Геохимия субщелочных базальтов Волынско-Брестской трапповой провинции: позднедокембрийские крупные магматические провинции Восточно-Европейского кратона

Носова А.А*., Кузьменкова О.Ф**., Веретенников Н.В**., Козлов В.И***.,

Горожанин В.М***.

*ИГЕМ РАН, **ИГГ НАН, ***ИГ УНЦ РАН

Крупные фанерозойские магматические провинции, связанные с расколом континентов (Парана-Этендека, Карру-Феррар, Эфиопия-Йемен и др.) характеризуются присутствием нескольких геохимических типов базальтов. Их зональное пространственное и временное распределение в пределах провинции отражает особенности вещественно-термального взаимодействия континентальной литосферы, астеносферы и плюма. Геохимические и изотопные характеристики базальтов определяюся особенностями мантийных источников, возникающих при указанном взаимодействии. Изучение древних трапповых провинций и их сопоставление с фанерозойскими аналогами позволяет выявить эволюцию плюм-литосферного взаимодействия.

На Восточно-Европейском кратоне в позднем докембрии крупные магматические провинции образовались в Волго-Уральской области в раннем, среднем рифее и позднем рифее-венде, а на западе кратона в венде сформировалась крупная Волынско-Брестская провинция. Hа основе новых оригинальных данных рассмотрены геохимические и изотопные особенности базальтов этой трапповой провинции и приводится их сравнение с базальтами мезопротерозойских ареалов внутриплитного магматизма кратона.

Волынско-Брестская провинция образовалась в вендское время, около550 млн. лет назад, на западной окраине (в современных координатах) континента Балтики. Ее формирование связывают с поздним этапом распада суперконтинента Родинии и раскрытием океана Япетус. Лавовые покровы и силлы распространены на территории около 140 тыс. кв.км главным образом в пределах ЮЗ Беларуси, ЮВ Польши, СВ Украины. Характер проявлений и состав магматических образований отчетливо различаются в северной √ Брестской и южной √ Волынской частях провинции. Северная часть представляет обширное субизометричное лавовое плато, распространенное в пределах Брестско-Подлясской впадины; южная часть провинции √ это вытянутая в ЮЮВ направлении вдоль западного склона Украинского шита  линейная зона развития эффузивов и силлов. Магматизм Волынской части провинции представлен базальтовыми составами; в Брестской части присутствуют кислые эффузивы, залегающие в средней части разреза, между нижней и верхней базальтовыми толщами.

Волынская зона √ область преимущественного развития высокотитанистых толеитов (HT1, TiO₂ 2,6-3,1%), а также еще более титанистых базальтов-трахибазальтов (HT2, TiO₂ 3,2-3,9%) в силлах и нижних частях эффузивных разрезов. В Брестской части провинции базальты представлены низкотитанистыми трахибазальтами (LT1, TiO₂ 1,4-1,7%) и низко-умереннотитанистыми оливиновыми базальтами - гавайитами (LT2, TiO₂ 1,1-2,1%) в нижней части разреза и умереннотитанистыми толеитами (MT, TiO₂ 2,4-2,8%) в верхней.

Спайдер-диаграммы трахибазальтов Волыни и Брестской впадины демонстрируют общую близость их геохимических характеристик к OIB. Однако ряд особенностей свидетельствуют о значительных различиях их петрогенезиса. Существенные различия в распределении РЗЭ указывают, что для трахибазальтов Волыни, характеризующихся сильно фракционированным спектром тяжелых РЗЭ, низкими Lu/Hf и высокими Ti/Y отношениями, вероятно присутствие граната в качестве реститовой фазы в мантийном источнике. Для трахибазальтов Брестской впадины, в которых относительно низкие Ti/Y и высокие Lu/Hf отношения, эта фаза в качестве реститовой маловероятна. Характер фракционирования РЗЭ, отрицательные аномалии U, Th, Rb на спайдер-диаграммах для этих пород свидетельствуют, что главной фазой, контролировавшей геохимию их расплавов, был амфибол. На основании анализа геохимических данных можно предполагать, что источником первичных расплавов трахибазальтов Волыни являлись гранатовые перидотиты, а трахибазальтов Брестской впадины √ метасоматизированные амфиболсодержащие шпинелевые перидотиты. Изотопные данные для трахибазальтов Брестской впадины εNd₍₅₅₀₎ (-8,2; -8,9) и εSr₍₅₅₀₎=+35; +95 и проведенные модельные расчеты показывают, что субщелочные базальты могли выплавляться из мантийного источника типа DMM, модифицированного в небольшой степени веществом из источника типа EM1 (т.е. метасоматизированной амфибол-содержащей мантии), и в этом случае представляют продукт ее 1-3% плавления.

Сравнение базальтов Волынско-Брестской провинции с внутриплитными базальтами востока кратона показывает значительные отличия от ╚архаичного╩ бонинитоподобного магматизма Волго-Уральской области в раннем рифее, но сопоставимость с континентальными базитами позднего мезопротерозоя и неопротерозоя, которые геохимически близки к фанерозойским трапповым областям.