Петрохимия позднеордовикских - раннедевонских базальтоидов южной части тагильской зоны среднего урала.
(по данным Уральской сверхглубокой скважины и околоскважинного пространства)

Заключение

Изучение базальтоидов позднего ордовика - раннего девона южной части Тагильской зоны позволяет сделать следующие выводы:

1. Базальтоидный вулканизм развивался в целом от однородного толеитового к дифференцированному известково-щелочному и, затем, к шошонитовому - в последовательности, характерной для современных островных дуг. Базальтоиды входят в состав вулканических ассоциаций двух формационных рядов: позднего ордовика - раннего силура и силура - раннего девона. В (O₃-S₁) вулканизм развивался от толеитового (базальтового) к известково-щелочному (базальт - плагиодацит - плагиориолитовая, андезибазальт - андезит - плагиодацитовая ассоциации). В (S_1-2-D₁) вулканизм развивался от известково-щелочного (высокомагнезиальная базальт - андезибазальт - андезит - плагиориодацитовая ассоциация, базальт - андезибазальтовая ассоциация) к шошонитовому (шошонит - латитовая ассоциация) с небольшой долей пород толеитового (базальт-андезибазальтовая ассоциация) и переходного к субщелочному (K-Na) типа (базальтовая).

2. Базальтоиды обладают геохимическими чертами базальтов островодужных обстановок, они деплетированы ВЗЭ (Nb, Ta, Zr, Hf, Ti, Y) и обогащены КИЛЭ (K, Rb, Ba, Pb) относительно N-MORB, характеризуются низкими относительно хондрита содержаниями ТРЗЭ и высокими ЛРЗЭ. Обогащение КИЛЭ/ВЗЭ и ЛРЗЭ/ТРЗЭ возрастает от толеитовых разностей к известково-щелочным и к субщелочным.

3. Геохимические особенности базальтоидов объясняются формированием их расплавов из мантийного источника в присутствии водных флюидов, о чем свидетельствует характер отношений между элементами-примесями. Наблюдаемая в них прямая зависимость между Nb/Ta и Zr/Hf, Th/Yb, La/Yb не характерна для базальтов СОХ и континентальных рифтов, но типична для базальтов островных дуг. Низкие значения указанных отношений объясняются предшествующим плавлению взаимодействием мантийного субстрата с водным флюидом, равновесным с эклогитовой рутил-содержащей ассоциацией, высокие значения указывают на снижение в составе метаморфизующего компонента водного флюида и возрастание доли расплава.

4. Флюиды, поступавшие в мантийный источник, имели субдукционную природу. Базальтоиды Тагильской структуры, как и базальты островных дуг, почти на порядок обогащены КИЛЭ/ВЗЭ и ЛРЗЭ/ТРЗЭ (Sr/Nb, Ba/Nb, Pb/Y, La/Yb и др.) относительно базальтов СОХ и континентальных рифтов, характеризуются высоким <островодужным> Th/Ta отношением.

5. Петрохимическая зональность базальтоидов Тагильской структуры сопоставима с зональностью современных островных дуг. На западе структуры одновозрастные базальтоиды формировались из более дифференцированных расплавов и больше обогащены легкоподвижными элементами, поступавшими в мантийный источник с водными флюидами. На востоке структуры возрастала глубина плавления базальтоидов (S₁). В соответствии с зональностью на вулканическом фронте современных островных дуг (например, Курильской), западную часть структуры (в современных координатах) можно идентифицировать как фронтальную, а восточную как тыловую зоны вулканического фронта древней дуги.

6. Поперечная латеральная зональность в Тагильской структуре с запада на восток проявляется в смене вулканитов толеитовой серии известково-щелочными и субщелочными калиевыми; в увеличении общей щелочности, содержания КИЛЭ, РЗЭ, ВЗЭ в базальтоидах ранних (O₃-S₁) и поздних (S_1-2-D₁) вулканических ассоциаций; в изменении состава субстрата от деплетированного к обогащенному за счет метасоматического обогащения субдукционным компонентом, в составе которого снижалась доля водного флюида и возрастала доля расплава. Аналогичные изменения в базальтах островных дуг объясняются возрастанием глубины очага и снижением степени плавления с удалением от фронта.

7. Геохимические особенности и изотопный состав Sr и Nd раннепалеозойских базальтоидов Тагильской структуры свидетельствуют об участии в их генезисе деплетированной, метасоматизированной мантии и коры океанического типа, участие древней континентальной коры в их формировании не фиксируется. Все это указывает на то, что раннепалеозойские базальтоиды сформировались в островодужной обстановке.