Возрастные рубежи и петрология пикродолеритового магматизма Западной Монголии

Вишневский, Андрей Владиславович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Возрастные рубежи и петрология пикродолеритового магматизма Западной Монголии
ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Возрастные рубежи и петрология пикродолеритового магматизма Западной Монголии"

На правах рукописи

004618247

ВИШНЕВСКИЙ Андрей Владиславович

ВОЗРАСТНЫЕ РУБЕЖИ И ПЕТРОЛОГИЯ ПИКРОДОЛЕРИТОВОГО МАГМАТИЗМА ЗАПАДНОЙ МОНГОЛИИ

25.00.04 - петрология, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук

1 О П£|{

Ь^Г

НОВОСИБИРСК - 2010

004618247

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте геологии и минералогии им. B.C. Соболева Сибирского отделения РАН

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук Андрей Эмильевич Изох

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук Юрий Романович Васильев

кандидат геолого-минералогических наук Игорь Фёдорович Гертнер

Ведущая организация: Институт Геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской академии наук, г. Иркутск

Защита состоится 17 декабря 2010 года в 14— часов на заседании диссертационного совета Д 003.067.03 при Учреждении Российской академии наук Институте геологии и минералогии им. B.C. Соболева Сибирского отделения РАН, в главном конференц-зале по адресу: г. Новосибирск, проспект Академика Коптюга, 3

Почтовый адрес: 630090, Новосибирск, проспект Академика Коптюга, 3 Факс: (383) 333-27-92, (383) 333-35-05

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института

Автореферат разослан 16 ноября 2010 года

Учёный секретарь диссертационного совета доктор геол.-мин. наук

Щрп О.М. Туркина

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Индикаторными формациями для крупных изверженных провинций (LIP) являются платиноносные и медь-никеленосные ультрама-фит-мафитовые, в том числе пикрит-долеритовые ассоциации. Такие формации широко развиты в подвижных поясах Азии и связаны с разновозрастными LIP соответствующих сегментов. Выделяется несколько возрастных рубежей LIP: позднепротерозой-ский, рифейский, раннепалеозойский, раннепермский (Таримский плюм), позднеперм-ский (Эмейшаньский плюм) и пермо-триасовый (Сибирский плюм).

Ультрамафит-мафитовый магматизм, включающий малые пикритовые и пикро-долериговые интрузии и расслоенные перидотит-габбровые массивы, широко развит в Западной Монголии. Подобные интрузии интересны, помимо петрологических аспектов, ещё и с точки зрения возможности обнаружения связанного с ними Cu-Ni-ЭПГ оруденения. Примером могут служить Cu-Ni месторождения, открытые в последние годы в смежных районах Северного Синьцзяна. Автором получены новые геохронологические и геохимические данные, позволяющие установить возрастные рубежи, особенности состава и проявления этого магматизма в Западной Монголии.

Объектами исследования являются проявления пикродолеритового интрузивного магматизма в структурах Монгольского Алтая и его южного обрамления.

Цель работы: Установить этапы пикродолеритового магматизма в Западной Монголии и выявить характерные особенности состава и происхождения различных по возрасту ассоциаций, содержащих пикродолеритовые интрузии. Для достижения этих целей были поставлены следующие задачи:

1. выявить характерные особенности состава пород пикродолеритовых массивов Западной Монголии с помощью петрографических, минералогических и геохимических исследований;

2. с помощью изотопно-геохронологических исследований обосновать этапы пикродолеритового магматизма;

3. на основании полученных геологических, петро-геохимических и изотопно-геохронологических данных оценить возможные геодинамические условия формирования рассматриваемых массивов.

Научная новизна. Впервые получены геологические, петро- и геохимические данные по проявлениям пикродолеритового магматизма Западпой Монголии и установлены возрастные рубежи его проявления

Основные защищаемые положения

1. Пикродолеритовый магматизм Западной Монголии характеризуется широкими вариациями содержаний петрогенных компонентов, при этом выделяются относительно слабо дифференцированные низкомагнезиальные интрузивы (2-12 мас.% MgO) - производные мелабазальтовых расплавов (7-10 мае. % MgO) и хорошо дифференцированные интрузивы с вариациями содержаний MgO 7-30 мас.% - производные пикро-базальтовых расплавов (12-14 мас.% MgO).

2. Проявления пикродолеритового магматизма Западной Монголии установлены на различных возрастных уровнях: Gi_2 ~510 млн. лет (Урэгнурская ассоциация и Хайр-ханский массив), D! 390-410 млн. лет (силлы Шара-Хадны в хр. Цаган-Шибету и массив Морьт-Ула), D3-C[ 355-360 млн. лет (массивы Алтан-Гадас и Тавтын-Хупдийн), С2 315-335 млн. лет (массивы Дзахой, Ярын-Хад, Джавхлант) и Pi -270 млн. лет (массив Дзара-Ула).

3. Пикродолеритовый магматизм Западной Монголии проявился во внутриплит-ной обстановке, связанной с магматизмом крупных изверженных провинций в Северо-

Монгольском мегаблоке (этапы Di и Pi), в обстановке вулканических дуг на этапе С2 в Южно-Монгольском мегаблоке и в коллизионной обстановке - на этапах С2 в СевероМонгольском магаблоке и D3-C] по обе стороны Центрально-Монгольского линеамен-та.

Практическая значимость работы. В результате проведённых исследований установлены этапы пикродолеритового магматизма на территории Западной Монголии (Монгольский Алтай и его южное обрамление). Так как с базитовым магматизмом связаны различные типы месторождений (ЭПГ, Cu-Ni, Ni-Co), информация о его особенностях и обстановках проявления важна для прогнозно-металлогенических обобщений. Полученные в ходе работы над диссертацией данные по геохимическим особенностям и возрастным рубежам проявления пикродолеритового магматизма вносят значительный вклад в понимание геодинамических обстановок формирования и роста коры Центрально-Азиатского складчатого пояса.

Фактический материал, личный вклад автора, методы и объёмы исследования. Каменный материал был отобран автором и его коллегами во время экспедиционных работ в Монголии в 2004 и 2007 годах. В работе использованы данные по 105 образцам горных пород из 8 массивов. Изучено более 100 шлифов и пластинок горных пород, выполнено более 600 анализов породообразующих и акцессорных минералов на электронных микрозондах JEOL JXA-8100 и Camebax Micro в ИГМ СО РАН. Проведены 11 определений абсолютного возраста исследуемых объектов: 6 определений для Аг-Аг изотопной системы в биотите по методике ступенчатого отжига в ИГМ СО РАН (аналитик А.В. Травин) и 5 определений возраста цирконов на ионном микрозонде SHRIMP-II (ВСЕГЕИ). Проведено 90 анализов валового состава пород методом РФА в ИГМ СО РАН и 27 определений микроэлементного состава методом ICP-MS на приборе Finnigan Element I (аналитик C.B. Палесский).

Апробация работы и публикации. Результаты исследований были представлены на российских и международных научных конференциях: Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту) (Иркутск, 2006, 2007, 2008, 2010 г), CERCAMS-12 Workshop (Лондон, 2008), Крупные изверженные провинции Азии (Новосибирск, 2009), Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения (Качканар, 2009 г), а также на молодёжных конференциях в Иркутске, Новосибирске и Сыктывкаре.

По теме диссертации опубликовано 3 статьи в российских научных журналах, входящих в список ВАК и 19 кратких тезисов в сборниках российских и международных конференций.

Исследования выполнены в рамках проектов РФФИ 07-05-00825 и 09-05-00716, научной школы НШ-2715.2008.5 и интеграционного проекта СО РАН 10.2.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из Введения, 4 глав, списка литературы и приложения (таблицы анализов минералов). Она изложена на 123 страницах, сопровождается 46 иллюстрациями и 8 таблицами. Список литературы включает 70 наименований.

Работа выполнена в лаборатории Петрологии и рудоносности магматических формаций №211 Института геологии и минералогии им. B.C. Соболева СО РАН. Автор выражает благодарность за помощь в работе над диссертацией научному руководителю д.г.-м.н. А.Э. Изоху, своим коллегам: члену-корреспонденту РАН Г.В. Полякову, к.г.-м.н. В.В. Егоровой, к.г.-м.н. В.М. Калугину, к.г.-м.н. Т. Оюунчимэг, к.г.-м.н. Р.А. Ше-лепаеву, д.г.-м.н. С.Н. Рудневу, а также всему коллективу лаборатории за полезные советы и участие в её обсуждении.

Глава 1. Геологическое строение и тектоника Западной Монголии

В главе проведен краткий обзор истории геологического развития и тектонического строения Западной Монголии. Охарактеризованы основные структурные элементы - Дзабханская, Озёрная, Монгольско-Алтайская зоны, Южно-Монгольский мегаб-лок.

Отдельно рассматриваются основные этапы изучения магматизма Западной Монголии - от первых маршрутно-рекогносцировочных работ до исследований последних лег. Особое внимание уделено изучению ультрабазит-базитовых ассоциаций.

Глава 2. Пикродолеритовые интрузии Западной Монголии

В вводной части к главе рассматриваются геологическая позиция и вещественный состав проявлений пикродолеритового магматизма в Западной Монголии, располагающихся в структурах Монгольского Алтая, Барун-Хурайской котловины и Заалтай-ской Гоби, выбранных в качестве эталонных объектов. Охарактеризована их геологическая позиция, дана петрографическая и минералогическая характеристика исследованных образцов, рассмотрены петро- и геохимические особенности пород.

Объекты исследований относятся к пикродолеритовой и частично к пикрито-вой формации, которые были выделены тематическими работами Советско-Монгольской экспедиции в 1980-90-х годах (Габброидные..., 1990). Они представлены близкими по структурному положению и формам проявления малыми интрузиями чаще всего пикродолеритового, но иногда и собственно пикритоидного состава, часто ассоциирующими с более поздними гранитоидами, которые прорывают и метасомати-чески изменяют их с образованием «рубашек» диоритизированных базитов вокруг ос-танцов-ксеноблоков неизменённых габброидов. Иногда, вследствие шпрудирования гранитоидами, блоки базитов пространственно разобщены, хотя и находятся в пределах крупных гранитоидных массивов, образуя своеобразные ареалы, которые для единообразия и упрощения терминологии в диссертации объединены понятием «массив».

В структурах Северного мегаблока пикродолеритовые и пикригоидные комплексы изучены в районе озера Урэг-Нур - к югу от него - Урэгнурская пикрит-базальтовая вулкано-плутоническая ассоциация (Изох и др., 2010), к северу, - сиплы и секущие тела пикродолеритов, обнажающиеся на восточных склонах хр. Цаган-Шибету. Предыдущими исследователями они выделялись в урэгнурский (уркжнур-ский) габбро-долеритовый комплекс и сопоставлялись с торгалыкским комплексом Западной Тувы (Дергунов и др., 1980; Габброидные..., 1990). Пикродолеритовые интрузии представлены гипабиссальными пластинообразными трещинными и силлооб-разными телами, прорывающими нижнедевонские вулканогенно-осадочные отложения. Мощность тел варьирует от первых метров до первых сотен метров, протяжённость достигает нескольких километров (Геология..., 1973). Нами был изучен дифференцированный силл в верховьях правых притоков р. Шара-Хадны-Гол (рис. 1). Среди слагающих его пород преобладают пикродолериты и оливиновые габбро. Для них характерна габброофитовая структура с крупными, преимущественно идиоморфными лей-стами плагиоклаза и ксеноморфными зёрнами оливина и клинопироксена.

В западной части Озерной зоны (район Цаганшибетинского разлома), в 70 км к северу от г. Кобдо исследован массив Морьт-Ула (рис. 1). Здесь, на юго-западном склоне хребта Алтан-Хухей выделяется магматический комплекс, охарактеризованный С.П. Гавриловой как габбро-сиенитовый верхнедевонско-нижнекаменноугольный

Рис. 1. Размещение пикродолери-товых интрузий на схеме тектонического районирования Западной Монголии (Tectonic..., 2001):

1 - 6 террейны: 1 - офиолитовые;

2 - аккреционные; 3 - флишоид-ные; 4 - островодужные; 5 - вулканогенные; 6 - активных континентальных окраин; 7 — крупные разломы; 8 - проявления базито-вого магматизма. ЦМР - Центрально-Монгольский разлом (линеамент)

Цифрами обозначены пикродоле-ритовые ареалы и массивы: 1 — интрузии хр. Цаган-Шибету (Шара-Хадны); 2 - Морьт-Ула; 3

- Тавтын-Хундийн; 4 - Алтан-Гадас; 5 - Джавхлант; 6 - Ярын-Хад; 7 - Дзахой; 8 - Дзара-Ула; 9

- Хайрхан; 10 - Урэг-Нурская ассоциация;

(Гранитоидные..., 1975). Неизмененные биотитсодержащие оливиновые габбро и оли-виновые долериты встречаются в виде останцов и ксенолитов в сиенитах и гранитах, с внедрением которых связано образование широкого спектра реакционных пород. Вмещающими для интрузивов этого ареала являются среднеордовикско-силурийские толщи гравелитов, песчаников и кислых эффузивов.

В южной части Монгольского Алтая, в Кобдоском флишоидном террейне среди гранитоидов толбонурского комплекса выявлен и исследован массив Тавтын-Хундийн (рис. 1), представляющий собой останцы неизменённых оливиновых долеритов и пик-родолеритов, среди гранитоидов и диоритизированных базитов. Породы представлены биотитовыми пикродолеритами и долеритами с пойкилоофитовой и долеритовой структурой.

В структурах Южно-Монгольского мегаблока проявления пикродолеритовой ассоциации широко распространены и были изучены на юго-западе Монголии, в север- 1 ной части Барунхурайского террейна. Здесь, в бассейнах рек Бодопчин-Гол и Уэнч-Гол, выявлены и детально исследованы ареалы пикритоидных, пикро- и габбродолеритовых малых интрузий, в том числе и рассматриваемый в работе ареал тел Алтан-Гадас (рис. 1). Базиты представлены блоками неизмененных оливиновых долеритов и пикродоле-ритов, располагающихся среди верхнекарбоновых гранитоидов (Гранитоидные..., ; 1975), прорывающих ранне- и среднедевонские вулканогенно-осадочные толщи Баранского субтеррейна. По выходам реконструируется несколько тел, размеры наиболее крупных - не менее 600x100, 750x150 и 1600x250 метров, что сопоставимо с параметрами рудоносных интрузивов Синьцзяна (Мао е! а1., 2008).

Юго-восточнее, в Заалтайской Гоби, пикродолеритовые интрузивные тела ис- ( следованы в районе р. Гоханчин-Гол и сомона Цэл - в структурах Эдренского субтеррейна (северная часть Заалтайского террейна) (рис. 1). Проявление пикродолеритов

Таблица 1

Список исследованных проявлений пикродолеритового магматизма Западной Монголии с указанием местоположения и тектонических единиц

Массив Расположение Террейн

Шара-Хадны 91°20'02" Е 50°18'15" N Хархиринский

Морьт-Ула 91°43'46" Е 48°33'47" N Озёрный

Тавтын-Хундийн 92°26'12" Е 46°51'1б" N Кобдоский

Алтан-Гадас 92°40'52" Е 42°57'37" N Барун-Хурайский

Джавхлант 97"39'29" Е 45°16'57" N Гоби-Алтайский

Ярын-Хад 95°53'01"Е 45°14'24" N Заалтайский

Дзахой 9б°28'00" Е 44°59'08" N

Дзара-Ула 96°58'40" Е 46°34'51" N Байдригский

Ярын-Хад находится в крупном гранит-монцодиоритовом массиве сложного строения, относящегося к заалтайскому комплексу верхнего карбона (Геология..., 1973). Среди гранитоидов встречаются многочисленные останцы дифференцированных габброидов, образующих блоки различной формы размерами до первых сотен метров. Для базитов характерна высокая степень дифференциации - от плагиоклаз-роговообманковых лер-цолитов с постепенными переходами через меланократовые оливиновые габбро и габб-ронориты до лейкогаббро. Характерны габбровая, субофитовая структура, часты пой-килитовые структуры, образованные ойкокристаллами ортопироксена, либо амфибола, в которых находятся идиоморфные зёрна раннего оливина. Массив Дзахой располагается в 50 км к востоку от Ярын-Хада. Вмещающими породами для него служат вулка-ногенно-осадочные комплексы и гранитоиды раннекаменноугольного возраста. Массив имеет форму в плане близкую к изометричной с диаметром около 1000 м, нарушенную внедрением позднекарбоновых гранитов. Среди пород преобладающим распространением пользуются оливиновые габбро различной степени меланократовости. Редко встречаются анортозиты и габбронориты с ортопироксеном в реакционных каймах между плагиоклазом и оливином. Структуры пород габбровые, крупно- и среднезерни-стые.

В расположенной северо-восточнее и, вероятно, связанной с ЮжноМонгольской системой герцинид зоне средне-, позднепалеозойской активизации юго-восточного окончания хр. Хан-Тайшири сходные интрузии были выявлены и исследованы в районах горы Ундур-Хурен-Ула и оз. Бон-Цаган-Нур (Габброидные..., 1990). Кроме того, проявления пикробазальтового магматизма обнаружены в осевой зоне широтной части хр. Монгольский Алтай, в Гоби-Алтайском террейне, в 20 км к С-3 от сомона Эрдэнэ (массив Джавхлант) (рис. 1). Это небольшой интрузив дифференцированных габброидов (около 1500*500 м.), являющийся ксеноблоком среди гранитоидов, прорывающих толщу вулканогенно-осадочных пород нижнего девона. Наименее измененные породы, варьирующие по меланократовости от плагиолерцолитов до лейкогаб-броноритов, располагаются в центральной и юго-восточной частях тела. Для них характерна пойкилитовая структура, образованная ойкокристаллами клинопироксена или бурого амфибола.

В структурах докембрийского Байдригского террейна Дзабхан-Орхонского блока, исследован небольшой габбро-монцодиоритовый интрузив в левобережье р. Дзабхан, в 20 км к западу от сомона Гулин. Здесь, в районе горы Дзара-Ула среди биотит - амфиболовых гранодиоритов и порфировидных биотитовых гранитов одно-

V Шара-Хадны а Морьт-Ула о Тавтын-Хундийн о Алтан-Гадас хДжавхлант аЯрын-Хад дДэахой оДзара-Ула

Рис. 2. Петрохимические диаграммы для пород пикродолеритовых массивов Западной Монголии. Составы пород пересчитаны на сухой остаток. А - ТАБ - диаграмма (Петрографический кодекс, 2009); Б - Диаграмма К - № серий (Ье Вав, 2000); В - диаграмма А1203-1^0; Г - диаграмма ТЮг - Р2О5

именного массива, отнесённых С.П. Гавриловен к раннепермским гранитоидным комплексам, находятся блоки и ксенолиты оливиновых габбро и монцогаббро, оливиновых и кварцсодержащих монцодиоритов (Габброидные..., 1990).

Петрохимическая характеристика пород

На ТА5-диаграмме составы пород большинства исследованных массивов располагаются в полях основных и ультраосновных пород нормального ряда. Точки составов части пород более дифференцированных массивов (Тавтын-Хундийн, Алтан-Гадас, Дзара-Ула) попадают в поля основных и средних (Дзара-Ула) пород умеренной щёлочности (рис. 2,а). Большинство массивов характеризуется ЬММа типом щелочности (рис. 2,6). Наиболее низкими содержаниями щелочей отличаются породы массива Дзахой, причем характер щёлочности отчётливо натриевый - содержание К20 не превышает 0,3 мас.%, тогда как содержание ИагО увеличивается с 0,6 до 2,3 мас.% в обогащённых плагиоклазом породах. Также преимущественно натриевый характер щёлочности характерен для силлов Шара-Хадны и массива Джавхлант.

Для составов пород большинства массивов характерны широкие вариации содержания 1^0. Наиболее компактные группы точек по содержанию Г/^О наблюдаются у пород массивов Дзара-Ула (0,9-6,7 мас.%), Тавтын-Хундийн (4,2-8,6 мас.%), Морьт-Ула (6,7-12 мас.%), остальные характеризуются большей степенью дифференцирован-ности. Наиболее высокомагнезиальные породы (до пикритов и плагиолерцолитов)

встречаются в силле Шара-Хадны, массивах Джавхлант и Ярын-Хад, содержание MgO в них близко к 30 мас.%, при том, что во всех этих массивах имеются породы с 5-7 мас.% MgO (рис. 2,в). Наблюдаемые вариации связаны с ранней кристаллизацией и отсадкой оливина. Массивы Алтан-Гадас и Дзахой также сильно дифференцированы — от 20-23 до 5-7 мас.% MgO.

Показательными с точки зрения типизации составов пород являются содержания ТЮ2 и Р20}. Наиболее низкими содержаниями этих компонентов характеризуется массив Дзахой - до 0,35 мас.% ТЮ2 и до 0,05 Р2О5. Бедны этими компонентами породы массива Джавхлант и меланократовые разности пород массива Ярын-Хад. Для пород массива Тавтын-Хундийн, Морьт-Ула и Шара-Хадны, напротив, характерцы высокая титанистость (до 3 мас.% Ti02) и фосфористость (до 0,7 мас.% Р2О5). Отдельный «кластер» на диаграмме ТЮ2-Р2О5 образует лейкократовая часть пород массива Дзара-Ула (рис. 2,г).

Минералогическая характеристика пород массивов

Минералогический состав большинства изученных образцов достаточно однотипен 01+Pl+Cpx±Hbl±0px±Bt. Оливии встречается во всех исследованных породах, кроме низкомагнезиальной части пород массивов Дзара-Ула и Тавтын-Хундийн. Следствием этого является широкий спектр его составов - от наиболее железистого F043.50 в массиве Дзара-Ула и оливиновых долеритах массива Алтан-Гадас, до высокомагнезиального Fo87 в силлах Шара-Хадны. Для оливинов всех массивов характерен магматический тренд повышения содержания Ni и понижения Мп с ростом доли Fo (рис. 3,а). Так, железистый оливин из некоторых пород массивов Дзара-Ула и Алтан-Гадас содержит до 0,05 мас.% NiO и 0,8-1,2 мас.% МпО, тогда как магнезиальный оливин из силлов Шара-Хадны, массивов Джавхлант и Ярын-Хад содержит 0,15-0,31 мас.% NiO и менее 0,3 мас.% МпО. Иная картина в распределении Са — большинство проанализированных зёрен содержит не более 0,1 мас.% СаО, тогда как для нескольких зерен оливина из массива Дзара-Ула этот показатель достигает 0,14-0,21 мас.%, а для центра крупного фенокристалла из пикродолерита массива Тавтын-Хундийн 0,35 мас.% (при кайме 0,05 мас.%). Особого внимания заслуживает оливин из силлов Шара-Хадны — содержание СаО в нем 0,08-0,32 мас.%. Пикритоиды в рассматриваемых массивах образуются за счет фракционирования оливина разной железистости - можно разделить ассоциации на пикритовые с высокой магнезиальностью раннего оливина и пикродолеритовые в которых ранний оливин отвечает Fo65_75.

Плагиоклаз встречается во всех исследованных породах и широко варьирует по составу. Наиболее высококальциевые плагиоклазы, с содержанием An до 90 мол.% обнаружены в габброидах массива Дзахой. An^so характерен для большинства пород массивов Алтан-Гадас, Джавхлант и Шара-Хадны, АП40-60 — Для массивов Морьт-Ула, Тавтын-Хундийн и Ярын-Хад. В некоторых образцах отмечается более кислый плагиоклаз, вплоть до альбита, слагающий обычно внешние зоны кристаллов.

Клинопироксеи в различных количествах присутствует во всех породах изученных массивов. По составу он отвечает авгиту с магнезиальностью (Mg#=100*Mg/(Mg+Fe)) от 53 до 76. Наиболее наглядно разбиение на группы по составу клинопироксенов из различных массивов видно на бинарной диаграмме Mg#-Ti02. Самым низкотитанистым является авгит массивов Дзара-Ула и Дзахой - до 0,3 мас.% ТЮ2 при Mg# 53-63 и 64-72 соответственно (рис. 3,г). Более высокотитанистый клинопироксеи — в массивах Ярын-Хад, Морьт-Ула и Джавхлант, причем в последнем обнаружен наиболее магнезиальный авгит из исследованных с Mg# 76 и содержанием ТЮ2 около 0,6 мас.%. В массиве Алтан-Гадас клинопироксен широко варьирует по составу,

Оливин

Клинопироксен

0.40

0.35

0.30

SS 0 25

ш 5 0.20

О 0.15

0.10

0.05

▼ Шара-Хадны ■ Морьт-Ула х Джавхлант ■ Ярын-Хад

► Тавтын-Хундийн о Алтан-Гадас i Дзахой о Дэара-Ула

Рис. 3. Бинарные диаграммы составов породообразующих минералов из пород пикродолеритовых массивов Западной Монголии. А, Б - оливины; В, Г - клинопирок-сены.

для него характерны Mg# 53-74 при 0,5-1,7 мас.% ТЮ2. Наибольшее содержание титана отмечается для авгита из массивов Тавтын-Хундийн (1,7-2,4 мас.% ТЮ2 при Mg# 55-58) и Шара-Хадны (две группы составов с содержанием ТЮ2 до 3,1 мас.%, рис. 3,г). Содержания алюминия наиболее широко варьируют в клинопироксенах массива Ал-тан-Гадас (от 1,8 до 6,2 мас.% А1203). Высокой глинозёмистостью характеризуется также авгит из массивов Тавтын-Хундийн и Шара-Хадны. В остальных массивах содержание А1203 в авгите не превышает 4,5 мас.% (рис. 3,в).

Ортопироксен встречается как реакционный минерал в каймах и скоплениях между оливином и плагиоклазом (массивы Алтан-Гадас, Дзахой), либо в виде самостоятельных выделений (массивы Ярын-Хад, Джавхлант, Тавтын-Хундийн, Морьт-Ула). Для пород массивов Дзара-Ула и Шара-Хадны присутствие ортопироксена не характерно. Более магнезиальный ортопироксен (Еп60_70) встречается в массивах Джавхлант, Ярын-Хад и Дзахой (каймы), наиболее железистый (вплоть до Нп47_5о) — в массивах Алтан-Гадас и Тавтын-Хундийн.

Широкое развитие высокотитанистой первичномагматической роговой обманки характерно в первую очередь для пород массива Джавхлант и, в меньшей мере, для массива Ярын-Хад. В породах остальных массивов она также встречается, но значительно реже. Биотит наиболее широко развит в породах с калиевым уклоном (массивы Дзара-Ула, Алтан-Гадас, Морьт-Ула), часто встречается и в породах других массивов,

кроме массива Дзахой где он обнаружен только в виде мелких чешуек в единственном образце. Типичными акцессорными минералами являются апатит, магнетит, халькопирит, реже хромшпинелиды и циркон.

Геохимическая характеристика массивов

Для построения спектров распределения РЗЭ и мультиэлементных диаграмм результаты ICP-MS анализов пород нормированы на состав хондрита CI (Boynton et al., 1984) и примитивную мантию (McDonough and Sun, 1995). Исследованные породы характеризуются различным видом и наклоном спектров, различными минимумами, максимумами и 2Рзэ (рис. 4), что отражает различие в составах родоначальных расплавов.

Пикродолериты силлов Шара-Хадиы характеризуются содержаниями РЗЭ 5-11 хондритовых единиц и плоским спектром их распределения (рис. Рис. 4,а). Минимальные их концентрации присущи пикритам, что согласуется с их кумулятивной природой. Отсутствие пород обогащенных Ей свидетельствует ограниченности фракционирования плагиоклаза. На мультиэлементной диаграмме имеются слабые положительные аномалии по Sr и К и небольшое обеднение U и Th. Экстремумов по Та, Nb, Zr и Hf не установлено (рис. 4). Спектр распределения РЗЭ для пород массива Морьт-Ула характеризуется слабым отрицательным наклоном в области легких и средних лантаноидов при практически плоском распределении тяжёлых (рис. 4,а). На мультиэлементных спектрах проявлены положительные аномалии Sr и К, слабые отрицательные Nb-Ta, Th и U.

Спектры РЗЭ для пород массива Алтан-Гадас характеризуются отрицательным наклоном (La,/Ybn = 1,9-4,8) с выполаживанием в области тяжелых лантаноидов (рис. 4,6). Мультиэлементные спектры показывают хорошо выраженные положительные аномалии Sr и К, слабое обеднение Th. Геохимические особенности долеритов проявления Тавтын-Хундийн близки к таковым для массива Алтан-Гадас. Спектры распределения в них РЗЭ для этих пород характеризуются отрицательным наклоном в области лёгких и средних лантаноидов, при практически плоском распределении тяжёлых (Lan/Yb„ = 3,2-3,8, рис. 4,6).

Для пород массива Джавхлант спектры распределения РЗЭ имеют умеренный отрицательный наклон (Lan/Yb„ = 4,1-5,3) (рис. 4,в) и полностью комплиментарны за исключением небольшой положительной Ей аномалии в одном из образцов (АЕи*=1,27). На мультиэлементной диаграмме отчетливо выделяется положительная аномалия по Sr при практически монотонном распределении HFSE. Эти геохимические особенности указывают на то, что исходным для массива Джавхлант является высокомагнезиальный расплав типа OIB. Несмотря на близость пегрохимического состава с массивом Джавхлант, по геохимическим особенностям базиты массива Ярын-Хад существенно отличаются. Для них характерны более низкие содержания легких РЗЭ и плоские спектры их распределения (рис. 4,в). На мультиэлементных спектрах так же, как и для пород массива Джавхлант, наблюдается положительная Sr аномалия. В то же время отчетливо проявлены минимумы для Ti, Р, Nb, Та, что характерно для магм связанных с плавлением надсубдукционной мантии.

Суммарные содержания РЗЭ в породах массива Дзахой наиболее низки среди рассмотренных массивов, и составляют для проанализированных образцов 7,8-15,6 г/т. Спектры распределения РЗЭ характеризуются общим положительным наклоном с Laj/Yb,, = 1,4-1,9, для двух образцов они имеют отрицательный наклон на всём протяжении, а для одного образца характерен выгнутый в области средних лантаноидов спектр (рис. 4,в). На спектрах имеется положительная европиевая аномалия, характеризующаяся ДЕи* = 1,15-2,05. Мультиэлементные спектры имеют отрицательные U, Th,

Рис. 4. Спектры распределения РЗЭ и мультиэлементные диаграммы для пикродо-леритовых массивов Западной Монголии а) силлы Шара-Хадны и массив Морьт-Ула; 6 - Тавтын-Хундийн и Алтан-Гадас; в - Джавхлант, Ярын-Хад и Дзахой; г - Дзара-Ула.

Использованы нормировки на состав хондрита CI по (Boynton et al., 1984) и РМ по (McDonough and Sun, 1995)

Nb, Zr, Hf и положительную Sr аномалию (рис. 4,в), что характерно для магм, генерирующихся в субдукционных обстановках.

РЗЭ спектры для пород массива Дзара-Ула характеризуются сильным отрицательным наклоном, в особенности, в средней части спектра (La„/Ybn = 9,1-9,3) при общем высоком абсолютном содержании этих элементов (8-90 хондритовых единиц, рис. 4,г). Мультиэлементные спектры показывают чёткие отрицательные Nb-Ta и Ti аномалии, слабое обеднение Zr и Hf, повышенные количества Rb, К и Sr.

Глава 3. Изотопно-геохронологичсские исследования пикродолеритовых массивов Западной Монголии

Для определения возраста 39Аг-40Аг методом были отобраны монофракции биотита из 6 массивов. Раздробленные пробы пород фракции 0,25-0,5 мм были очищены от пыли в воде и просушены. Чешуйки биотита (около 50 мг) отбирались вручную. Для всех шести навесок получены возрастные спектры, характеризующиеся чёткими плато (см. Приложение 1), позволяющими судить об одноактности процесса становления изотопной системы в термической истории исследуемых монофракций биотита, а, следовательно, и рассматриваемого массива.

Для выделения зёрен цирконов были отобраны крупные пробы (около 10 кг) макроскопически наименее изменённых пород. Пробы были издроблены на щековой, а затем на мельничной дробилке. Полученный материал был рассеян на фракции <0,16, 0,16-0,25, 0,25-0,5 мм. Далее электромагнитными и гравитационными методами разделения (тяжелые жидкости) из фракций <0,16 и 0,16-0,25 были получены тяжёлые неэлектромагнитные концентраты. Из концентратов вручную были отобраны отдельные зёрна циркона. Предварительно смонтированные шашки с зёрнами циркона были исследованы методом катодолюминесценции, что позволило выявить наиболее подходящие для исследований кристаллы. Исследованные зёрна циркона представлены корот-копризматическими до изометричных кристаллами и их обломками. Для подавляющего большинства характерна отчётливая осцилляционная зональность, отсутствие ядер и новообразованных кайм. По выборкам зёрен циркона из каждого массива было выполнено 10 определений (как правило, в разных зёрнах).

Полученные изотопно-геохронологические данные, с учетом геологии, позволили выделить возрастные рубежи пикродолеритового магматизма на территории Западной Монголии.

Раннедевонский возраст (406,5±7,1 млн. лет, SHRIMP-II) получен для пикродо-леритов хребта Цаган-Шибету (Шара-Хадны) к северу от оз. Урэг-Нур. Раннему девону отвечает и время формирования пикритоидов массива Морьт-Ула (391,6±3,5 млн. лет Ar-Ar по биотиту) в южной части хр. Алтан-Хухей Монгольского Алтая.

Позднедевонско-раннекаменноугольный возраст получен для пикродолеритов массива Алтан-Гадас (355,9±4,8 млн. лет, SHRIMP-II) в северной части Барун-Хурайской котловины, а также небольшого интрузива Тавтын-Хундийн (359,2±3,2 млн. лет Ar-Ar по биотиту) в южной части Монгольского Алтая.

Среднекарбоновые датировки получены для нескольких массивов, расположенных к востоку от Барун-Хурайской котловины - в Гобийском Алтае и Заалтайской Гоби. Возраст 332,1±4,1 млн. лет (SHRIMP-II) и 337,7±3 млн. лет (Ar-Ar по биотиту) получен для пород массива Джавхлант. Несколько больший разброс значений имеет массив Ярын-Хад, для него определён возраст 316,2±3,2 млн. лет (SHRIMP-II) и 330±2,9 млн. лет (Ar-Ar по биотиту). Кроме того, среднекарбоновый возраст по геологическим данным предполагается для габброидов массива Дзахой, входящего в структуры карбо-новой островодужной системы.

Раннепермский возраст получен для оливинового монцогаббро массива Дзара-Ула (269,2±4,1 млн. лет, SHRIMP-II), расположенного в левобережье р. Дзабхан.

Помимо этого, получены данные по ранне-среднекембрийскому этапу пикрито-идного магматизма - Урэгнурской пикритоидной ассоциации, входящей в структуру Хархиринского аккреционного террейна (Изох и др., 2010), а также синхронному её формированию островодужному магматизму Озёрной зоны (Хайрханский массив).

Глава 4. Петрология и геодинамические обстановки проявления пикро-долеритового магматизма Западной Монголии

Выводы о геодинамических обстановках проявления рассмотренных массивов основываются на комплексном анализе геологических, геохимических и геохронологических данных. При этом наиболее важное значение имеет оценка времени становления интрузивов. Проведенные геохронологические исследования пикритового и пикродо-леритового магматизма Западной Монголии показали, что он проявился в широком диапазоне времени, в различных террейнах, и, соответственно, в различных геодинамических обстановках.

В Хархиринском террейне Монгольского Алтая (южнее оз. Урэг-Нур) проявлена Урэгнурская рание-среднекембрийская (512 млн. лет, Ar-Ar по биотиту, (Изох и др., 2006; Изох и др., 2010)) пикрит-базальтовая вулкано-плутоническая ассоциация, представленная лавами пикритов, оливиновых, оливин-пироксеновых и пироксеновых базальтов, дифференцированными силлами и дайками пикритов и долеритов, а также более крупными дифференцированными ультрамафит-мафитовыми интрузивами (Berzin, 1990, Изох и др., 2010). С этой ассоциацией связана россыпная ферроплатино-вая минерализация урало-аляскинского типа (Оюунчимег и др., 2009). В Озерной зоне этому возрастному рубежу отвечает Хайрханский троктолит-габброноритовый интрузив (511±12 млн. лет, SHRIMP-II), формирование которого происходило в обстановке перехода от островодужной к аккреционно-коллизионной стадии развития Озёрной зоны. В совокупности с другими данными по магматизму ЦАСП, полученные датировки позволяют относить проявления пикритоидного магматизма данного рубежа к ран-непалеозойской LIP (Izokh et al., 2009).

Раннедевонский возраст (406,5±7,1 млн. лет, SHRIMP-II) получен для пикро-долеритов хребта Цаган-Шибету в северной части оз. Урэг-Нур. Этот ареал пикродоле-ритового магматизма считался продолжением ареала развития позднедевонско-раннекарбоновых интрузивов торгалыгского комплекса Западной Тувы (Кривенко, 1965; Габброидные..., 1990). В то же время полученные нами геохронологические данные позволяют увязывать проявление пикритов в этом районе с раннедевонским магматизмом Центральной Азии (Парначёв, 1996; Федосеев, 2001; Ярмолюк, 2008). Следует отметить, что это первое обнаруженное проявление высокомагнезиального магматизма в раннем девоне для данного региона. При этом по геохимическим характеристикам породы соответствуют пикробазальтам, переходным по своим геохимическим характеристикам между N- и E-MORB. Этому же этапу отвечает и время формирования пикритоидов массива Морьт-Ула (391,6±3,5 млн лет Ar-Ar по биотиту) в южной части хр. Алтан-Хухей Монгольского Алтая. Спектр РЗЭ для этих пород ближе к толеитовым базальтам, на мультиэлементной диаграмме выделяются сильные положительные К, Sr и небольшая отрицательная Nb-Ta аномалии.

Ранее предполагалось, что пикритовые и пикродолеритовые интрузивы, широко развитые в Барун-Хурайской котловине и в Заалтайской Гоби (Ю-3 Монголия), следует

коррелировать с проявлениями ультрамафит-мафитового магматизма, сопряжённого с Таримской крупной изверженной провинцией (Борисенко и др., 2006; Поляков и др., 2008). Особый интерес представляла связь с этим магматизмом раннепермских Cu-Ni месторождений Калатонке, Хуанынань, Хуаньши и других в Северном Синьцзяне (Мао et al., 2008) и месторождения Максут в Восточном Казахстане (Izokh et al., 2008; Хромых, Владимиров, 2009). Однако проведённое Ат-Ат и U-Pb датирование пикродолери-товых интрузивов этого района показало, что они имеют более ранний возраст и проявились в широком временном диапазоне и в различных геодинамических обстановках.

Позднедевонско-раннекаменноугольный возраст получен для пикродолеритов массива Алтан-Гадас (355,9±4,8 млн. лет SHR1MP-II) в северной части Барун-Хурайской котловины, а также интрузива Тавтын-Хундийн (359,2±3,2 млн лет Ar-Ar по биотиту) в южной части Монгольского Алтая. Спектры РЗЭ для пород этих массивов практически идентичны, имеют устойчивый отрицательный наклон (La/Yb,, = 1,9-4,8), и более всего походят на спектры толеитовых базальтов, однако отсутствие на мульти-элементном спектре Nb и Та отрицательных аномалий не позволяет говорить об остро-водужной их природе. Рассматривая геологическую позицию и геохимические особенности данных массивов, их можно относить к внутриплитно-коллизионным. Следует отметить, что рассматриваемые массивы находятся по разную сторону от Центрально-Монгольского линеамента и входят в состав различных террейнов. Исходя из структурной геологической позиции малых пикродолеритовых тел Барун-Хурайского тер-рейна и их петрографических и петрохимических характеристик, а также данных K-Ar датирования (Габброидные..., 1990), массивы Харулын-Обо, Бадмин-Хара-Тологой и Баирта-Даба также относятся к позднедевонско-раннекаменноугольному рубежу.

Среднекарбоновые датировки получены для ряда массивов, расположенных к востоку от Барун-Хурайской котловины - в Гобийском Алтае и Заалтайской Гоби. Возраст 332,1±4,1 млн. лет (SHRIMP-II) получен для пикродолеритового интрузива Джавх-лант. Примечательно, что с этим массивом связана рассеянная Cu-Ni сульфидная минерализация. РЗЭ спектры характеризуются плавностью с устойчивым отрицательным наклоном (La„/Ybn = 3,83-5,0); на мультиэлементных спектрах выделяется лишь положительная Sr аномалия. Датирование пикритоидов массива Ярын-Хад показало средне-карбоновый возраст (316,2±3,2 млн лет, SHRIMP-II). РЗЭ спектры характеризуются более плавным наклоном, по сравнению с массивом Джавхлант, а на мультиэлементных спектрах помимо положительной Sr аномалии, присутствует умеренная отрицательная по Та и Nb. К этому же возрастному рубежу можно отнести массив Дзахой в Заалтайской Гоби, породы которого прорывают ранне-среднекарбоновые вулканоген-но-осадочные отложения. РЗЭ спектры для них значительно отличаются от рассмотренных ранее; £РЗЭ составляет 8-16 ррт, против 40-70 и появляется положительная Ей аномалия (EuN/Eu* 1,15-2,1). На мультиэлементных спектрах выделяются сильная положительная Sr, отрицательные Th и Nb аномалии. В целом, Дзахойский массив по породной ассоциации и геохимическим особенностям весьма схож с Хайрханским троктолит-габброноритовым массивом, располагающимся в Озёрной зоне (Вишневский, 2006). Соответственно, можно предполагать, что он также формировался в над-субдукционной геодинамической обстановке.

Геодинамические условия проявления массивов среднекарбонового этапа магматизма недостаточно ясны. На это время в Заалтайской Гоби предполагаются остро-водужные и окраинно-континентальные геодинамические обстановки (Tectonic..., 2001; Ярмолюк и др. 2008). Однако некоторые авторы (Pirajno et al., 2008) для сопредельных территорий Синьцзяна выделяют карбоновый рубеж внутриплитной магмати-

ческой активности. Рассматривая тектоническое положение и геохимические особенности среднекарбоновых массивов, предполагается, что массив Дзахой представляет собой типичную островодужную камеру, находящуюся в составе карбоновой островной дуги (Заалтайский террейн), причленившейся с юга к более ранним структурам (Цел-ский и Гоби-Алтайский террейны) (Lamb and Badarch, 1997). Массив Джавхлант располагается в тыловой части активной континентальной окраины, существовавшей на то время, а Ярын-Хад, ассоциирующий с более поздней монцодиорит-гранитной серией отвечает началу этапа генерации позднекарбоновых гранитоидов, широко развитых на южном фасе Монгольского Алтая и фиксирует переход к активной континентальной окраине андского типа. Геологическая позиция и геохимические особенности массивов Дзахой и Ярын-Хад достаточно ясно указывают на субдукционно-связанную обстановку их формирования. В породах массива Джавхлант не наблюдается геохимических меток, характерных для подобных обстановок (та же ситуация характерна для массивов Алтан-Гадас и Тавтын-Хундийн). Таким образом, его образование можно связывать с внутриплитным магматизмом в тыловой части АКО.

С проявлением пермского Хангайского (Таримского) плюма (Ярмолюк и др., 2008) можно связывать базитовый магматизм южной части Хангайского поднятия и района хр. Хан-Тайшири. Раннепермский возраст получен для монцогаббро массива Дзара-Ула (269,2±4,1 млн. лет, SHRIMP-II), расположенного в левобережье р. Дзабхан. РЗЭ спектры характеризуются сильным отрицательным наклоном с выполаживанием в области тяжёлых элементов (Laj/Ybo = 9,1-9,3); мультиэлементные спектры характеризуются умеренными Nb-Ta и Ti отрицательными аномалиями. Этот массив ассоциирует с раннепермским бимодальным вулкано-плутоническим комплексом, выделенным С.П. Гавриловен (Гаврилова и др., 1991). По мнению В.В. Ярмолюка с соавторами такие бимодальные комплексы являются результатом проявления рифтогенеза, инициированного плюмовой активностью (Хангайский плюм), наложившейся на обстановку активной континентальной окраины (Ярмолюк и др., 2008). В связи с этим весьма вероятно, что к тому же времени следует относить формирование пикродолеритовых интрузивов восточной части хр. Хан-Хухэй (Дзагдай-Нур и Хара-Тэг) и Аргалантинского прогиба (Тэгшийнгольский, Мухур-Шургах и Дэд-Шургах), где они также включаются в состав раннепермской вулкано-плутонической ассоциации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведённые исследования позволили сделать ряд выводов о петрографических, минералогических и химических особенностях пород различных по возрасту ареалов проявления пикродолеригового магматизма Западной Монголии, выявить основные этапы его активности и связать их с реконструируемыми другими исследователями геодинамическими обстановками для соответствующих этапов развития блоков земной коры. Основные полученные результаты можно сформулировать следующим образом:

1. Изученные примеры проявления пикродолеритового магматизма обычно пространственно сопряжены с интрузиями гранитоидного состава (исключение составляют силлы Шара-Хадны). Гранитоиды прорывают пикродолериты, с образованием магма-тогенных брекчий и «рубашек» видоизмененных (диоритизированных) пород.

2. Породы, слагающие исследованные массивы, представлены преимущественно оливиновыми пикродолеритами и габброидами различной степени меланократовости. Структуры пород чаще всего субофитовые и пойкилитовые, что указывает на относительно малые глубины их становления.

3. Породы исследованных массивов характеризуются широкими вариациями содержаний петрогенных компонентов. Отчётливо выделяются относительно слабо дифференцированные низкомагнезиальные массивы (Дзара-Ула, Тавтын-Хундийн, Морьт-Ула) и более полно дифференцированные - с вариациями содержаний MgO 7-30 мас.% (Ярын-Хад, Джавхлант, Шара-Хадны). Выделяются массивы, породы которых обогащены калием (Дзара-Ула и Алтан-Гадас), а также массивы с натровой спецификой (массив Дзахой и силлы Шара-Хадны).

4. Наиболее высокомагнезиальные минеральные ассоциации характерны для силлов Шара-Хадны, массивов Ярын-Хад и Джавхлант. Формирование пикритоидов в этих ассоциациях обусловлено фракционированием раннего оливина различной желе-зистости.

5. Изотопно-геохронологические исследования позволили выделить ряд этапов проявления пикродолеритового и пикритоидного магматизма в Западной Монголии: £i_ 2 -510 млн. лет (Урэгнурская ассоциация и Хайрханский массив), D] 390-410 млн. лет (силлы Шара-Хадны в хр. Цаган-Шибету и массив Морьт-Ула), D3-Ci 355-360 млн. лет (массивы Алтан-Гадас и Тавтын-Хундийн), С2 315-335 млн. лет (массивы Дзахой, Ярын-Хад, Джавхлант) и Pi ~270 млн. лет (массив Дзара-Ула).

6. Пикродолеритовый магматизм Западной Монголии связан с различными геодинамическими обстановками. С образованием крупных изверженных провинций и проявлениями плюмового магматизма в Северо-Монгольском мегаблоке сопряжены раннедевонские пикродолериты хр. Цаган-Шибету (Шара-Хадны) и массива Морьт-Ула, а также раннепермский массив Дзара-Ула (Хангайский плюм). С обстановками островных дуг и активных континентальных окраин могут быть связаны массивы Дзахой и Ярын-Хад в Южно-Монгольском мегаблоке. И, наконец, к аккреционно-коллизионному этапу относятся, судя по всему, - массивы Джавхлант, Алтан-Гадас и Тавтын-Хундийн.

Список основных опубликованных работ автора по теме диссертации

Статьи в журналах

1. Оюунчимэг Т., Изох А.Э., Вишневский A.B., Калугин В.М. Изоферроплатиновая ассоциация минералов из россыпи реки Бургастайн-Гол (Западная Монголия ) // Геология и геофизика, 2009, №10, С. 1119-1131

2. Изох А.Э., Вишневский A.B., Поляков Г.В., Калугин В.М., Оюунчимэг Т.,. Шелепаев Р.А, Егорова В.В. Раннекембрийская Урэгнурская платиноносная вулкано-плутоническая пикрит-базальтовая ассоциация Монгольского Алтая — индикатор кембро-ордовикской крупной изверженной провинции // Геология и геофизика. 2010. Т. 51, № 5. С. 665681

3. Поляков Г.В., Изох А.Э., Вишневский A.B., Травин A.B. Новые данные о составе и возрасте пикритоидных и щелочно-базитовых комплексов Северо-Монгольского сегмента Центрально-Азиатского складчатого пояса //Доклады РАН, 2010, Т. 443, № 1, С. 67-71

Тезисы совещаний и конференций

4. Калугин В.М., Шелепаев P.A., Вишневский A.B., Особенности кристаллизации магматических камер кембрийской островодужной системы на примере габброидных интрузий Озерной зоны Монголии // Вулканизм и геодинамика: Тез. докл. III Всероссийского симпозиума по вулканологии и палеовулканологии, г. Улан-Удэ, 5-8 сент. 2006 г. - Улан-Удэ, 2006

5. Изох А.Э., Вишневский A.B., Калугин В.М. Оюунчимэг Т., Петрология и

Приложение 1 Изотопно-геохронологические исследования

! I

Результаты исследования 11-РЬ изотопной системы в единичных зёрнах циркона на приборе ЭНтМР-П _

0 072 Шара-ХЭДНЫ величина эллипсов соответствует 2о

0.070

0.068

§ 0.066 0.

I 0.064

Типичный обломок кристалла циркона из пикродолерита силла Шара-Хадны. Слева - в проходящем свете, справа -катодолюминесцентное изображение

0.38 0.059

конкордантный возраст 406,5±7,1 млн лет СКВО = 0,075

Джавхпант

величина Эллипсов соответствует 2о

Конкордантный возраст 332,1 ±4,1 млн лет СКВО = 0.016

0.26 0.30 0.34 О

207РЬ/235и

Конкордантный возраст 269,2±4.1 млн лет СКВО = 0,019

Дзара-Ула

величина эллипсов соот

тствует 2 а

Результаты исследования 39Аг-40Аг изотопной системы при ступенчатом отжиге биотита.

Морьт-Ула. ИЗ-07 В1

Возраст плато 391,6±3,5 млн лет

Интегральный возраст 390±3.4 млн лет

~~¡0 20 30 40 50 60 70 Накопленный 39Аг (%)

Тавтын-Хундийн, И2-07 ЕИ

500

450

ь-(1) 400

зьи

С 2 300

?50

200

ш 150

100

Джавхлант, А54-07 В1

Возраст плато 359,2±3,2 млн лет

Интегральный возраст 358,1 ±3,2 млн лет

30 40 50 60 70 80 90 100 Накопленный 39Аг (%)

Алтан-Гадас, А6-07 В1

400

35П

с 300

2Ь0

ь ?00

го

150

ГГ1

100

Возраст плато 353±3,2 млн лет

Интегральный возраст 351,3±3,1млн лет

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Накопленный здАг (%)

300

Гг 250

с.

X 200

150

О СП 100

Интеграл ьнь Возраст плато 337,7±3,05 млн лет

й возраст 337±3,03 млн лет

10 20 30 40 50 60 70 Накопленный 39Аг (%)

Ярын-Хад, А28-07 В1

Возраст плато 330±2,9 млн лет

Интегральный возраст 329±2,9 млн лет

0 ~~10 20 30 40 50 60 70~ Накопленный 39Аг {%)

Дзара-Ула, А65-07 В1

Возраст плато 262,1 ±2,4 млн лет

Интегральный возраст 261,4±2,4 млн лет

10 20 30 40 50 60 70 Накопленный 39Аг (%)

Сводные результаты изотопно-геохронологических монофракций биотита и отдельных зёрен циркона.

исследовании

Массив Порода Возраст (млн. лет)

Аг-Аг (биотит) 8НН1МР-11 (циркон)

Урэг-Нурская ассоциация Пикрит 512,6±6,1

Шара-Хадны Пикродолерит 406,5±7,1

Морьт-Ула Габбро 391,6±3,5

Тавтын-Хундийн Пикродолерит 359,2±3,2

Алтан-Гадас Пикродолерит 353±3,2 355,9±4,8

Джавхлант Меланогаббро 337,7±3 332,1 ±4,1

Ярын-Хад Габбронорит 330±2,9 316,2±3,2

Дзара-Ула Монцогаббро 262,1 ±2,4 269,2+4,1

геодинамическая позиция Урэгнурской пикритовой вулканно-плутонической ассоциации (Западная Монголия) // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Матер, научного совещания по интеграционным проектам ОЮ СО РАН 8-13 октября 2007, Иркутск ИЗК 2007, с.89-91.

6. Симонов В.А., Вишневский A.B., Ковязин C.B., Физико-химические параметры пет-рогенезиса пикритовых комплексов Западной Монголии // Петрология магматических и метаморфических комплексов. Вып. 6. Материалы Всероссийской петрографической конференции. Томск: ЦНТИ, 2007. С. 139-142

7. Вишневский A.B. Проблема происхождения пикритоидных расплавов в острово-дужных обстановках // Актуальные проблемы наук о Земле. Материалы международной научно-практической конференции «Сатпаевские чтения», 10-11 апреля. Алма-Ата, 2008. с. 49-52

8. Поляков Г.В., Изох А.Э., Борисенко A.C., Вишневский A.B. Раннепермский ультрабазит-базитовый магматизм и сопутствующее Cu-Ni оруденение Гоби-Тяньшанского пояса как результат Таримского плюма // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Матер, научного совещания по интеграционным проектам ОНЗ СО РАН 14-18 октября 2008, Иркутск ИЗК 2008, т.2, с. 51-52.

9. Izokh А.Е., Polyakov G.V, Borisenko A.S.& Vishnevsky! A.V. Early Permian ultramafic-mafic magmatism and accompanying Cu-Ni mineralization in the Gobi-Tien Shan belt as a result of the Tarim plume activity // CERCAMS-12 Workshop Metallogeny of Central Asia from Kazakhstan to Xinjiang - Research in Progress, 25th - 26th November 2008, The Natural History Museum, London, p.7

10. Егорова B.B., Вишневский A.B., Шелепаев P.A. Геохимичекие особенности моноклинных пироксенов из пород Урзгнурской вулканно-плутонической ассоциации (Западная Монголия) // Сборник тезисов Четвертой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле, Новосибирск 1-3 декабря 2008 г. с. 112-113

11. Вишневский A.B. Алтан-Гадас-Ула - проявление пикродолеритов этапа D3-C1 в Бурун-Хурайской котловине (Юго-Западная Монголия) // Строение литосферы и геодинамика: Материалы XXIII Всероссийской молодежной конференции (Иркутск, 21-26 апреля 2009 г.). -Иркутск: Ин-т земной коры СО РАН, 2009. - С. 142-143

12. Оюунчимэг Т. Вишневский A.B. Минералы элементов платиновой группы и хромшпинелиды Урэгнурской пикрито-базальтовой вулканоплутонической ассоциации (Западная Монголия) // Строение литосферы и геодинамика: Материалы XXIII Всероссийской молодежной конференции (Иркутск, 21-26 апреля 2009 г.). - Иркутск: Ин-т земной коры СО РАН, 2009. - С. 186-187

13. Izokh А.Е., Polyakov G.V., Vishnevsky A.V., Shelepaev R.A., Oyunchimeg T. Age of ultramafic-mafie magmatism of Western Mongolia H Large Igneous Provinces of Asia: mantle plumes and metallogeny: Proceedings of the international symposium. Novosibirsk, 2009. p. 137-140

14. Вишневский A.B., Изох А.Э., Поляков Г.В. Габброидный массив Джавхлант (Ю-3 Монголия) // Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения. Материалы третьей международной конференции. Екатеринбург: Институт геологии и геохимии УРО РАН, 2009, Т.1, С.116-118

15. Вишневский A.B., Изох А.Э., Поляков Г.В. Среднекарбоновый базитовый магматизм западной части Южно-Монгольского блока // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Матер, научного совещания по интеграционным проектам ОНЗ СО РАН 14-17 октября 2010, Иркутск ИЗК 2010, т.1, с. 57-58.

Автореферат:

Формат 60x84 1/16,1,0п. л. Тираж 100 экз. Заказ №572. 01.11.2010

Отпечатано ЗАО РИЦ «Прайс-курьер» ул. Кутателадзе, 4г, т. 330-7202

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Вишневский, Андрей Владиславович

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Геологическое строение и тектоника Западной Монголии

1.1.1 Дзабханская зона

1.1.2 Озёрная зона

1.1.3 Монгольско-Алтайская зона

1.1.4 Южно-Монгольский мегаблок 17 1.2 Краткий очерк истории изучения магматизма Западной Монголии

ГЛАВА 2. Пикродолеритовые интрузии Занадной Монголии

2.1 Геологическая позиция, строение и состав никродолеритовых массивов Западной

Монголии

2.2.1 Массивы хребта Цаган-Шибету

2.2.2 Массив Морьт-Ула

2.2.3 Массив Тавтын-Хундийн

2.2.4 Массив Алтан-Гадас

2.2.5 Массив Джавхлант

2.2.6 Массив Ярын-Хад

2.2.7 Массив Дзахой

2.2.8 Массив Дзара-Ула

ГЛАВА 3. Изотонно-геохронологические исследования никродолеритовых массивов Западной Монголии

3.1 Результаты исследований U-Pb изотопной системы по выборкам зёрен циркона (SHRIMP II)

3.2 Результаты исследований Ar-Ar изотопной системы методом ступенчатого отжига по монофракцинм биотита

3.3 Возрастные рубежи пикродолеритового магматизма Западной Монголии

ГЛАВА 4. Петрология и геодинамические обстановки проявления пикродолеритового магматизма Западной Монголии

4.1 Проблемы реконструкции составов родоначальных расплавов

4.2 Геодинамические обстановки формирования пикродолеритовых интрузий 92 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 99 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 102 ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АЬ — альбитовый минал в плагиоклазах Ап - аноргитовый минал в плагиоклазах Bt - биотит

Срх - моноклинный пироксен Di — дионсидовый минал в пироксенах En — энстагитовый минал в пироксенах Fo - форстеритовый минал в оливинах Fs - ферросилитовый минал в пироксенах НЫ - роговая обманка

Hed - геденбергитовый минал в пироксенах HFSE - высокозарядные элементы (Та, Nb, Zr, Hf, Ti) Kfs - K-Na полевой шпат

LILE - крупноионные литофильные элементы (К, Cs, Rb, Ва и др.) Mg#= 100 xMgO/(MgO+FeO)) Mt - магнетит OI - оливин

Орх — ромбический пироксен

Ог - ортоклазовый минал в плагиоклазах

Р1 - плагиоклаз

РМ — примитивная мантия

Sp - шпинель

ППП - потери при прокаливании

РЗЭ - редкоземельные элементы

ЦАСП — Центрально-Азиатский складчатый пояс

ЦМР — Центрально-Монгольский разлом

ЭПГ — элементы платиновой группы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Возрастные рубежи и петрология пикродолеритового магматизма Западной Монголии"

Имеющиеся данные по крупным изверженным провинциям свидетельствуют о том, что индикаторными формациями для них являются платиноносные и медь-никеленосные ультрамафит-мафитовые, в том числе и пикрит-долеритовые ассоциации, независимо от геодинамических условий их проявления. Такие формации широко развиты в подвижных поясах Азии и связаны с разновозрастными провинциями соответствующих сегментов. Выделяется несколько возрастных рубежей таких образований: позднепротерозойский, рифейский, раннепалеозойский, раннепермский (Таримский плюм), позднепермский (Эмейшаньский плюм) и пермо-триасовый (Сибирский плюм).

Ультрамафит-мафитовый магматизм, включающий малые пикритовые и пикродолеритовые интрузии, а также расслоенные перидотит-габбровые массивы, широко развит в структурах Западной Монголии. Подобные интрузии весьма интересны с точки зрения возможности обнаружения связанного с ними Си-№-ЭПГ оруденения. Примером могут служить медно-никслевые месторождения, открытые в последние годы в смежных с Монголией районах Северного Синьцзяна. Автором были получены новые изотопно-геохронологические и геохимические данные, позволяющие установить возрастные рубежи, особенности состава и проявления пикродолеритового магматизма в Западной Монголии.

Объектами исследования являются проявления пикродолеритового интрузивного магматизма в структурах Монгольского Алтая и его южного обрамления - Барун-Хурайской котловины и Заалтайской Гоби.

Цель работы:

Установить этапы пикродолеритового магматизма в Западной Монголии, выявить характерные особенности состава и происхождения различных по возрасту ассоциащш,

2. с помощью изотопно-геохронологических исследований обосновать этапы пикродолеритового магматизма;

Научная новизна.

Впервые получены геологические, петро- и геохимические данные по проявлениям пикродолеритового магматизма относительно малоизученного региона. Впервые установлены возрастные рубежи проявления пикродолеритового магматизма в Западной Монголии, согласующиеся с предполагаемыми геодинамическими обстановками.

Основные защищаемые положения

1. Пикродолеритовый магматизм Западной Монголии характеризуется широкими вариациями содержаний петрогенных компонентов, при этом выделяются относительно слабо дифференцированные низкомагнезиальные интрузивы (2-12 мас.% М§0) — производные мелабазальтовых расплавов (7-10 мае. % MgO) и хорошо дифференцированные интрузивы с вариациями содержаний М§0 7-30 мас.% -производные пикробазальтовых расплавов (12-14 мас.% MgO).

2. Проявления пикродолеритового магматизма Западной Монголии установлены на различных возрастных уровнях: £1-2 —510 млн. лет (Урэгнурская ассоциация и Хайрханский массив), О! 390-410 млн. лет (силлы Шара-Хадны в хр.

Цаган-Шибету и массив Морьт-Ула), Оз-С1 355-360 млн. лет (массивы Алтан-Гадас и Тавтын-Хундийн), Сг315-335 млн. лет (массивы Дзахой, Ярын-Хад, Джавхлант) и Р] -270 млн. лет (массив Дзара-Ула).

3. Пикродолеритовый магматизм Западной Монголии проявился во внутриплитной обстановке, связанной с магматизмом крупных изверженных провинций в Северо-Монгольском мегаблоке (этапы 01 и Р1), в обстановке вулканических дуг на этапе С2 в Южно-Монгольском мегаблоке и в коллизионной обстановке — на этапах С2 в Северо-Монгольском магаблоке и Оз-С) по обе стороны Цен трально-Монгольского линеамента.

Практическая значимость работы.

В результате проведённых исследований установлены этапы пикродолеритового магматизма на территории Западной Монголии (Монгольский Алтай и его южное обрамление). Так как с базитовым магматизмом связаны различные типы месторождений (ЭПГ, Си-№, М-С о), информация о его особенностях и обстановках проявления весьма важна при прогнозно-металлогенических работах. Проявления высокомагнезиального магматизма являются маркером процессов разогрева мантийного вещества, в том числе и связанного с плюмовой активностью. Полученные в ходе работы над диссертацией данные по геохимическим особенностям и возрастным рубежам проявления пикродолеритового магматизма вносят значительный вклад в понимание геодинамических обстановок формирования и роста коры Центрально-Азиатского складчатого пояса.

Фактический материал, личный вклад автора, методы и объёмы исследования.

Каменный материал, лёгший в основу работы был отобран автором и его коллегами во время экспедиционных работ в Монголии в 2004 и 2007 годах. В работе использованы данные по 105 образцам горных пород из 8 массивов. В процессе работы получен большой объём аналитического материала. Изучено более 100 шлифов и пластинок горных пород. Проведены 11 определений абсолютного возраста исследуемых объектов: 6 исследований Аг-Аг изотопной системы в биотите по методике ступенчатого отжига в ИГМ СО РАН (аналитик А.В. Травин) и 5 определений возраста цирконов на высокочувствительном ионном микрозонде SHRIMP-II (ВСЕГЕИ). Проведено 90 определений валового состава пород методом РФА в ИГМ СО РАН и 27 определений микроэлементпого состава методом ICP-MS. Выполнено более 600 анализов породообразующих и акцессорных минералов на электронных микрозондах JEOL JXA-8100 и Camebax Micro в ИГМ СО РАН.

Апробация работы и публикации.

Результаты проведённых исследований (как обобщённые, так и по отдельно взятым массивам) были представлены на российских и международных научных конференциях. В том числе: Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту) (Иркутск, 2006, 2007, 2008, 2010 г), CERCAMS-12 Workshop (Лондон, 2008 г), Крупные изверженные провинции Азии (Новосибирск, 2009 г), Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения (Качканар, 2009 г), а также на молодёжных конференциях в Иркутске, Новосибирске и Сыктывкаре.

Исследования были выполнены в рамках проектов РФФИ 07-05-00825 и 09-0500716, научной школы НШ-2715.2008.5 и интеграционного проекта СО РАН № 10.2.

Структура и объём работы.

Работа состоит из Введения, 4 глав, списка литературы и приложения (таблицы анализов основных породообразующих минералов). Диссертация изложена на 123

Заключение Диссертация по теме "Петрология, вулканология", Вишневский, Андрей Владиславович

Выводы о геодинамических обстановках проявления рассмотренных массивов основываются на комплексном анализе геологических, геохимических и геохронологических данных. При этом наиболее важное значение имеет оценка времени становления интрузивов. Проведенные нами геохронологические исследования пикритового и пикродолеритового магматизма Западной Монголии показали, что он проявился в широком диапазоне времени, в различных террейнах, и, соответственно, в различных геодинамических обстановках.

В Хархиринском террейне Монгольского Алтая (южнее оз. Урэг-Нур) проявлена Урэгнурская ранне-среднекембрийская (512 млн. лет, Ar-Ar по биотиту, (Изох и др., 2006; Изох и др., 2010)) пикрит-базальтовая вулкано-плутопическая ассоциация представленная лавами пикритов, оливиновых, оливип-пироксеновых и пироксеновых базальтов, дифференцированными силлами и дайками пикритов и долеритов, а также более крупными дифференцированными ультрамафит-мафитовыми интрузивами (Berzin, 1990, Изох и др., 2010). С этой ассоциацией связана россыпная ферроплатиновая минерализация урало-аляскинского типа (Оюунчимэг и др., 2009). В Озерной зоне этому возрастному рубежу отвечает Хайрханский троктолит-габброноритовый интрузив (511±12 млн. лет, SHR1MP-II), формирование которого происходило в обстановке перехода от островодужной к аккреционно-коллизионной стадии развития Озёрной зоны. В совокупности с другими данными по магматизму ЦАСП полученные датировки позволяют относить проявления пикритоидного магматизма данного рубежа к раннепалеозойской L1P (Izokh et al., 2009).

Раннедевонский возраст (406,5±7,1 млн. лет, SHRIMP-II) получен для пикродолеритов хребта Цаган-Шибету (силл Шара-Хадны) в северной части оз. Урэг-Нур. Этот ареал пикродолеритового магматизма считался ранее продолжением области развития интрузивов торгалыгского комплекса Западной Тувы (Габброидные., 1991) и некоторыми исследователями относился к образованиям позднего девона - раннего карбона (Кривенко, 1965). Для исследованных пород характерны спектры РЗЭ плоского и слабовьтпуклого типа на уровне 6-12 хондритовых единиц. Такой тип спектров наблюдается у базальтов, переходных по своим геохимическим характеристикам между N- и Е-MORB.

Раннему девону отвечает и время формирования пикритоидов массива Морьт-Ула (391,6±3,5 млн лет Ar-Ar по биотиту) в южной части хр. Алтаи-Хухей Монгольского Алтая. Спектр РЗЭ для этих пород ближе к толеитовым базальтам, на мультиэлементной диаграмме выделяются сильные положительные К, Sr и умеренная отрицательная Nb-Ta аномалии. Приведённые датировки для базитовых тел хребта Цаган-Шибету (Шара-Хадны) и Морьт-Ула совпадают с временем формирования девонских вулканогенных комплексов

Минусинского прогиба, Тувы и Западной Монголии (Парначёв, 1996; Федосеев, 2001). Присутствие на этом возрастном рубеже базитовых магм, отвечающих высоким степеням плавления, подтверждает правильность выделения крупной изверженной провинции для раннего девона.

Ранее предполагалось, что пикритовые и пикродолеритовые интрузивы, широко развитые в Барун-Хурайской котловине и в Заалтайской Гоби (Ю-3 Монголия), следует коррелировать с проявлениями ультрамафит-мафитового магматизма, сопряжённого с Таримской крупной изверженной провинцией (Поляков и др., 2008). Особый интерес представляла связь с этим магматизмом раннепермских Cu-Ni месторождений Калагонг, Хуаньшань, Хуаныии и других в Северном Синьцзяне (Мао et al., 2008) и месторождения Максут в Восточном Казахстане (Izokh et al., 2008; Хромых, Владимиров, 2009). Однако проведённое Ar-Ar и U-Pb датирование пикродолеритовых интрузивов этого района показало, что они имеют более ранний возраст и проявились в широком временном диапазоне.

Позднедевонско-раннекаменноугольный возраст получен для пикродолеритов массива Алтан-Гадас (355,9±4,8 млн. лет SHRIMP-II) в северной части Барун-Хурайской котловины, а также небольшого интрузива Тавтын-Хундийн (359,2±3,2 млн лет Ar-Ar по биотиту) в южной части Монгольского Алтая. Спектры РЗЭ для пород этих массивов практически идентичны, имеют устойчивый отрицательный наклон (Lan/Yb„ = 1,9-4,8), и более всего походят на спектры толеитовых базальтов, однако отсутствие на мультиэлементном спектре Nb-Ta отрицательной аномалии не позволяет говорить об островодужной их природе. Рассматривая геологическую позицию и геохимические особенности данных массивов, их можно рассматривать уже как внутриплитно-коллизионные. Следует отметить, что рассматриваемые массивы находятся по разную сторону от Центрально-Монгольского разлома и входят в состав различных террейнов. Однако и там, и там они предшествуют массовому гранитообразованию в пределах Монгольского Алтая и Барунхурайском террейне (Гаврилова, 1975). Исходя из структурной геологической позиции малых пикродолеритовых тел Барунхурайского террейна и их петрографических и петрохимических характеристик (Габброидные., 1991), массивы Харулын-Обо, Бадмин-Хара-Тологой и Баирта-Даба также относятся к позднедевонско-раннекаменноугольному рубежу.

Среднекарбоновые датировки получены для ряда массивов, расположенных к востоку от Барун-Хурайской котловины - в Гобийском Алтае и Заалтайской Гоби. Возраст 332,1±4,1 млн. лет (ЗНШМР-И) получен для пикродолеритового интрузива Джавхлант, располагающегося в осевой части Гобийского Алтая в районе сомона Эрдэнэ. Примечательно, что с этим массивом связана рассеянная Си-№ сульфидная минерализация. РЗЭ спектры характеризуются плавностью с устойчивым отрицательным наклоном (Ьап/УЬп = 3,83-5,0); на мультиэлементпых спектрах выделяется лишь положительная 8г аномалия. Датирование пикритоидов массива Ярын-Хад в Заалтайской Гоби южнее сомопа Цэл показало среднекарбоновый возраст (316,2±3,2 млн лет, БНЫМР-П). РЗЭ спектры характеризуются более плавным наклоном, по сравнению с массивом Джавхлапт, а на мультиэлементных спектрах помимо положительной Бг аномалии, присутствует умеренная отрицательная по Та и N5. К этому же возрастному рубежу можно отнести массив Дзахой в Заалтайской Гоби, породы которого прорывают ранне-среднекарбоновые вулканогенно-осадочные отложения. РЗЭ спектры для них значительно отличаются от рассмотренных ранее; £РЗЭ составляет 8-16 ррт, против 40-70 и появляется положительная Ей аномалия (Eun/Eu* 1,15-2,1). На мультиэлементных спектрах выделяются сильная положительная Sr, отрицательные Th и Nb аномалии. В целом, массив Дзахой по породной ассоциации и геохимическим особенностям весьма схож с Хайерханским массивом троктолиг-габброноритовым массивом, располагающимся в Озёрной зоне (Вишневский, 2006). Соответственно можно предполагать, что он также формировался в надсубдукционной геодинамической обстановке.

Геодинамические условия проявления массивов карбонового этапа магматизма недостаточно ясны. На это время в Заалтайской Гоби предполагаются островодужные и окраинно-континентальные геодинамические обстановки (Tectonic., 2001; Ярмолюк и др. 2008). Однако некоторые авторы (Pirajno et al., 2008) для сопредельных территорий Синьцзяна выделяют карбоновый рубеж внутриплитной магматической активности. Рассматривая тектоническое положение и геохимические особенности среднекарбоновых массивов, предполагается, что массив Дзахой представляет собой типичную островодужиую камеру, находящуюся в составе карбоновой островной дуги (Заалтайский террейн), причленившейся с юга к более ранним структурам (Целский и Гоби-Алтайский террейны) (Lamb and Badarch, 1997). Массив Джавхлант располагается в тыловой части активной континентальной окраины, существовавшей на то время, а Ярын-Хад, ассоциирующий с более поздней монцодиорит-гранитной серией отвечает началу этапа генерации позднекарбоновых гранитоидов, широко развитых на южном фасе Монгольского Алтая и фиксирует переход к активной континентальной окраине андского типа. Геологическая позиция и геохимические особенности массивов Дзахой и Ярын-Хад достаточно ясно указывают на субдукционную обстановку формирования. В породах массива Джавхлант не наблюдается геохимических меток, характерных для подобных обстановок (та же ситуация характерна для массивов Алтан-Гадас и Тавтын-Хундийн). Таким образом, его образование можно связывать с внутриплитным магматизмом.

С проявлением пермского Таримского плюма по результатам наших исследований в Западной Монголии можно связывать базитовый магматизм южной части Хангайского поднятия и района хр. Хан-Тайшири. Раннепермскпй возраст получен для моицогаббро массива Дзара-Ула (269,2±4,1 млн. лег, БНИМР-Н), расположенного в левобережье р. Дзабхан. РЗЭ спектры характеризуются сильным отрицательным наклоном с выполаживанием в области тяжёлых элементов (Ьап/УЬп = 9,1-9,3); мультиэлементные спектры характеризуются умеренными №>-Та и 11 отрицательными аномалиями. Этот массив ассоциирует с раннепермским бимодальным вулкано-плутоническим комплексом;; выделенным С.П. Гавриловой (Гаврилова и др., 1991). По мнению В.В. Ярмолюка с соавторами такие бимодальные комплексы являются результатом проявления рифтогенеза, инициированного плюмовой активностью (Хангайский плюм), наложившейся на обстановку активной континентальной окраины (Ярмолюк и др., 2008). В связи с этим весьма вероятно, что к тому же времени следует относить формирование пикродолеритовых интрузивов восточной части хр. Хан-Хухей (Дзагдай-Нур и Хара-Тэг) и Аргалантинского прогиба (Тэгшийнгольский, Мухур-Шургах и Дэд-Шургах), где они также включаются в состав раннепермской вулкано-плутонической ассоциации.

Таким образом, на основании приведённых изотопных и геохимических данных в Западной Монголии выделяются ранне-среднекембрийский, раннедевонский, позднедевонско-раннекаменноугольный, среднекаменно-угольный и раннепермский рубежи проявления пикритоидного магматизма, характеризующегося различными геохимическими особенностями и геодинамическими обстановками формирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведённые исследования позволили сделать ряд выводов о петрографических, минералогических и химических особенностях пород различных по возрасту ареалов проявления пикродолеритового магматизма Западной Монголии, выявить основные этапы его активности и связать их с реконструируемыми другими исследователями геодинамическими обстановками для соответствующих этапов развития блоков земной коры. Основные полученные результаты можно сформулировать следующим образом:

1. Изученные примеры проявления пикродолеритового магматизма обычно пространственно сопряжены с интрузиями гранитоидного состава (исключение составляют силлы Шара-Хадны). Гранитоиды прорывают пикродолериты, с образованием магматогенных брекчий и «рубашек» видоизмененных (диоритизированных) пород.

Гадас), а также массивы с натровой спецификой (массив Дзахой и силлы Шара-Хадньт).

4. Наиболее высокомагнезиальные минеральные ассоциации характерны для силлов Шара-Хадны, массивов Ярын-Хад и Джавхлапт. Формирование пикритоидов в этих ассоциациях обусловлено фракционированием раннего оливина различной железистости.

5. Пикродолеритовый магматизм Западной Монголии, проявился па различных возрастных уровнях: €1.2 -510 млн. лет (Урэгнурская ассоциация и Хайрханский массив), О] 410-390 млн. лет (хр. Цаган-Шибету и Морьт-Ула), П3-С! 355-360 млн. лет (Алтан-Гадас и Тавтын-Хундийн), С2 315-335 млн. лет (Дзахой, Ярын-Хад, Джавхлант) и ~270 млн. лет (Дзара-Ула).

6. Петрохимические и минералогические данные позволяют выявить среди пикродолеритового магматизма Западной Монголии производные пикробазальтовых (12-14 мас.% М£0) (хр. Цаган-Шибету, массивы Джавхлант и Ярын-Хад) и мелабазальтовых расплавов (7-10 мас.% MgO) (Морьт-Ула, Алтап-Гадас, Дзахой и Дзара-Ула). Формирование пикритоидов в этих ассоциациях обусловлено фракционированием раннего оливина различной железистости.

7. Пикродолеритовый магматизм Западной Монголии связан с различными геодинамическими обстановками. С образованием крупных изверженных провинций в Северо-Монгольском мегаблоке связаны раннепермский массив Дзара-Ула (Таримский плюм), раннедевонские пикродолериты хр. Цаган-Шибету и массива Морьт-Ула, с обстановками островных дуг и активных континентальных окраин - массивы Дзахой и Ярын

Хад в Южно-Монгольском мегаблоке и с коллизионным - массивы Джавхлапт, Алтан-Гадас, Тавтын-Хундийн.

Помимо рассмотренных в данной работе проявлений пикродолеритового магматизма, на территории Западной Монголии имеются многочисленные «зелёные пятна» слабо изученных, либо достоверно не датированных габброидов и пикритоидов. Их исследование, датирование и формационньтй анализ - одна из первоочередных региональных геологических задач, имеющих фундаментальное значение. Кроме того, ничто не противоречит, а многие построения и указывают на возможность обнаружения на территории Монголии новых потенциально рудоносных базитовых массивов с Си-№(Со) и ЭПГ минерализацией.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Вишневский, Андрей Владиславович, Новосибирск

1. Амантов В.А., Борзаковский Ю.А., Волчек И.И. и др. Современное представление о геологическом строении и некоторых закономерностях размещения полезных ископаемых МНР. В кн. Геологические исследования Монгольской Народной Республики. Москва: Недра. 1967

2. Вишневский A.B., Геохимические особенности пород Хайрханского массива (Озёрная зона, Западная Монголия) // Материалы XL1V международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс», г.Новосибирск, 2006, с. 94-95.

3. Габброидные формации Западной Монголии. Новосибирск, Наука. 1990. Тр. Совместная сов.-монг. науч.-исслед. геол. экспедиция, Вып. 46. 269 С.

4. Гаврилова С.П., Зайцев Н.С., Павлов В.А., Яшина P.M. Гранитоидные и щелочные формации в структурах Западной и Северной Монголии М., Наука, 1975. Тр. Совмест. Сов.-Монг. н.-и. геол. экспедиция, Вып. 14. 288 С.

5. Гаврилова С.П., Лучицкая А.И., Фрих-Хар Д.И., Оролмаа Д., Бадамгарав Ж. Вулкано-плутонические ассоциации Центральной Монголии М., Наука, 1991. Тр. Совмест. Сов.-Монг. н.-и. геол. экспедиции, Вып. 50. 229 С.

6. Геология Монгольской Народной Республики, Москва, Недра, 1974, т. 1,2

7. Дергунов А.Б., Лувсанданзан Б., Павленко B.C. Геология Западной Монголии, Москва, Наука. 1980, 195 С.

8. Дергунов А. Б. Каледониды Центральной Азии. Москва: Наука. 1989. 192 С.

9. Добрецов Н. Л. Эволюция структур Урала, Казахстана, Тянь-Шаня и Алтае-саянской области в Урало-монгольском складчатом поясе (Палеоазиатский океан) // Геология и геофизика. 2003. № 1-2. С. 5-27

10. Добрецов Н.Л., Симонов В.А., Буслов М.М., Котляров A.B., Магматизм и геодинамика Палеоазиатского океана на венд-кембрийском этапе его развития // Геология и геофизика, 2005, т. 46, с.952-967

11. Иванов А.Х. Геология и полезные ископаемые Кобдоского района Монгольского Алтая. М.: Изд-во АН СССР. 1953. (Труды Монгольской комиссии АН СССР, вып. 2)

12. Иванов А.Х. Сравнительная геология трёх окраинных районов Монголии (к обоснованию тектонического районирования страны) Улан-Удэ. 1961. (Труды Бурятского комплексного НИИ СО АН. Серия геологическая, выпуск7)

13. Коваленко В.И, Ярмолюк В.В., Ковач В.П. и др., Корообразующне магматические процессы при формировании Центрально-Азиатского складчатого пояса: Sm-Nd изотопные данные // Геотектоника, 1999, №3, с. 21-41

14. Козаков И.К., Котов А.Б., Ковач В.П., Сальникова Е.Б. Корообразующне процессы в геологическом развитии Байдарикского блока Центральной Монголии: Sm-Nd изотопные данные // Петрология. 1997. Т. 5, № 3. С. 240248

15. Кривенко А.П., Вопросы происхождения пород Торгалыкского интрузивного комплекса Тувы // Магматические формации Алтае-Саянской складчатой области, Москва, Наука. 1965, С. 65-83

16. Лебедева З.А. Детальные геологические работы в Северо-Западной Монголии // В книге: Отчёт о деятельности АН СССР за 1925 г. Л.: Изд-во АН СССР. 1926

17. Марковский Б.А., Ротман В.К. Геология и петрология ультраосновного вулканизма. // Ленинград.: Недра, Ленинградское отделение. 1981. 246 С.

18. Оюунчимэг Т., Изох А.Э., Вишневский A.B., Калугин В.М. Изоферроплатиновая ассоциация минералов из россыпи реки Бургастайн-Гол ( Западная Монголия ) // Геология и геофизика. 2009. №10. С. 1119-1131

19. Павленко A.C., Федорова М.Е., Коваленко В.И., Кузьмин М.И., Лувсанданзан Б., Орлова Л.П., Павленко B.C., Филиппов Л.В. Гранитоидные формации // Тектоника МНР, 1974, С. 210—234

20. Парначёв В. П., Вылцан И. А., Макаренко Н. А. Девонские рифтогенные формации юга Сибири. Томск: ТГУ. 1996. 239 С.

21. Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. Изд. второе. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ. 2008. 200 С.

22. Плечов П.Ю., Данюшевский JI.B., Petrolog III. Моделирование равновесной и фракционной кристаллизации // Электронный научно-информационный журнал «Вестник Отделения наук о Земле РАН» №1 (24), 2006

23. Поляков Г.В., Изох А.Э., Кривенко А.П. Анортозитовая формация Монголии // Доклады АН СССР. 1983. Т. 270, № 4. С. 955-959

24. Поляков Г.В., Изох А.Э., Борисенко A.C. Пермский ультрабазит-базитовый магматизм и сопутствующее Cu-Ni оруденение Гоби-Тяньшаньского пояса как результат таримского плюма // Геология и геофизика. 2008. Т. 49. № 7. С. 605-620

25. Синицин В.М. Заалтайская Гоби: Геологические рекогносцировки летом 1951 г. М.: Изд-во АН СССР. 1956

26. Ступаков С.И., Леснов Ф.П., Агафонов Л.В., Демин А.Н. Гипербазиты поздних каледонид Западной Монголии // Геология и геофизика. 1994. Т. 35, № 3. С. 29-39

27. Томуртого О. Офиолиты и образование складчатых поясов Монголии // автореф. На соискание степени доктора геол.-мин. Наук. Москва: ГИН АН СССР. 1989. 59 С.

28. Федосеев Г. С. О масштабах базитового силлогенеза в северной части Алтае-Саянской складчатой области // Петрология магматических и метаморфических комплексов. Томск: ЦНТИ, 2001. С. 181-186

29. Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Ковач В.П., Козаков И.К., Котов А.Б., Сальникова Е.Б. Геодинамика формирования каледонид ЦАСП // Доклады Академии Наук, 2003, Т. 389, № 3. С.354-359

30. Ariskin A. A., The compositional evolution of differentiated liquids from the Skaergaard Layered Series as determined by geochemical thermometry // Russian Journal of Earth Sciences. 2003. vol. 5, n. 1. P. 1-29

31. Badarch G., Cunningham W. D., Windley B.F., Anew terrane subdivision for Mongolia: implications for the Phanerozoic crustal growth of Central Asia // Journal of Asian Earth Sciences, 2002, vol. 21, p. 87-110

32. Berzin N. A., Fragments of Early Hercynian rift structure with ultrabasic volcanism in Caledonides of the northwestern Mongolia // Geodynamic evolution and main sutures of Paleoasian ocean. IGCP Project 283, report N 2, Beijing, 1991, p. 9-14

33. Boynton W. V. Geochemistry of the rare-earth elements: meteorite studies. In: Henderson P. ed. Rare Earth Element Geochemistry. Elsevier, Amsterdam. 1984. PP. 63-114

34. Charvet Jacques, Laurent-Charvet Sébastien, Shu Liangshu, Ma Ruishi Paleozoic Continental Accretions in Central Asia Around Junggar Block: New Structural and Geochronological Data // Gondwana Research. 2001. V. 4, Iss. 4. P. 590-592

35. Eggins, S.M. Origin and differentiation of picritic arc magmas, Ambac (Aoba), Vanuatu. // Contribs. Mineral, and Petrol., 1993. V. 114. P. 79-100

36. Fedoseev G.S. The role of mafic magmatism in age specification of Devonian continental trough deposits: evidence from the Minusa Basin, western Siberia. // Bulletin of Geosciences. 2008. V. 83, №4. p. 473-480

37. Geological map of Mongolia, scale 1:1000000, chief editor Tômôrtogoo O., Ulaanbaatar: Geological Information Center, 1999-2002.

38. Ford C. E., Russel D.G., Craven J.A., Fisk M.R. Olivine-liquid equilibria:temperature, pressure and composition dependence of the crystal/liquid cation2+hartition coefficients for Mg , Ca and Mn // Journal of Petrology. 1983. V. 24. P. 3, p. 256-265

39. Kamenetsky, V.S., Sobolev, A.V., Joron, J.L., Semet, M.P. Petrology and geochemistry of Cretaceous ultramafic volcanics from Eastern Kamchatka. // Journal of Petrology. 1995. V. 36. p. 637-662

40. Lamb M.A., Badarch G. Paleozoic sedimentary basins and volcanic- arc systems of southern Mongolia: New stratigraphic and sedimentologic constraints // International Geological Review. 1997. v. 39. p. 542-576

41. Le Bas M.J., IUGS reclassification of the High-Mg and picritic volcanic rocks //Journal of Petrology, 2000, vol. 41, p. 1467-1470

42. Leake B.E., Wooley A.R., Alps C.E.S., Birch W.D., Gilbert M.C., Grice J.D., Hawthorne F.C., Kato A., Kish H.J., Krivovichev V.G., Linthout K., Laird K., Mandarino J.A., Maresch W.V., Nickel E.H., Rock N.M.S., Schumacher J.C.,

43. McDonough W. F. and Sun S.-s. The composition of the Earth // Chemical Geology. 1995. V. 120. P. 223-254

44. Mossakovsky A.A., Ruzhentsev S.V., Samygin S.G., Kheraskova T.N. Central Asia fold belt: geodynamic evolution and formation history // Geotectonics. 1994. № 27, P. 445-474

45. Peate D.W., Pearce J.A., Hawkesworth H.C., Edmards C.M., Hirose K. Geochemical Variations in Vanuatu Arc Lavas: the Role of Subducted Material and a Variable Mantle Wedge Composition // Journal of Petrology. 1997. V. 38. N 10. P. 1331-1358

46. Ramsay W.R.H., Crawford A.J., Foden J.D. Field setting, mineralogy, chemistry, and genesis of arc picrites, New Georgia, Solomon Islands. // Contrib Mineral, and Petrol. 1984. V. 88. p. 386-402

47. Roeder, P.L., and Emslie, R.F. Olivine-liquid equilibrium // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1970. V. 29. P. 275-289

48. Rohrbach A., Schuth S., Ballhaus C., MDnker C., Matveev S., Qopoto C. Petrological constraints on the origin of arc picrites, New Georgia Group, Solomon Islands // Contrib Mineral, and Petrol. 2005. V. 149. P. 685-698

49. Sengor A.M.C., Natal'in B.A., Burtman V.S. Evolution of the Altaid tectonic collage and Paleozoic crustal growth in Eurasia // Nature. 1993. № 364. P. 299-306

50. Schuth S., Rohrbach A., Munker C., Ballhaus C., Garbe-Schonberg D. Qopoto C. Geochemical constraints on the petrogenesis of arc picrites and basalts, New Georgia Group, Solomon Islands // Contrib Mineral, and Petrol. 2004. V. 148. N 3. P. 288-304

51. Tectonic map of Mongolia, scale 1:1000000, chief editor Tomurtogoo O., MRAM, 2002

52. Tomurtogoo O. A New Tectonic Scheme of the Paleozoides in Mongolia, Proceeding of the 30th Int.Geol.Gongr. 1997. Vol.7. P. 75-82.

53. Xiao Wenjiao, Huang Baochun, Han Chunming, Sun Shu, Li Jiliang A review of the western part of the Altaids: A key to understanding the architecture of accretionary orogens Gondwana Research (2010), doi: 10.1016/j.gr.2010.01.007

54. Yamamoto M. Picritic primary magma and its source mantle for Oshima -Oshima and back arc side volcanoes, Northeast Japan arc // Contribs Mineral, and Petrol. 1988. V. 99. № 3. P. 352-359

55. Zonenshain L.P., Kuzmin M.I. and Natapov L.M. Geology of the USSR: A plate tectonic synthesis, Am. Geophys. Union, Geodynamics Series 21. 1990. 242 pp.

Информация о работе

Вишневский, Андрей Владиславович
кандидата геолого-минералогических наук
Новосибирск, 2010
ВАК 25.00.04

Диссертация

Возрастные рубежи и петрология пикродолеритового магматизма Западной Монголии - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы