Тоналит-трондьемитовые интрузивные комплексы Корякско-Камчатского региона (геология, геодинамика)

Возраст офиолитов Ганкуваямской пластины определяется как позднебатский-раннекелловейский на основании находок радиолярий из межподушечной линзы яшмоидов в базальтах [Вишневская и др., 1992]. Плагиограниты слагают пластину, расположенную на контакте габброидов и дайкового комплекса, в верхней части которой наблюдаются фрагменты дайкового комплекса. Присутствуют также дайки диабазов, секущие плагиограниты. Плагиограниты представлены собственно плагиогранитами и в незначительной степени кварцевыми диоритами и тоналитами. Плагиограниты имеют гипидиоморфнозернистую структуру с участками "гранофировой", свидетельствующие об их магматическом происхождении
Плагиограниты характеризуются следующим модальным составом: 30-40% кварца, 40-60% плагиоклаза, 5-15% амфибола. Плагиоклаз идиоморфный, часто зональный, соссюритизированный, по составу олигоклаз-андезин. Из акцессорных минералов присутствуют циркон, апатит, сфен, рудный минерал (магнетит?). Вторичные минералы представлены эпидотом, хлоритом, альбитом и минералами пренит-пумпеллиитового ряда.
Тоналиты и кварцевые диориты представлены тем же набором минералов, но в них снижается количество кварца и увеличивается количество плагиоклаза и количество амфибола, возрастает также основность плагиоклаза.
На диаграмме О'Коннора Ав-Аn-Оr кислые породы Куюльского террейна попадают в группы тоналитов и, главным образом, трондьемитов. Плагиограниты Куюльского террейна (ПКТ) являются низкокалиевыми (0,1-0,8% К₂О) и преимущественно низкоглиноземистыми породами (10-15% AL₂O₃), что характерно для кислых пород всех офиолитовых серий мира. Низкие содержания K₂O позволяют отнести их к группе океанических плагиогранитов. По индексу Шанда они относятся преимущественно к металюминиевым породам. По индексу Пикока ПКТ являются в основном, известковистыми породами. Отмечалось, что такие характеристики обычно свойственны кислым породам "supra-subduction zone" [Pearce et al., 1984].
На графиках распределения РЗЭ, нормированных по хондриту ПКТ имеют характерный и для других офиолитовых гранитов график со слабообогащенной легкой частью спектра РЗЭ, практически горизонтальной тяжелой частью спектра РЗЭ (La_n/Yb_n=0,8-1,37) и четко выраженной отрицательной Eu-аномалией (Eu*/Eu=0,76-0,98). Наиболее близкими к ПКТ по форме и по количественным характеристикам графики распределения РЗЭ имеются у плагиогранитов Позднего интрузивного комплекса Омана, плагиогранитов офиолитового массива Семайл и трондьемитов офиолитового массива Троодос. Кварцевые диориты массива Троодос имеют несколько более низкие содержания РЗЭ как менее дифференцированные породы, чем плагиограниты. Сходство графиков распределения РЗЭ плагиогранитов, диоритовых порфиритов и базальтов из дайкового комплекса указывает на когенетичность всех пород.
Сравнение ПКТ на поликомпонентной диаграмме Дж.Пирса [Pearce et al., 1984] с другими типами гранитов океанических хребтов показывает, что они наиболее близки с гранитами массива Троодос (Кипр), которые отнесены Пирсом подтипу гранитов "supra-subduction zone". Тектоническая позиция низкокалиевых и низкотитанистых, деплетированных в отношении высокозарядных элементов базальтов и андезитов из дайкового и эффузивного комплексов Ганкуваямской офиолитовой пластины также связывается с обстановкой "supra-subduction" [Krylov, Grigoriev, 1992; Крылов и др., 1995; Соколов и др., 1996]. А. Ханчук и И. Панченко [1994] на основании изучения составов шпинелей в перидотитах делают вывод о происхождении магм в обстановке "supra-subduction".
Сравнение ПКТ на поликомпонентной диаграмме Пирса [Pearce et al., 1984] с другими типами гранитов островных дуг показывает, что они сходны гранитов внутриокеанических островных дуг по классификации Дж.Пирса [Pearce et al., 1984], тикими как граниты Позднего интрузивного комплекса Омана и трондьемитами Литл-Порт, Ньюфаундленд. На диаграммах Nb - Y и Rb - Y + Nb [Pearce et al., 1984] ПКТ попадают в группу гранитов океанических хребтов.
В лаборатории абсолютного возраста ГИН РАН, для ПКТ получены отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0,70369-0,70460 и ¹⁸О = +8,3%. Такие изотопные характеристики позволяют предполагать,что родоначальные для ПКТ расплавы имели мантийное происхождение и в их образовании не участвовал древний коровый материал.
Происхождение ПКТ, вероятно, можно связать с фракционной кристаллизицией основной магмы. На это указывает: 1) наличие на вариационных диаграммах Харкера единого тренда для плагиогранитов, кислых-средних пород дайкового комплекса и роговообманкового габбро с кварц-плагиоклазовыми прорастаниями в интерстициях из верхней части габброидного разреза; 2) сходство графиков распределения РЗЭ нормированных по хондриту для плагиогранитов, пород дайкового и лавового комплексов (от основных до кислых). На вариационные диаграммы Харкера нанесены также данные экспериментов по частичному плавлению толеита и оливинового толеита (Helz, 1976) и составы жидкостей с высоким содержанием кремнезема, полученных в экспериментах по несмесимости силикатных расплавов [Dixon, Rutherford, 1979]. Тренды частичного плавления и ликвационные тренды отличаются от тренда ПКТ, поэтому трудно объяснить образование последних в результате этих процессов. Кроме того, в экспериментах [Dixon, Rutherford, 1979] жидкость основного состава, образующаяся в результате несмесимости должна обладать высокими содержаниями железа. В офиолитовом разрезе Ганкуваямской пластины основные породы, габбро из полосчатого комплекса и диабазы дайкового комплекса, имеют меньшие содержания железа. По данным [Watson, 1976] обогащенные SiO₂ жидкости, полученные в результате несмесимости, должны быть в 4-6 раз обогащены РЗЭ по сравнению с основной жидкостью. В плагиогранитах Ганкуваямской пластины такого большого обогащения РЗЭ в ПКТ не наблюдается.
Приведенные данные по плагиогранитам Ганкуваямской пластины показывают:
Появление плагиогранитов в разрезе офиолитов Куюльского массива примерно совпадает по времени с формированием дайкового комплекса. Часть даек попадает в плагиограниты в виде "включений". Имеются также дайки, которые, в свою очередь, секут плагиограниты. Это указывает на совместное образование даек и плагиогранитов в условиях растяжения, подобных существующим в спрединговых центрах;
Происхождение ПКТ, вероятно, связано с процессом фракционной кристаллизации базальтовой магмы в верхней части камеры, на фоне которого мог быть проявлен фильтр-прессинг.
ПКТ имеют смешанные характеристики по различным петро- и геохимическим параметрам. Ряд признаков (низкие содержания К₂О, Rb, Sr; Nb, Y, низкие отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) сближают их с гранитами океанических хребтов. По другим характеристикам ПКТ сходны с гранитами "supra-subduction zone" (граниты офиолитовых массивов Троодос, Семайл) и гранитами энсиматических островных дуг (граниты Позднего Интрузивного комплекса Омана и трондьемиты Литтл-Порт). Таким образом, совокупность данных указывает на формирование плагиогранитов в условиях спрединга над сейсмофокальной зоной. Родоначальные для плагиогранитов базальтовые расплавы образовались из мантии типа MORB при ее интенсивном продуве флюидами.