Главная » 2014 » Сентябрь » 24 » Скачать Геохимия магматизма вулкана Безымянный: признаки мантийного источника и условия фракционирования исходной магмы. Альмеев, бесплатно
11:55 PM
Скачать Геохимия магматизма вулкана Безымянный: признаки мантийного источника и условия фракционирования исходной магмы. Альмеев, бесплатно
Геохимия магматизма вулкана Безымянный: признаки мантийного источника и условия фракционирования исходной магмы
Диссертация
Автор: Альмеев, Ренат Рашитович
Название: Геохимия магматизма вулкана Безымянный: признаки мантийного источника и условия фракционирования исходной магмы
Справка: Альмеев, Ренат Рашитович. Геохимия магматизма вулкана Безымянный: признаки мантийного источника и условия фракционирования исходной магмы : диссертация кандидата геолого-минералогических наук : 25.00.09 Москва, 2005 274 c. : 61 06-4/64
Объем: 274 стр.
Информация: Москва, 2005
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
1 ИЗОТОПНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСНОВНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ ЗЕМНОЙ
КОРЫ И МАНТИИ
Кислород
Водород Природные воды и взаимодействие вода-породаюююю
Углерод
Стронций и неодим
Изверженные породы, контаминированные веществом земной коры
2 ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ ОСТРОВНЫХ ДУГ И АКТИВНЫХ КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ ОКРАИН
21 Геохимия изотопов в вулканических породах Тихоокеанского вулканического пояса
22 Плейстоценовые вулканические породы Курило-Камчатской дуги
23 Породы активных гидротермальных систем Камчатки
24 Доплиоценовые щелочные базальты и карбонатиты
Восточной Камчатки
25 Силурийские островодужные эффузивы Тагильского прогиба
3 ЩЕЛОЧНЫЕ ПОРОДЫ И КАРБОНАТИТЫ КОНТИНЕНТОВ
31 Геохимия изотопов в щелочных породах и карбонатитах
32 Маймеча-Котуйская провинция ультраосновных-щелочных пород и карбонатитов
33 Массив Томтор
34 Мелилитовые породы Патынского массива
35 Щелочно-габброидные интрузии южного обрамления
Сибирской платформы
36Ультра-калиевые интузии Байкало-Становой рифтовой зоны
37 Хибины и Ловозеро
38 Щелочные базальтоиды и трахитыУдоканского хребта
Введение:
Актуальность проблемы. Проблема контаминации мантийных магм веществом земной коры имеет длительную историю. В начале прошедшего века вовлечение осадочных пород и продуктов их дегидратации в процессы магмогенерации рассматривалась как одна из важнейших причин разнообразия изверженных пород. В дальнейшем эта идея на некоторое время потеряла привлекательность и стала интенсивно разрабатываться вновь лишь в семидесятые годы под влиянием изотопных данных, неопровержимо доказывающих участие корового вещества в формировании магм не только на континентах и зонах перехода океан-конгинент, но и в чисто океанических обстановках. С развитием новой глобальной тектоники, наряду с собственно «коровой» контаминацией - взаимодействием магм с вмещающими породами в магматических камерах и подводящих каналах, важнейшее значение приобрела гипотеза «мантийной» контаминации, которая связывается с субдукцией пород океанической коры в мантию в зонах конвергенции литосферных плит.
На Земле, однако, не существует объектов, которые позволяли бы изучать процессы, происходящие в мантии в чистом виде. Даже примитивная океаническая кора заключает в себе мощные гидротермальные системы поверхностного питания и тела гидротермально-преобразованных пород, в результате взаимодействия с которыми исходные изотопные характеристики мантийных магм могут быть в той или иной степени модифицированы. Вероятность такой модификации резко увеличивается в зонах перехода океан - континент и на континентах, где магмы, поднимаясь к поверхности, проходят не менее 30-40 км сквозь резко контрастные по отношению к ним толщи. Пренебрежение этим обстоятельством мешает не только правильной оценке истинных масштабов первичной мантийной гетерогенности и «мантийной» контаминации, но и реконструкции путей дифференциации магмы в промежуточных очагах. В прямой зависимости от определения условий взаимодействия мантийного и корового материала складываются, таким образом, как общие представления об источниках магм, так и конкретные модели формирования вулканических центров, интрузий и связанных с ними рудных месторождений.
Цель исследований заключалась в том, чтобы оценить влияние контаминации на различные изотопные системы изверженных пород мантийного происхождения.
Исходя из цели работы, были поставлены следующие основные задачи: 1. Сформулировать критерии, с помощью которых участие вещества земной коры может быть выявлено в магматических породах мантийного происхождения и намечены пути к разграничению собственно "коровой" контаминации, происходящей в магматических камерах и подводящих каналах и "мантийной" контаминацией, обусловленной субАукционными процессами. 2. Провести изотопные исследования типовых объектов и получить представительный аналитический материал, охватывающий собственно магматические породы, продукты их постматических преобразований и вмещающие породы. 3. Установив наличие коровой контаминации, выявить основные механизмы, посредством которых вещество земной коры вовлекается в процессы генерации магм и постмагматические преобразования изверженных пород.
Научная новизна и теоретическая значимость. Диссертация представляет первое монографическое обобщение проблем, связанных с коровой контаминацией мантийных магм. В научный оборот впервые введен обширный материал по изотопному составу кислорода, водорода, углерода, серы и стронция в большой группе вулканов Курило-Камчатской дуги и крупных щелочных массивов Северной Евразии. Доказано, что, поднимаясь к поверхности, мантийные магмы активно взаимодействуют с породами и флюидами земной коры; большой разброс изотопных отношений кислорода, водорода, углерода, серы и стронция в известково-щелочных и щелочных породах, а также карбонатитах, в основном обусловлен коровой контаминацией и постмагматическими изменениями, а не гетерогенностью мантии.
Фактический материал и методы исследований. Рассмотренные в работе объекты разбиваются на две группы: 1) вулканические породы зон перехода океан-континент и 2) щелочные породы и карбонатиты континентов. Основное место в первой группе занимают данные по плейстоценовыми вулканическим породам Курило-Камчатской дуги; наряду с ними она включает результаты изучения пород, вмещающих активные гидротермальные системы Восточной Камчатки (Мутновскую и кальдеры Узон), доплейстоценовых щелочных базальтов и карбонатитов Восточной Камчатки, а также силурийских островодужных эффузивов Тагильского прогиба на Урале.
Вторая группа объединяет различные типы щелочных пород и карбонатитов Северной Евразии: Маймеча-Котуйской провинции щелочных-ультраосновных пород массива Томтор на севере Сибирской платформы; мелилит - нефелиновых пород, приуроченных к экзоконтактной зоне крупного габброидного Патынского массива в Горной Шории; щелочно-габброидных интрузий севера Кузнецкого Алатау, Витимской и Северо-Монгольской магматических провинций; Сыннырского, Южно-Сакунского и
Мурунского К-щелочных массивов Байкальской рифтовой зоны; Хибинского и Ловозерского нефелин-сиенитовых массивов, плейстоценовых щелочных базальтоидов и трахитов Удоканского хребта, входящего в систему Станового нагорья.
В большинстве названных выше объектов исследовались различные изотопные системы (О, Н, Sr, С, S), каждая из которых освещает различные аспекты домагматической, магматической и постмагматической истории изверженных пород. Центральное место в работе занимают данные по изотопному составу кислорода -наиболее распространенного на Земле элемента, который содержится примерно в равных количествах во всех горных породах. Круг проблем, который может быть решен с помощью изотопно-кислородных данных, чрезвычайно широк: температуры образования пород и степень нарушения термодинамического равновесия между сосуществующими минералами; источники магм, условия и степень их контаминированности; роль коровых флюидов в постмагматических процессах и др. Большое внимание уделено геохимии изотопов стронция и стронций-кислородной изотопной систематике, которая рассматривается как наиболее достоверный индикатор процесов взаимодействия различных природных резервуаров. Изотопный состав водорода исследовался для выявления источников воды, участвующей в магматических и постмагматических процессах. Там, где это представлялось возможным и целесообразным проводилось изучение изотопного состава углерода и серы, также дающих важную информацию о происхождении летучих компонентов.
Личный авторский вклад в работу: 1) разработка критериев коровой контаминации мантийных магм; 2) полевые работы и опробование изверженных пород на Камчатке, Курильских островах и щелочных массивах Средней и Западной Сибири; 3) разработка и освоение аналитических методик определения изотопного состава кислорода, водорода, углерода и серы в горных породах; 4) проведение изотопных анализов; 5) интерпретация изотопных данных.
Практическое значение. В диссертации обсуждается генезис щелочных пород, являющихся важным источником алюминиевого (уртиты) и калий-алюминиевого (сынныриты) сырья, а также карбонатитов и продуктов их гидротермальной переработки, с которыми связаны промышленные месторождения редких элементов. Значительное внимание в диссертации уделено гидромагматическим процессам, которые нередко сопровождаются катастрофическими вулканическими извержениями.
Основные защищаемые положения. 1. Основным источником магматической воды в пределах Курило-Камчатской дуги и других зонах перехода океан-континент являются гидратированные океанические базальты и осадочные породы, погруженные в мантию в результате субдукционных процессов. Наиболее отчетливо коровая контаминация мантийных источников островодужных магм проявляется в изотопном составе водорода; ее влияние на изотопный состав кислорода и стронция незначительно.
2. Разброс изотопных отношений кислорода, стронция и водорода в неизмененных вулканических породах по простиранию Курило-Камчатской дуги, а также в пределах отдельных вулканов и вулканических групп, обусловлен взаимодействием магм с вмещающими породами в промежуточных очагах и подводящих каналах. Наряду с ассимиляцией твердых пород, важную роль в коровой контаминации играет прямое проникновение подземных вод в магму, которая может сопровождаться мощными фреато-магматическими извержениями.
3. Доминирующим источником щелочных пород и карбонатитов различных магматических провинций Северной Евразии была деплетированная мантия. Широкие вариации изотопного состава О, Н, Sr, S и С в изученных щелочных и щелочно-карбонатитовых сериях являются результатом активного взаимодействия расплавов с вмещающими породами и постмагматических изменений.
4. Контаминация магм, прорывающих мощные метаморфические и осадочные толщи континентов, в большинстве случаев носит селективный характер и не может рассматриваться как простая ассимиляция вмещающих пород. Важная роль в этом процессе принадлежала флюидам корового происхождения, изотопный и химический состав которых определялся взаимодействием как с вмещающими осадочными и метаморфическими породами, так и с породами слагающими интрузии.
5. Высоконцентрированные рассолы играли важную роль в постмагматических процессах, сопровождавших внедрение мантийных магм в осадочный чехол Сибирской платформы. С их деятельностью связано формирование уникальных фосфатно-редкометальных и железных руд Гомторского массива.
Апробация работы и публикации: Результаты исследований докладывались на IX, X, XI, XII, XIII и XV Всесоюзных симпозиумах по геохимии изотопов; всесоюзных семинарах «методы изотопной геологии в 1986 и 1991 гг; советско-японском симпозиуме по изотопной геологии (Иркутск, 1987 г); 6-ой международной Гольдшмидтовской конференции (Гейдельберг, Германия, 1996 г); генеральной ассамблее IAVCEI (Пуэрто Ваярта,
Мексика, 1997 г; 10-й международной конференции по геохронологии, космохимии и изотопной геохимии (Пекин, Китай, 1998 г. Основные материалы и положения диссертации изложены в 55 статьях, 20 тезисах докладов и одной монографии.
Структура и объем диссертации. Работа, общим объемом 344 маш. стр. (включая 87 рисунков и 51 таблицу), состоит из введения, трех больших разделов - частей, которые подразделяются на отдельные главы, заключения и списка литературы (498 наименований на русском и английском языках).
