Сравнительная
характеристика флюидного режима и состава расплавов ультраосновных щелочных
магм
Соловова
И.П., Гирнис А.В.
ИГЕМ РАН
Перенос вещества из мантии в кору в основном осуществляется мантийными магмами. Поэтому содержания в них флюидных компонентов, а именно Н2О, СО2, Cl, P, S, F, является очень важной проблемой. Принципиальным является вопрос о концентрации Н2О в исходных магмах, ответ на который проливает свет на температурный режим ╚горячих╩ точек. Учитывая эту проблему, было проведено изучение включений в минералах наименее дифференцированных продуктов плюмового щелочного магматизма.
Были
изучены включения в минералах оливиновых мелилититов Мальберга, Германия, и
оливиновых меланефелинитов вулканических комплексов Вультуре, Италия, а также Чукотки.
Высокощелочные породы Мальберга,
Чукотки и Вультуре имеют близкие геохимические характеристики, а также
условия кристаллизации магм и флюидного режима. Они характеризуются высоким
содержанием Са, щелочей, рассеянных элементов и суммой редкоземельных
элементов (до 730 ppm).
Легкие редкоземельные элементы резко преобладают над тяжелыми, и отношение (La/Yb)N достигает 65. Исходные расплавы
Мальберга наиболее обогащены Ba
и Nb (в меньшей
степени Rb,
Sr, Ta, Th), расплавы оливиновых
меланефелинитов Вультуре √
Ba, U, Th (в меньшей степени Nb, Rb, Sr, Ta). Сильное обеднение тяжелыми РЗЭ а
также Y
свидетельствуют о выплавлении первичных магм с сохранением в рестите граната.
Расчеты показали, что первичные расплавы вулканитов Чукотки, Мальберга и
Вультуре выплавлялись при давлениях 2.7-5 ГПа и температурах 1470-1520оС,
причем для пород Чукотки они достигали максимальных значений.
Все изученные вулканиты характеризуются температурами кристаллизации в пределах 1200-1240оС, а также насыщением углекислотой при давлениях не менее 0.5-0.8 ГПа. Это подтверждается обильными высокоплотными флюидными включениями в минералах пород. Концентрация СО2 в кристаллизующихся расплавах составляет 1.0-2.5 мас %. Стекла включений содержат также много Cl (до 0.16 мас.%), F (до 0.6 мас.%), P2О5 (до 1.5 мас.%) и S (до 0.4 мас.%). Ионно-зондовые определения содержаний Н2О в стеклах первичных расплавных включений в наиболее ранних вкрапленниках оливина и клинопироксена варьируют в пределах 0.1-0.25 мас.%. Такое количество могло быть обеспечено сравнительно низкими степенями плавления примитивной мантии, без дополнительного привноса в плавящийся мантийный субстрат. С другой стороны, в источнике наблюдаются явно повышенные, по сравнению с примитивной мантией, концентрации других несовместимых элементов, например, Се, что предполагает обогащенный источник (рисунок). Таким образом, обогащение щелочных магм редкими и рассеянными элементами, в сочетании с низкими концентрациями воды, может служить подтверждением ╚сухости╩ мантийных плюмов.
Концентрации Се и Н2О в стеклах включений во вкрапленниках пород. Звездочка √ данные для примитивной мантии. В наименее дифференцированных расплавах концентрация Н2О близка к примитивной мантии, а Се выше в 70-230 раз.
Работа выполнена при
финансовой поддержке РФФИ.