic lithosphere // Earth Planet. Sci. Lett. 1989. V. 96. P. 15-26.

116. Boyd F.R., Nixon P.H. Origins of the ultramafic nodules from some kimberlites of Northern Lesotho and the Monastery mine, South Africa // Phys. Chem. Earth, 1975. V.9.P.431.

117. Brey G.P., Koehler Т., Nickel K.G. Geothermobarometry in four-phase Iherzolites. I. Experimental results from 10 to 60 kb // J. Petrol., 1990. V. 31. P. 13131352.

118. Brey G.P., Koehler T. Geothermometry in four-phase Iherzolites. II. New thermobarometers and practical assessment of existing thermobarometers // J. Petrol., 1990. V. 31. P. 1353-1378.

119. Boyd F.R, Nixon P.H. Origins of the ultramafic nodules from some kimberlites of northern Lesotho and the Monastery Mine, South Africa // Physics and Chemistry of the Earth, 1975. V. 9. P. 431-454.

120. Boyd F.R., Pokhilenko N.P., Pearson D.G., Mertzman S.A., Sobolev N.V., Finger L.W. Composition of the Siberian cratonic mantle: evidence from Udachnaya peridotite xenoliths // Contr. Miner. Petrol., 1997. V. 128. P. 228-246.

121. Bryndzia I.T., Wood B.J. Oxygen thermobarometry of abyssal spinel peridotites: redox state and C-O-H volatile composition of the Earth's sub-oceanic upper mantle//Am. J. Sci. 1990. V.290. P. 1093-1116.

122. Carswell D.A. The garnet-orthopyroxene Al-barometer problematic application to natural garnet lherzolite assemblages // Mineral. Mag. 1991. V.55. P.19-31.

123. Carswell D.A., Gibb F.G.F. Evaluation on mineral thermometers and barometers applicable to garnet lherzolite assemblages // Contrib. Mineral. Petrol. 1987. V. 95. P. 499-511.

124. Clark S.P., Ringwood A.E. Some properties of the Earth and other terrestrial planets // Trans. AGU, 1964. V. 45. P. 105.

125. Corfu F., Hanchar J.M., Hoskin P.W.O., Kinny P., Atlas of zircon textures // Rev. Miner. Geochem. 2003. V. 53. P. 469-500.

126. Dawson J.B., Hill P.G., Kinny P.D. Mineral chemistry of a zircon-bearing, composite, veined and metasomatised upper-mantle peridotite xenolith from kimberlite // Contrib. Mineral. Petrol. 2001. V. 140. P. 720-733.

127. Dyar M.D., McGuire A.V., Ziegler R.D. Redox equilibria and crystal chemistry of coexisting minerals from spinel lherzolite mantle xenoliths. // Am. Miner. 1989. V. 74. P. 87-104.

128. Eggins S.M., Rudnick R.L., McDonough W.F. The composition of peridotites and their minerals: a laser-ablation ICP-MS study // Earth Planet. Sci. Lett., 1998. V 154. P. 53-71.

129. Eggler D.H. Upper mantle oxidation state: evidence from olivine-orthopyroxene-ilmenite assemblages // Geoph. Res. Lett., 1983. V. 10. P. 365-368.

130. Fallon T.J., Green D.H., Hatton C.J., Harris K.L. Anhydrous partial melting of a fertile and depleted peridotite from 2 to 30 kbar and application to basal pedogenesis // J. Petrol., 1988. V. 29. P. 1257-1282.

131. Farmer G.L. Continental basaltic rocks // Treatise on geochemistry. 2003. V. 3. P. 85-121.

132. Finnerty A.A., Boyd F.R. Evaluation of thermobarometers for garnet peridotites // Geochim. Cosmochim. Acta. 1984. V.48. P. 15-27.

133. Finnerty A.A., Boyd F.R. Thermobarometry for garnet peridotites: basis for the determination of thermal and compositional structure of the upper mantle // in Nixon H.P. (ed.), Mantle xenoliths. Wiley, Chichester, 1987. P. 381-402.

134. Forbes R.B. Ultrabasic inclusion from the basalts of the Hut Point area, Ross island, Antarctica // Bulletin of Volcanology. 1963. V.26 13-21.

135. Forbes R.B., Banno Sh. Nickel-iron content of peridotite inclusion and cognate olivine from an alkali-olivine basalt // Am. Miner. 1966. V.51. P. 130-140.

136. Forbes R.B., Kuno H. The regional petrology of peridotite inclusions and basaltic host rocks // in Internat. Union Geol. Sci., Upper Mantle Symposium, New Delhi, 1964 (1965) 161-179.

137. Forbes R.B., Kuno H. Peridotite inclusions and basaltic host rocks // in Ultramafic and related rocks, Wiley. Robert E. Krieger Publ. Co., Huntington, NY, United States. 1967. P.328-337.

138. Ford C.E., Russell D.G., Craven J.A., Fisk M.R. Olivine-liquid equilibria; temperature, pressure and composition dependence of the crystal/liquid cation partition coefficients for Mg, Fe2+, Ca and Mn // J. Petrol., 1983. V. 24. P. 256-265.

139. Frey F.A., Green D.H. The mineralogy, geochemistry and origin of Iherzolite inclusions in Victorian basanites // Geochim. Cosmochim. Acta. 1974. V. 38. P.1023-1059.

140. Frey F.A., Printz M. Ultramafic inclusions from San Carlos, Arizona: petrologic and geochemical data bearing their petrogenesis // Earth Planet. Sci. Lett., 1978. V. 38. P. 129-176.

141. Girnis A., Grutter H. Thermobarometry of mantle peridotites: calibration based on experimental and natural data. // 8th IKC Ext. Abs. Victoria, Canada, 2003.

142. Glaser S.M., Foley S.F., Gunther D. Trace element compositions of minerals in garnet and spinel peridotite xenoliths from the Vitim volcanic field, Transbaikalia, eastern Siberia // Lithos. 1999. V.48. P.263-286.

143. Glebovitsky V.A., Nikitina L.P., Khiltova V. Ya., Ovchinnikov N.O. The thermal regimes of the upper mantle beneath Precambrian and Phanerozoic structures up to the thermobarometry data of mantle xenoliths // Lithos. 2004. V. 74. P. 1-26.

144. Green D.H., Ringwood A.E. Mineralogy of peridotitic compositions under upper mantle conditions // Phys. Earteh Planet. Inter. 1970. V. 3 P. 359.

145. Griffin W.L., Cousens D.R., Ryan C.G. et al. Ni in chrome pyrope garnets: a new gothermometer// Contr. Miner. Petrol., 1989. V. 103. P. 199-202.

146. Griffin W.L., Kaminsky F.V., Ryan C.G., O'Reilly S.Y., Win T.T., Tlupin L.P. Thermal state and composition of the lithospheric mantle beneath the Daldyn kimberlite field, Yakutia//Tectonophysics, 1996. V. 262. P. 19-33.

147. Griffin W.L, Ryan C.G., Kaminsky F.V., O'Reilly S. Y., Natapov L.M., Win T.T., Kinny P.D., Tlupin I.P. The Siberian litosphere traverse: mantle terranes and assembly of the Siberian craton // Tectonophysics, 1999a. V. 310. P. 1-35.

148. Griffin W.L., O'Reilly S.Y., Fisher N.I., Friedman J., Ryan C.G., E. van Achterbergh. Mapping the subcontinental lithosphere with garnet populations // in 9th annual V.M. Goldschmidt conference. LPI Contribution, 1999Z>. P. 104.

149. Gudmundsson G., Wood B.J. Experimental tests of garnet peridotite oxygen barometry//Contrib. Mineral. Petrol., 1995. V. 119. P. 56-67.

150. Guo J., Griffin W.L, O'Reilly S. Y. Geochemistry and origin of sulphide minerals in mantle xenoliths: Qilin Southeastern China//J. Petrol., 1999. V. 40. P. 1125-1149.

151. Gurney J.J., Harte В., Cox K.G. Mantle xenoliths in the Matsoku kimberlite pipe // Phys. Chem. Earth 1975. V. 9. P. 507.

152. Gurney J.J., Harte В Chemical variations in upper mantle nodules from southern Africa kimberlites // Philos. Trans. R. Soc. London, 1980. V. 297. P. 279-293.

153. Haggerty S.E., Tompkins L.A. Redox state of Earth's upper mantle from kimberlite ilmenites. // Nature. 1983. V. 303. P. 295-300.

154. Harris P.G., Hutchinson R., Paul D.K. Plutonic xenoliths and their relation to the upper mantle //Philos. Trans. R. Soc. London, 1972. Ser. A, V. 271. P. 313.

155. Harte B. Rock nomenclature with particular relation to deformation and recrystallization textures in olivine-bearing xenoliths //J. Geol., 1977. V. 85. P. 279-288.

156. Hart S.R., Dunn T. Experimental cpx/melt partitioning of 24 trace elements // Contr. Miner. Petrol. 1993. V. 113. P. 1-8.

157. Hart S.R., Zindler G.A. In search of a bulk-earth composition // Chem. Geol. 1986. V. 57. P. 247-267.

158. Hoskin P.W.O., Schaltegger U. The composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis // Rev. Miner. Geochem. 2003. V. 53. P. 27-62.

159. Ionov D.A. Mantle structure and rifting processes in the Baikal-Mongolia region: geophysical data and evidence from xenoliths in volcanic rocks //Tectonophysics, 2002. V.351.P. 41-60.

160. Ionov D.A. Chemical variations in peridotite xenoliths from Vitim, Siberia: inferences for REE and Hf behaviour in the garnet-facies upper mantle // J. Petrol. 2004. V. 45. P. 343-367.

161. Ionov D.A. Compositional variations and heterogeneity in fertile lithospheric mantle: peridotite xenoliths in basalts from Tariat, Mongolia // Contrib. Mineral. Petrol., 2007. V. 154. P. 455-477

162. Ionov D.A., Ashchepkov I., Jagoutz E. The provenance of fertile off-craton lithosheric mantle; Sm-Nd isotope and chemical composition of garnet and spinel peridotite xenoliths from Vitim, Siberia// Chem. Geol. 2005. V. 217. No 1-2. P. 41-75.

163. Ionov D.A., Ashchepkov I., Stosch H.-G. Garnet peridotite xenoliths from the Vitim volcanic field, Baikal region: the nature of the garnet-spinel peridotite transition zone in the continental mantle // J. Petrol., 1993. V. 34. P. 1141-1175.

164. Ionov D.A., Griffin W.L., O'Reilly S.Y. Off-cratonic garnet and spinel peridotite xenoliths from Dsun-Bussular, SE Mongolia // Proceed. VIIIKC, 1999. V.l. P. 383-390.

165. Ionov D.A., Wood B.J. The oxidation state of subcontinental mantle: oxygen thermobarometry of mantle xenoliths from Central Asia // Contr. Miner. Petrol., 1992. V. 111. P. 179-193.

166. Ionov D.A., Hofmann A.W., Shimizu N. Metasomatism-induced melting in mantle xenoliths from Mongolia // J. Petrol 1994. V. 35(3). P. 753-785.

167. Irvine T.N. Chromian spinel as a petrogenetic indicator // Can. Journ. of Earth Sci., 1965. V. 2. P. 648-672.

168. Irving A.J. Pyroxene-rich ultramafic xenoliths in the Newer Basalts of Victoria, Austrafia //Neues Jahrb. Mineral., Abh. 1974. V. 120. P. 147.

169. Ito K., Kennedy G.C. Melting and phase relations in the plane tholeiite-lherzolite-nepheline basanite to 40 kilobars with geological implications // Contr. Mineral. Petrol., 1968. V 19(3). P. 177-211.

170. Jaques A.L., Green D.H. Anhydrous melting of peridotie at 0-15 kbar pressure and the generation of the tholeiitic basalts // Contr. Miner. Petrol., 1980. V. 73. P. 287310.

171. Johnson A.D., Schwab B. Constraints on clinopyroxene/melt partitioning of REE, Rb, Sr, Ti, Cr, Zr and Nb during mantle melting: first insight from peridotite melting experiments at 1.0 GPa // Geochim. Cosmochim. Acta, 2004. V. 68. P. 4949-4962.

172. Johnson J.S., Gibson S.A., Thompson R.N., Nowell G.M. Volcanism in the Vitim volcanic field, Siberia: geochemical evidence for a mantle plume beneath the Baikal rift zone // J. Petrol., 2005. V 46. P. 1309-1344.

173. Johnson K.M. Experimental determination of partition coefficients for rare earth and high-field-strength elements between clinopyroxene, garnet, and basaltic melt at high pressures // Contrib. Mineral. Petrol. 1998. V. 133. P. 60-68.

174. Kennedy A.K., Lofgren G.E., Vasserburg G.J. An experimental study of trace elements partitioning between olivine, orthopyroxene and melt in chondrulites: equilibrium values and kinetic effects // Earth Planet. Sci. Lett., 1993. V. 115. P. 177195.

175. Kinny P.D., Dawson J.B. A mantle metasomatic injection event linked to Late Cretaceous kimberlite magmatism // Nature, 1992. V. 360. P. 726-728.

176. Kinny P.D., Meyers H.O.A. Zircon from the mantle: a new way to date old diamonds //J. Geol., 1994. V. 102. P. 475-481.

177. Kiselev A.I. Volcanism of the Baikal Rift zone // Tectonophysics, 1987. V. 142. P. 235-244.

178. Kiselev A.I., Popov A.M. Astenospheric diapir beneath the Baikal Rift: petrological constrains //Tectonophysics, 1993. V. 298. P. 287-295.

179. Konzett J., Armstrong R.A., Sweeney R.J., Compston W. The timing of MARID metasomatism in the Kaapvaal mantle: An ion probe study of zircons from the MARID xenoliths //Earth Planet. Sci. Lett. 1998. V. 160. P. 133-145.

180. Kopylova M. G., Russell, J.K., Cookenboo, H. Mapping the lithsphere beneath the North Central Slave craton // Proceed. VIIIKC, 1999a. V. 1. P. 468-479.

181. Kopylova M. G., Russell J.K., Cookenboo H. Mapping the lithsphere beneath the North Central Slave craton // Proceed. VII IKC, 1999. V. 1. P. 468-479.

182. Koreshkova M.Yu., Nikitina L.P., Matukov D.I. U-Pb dating of zircon from the lower crust xenoliths, Udachnaya Pipe, Yakutia // Dokl. Earth Sci., 2006. V. 411. P. 1389-1392.

183. Kuno H. Mafic and ultramafic inclusions in basaltic rocks and the nature of the upper mantle // in The Earth's crust and upper mantle. Geophysical Monograph. 1969. P.507-513

184. Kuno H. Mafic and ultramafic nodules from Itinome-gata, Japan // in Ultramafic and related rocks, Wiley. Robert E. Krieger Publ. Co., Huntington, NY, United States. 1979. P. 337-342

185. Kuno H., Aoki K.-I. Chemistry of ultramafic nodules and their bearing on the origin of basaltic magmas // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1970. Y.3. P. 273-301

186. Kushiro I. Compositions of magmas formed by partial zone melting of the Earth's upper mantle//Journal of Geophysical Research, 1968. V. 73(2). P. 619-634.

187. Kushiro I., Kuno H. Origin of primary basalt magmas and classification of basaltic rocks //J. Petrol., 1963, V.4. N.l. P.75-89

188. Kushiro I., Yoder H. S., Nishikawa M. Effect of water on the melting of enstatite // GSA Bulletin, 1968. V. 79: P. 1685 1692.

189. Kutolin V.A., Frolova V.M. Petrology of ultrabasic inclusions from basalts of Minusa and Transbaikalian regions (Siberia, U.S.S.R.) // Contrib. Mineral. Petrol., 1970/ V. 29. P. 163.

190. Le Maitre R.W., Bateman P., Dudek A. et al. A classification of igneous rocks and glossary. Blackwell, Oxford. 1989.

191. Lee C.T., Rudnick R.L. Compositionally stratified cratonic lithosphere; petrology and geochemistry of peridotite xenoliths from the Labait Volcano, Tanzania // in of the 7th Int. Kimb. Conf. Proceed., 1999. V. 2. P. 503-521.

192. Lindsley D.H. Pyroxene thermometry // Am. Miner., 1983. V. 68. P. 477 493.

193. Logachev N.A., Zorin Y.A. Baikal Rift zone: structure and geodynamic // Tectonophysics, 1992. V. 208. P. 273-286.

194. Ludwig K.R. SQUID 1.13a A User's Manual. A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center Special Publication. 2005a. 22 p.

195. Ludwig K.R. User's Manual for ISOPLOT/Ex 3.22 // A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center Special Publication. 2005b. 71 p.

196. Luth R.W., Virgo D., Boyd F.R., Wood B.J. Ferric iron in mantle-derived garnets; implications for thermobarometry and for the oxidation state of the mantle // Contr. Miner. Petrol., 1990. V. 104. P. 56-72.

197. Luth R.W., Canil D. Ferric iron in mantle-derived pyroxenes and a new oxybarometer for the mantle // Contr. Miner. Petrol., 1993. V. 113. P. 236-248.

198. Maal0e S., Aoki K., The major element composition of the upper mantle estimated from the composition of Iherzolites // Contr. Miner. Petrol., 1975. V. 63. P. 161-173.

199. Mattioli G.S., Wood B.J. Magnetite activities across the Mg2Ab04-Fe304 join, with application to thermobarometric estimates of upper mantle oxygen fugacity // Contrib. Mineral. Petrol. 1988. V. 98. P. 148-162.

200. McCammon C.A., Kopylova M.G. A redox profile of the Slave mantle and oxygen fugacity control in the cratonic mantle. // Contrib. Mineral. Petrol. 2004. V. 148. P.55-68.

201. McDonough W.F., Sun S.-S. The composition of the Earth // Chem. Geol. 1995. V. 120. P. 223-253.

202. Mercier J.-C., Nicolas A. Textures and fabrics of upper mantle peridotite as illustrated by xenoliths from basalts // J. Petrol., 1975. V. 16. P. 454-487.

203. Morgan J. Ph., Morgan W.J. Two-stage melting and the geochemical evolution of the mantle: a recipe for mantle plum-pudding // Earth Planet. Sci. Lett., 1999. V. 170. P. 215-239.

204. Morgan P., O'Reilly S.Y., In situ estimates of sub-crustal continental lithosphere heat flow: application to the Slave and Kaapvaal cratons.

205. Morgan W.J. Ultramafic xenoliths: clues to Earth's late accretionary history // J. Geoph. Res., 1986. V. 91. P. 12375-12387.

206. Mysen В. О., Kushiro Compositional variations of coexisting phases with degree of melting of peridotite in the upper mantle // Am. Miner., 1977. V. 62. P. 843 856.

207. Navon O., Stolper E. Gechemical consequences of melt percolation: the upper mantle as chromatographic column // J. Geol., 1987. V. 95. P. 285-307.

208. Navon O., Frey F.A., Takazawa E. Magma transport and metasomatism in the mantle: a critical review of current geochemical models discussion.

209. Nickel K.G., Green D.H. Empirical geothermobarometry for garnet peridotites and implication for the nature of the lithosphere, kimberlites and diamonds // Earth Planet Sci. Lett., 1985. V. 73. P 158-170.

210. Nimis P., Taylor W.R. Single clinopyroxene thermobarometry for garnet peridotites/. Part 1. Calibration and testing of a Cr-in-Cpx barometer and an enstatite-in-Cpx thermometer//Contrib. Mineral. Petrol. 2000. V. 139. P. 541-554.

211. Nixon P.H. Mantle xenoliths. Wiley, New York, 1987.

212. Nixon P.H., Boyd F.R. Petrogenesis of the granular and sheared ultrabasic nodule suite in Kimberlites // in: Nixon P.H. (Ed.) Lesotho kimberlites, 1973. P.48.

213. Nixon P.H., Boyd F.R., Boullier A.-M. The evidence of kimberlites and its inclusions on the constitution of the outer part of the Earth // in Nixon P.H. (Ed.) Lesotho kimberlites, 1973. P. 312-318

214. O'Hara M.J., Mercy E.L.P. Petrology and petrogenesis of some garnetiferous peridotites //Trans. R. Soc. Edinburgh, 1963. V.65. P. 251.

215. O'Neill H.St.C. The transition between spinel lherzolite and garnet lherzolite, and its use as thermobarometer//Contr. Miner. Petrol. 1981. V. 77. P. 185-194.

216. O'Neill H.St.C. Quartz-fayalite-iron and quartz-fayalite-magnetite equilibria and the free energy of formation of fayalite (Fe2Si04) and magnetite (РезОд) // Amer. Mineral., 1987, v. 72. P. 67-75.

217. O'Neill H.St.С., Wall V.J. The olivine-orthopyroxene-spinel oxygen geobarometer, the nickel precipitation curve, and the oxygen fugacity of the Earth's upper mantle//J. Petrol., 1987. V. 28. P. 1169-1191

218. O'Reilly S.Y. Xenolith types, distributions, and transport // in Intraplate volcanism in Australia and New Zealand. Cambridge Univ. Press., 1989. P.249-253.

219. O'Reilly S.Y., Griffin W.L. A xenoliths derived geotherm for southeastern Australia its geophysical implications // Tectonophysics, 1985. V. 111. P. 41-63.

220. O'Reilly S.Y., Griffin W.L. 4-D lithosphere mapping; methodology and examples //Tectonophysics, 1996. V. 262. P. 3-18.

221. Ordonez C.B., Gebauer D., Schafer H.J., Ibarguchi J.I.G., Peucat J.J. A single Devonian subduction event for HP/HT metamorphism of the Cabo Ortegal complex within the Iberian massif// Tectonophysics. 2001. V. 332. P. 359-385.

222. Palme H., O'Neill H.St.C. Cosmochemical estimates of mantle composition // in Treatise on Geochemistry. 2003. V. 2. P. 1-38.

223. Pearce J.A., Harris B.W., Tindle A.G. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks //Petrology. 1984. V. 25. P. 956-983.

224. Pearson D.G. The age of the continental roots //Lithos, 1999. V. 48. P. 171-194.

225. Peltonen P., Mantari I., Huhma H., Kontinen A. Archean zircons from the mantle: The Jormua ophiolite revisited // Geol. Soc Amer. 2003. V. 31. N. 7. P. 645-648.

226. Perkins D., Holland T.J.B., Newton R.C. The A1203 contents of enstatite in equilibrium with garnet in the system MgO A1203 - Si02 at 15-40 kbar and 900-1600C // Contrib. Mineral. Petrol., 1981. V. 78. P. 99-109.

227. Pollack H.N. Cratonization and thermal evolution of the mantle // Earth Planet. Sci. Lett., 1986. V. 80. P. 175-182.

228. Pollack H.N., Chapman D.S. On the regional variation of heat flow, geotherm and lithospheric thickness //Tectonophysics, 1977. V. 38. P. 279-296.

229. Poudjom Djomani Y.H., O'Reilly S.Y., Griffin W.L., Morgan P. The density structure of subcontinental lithosphere through time // Earth. Planet. Sci. Lett. 2001. V. 184. P. 605-621.

230. Press S., Witt G., Seek H.A., Ionov D., Stosch H.-G. Spinel peridotites from Tariat depression, Mongolia: Major element chemistry and mineralogy of a primitive mantle xenoliths suite // Geochim. Cosmochim. Acta, 1986. V. 50. P 2587-2599.

231. Rickwood P.C. Boundary lines within petrologic diagrams which use oxides of major and minor elements // Lithos. 1989. V. 22. P. 247-263.

232. Ringwood A.E. Origin of the Earth and Moon. Springer, New York, 1979. 255 p.

233. Robinson J.A.C., Wood B.J., Blundy J.D. The beginning of melting of fertile and depleted peridotites at 1.5GPa // Earth Planet. Sci. Lett. 1998. V. 155. P. 97-111.

234. Ross C.S., Foster M.D., Myers A.T. Origin of dunites and of olivine-rich inclusions in basaltic rocks // Am. Miner. 1954. V. 39. P. 693.

235. Sachtleben Т., Seek H.A. Chemical control of Al-solubility in orthopyroxene and its implication to pyroxene thermobarometry // Contr. Miner. Petrol., 1981. V. 78. P. 157165.

236. Salters V.J.M., Shimizu N. World-wide occurrence of HFSE-depleted mantle // Geochim. Cosmochim. Acta, 1988. V. 52. P. 2177-2182.

237. Schwab B.E., Johnston A.D. Melting systematics of modally variable compositionally intermediate peridotites and the effects of mineral fertility // J. Petrol. 2001. V. 42. № 10. P. 1789-1811.

238. Stosch H.-G. Rare earth elements partitioning between minerals from unhydrous spinel peridotite xenoliths // Geochim. Cosmochim. Acta. 1982. V. 46. P. 793-811.

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

240. Takahashi E. Melting of a dry peridotite KLB-1 up to 14 GPa: implication on the origin of peridotitic upper mantle // J. Geophys. Res. 1986. V. 91. P. 15941-15954.

241. Takazawa E., Frey E.A., Shimizu N., Obata M. Whole rock compositional variations in an upper mantle peridotite (Horoman, Hokkaido, Japan): are they consistent with a partial melting process // Geochim. Cosmochim. Acta. 2000. V. 64. № 4. P. 695716.

242. Taylor W.R. Kaperman M., Hamilton R. New thermobarometer and oxygene fugacity sensor calibration for ilmenite and chromium spinel-bearing peridotitic assemblages //Ext. Abs. 7th IKC. Cape Town, 1998. P. 891.

243. Taylor S.R., McLennan S.M. The continental crust: its composition and evolution. Oxford: Blackwall Sci. Publ., 1985. 312 p.

244. Taylor W.R., Green D.H. Measurement of reduced peridotite-C-O-H solidus and implications for redox melting of the mantle // Nature. 1987. V.332. P. 349-352.

245. Tronnes R.G., Frost D.J. Peridotite melting and mineral-melt partitioning of major and minor elements at 22-24.5Gpa //Earth Planet. Sci. Lett.2002. V.197. P. 117-131.

246. Ulmer G.C., Grandstaff D.E., White D„ et al. The mantle redox state: An unfinished story? /In: E. M. Morris and J.D. Pasteris. Mantle metasomatism and alkaline magmatism. // Geol. Soc. Amer. Spec. Pap. 215. 1987. P. 5-23.

247. Walter M.J. Melting of garnet peridotite and the origin of komatiite and depleted lithospere//J. Petrol. 1998. V. 39. P. 29-60.

248. Walter M.J. Melt extraction and compositional variability in mantle lithosphere // Treatise on Geochemistry. Amsterdam: Elsevier, 2003. V. 2. P. 363-394.

249. Wells P.R.A. Pyroxene thermometry in single and complex systems // Contr. Miner. Petrol., 1977. V. 62. P. 129-139.

250. Williams I.S. U-Th-Pb Geochronology by ion microprobe // In: Applications in microanalytical techniques to understanding mineralizing processes. Rev. Econom. Geology. 1998. V. 7. P. 1-35.

251. Watson E.B., Harrison T.M. Zircon thermometer reveals minimum melting conditions on earliest Earth // Science, 2005. V. 308. P. 841-844.

252. Wood B.J. An experimental test of the spinel peridotite oxygen barometer // J. Petrol. 1990. V. 95. N. B10. P. 15845-15851.

253. Wood B.J., В anno S. Garnet-orthopyroxene and orthopyroxene-clinopyroxene relationships in simple and complex system // Contrib. Mineral. Petrol. 1973. V. 42. P. 109-1024.

254. Wood B.J., Bryndzia L.T., Johnson K.E. Mantle oxidation state and its relationship to tectonic environment and fluid speciation // Science, 1990. V. 248. P. 337345.

255. Woodland А.В., Koch M. Variation in oxygen fugacity with depth in the upper mantle // Earth Planet. Sci. Lett. 2003. V. 214. P. 295-310.

256. Woodland А. В., Peltonen P. Ferric iron contents of garnet and clinopyroxene and estimated oxygen fugacities of peridotite xenoliths from the eastern Finland kimberlite province // in Nixon vol. 7th Int. Kimb. Conf. Proceed. 1999. 7, Vol. 2 P. 904-911

257. Wyllie P.J. magma genesis, plate tectonics, and chemical differentiation of the Earth // Rev. of Geoph., 1988. V. 26. P. 370-404.

258. Xu Y.-G., Menzies M.A., Bodinier J.-L. Melt percolation and reaction atop a plume: evidence from the poikiloblastic peridotite xenoliths from Boree (Massiif cental, France) // Contr. Miner. Petrol., 1998. V. 132. P. 65-84.

259. Xu X., O'Reilly S.Y., Griffin W.L., Zhou X. Genesis of young lithospheric mantle in SE China//J. Petrol. 2000. V. 41. P. 111-148.,

260. Xu X., O'Reilly S.Y., Griffin W.L., Zhou X. Enrichment of upper mantle peridotite: petrological, trace element and isotopic evidence in xenoliths from SE China // Chem. Geol. 2003. V. 198. P. 163-188.

261. Yaxley G.M., Crawford A.J., Green D.H. Evidence for carbonatite metasomatism in spinel peridotite xenoliths from western Victoria, Australia // Earth Planet. Sci. Lett., 1991. V. 107. P. 305-317.

262. Zack Т., Brumm R. Ilmenite-liquid partition coefficient of 26 trace elements determined through ilmenite/clinopyroxene partitioning in garnet pyroxenites // Ext. Abst. 7th Int. Kimb. Conf. Cape Town, South Africa, 1998. P. 986-988.

263. Zhao D., Essene E.J., Zhang Y. An oxygen barometer for rutile-ilmenite assemblages: oxidation state of metasomatic agents in the mantle // Earth Planet. Sci. Lett., 1999. V. 166. P. 127-137.

264. Zonenshain L.P., Savostin L.A. Geodynamics of the Baikal rift zone and plate tectonics//Tectonophysics, 1981. V 76. P. 1-46.

265. Zorin Y.A. The Baikal Rift: an example of the intrusion of asthenospheric material into the lithosphere as the cause of disruption of lithospheric plates // Tectonophysics, 1981. V 73. P. 91-104.

266. Zorin Y.A., Kozhevnikov V.M., Novoselova M.R., Turutanov E.K. Thickness of the lithosphere beneath the Baikal Rift zone and adjacent regions // Tectonophysics, 1989. V 168. P. 327-337.

267. Zorin Y.A., Rogozina V.A. Mechanism of rifting and some features of the deep-seated structure of the Baikal rift zone // Tectonophysics, 1978. V 45. P. 23-30.

268. Zorin Y.A., Turutanov E.K., Mordvinova V.V., Kozhevnikov V.M. et al. The Baikal Rift zone: the effect of mantle plumes on older structure // Tectonophysics, 2003. V 371. P. 153-173.

Информация о работе

Салтыкова, Анна Константиновна
кандидата геолого-минералогических наук
Санкт-Петербург, 2008
ВАК 25.00.04

Диссертация

Вещественный состав, термальное и окислительно-восстановительное состояние верхней мантии Байкало-Монгольского региона - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Вещественный состав, термальное и окислительно-восстановительное состояние верхней мантии Байкало-Монгольского региона - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы