Петрология и геохимия океанических и альпинотипных шпинелевых перидотитов в связи с проблемой эволюции мантийного вещества

Глава 2. Объекты исследования

Объектами исследования послужили шпинелевые перидотиты, отобранные в пределах СОХ, а также альпинотипные перидотиты из ряда массивов, комплексов и блоков в пределах современных и древних коллизионных зон (Рис.1).

Нормальные сегменты медленно-спрединговых СОХ. Были исследованы шпинелевые перидотиты из зон разломов Атлантис, Хэйс, Вима, Романш, Бонапарта и участка 51^ос.ш. в пределах Срединно-Атлантического хребта; перидотиты из зон разломов Оуэн, Витязь, Вима и участка 5^oс.ш. в пределах Аравийско-Индийского хребта; перидотиты из зоны разлома Шака и участка 28^o ю.ш. Юго-Западно-Индийского хребта; перидотиты из Срединно-Кайманового центра спрединга. Породы представлены шпинелевыми лерцолитами, реже клинопироксен-содержащими шпинелевыми гарцбургитами.

Аномальные сегменты медленно-спрединговых СОХ. Были исследованы шпинелевые перидотиты из Азорского сегмента САХ (зона разлома Океанограф, впадина Пик в восточной Атлантике), а также из аномального сегмента зоны разлома 15^о20'с.ш. САХ. Последний сегмент изучен наиболее детально; аналитические данные получены для 59 местонахождений перидотитов (драг и маршрутов подводных аппаратов). Исследованные перидотиты локализованы как в бортах рифтовой долины САХ южнее и севернее разлома 15^о20'с.ш., так и в обоих бортах трансформного разлома. Породы представлены шпинелевыми гарцбургитами, обычно клинопироксен-содержащими, и шпинелевыми дунитами.

Быстро-спрединговые СОХ. К этой обстановке после исследования отнесены клинопироксен-содержащие шпинелевые гарцбургиты, обнажающиеся на о. Маккуори (юго-запад Тихого океана).

Рис.1. Местонахождения исследованных перидотитов.

Наиболее детально исследованы перидотитовые массивы Восточного Средиземноморья, связанные со структурами Мезозойского океана Тетис. Перидотиты в пределах комплекса Мамония, Кипр, слагают отдельные тектонические блоки и пластины, а также зоны серпентинитовых меланжей. Лерцолиты и гарцбургиты комплекса формируют отдельные блоки, представляющие собой фрагменты литосферы, сформированной в различных геодинамических обстановках (Базылев и др., 1993; Bazylev, 2003). Формирование гарцбургитов связывается с надсубдукционной геодинамической обстановкой, а формирование лерцолитов - с обстановкой начальной стадии спрединга.

Изученные перидотитовые массивы Сербии расположены в пределах Главного офиолитового пояса Динарид. Массив Сьеницкий Озрен сложен шпинелевыми лерцолитами и плагиоклазовыми лерцолитами. Особенности составов минералов шпинелевых лерцолитов характерны для "субконтинентальных" перидотитов. В массиве Бистрица распространены шпинелевые лерцолиты, местами с прожилками гранатовых пироксенитов (Popevi et al., 1993). Породы минералогически близки к аналогичным породам массива Озрен - лерцолитам внутриплитного типа. Шпинелевые перидотиты массива Златибор по составам первичных минералов соответствуют лерцолитам из медленно-спрединговых срединно-океанических хребтов, хотя в породах проявлено нетипичное для океанических перидотитов присутствие акцессорной паргаситовой роговой обманки. Массив Брезовица представляет собой несколько эрозионных останцов от пластины шпинелевых перидотитов, надвинутых на олистостромовый меланж. В пределах массива развиты шпинелевые гарцбургиты, а также дуниты. Для перидотитов предположено формирование над зоной субдукции (Bazylev et al., 2003).

Родопский массив, Болгария, представляет собой докембрийский блок, окруженный двумя ветвями Альпийско-Гималайской коллизионной системы - Балканской на севере и Динарид-Эллинид на юге. Были опробованы и исследованы все наиболее крупные тела перидотитов массива (37 образцов из 12 отдельных тел). Шпинелевые перидотиты ряда гарцбургит-дунит установлены в перидотитовых телах верхнего террейна Родопского массива - Жылтый Чал, Яковица, Добромирцы и Первенец. Формирование гарцбургитов тел Добромирцы и Жылтый Чал связывается с надсубдукционной обстановкой, тогда как образование гарцбургитов тел Яковица и Первенец также могло происходить в обстановке СОХ или задугового центра спрединга (Базылев и др., 1999).

Закавказский массив, Грузия, расположен между зоной Большого Кавказа на севере и офиолитовой зоной Малого Кавказа на юге и представляет собой блок допозднегерцинского фундамента в пределах Мезотетиса. Дзирульский блок является одним из выступов, на котором обнажается фундамент, в составе которого среди прочих пород присутствуют перидотиты - серпентинизированные шпинелевые гарцбургиты, формирование которых, вероятно, происходило в обстановке СОХ или задугового центра спрединга. (Закариадзе и др., 1998).

Комплекс Туаркырского поднятия, Туркмения, представлен досреднепалеозойскими магматическими породами фундамента Туранской плиты, выведенными на поверхность в единичных участках в пределах Туаркырского вала. Отнесение комплекса к офиолитам дискуссионно (Панасенко, 1983). Были исследованы перидотиты из кернов скважин (#534 и 535) на юго-восточном погружении Туаркырского поднятия. Породы представлены серпентинитами без реликтов первичных текстур пород. Первичные шпинелиды отличаются повышенной титанистостью при высокой хромистости, что свойственно кумулятивным перидотитам дунит-ортопироксенитовой серии.

Комплекс мыса Поворотный, Россия, является фрагментом Прибрежного пояса Тайгоноса (Соколов, Бялобжеский, 1996). В составе комплекса преобладают шпинелевые гарцбургиты, более редки шпинелевые лерцолиты, а дуниты, верлиты и оливиновые ортопироксениты представлены лишь отдельными образцами. Все перидотиты комплекса были сформированы в надсубдукционной геодинамической обстановке (Базылев и др., 2001).

Комплекс полуострова Елистратова, Тайгонос, Россия, приурочен к доостроводужному основанию Удско-Мургальской островной дуги (Sokolov et al., 2003). Массив представляет собой несколько сложно деформированных пластин, являющихся фрагментами тектонически расчлененного литосферного блока. В составе массива присутствуют шпинелевые гарцбургиты и кумулятивные перидотиты, сформированные в надсубдукционной обстановке (Sokolov et al., 2003).

Массив г.Длинной, Пенжинский р-н, северо-восток России, представляет собой наиболее крупное из изолированных бескорневых тел ультраосновных пород среди терригенных пород. Предполагается, что формирование массивных перидотитов (шпинелевых гарцбургитов, реже дунитов) и ассоциирующих брекчий и гравелитов ультраосновного состава происходило во фронте предостроводужной части Удско-Мургальской островной дуги в результате внедрения на поверхность и последующего размыва серпентинитовых диапиров (Соколов и др., 2000).

Алучинский массив, Россия, относится к тектонически выведенным на поверхность позднепермским (Сурнин, 1990) образованиям в пределах Южно-Анюйской складчатой зоны, разграничивающей Новосибирско-Чукотскую структуру и Колымский массив. В пределах массива выделены три ассоциации - дунит-гарцбургитовая, пироксенит-габбро-верлитовая и габбровая (Лычагин, 1985). Среди изученных пород массива представлены шпинелевые гарцбургиты.

Массив Чаганузун, Алтай, Россия, относится к венд-раннекембрийским офиолитам и представляет собой перидотитовый блок в составе хаотического комплекса, считающегося остатками субдукционного меланжа (Зоненшайн и др., 1990). Исследованные породы представлены сравнительно свежими клинопироксеновыми шпинелевыми гарцбургитами.

Перидотиты Комплекс о.Гиббса рассматриваются как компонент фундамента недавно активной вулканической дуги Южно-Шетландских островов в составе тектонического коллажа из фрагментов разновозрастных (от средней юры до позднего неогена) островодужных комплексов (Силантьев и др., 1997). Исследованные перидотиты представлены метадунитами и антигоритовыми серпентинитами, развивавшимися по оливиновым ортопироксенитам.

Были исследованы также отдельные представительные образцы шпинелевых перидотитов из ряда массивов Урала и Камчатки, а также желоба Тонга.