Магматизм океанов

Лекция №8. Внутриплитный магматизм. Строение океанических плит. Типы магматических серий.

Muller, R.D., Royer, J.-Y., and Lawver, L.A., 1993, Revised plate motions relative to the hotspots from combined Atlantic and Indian Ocean hotspot tracks, Geology, vol. 21, pp. 275-278.

по [Crough, 1983] нанесены 41 горячие точки и траектории их движения.

Образование цепочек вулканов

Hotspot tracks are mapped across the Indian Ocean by a computer model that incorporates known tectonic plate motions and assumes hotspot immobility. The tracks match observed volcanic ridges, seamounts and islands remarkably well. Radiometrically-determined ages (numbers in m.y.) of ODP samples and terrestrial rocks also fit with model-predicted ages (ticks at 10 m.y. increments). Enormous accumulations of flood basalts at the northern ends of the Reunion and Kerguelen tracks, and the southern Kerguelen plateau (stippled areas) were erupted when mantle plume activity initiated. References: Duncan, R.A. and M.A. Richards, Hotspots, mantle plumes, flood basalts and true polar wander, Reviews of Geophysics, 29, 31-50, 1991. Richards, M.A., R.A. Duncan, and V.E. Courtillot, Flood basalts and hotspot tracks: Plume heads and tails, Science, 246, 103-107, 1989.

Типы магматических серий океанических островов

• Толеитовые серии (источник типа OIT - ocean island tholeites) очень похожи на MORB, с небольшими минералогическими и химическими отличиями, объясняемыми большей мощностью земной коры под океаническими островами. Породы этих серий преобладают на океанических островах.
• Щелочные серии (источник типа OIA - ocean island alkaline) делятся на 2 принципиально различных типа - недосыщенные кремнеземом (более распространены) и насыщенные кремнеземом (редки). Также щелочные серии делятся на натровые и калиевые по отношению Na/4 и K.

Обычно магматизм в горячих точках начинается с щелочных пород, затем следует стадия интенсивного вулканизма - обычно толеитовый.

далее вулканизм может развиваться по

• Гавайскому сценарию - периодическое извержение щелочных магм, с увеличивающейся долей фракционировавших расплавов и на завершающей стадии появление высокощелочных, недосыщенных кремнеземом расплавов (нефелинитов, базанитов и др.)
• Исландскому сценарию (он не прослежен до конца) - увеличение доли фракционировавших расплавов.

Оличия от MORB

• Все породы океанических островов обогащены LILE (K, Rb, Cs, Ba, Pb²⁺, Sr)
• K/Ba отношение в первичных магмах  N-MORB > 100, в E-MORB около 30, в OIT -25-40 и в OIA < 20.
• породы океанических островов обогащены HFSE (Th, U, Ce, Zr, Hf, Nb, Ta, Ti)
• Zr/Nb в N-MORB > 30, в OIB < 10.

по Wilson, 1989 La/Yb, которое показывает угол наклона спектра в щелочных недосыщенных кремнеземом магмах > 30 в OIA  около 12 в OIT около 4

OIT близки по распределению редких элементов к E-MORB.

Winter, 2001

Изотопы

Мантийные источники, выделяемые по изотопным данным:

• DM - деплетированная мантия
• PREMA - преобладающая мантия
• HIMU - мантия с высоким мю
• EM1 - обогащенная мантия 1 имеет относительно низкое, близкое к первичному 87Sr/86Sr (0.704-0.706)
• EM2 - имеет 87Sr/86Sr около 0.720, что выше, чем у любого другого источника

мю = 238U/204Pb показывает обогащение ураном.

HIMU имеют очень высокие 206Pb/204Pb , что говорит о высоком U в источнике и большом возрасте этого источника (чтобы успел образоваться 206Pb). Этот возраст оценивается в > 1 млрд. лет.

по Wilson,1989

DUPAL=Dupre&Allegre,1983 - породы сильно обогащенные EM.

По этой модели [Winter,2001] HIMU и EM попадают в мантицные источники из континентальной коры.

к списку лекций
на сайт "Все о геологии"