Главная – Журналы – Геология и геофизика 2022 номер 10

Ксенолиты высокоглиноземистых пироксенитов в четвертичных базальтах влк. Сигурд Западного Шпицбергена представлены шпинелевыми и шпинель-гранатовыми клинопироксенитами, шпинель-гранатовыми вебстеритами и вебстеритами. Гранобластовая структура, содержащая реликты гипидиоморфно-зернистой магматической структуры, смена минеральных ассоциаций и наличие признаков частичного плавления отражают их многоэтапное формирование. Задача исследования состояла в определении последовательности и термодинамических условий смены минеральных ассоциаций, а также в установлении их возраста Re-Os, U-Pb, Sm-Nd и Rb-Sr изотопными методами. Установлено, что первичная ассоциация пироксенитов, включавшая высокоглиноземистые Opx, Cpx и Spl, была преобразована в результате нескольких этапов: (1) замещение Spl→Grt с образованием гранатсодержащих вебстеритов и клинопироксенитов, (2) развитие келифитовых Opx-Spl кайм вокруг зерен Grt, (3) образование Amph, (4) распад твердых растворов в Cpx и Opx, (5) частичное плавление. Сопоставление с опубликованными данными позволяет предполагать, что первичная ассоциация по соотношению Al₂O₃ и MgO близка к Opx + Cpx ± Spl кумулатам, образовавшимся в результате кристаллизации базальтовых расплавов при давлении 1.2 ГПа и степени кристаллизации ~ 15 %, но ниже 2.0 ГПа, когда из расплава кристаллизуются Grt и Cpx, т. е. в нижней коре. Параметры равновесия Grt-Opx ассоциации в пироксенитах равны 1060-1310 °C и 2.2-3.3 ГПа, и на Р-Т диаграмме их точки располагаются ниже кривой фазового перехода Spl→Grt в системе CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂, соответствуя модельной континентальной геотерме с плотностью поверхностного теплового потока 60 мВ/м² и несколько выше. Это свидетельствует о замещении Spl→Grt и образовании гранатсодержащих пироксенитов уже в условиях малоглубинной верхней мантии. Образование Opx-Spl келифитовых кайм вокруг зерен Grt указывает на последующее понижение Т и Р до значений выше кривой фазового перехода Grt→Spl. Оно подтверждается наличием в пироксенах структур распада твердых растворов, возникших при понижении температуры на 100-150 °C. Изотопный состав Re и Os в валовых пробах Spl-Grt вебстеритов, не испытавших частичного плавления, соответствует возрасту 457.0 ± 3.5 млн лет, отражающему время преобразования первичной Cpx-Opx-Spl ассоциации в гранатсодержащую. Близкое значение (488.6 ± 5.9 млн лет) получено U-Pb методом для циркона из Spl-Grt вебстерита также без признаков плавления. Типоморфными признаками автохтонных магматических цирконов обладают кристаллы из Spl-Grt клинопироксенита с явными признаками частичного плавления. Они образуют единый возрастной кластер 310.7 ± 3.3 млн лет, который отражает возраст кристаллизации расплава в пироксенитах. Итак, Spl пироксениты, вероятнее всего, являются Opx + Cpx ± Spl кумулатами - продуктами кристаллизации базальтовых расплавов в условиях нижней коры. Последующее замещение Spl→Grt и образование гранатсодержащих вебстеритов и клинопироксенитов, происходившее уже в условиях малоглубинной верхней мантии, может рассматриваться как показатель деламинации континентальной коры региона в мантию, а полученная Re-Os изохронным методом датировка в 457.0 ± 3.5 млн лет как наиболее вероятная оценка верхней возрастной границы деламинации коры в мантию. Последующий затем подъем литосферы Шпицбергена, проявившийся в образовании Opx-Spl келифитовых кайм вокруг граната, распаде твердых растворов в пироксенах и частичном плавлении, не был, по-видимому, значительно оторван по времени от этапа деламинации и продолжался до 300 млн лет и менее.