References

litosphere

Литосфера

LITHOSPHERE (Russia)

1681-90042500-302X

A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry

10.24930/1681-9004-2018-18-5-692-705

litosphere-248

Research Article

Статьи

Articles

Плюм-зависимый гранит-риолитовый магматизм

The plume-dependent granite-rhyolite magmatism

Пучков

Виктор Николаевич

Puchkov

Viktor N.

puchkv@ufaras.ru

Институт геологии Уфимского федерального исследовательского центра РАН; Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого УрО РАНРоссияInstitute of Geology, Ufimian Federal Research Centre of RAS; A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry Uralian Branch of RASRussian Federation

2018

28102018

05692705

2018

Пучков В.Н.

Puchkov V.N.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/248

Плюм-зависимый магматизм широко распространен, и его существование хорошо обосновано. Его подавляющая по объему часть представлена траппами, базальтами океанических островов (OIB), базальтами океанических плато (OPB), хотя по составу магматические продукты плюмов очень разнообразны. Заметную роль среди прочих играют кремнекислые магматические породы - риолиты и граниты. Различаются два главных типа плюмов. Первый принадлежит Крупным магматическим провинциям (КМП, или LIP) и, как предполагают, зарождается на границе ядра и мантии в пределах структур, называемых суперсвеллами, которые генерируют гигантские короткоживущие конвективные потоки мантии (апвеллинги), вызывающие обильный магматизм на земной поверхности. Второй тип представлен линейными вулканическими цепями, характеризуемыми последовательным изменением возраста (вулканическими цепями с возрастной прогрессией). Их формируют единичные плюмы - тонкие восходящие мантийные потоки, действующие непрерывно в течение более долгих периодов. Показано, что относительный объем кремнекислого магматизма сильно зависит от типа земной коры. Среди трапповых базальтов континентов кремнекислый магматизм обычно присутствует, будучи подчиненным базальтам по объему и принадлежащим бимодальному типу. Однако в некоторых случаях КМП на континентах формируются преимущественно кремнекислыми породами; они получили название на английском языке Silicic LIPS, или SLIPS, перевод может звучать как кремнекислые КМП (ККМП). В океанах КМП являются существенно базальтовыми, без заметного присутствия кремнекислых пород или вообще без них. Вулканические цепи с возрастной прогрессией на континентах редки и, как правило, содержат значительный кремнекислый компонент. В океанах эти цепи чаще всего сложены преимущественно базальтами (типа OIB), хотя в верхних частях вулканов присутствуют более кислые и щелочные дифференциаты, но обычно без риолитов и гранитов, кроме случаев присутствия реликтов континентальной коры или аномально толстой мафической коры. Анализ может привести к мысли о значительной роли плавления континентальной коры в формировании плюм-зависимого риолит-гранитного магматизма. Доказательства присутствия плюм-зависимого магматизма в истории Урала представлены сравнительно недавно. Среди плюмовых эпизодов с заметной (риолит)-гранитной компонентой, в частности, выделяются Машакский, 1380-1385 млн лет, Игонинский, 707-732 млн лет, Маньхамбовский с кембрийскими А-гранитами, ордовикский Кидрясовский, Степнинский габбро-монцонит-гранодиоритовый (пермский) и триасовый Урало-Сибирский суперплюм.

The plume-dependent magmatism is widespread and well justified. The bulk of it is represented by flood basalts, basalts of oceanic islands (OIB), and basalts of oceanic plateaus (OPB), though the whole scope of plume magmatism is very diverse. A noticeable role among them is played also by acid (silicic) magmatic rocks - rhyolites and granites. Two main types of plume magmatism are recognized. The first belongs to Large Igneous Provinces (LIP) and is thought to be born at the Core-Mantle boundary within structures, called superswells, that produce giant, short-living mantle upwellings, resulting in abundant volcanism on the Earth’s surface. The second type is represented by linear volcanic chains characterized by regular age progressions. They are formed by single plumes - thin ascending mantle flows, acting during longer periods of time. It is shown that the abundance of silicic magmatism strongly depends on the type of the earth’s crust. Among flood basalts of continents, silicic magmatism is usually present, subordinate in volume to basalts and belongs to a bimodal type of magmatism. But in some cases LIP in continents are formed predominantly by silicic rocks; they are given the name Silicic LIPS, or SLIPS. In oceans, LIP are fundamentally basaltic with no considerable volume of silicic volcanics, if any. The time-progressive volcanic chains in continents are rare and usually comprise a noticeable silicic component. In oceans, the chains are composed mostly of basalts (OIB type), though in the top parts of volcanoes more acid and alkaline differentiates are present; usually they lack rhyolites and granites, except the cases of a presence of some strips of continental crust or anomalously thick oceanic crust. This review can lead to a thought of an important role of melting of continental crust in formation of plume-dependent rhyolite-granite magmatism. As for the Urals, the proofs for a presence of plume-dependent magmatism in its history were presented only recently. Among the plume episodes, some are characterized by presence of silicic components, in particular: Mashak (1380-1385 Ma), Igonino (707-732 Ma), Man’khambo (mainly Cambrian), Ordovician Kidryasovo, Stepninsky (Permian) and Urals-Siberian (Triassic).

риолитыгранитыплюмыандерплейтингкрупные магматические провинциивулканические цепи с возрастной прогрессиейrhyolitesgranitesplumesunderplatingLIPsSLIPstime-progressive volcanic chains

References1

Арискин А.А. (2017) Магматические формации геодинамических обстановок. Курс лекций [Электронный ресурс]. Лекции 15, 16а, 16б. URL: http://www.planetology.ru/lectures/ariskin/?language=russian (дата обращения: 17.09.2018).

Иванов К.С., Федоров Ю.Н., Ерохин Ю.В., Пономарев В.С. (2016) Геологическое строение фундамента Приуральской части Западно-Сибирского нефтегазоносного мегабассейна. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН; ООО “КогалымНИПИнефть”, 302 с.

Ковалев С.Г., Высоцкий С.И., Ковалев С.С. (2018а) Модель образования магматических пород Шатакского комплекса. Геол. вестн., 1(2). В печати.

Ковалев С.Г., Пучков В.Н., Высоцкий С.И., Ковалев С.С. (2018б). Находки “древних” цирконов в магматических породах Шатакского комплекса (Южный Урал) и их петрогенетические следствия. Докл. АН. В печати.

Козлов В.И., Пучков В.Н., Краснобаев А.А., Нехорошева А.Г., Бушарина С.В. (2011) Аршиний - новый стратон рифея в стратотипических разрезах Южного Урала. Геол. сборник ИГ УНЦ РАН, 9, 3-8.

Краснобаев А.А., Козлов В.И., Пучков В.Н., Бушарина С.В., Сергеева Н.Д., Падерин И.П. (2013а) Цирконовая геохронология машакских вулканитов и проблема возраста границы нижний-средний рифей (Южный Урал). Стратигр. геол. коррел., 21(5), 3-20.

Краснобаев А.А., Козлов В.И., Пучков В.Н., Ларионов А.Н., Нехорошева А.Г., Бережная Н.Г. (2007б) О возрасте Барангуловского габбро-гранитного комплекса Южного Урала. Геол. сборник ИГ УНЦ РАН, 6, 7-16.

Краснобаев А.А., Козлов В.И., Пучков В.Н., Родионов Н.В., Нехорошева А.Г., Кисеева К.Н. (2007а) Ахмеровский гранитный массив - представитель мезопротерозойского интрузивного магматизма на Южном Урале. Докл. АН, 418(2), 241-246.

Краснобаев А.А., Козлов В.И., Пучков В.Н., Сергеева Н.Д., Бушарина С.В. (2012) Новые данные по цирконовой геохронологии аршинских вулканитов (Южный Урал). Литосфера, (4), 127-140.

Kраснобаев А.А., Пучков В.Н., Сергеева Н.Д. (2013б) Цирконология пироксенитов Кирябинского пироксенит-габбрового комплекса (Южный Урал). Докл. АН, 450(2), 204-208.

Kраснобаев А.А., Пучков В.Н., Сергеева Н.Д. (2018) Полихронная цирконология навышских вулканитов айской свиты (Южный Урал). Докл. АН, 478(1), 74-80.

Краснобаев А.А., Пучков В.Н., Сергеева Н.Д., Бушарина С.В. (2017) Минералогия, U-Pb (TIMS, SHRIMP) возраст и редкие земли цирконов гранитов Мазаринского массива (Южный Урал). Геохимия, (6), 497-512.

Кузнецов Н.Б., Соболева А.А., Удоратина О.В., Герцева М.В., Андреичев В.Л., Дорохов Н.С. (2007) Доуральская тектоническая эволюция северо-восточного и восточного обрамления Восточно-Европейской платформы. Ч. 2. Позднедокембрийско-кембрийская коллизия Балтики и Арктиды. Литосфера, (4), 32-45.

Ларин А.М. (2011) Граниты рапакиви и ассоциирующие породы. СПб.: Наука, 402 с.

Мазарович А.О. (2000) Геологическое строение Центральной Атлантики: разломы, вулканические сооружения и деформации океанского дна. М.: Науч. мир, 176 с.

Маслов А.В., Ковалев С.Г., Пучков В.Н., Сергеева Н.Д. (2018) Аршинская серия рифея Южного Урала: к вопросу о геодинамической природе породных ассоциаций. Докл. АН, 480(1), 1-5.

Махлаев Л.В. (1998) От чего зависит минеральный состав гранитов. Соросовский образовательный журнал, (11), 120-125.

Петров Г.А., Маслов А.В., Ронкин Ю.Л. (2005) Допалеозойские магматические комплексы Кваркушско-Каменногорского антиклинория (Средний Урал): новые данные по геохимии и геодинамике. Литосфера, (4), 42-69.

Попов В.С., Богатов В.И., Петрова А.Ю., Беляцкий Б.В. (2003) Возраст и возможные источники гранитов Мурзинско-Адуйского блока, Средний Урал, Rb-Sr и Sm-Nd изотопные данные. Литосфера, (4), 3-18.

Пучков В.Н. (1975) Структурные связи Приполярного Урала и Русской платформы. Л.: Наука, 202 с.

Пучков В.Н. (1979) Батиальные комплексы пассивных окраин геосинклинальных областей. М.: Наука, 260 с.

Пучков В.Н. (2010) Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280 с.

Пучков В.Н. (2016) Взаимосвязь плитотектонических и плюмовых процессов. Геотектоника, (4), 88-104.

Пучков В.Н. (2018а) Взаимоотношения процессов плюм- и плейт-тектоники на Урале. Мат-лы L тектонического совещания. Т. 2. М.: ГЕОС, 124-127.

Пучков В.Н. (2018б) Плюмы - новое слово в геологии Урала. Литосфера, 18(4), 483-499.

Пучков В.Н., Рапопорт М.С., Ферштатер Г.Б., Ананьева Е.М. (1986) Тектонический контроль палеозойского гранитоидного магматизма на восточном склоне Урала. Исследования по петрологии и металлогении Урала. Свердловск: ИГГ УНЦ АН СССР, 85-95.

Салихов Д.Н., Мосейчук В.М., Пучков В.Н. (2013) О возрасте щелочных гранитоидов магнитогорской габбро-гранитной серии. Литосфера, (5), 165-171.

Симаков Г.В. (1972) Интрузивные породы верховьев р. Печоры, Северный Урал. Тр. VII геологической конф. Коми АССР. Сыктывкар:ИЗД, 121-123.

Сначёв А.В., Пучков В.Н., Сначёв В.И., Романовская М.А. (2018) Петрогеохимические особенности и условия кристаллизации монцодиорит-гранитных массивов Пластовской площади (Южный Урал). Вестн. МГУ, Сер. 4: Геология. В печати.

Соболева А.А., Юдович Я.Э., Кетрис М.П., Васильев А.В. (2010) Зеленые сланцы Лемвинской зоны. Вестн. ИГ КНЦ РАН, (1), 14-20.

Тевелев А.В., Кошелева И.А., Фурина М.А., Беляцкий Б.В. (2009) Триасовый магматизм Южного Урала: геохимия, изотопия, геодинамика. Вестн. МГУ. Сер. геол., (2), 29-38.

Ферштатер Г.Б. (2013) Палеозойский интрузивный магматизм Среднего и Южного Урала. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 368 с.

Ходоревская Л.И. (2017) Влияние флюидного режима на плавление пород океанической коры (экспериментальные данные) при 900-1000°С, 5-10 кбар. Граниты и эволюция Земли: мантия и кора в гранитообразовании. Мат-лы III Междунар. геол. конф. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 328-330.

Холоднов В.В., Ферштатер Г.Б., Шагалов Е.С., Шардакова Г.Ю. (2017) Рифейский магматизм и рудообразование, предшествующие раскрытию Уральского палеоокеана (западный склон Южного Урала). Литосфера, 17(2), 5-26.

Шардакова Г.Ю. (2016) Геохимические особенности и изотопный возраст гранитоидов Башкирского мегантиклинория - свидетельства импульсов эндогенной активности в зоне сочленения Уральского орогена с Восточно-Европейской платформой. Геохимия, (7), 607-622.

Шардакова Г.Ю., Савельев В.П., Пужаков Б.А., Петров В.И. (2015) Новые данные о химическом составе и возрасте пород Козлиногорского комплекса. Ежегодник-2014. Тр. ИГГ УрО РАН, 162, 148-154.

Bowden P., Kinnaird J.A. (1984) The petrology and geochemistry of alkaline granites from Nigeria. Phys. Earth Planet. Interiors, 35, 199-211.

Bryan S.E., Ernst R.E., (2008) Revised definition of Large Igneus proviunsces (LIPs) Earth Sci. Rev. 86, 175-200.

Bryan S., Ferrari L. (2013) Large igneous provinces and silicic large igneous provinces: Progress in our understanding over the last 25 years. Geol. Soc. Amer. Bull., 125, 1053-1058.

Ernst R. Large Igneous Provinces. L.: Cambridge University Press, 2014. 653 p.

Ernst R.E., Pease V., Puchkov V.N., Kozlov V.I., Sergeeva N.D., Hamilton M. (2006) Geochemical Characterization of Precambrian magmatic suites of the southeastern margin of the East European Craton, Southern Urals, Russia. Geological Digest. Geol. Institute of the Ufimian scientific centre of RAS, (5), 119-161.

Kinnaird J.A., Nex P.A.M., Milani L. (2016) Tin in Africa. Episodes, 39(2), 361-380.

North Atlantic Igneous Province: Stratigraphy, Tectonic, Volcanic and Magmatic Processes (2002). (Eds D.W. Jolley, B.R. Bell). Geol. Society, London, Special Publ., 197, 1-13.

Puchkov V. (2002) Paleozoic evolution of the East European continental margin involved into the Urals. Mountain Building in the Uralides: Pangea to the Present (Eds D. Brown, C. Juhlin, V. Puchkov). AGU Geophys. Monograph Ser., 132, 9-32.

Puchkov V.N., Bogdanova S.V., Ernst R., Kozlov V.I., Krasnobaev A.A., Söderlund U., Wingate M.T.D., Postnikov F.V., Sergeeva N.D. (2013) The ca. 1380 Ma Mashak igneous event of the Southern Urals. Lithos, 174, 109-124.

Puchkov V.N., Ernst R.E., Hamilton M.A., Söderlund U., Sergeeva N. (2016) A Devonian >2000 km long dolerite swarm belt and associated basalts along the Urals-Novozemelian fold-belt: part of an East-European (Baltica) LIP tracing the Tuzo Superswell. GFF J., 138(1), 6-16.

Puchkov V.N., Krasnobaev A.A., Sergeeva N.D., Busharina S.V., Shokalsky S.P. (2017) Zircons, Age, and Geological Setting of Rhyodacite-Porphyry from the Bagrusha Complex (South Urals). Earth Sci., 477(1), 1295-1300.

Rohde J.K., Bogaard P. van den, Hoernle K., Hauff F., Werner R. (2013) Evidence for an age progression along the Tristan-Gough volcanic track from new 40Ar/39Ar ages on phenocryst phases. Tectonophysics, 604, 60-71.

Ronkin Yu.L. (2017) Isotope geology of rapakiwi granites and related rocks of the Southern Urals: Rb-Sr, Sm-Nd, Lu-Hf AND U-Pb constraints. Granites and the Earth’s Evolution: the Mantle and the Сrust in Granite Origin. Proc. 3rd Int. geol. conf. Ekaterinburg IGG UB RAS Publ., 239-241.

Shardakova G.Yu. (2017) Vendian-Сambrian granitoids of the western slope of the Urals: features of the composition, geodynamic settings, sources, problems. Granites and the Earth’s Evolution: the Mantle and the Сrust in Granite Origin. Proc. of the 3rd Int. geol. conf. Ekaterinburg IGG UB RAS Publ., 341-343.

Smith R.B., Jordan M., Steinberger B., Puskas C.M. Farrel J., Waite G.P., Husen S., Wulung Chang, O’Conner R. (2009) Geodynamics of the Yellowstone hotspot and mantle plume: seismic and GPS imaging, kinematics, and mantle flow. J. Volcanol. Geotherm. Res., 188, 26-56.

Shuyskiy A.S., Udoratina O.V., Meng Fancong, Geng Jianzhen (2017) Riftogenic A-type granites of the Polar Urals: new data problems. Granites and the Earth’s Evolution: the Mantle and the Сrust in Granite Origin. Proc. 3rd Int. geol. conf. Ekaterinburg, 361-363.

Tevelev Al.V., Kosheleva I.A., Khotylev A.O., Prudnikov I.A., Tevelev Ark.V. (2015) The Data on the Composition and Age of the Kozlinogorsk Gabbro-Alkaline Granite Complex on the Western Slope of the Southern Urals. Moscow University Geol. Bull., 70(4), 338-349.

Udoratina O.V., Andreichev V.L., Kapitanova V.A., Coble M.A., Geng J.Z. (2017) Granites of Mankhambo and Ilyaiz massifs and rare metal rocks of Mankhambo massif (Northern Urals). Granites and the Earth’s Evolution: the Mantle and the Сrust in Granite Origin. Proc. 3rd Int. geol. conf. Ekaterinburg, 300-303.

Vernikovski V.A., Pease V.I., Vernikovskaya A.E., Romanov A.P., Travin A.V. (2003) First report of Early Triassic A-type granite and syenite intrusions from Taymyr: product of the northern Eurasian superplume. Lithos, 66, 23-36.

Yarmolyuk V.V., Kuzmin M.I., Ernst R.E. (2014) Intraplate geodynamics and magmatism in the evolution of the Central Asian Orogenic Belt. J. Asian Earth Sci., 93, 158-179.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.