ПЕТРОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СРЕДНЕДЕВОНСКО-РАННЕКАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОСТРОВОДУЖНЫХ И КОЛЛИЗИОННЫХ ВУЛКАНИТОВ МАГНИТОГОРСКОЙ ЗОНЫ В ГЕОДИНАМИЧЕСКОМ КОНТЕКСТЕ
Аннотация
Проведен анализ особенностей распределения редких и редкоземельных элементов в базальтах, в меньшей мере в средних и кислых вулканитах среднедевонско-нижнекаменноугольной части Магнитогорской зоны (Южный Урал) с целью их геодинамической интерпретации. Вулканические комплексы Магнитогорской зоны (D2е -D3f-fm) сформировались под влиянием зоны субдукции восточного падения и принадлежат энсиматической островной дуге, которая прошла эволюцию от начальных стадий до зрелости, сопровождалась внутридуговым спредингом (D2e) и завершила своё существование в верхнем девоне-раннем карбоне. На завершающей стадии произошло заклинивание субдуцируемой литосферной пластины (слэба) и эксгумация еe лeгкой части (D3), разрыв слэба (С1) и перескок зоны субдукции на восток в пределы современного Тургая. Хорошая сохранность и слабая деформация разреза Магнитогорского палеовулканического пояса, а также наличие количественных геохимических материалов позволили на основании их анализа провести геодинамические реконструкции, уточняющие последовательность и некоторые детали субдукционного процесса, а также характер отражения его в поверхностных вулканических структурах. Процесс субдукции сопровождается закономерной сменой во времени химизма и петрографических типов продуктов базальтоидного вулканизма, большая часть которых является выплавками деплетированного мантийного клина. В порфиритовых островодужных комплексах заметное влияние приобретают процессы кристаллизационной дифференциации. Однако лишь в раннекаменноугольное время появляются высокотитанистые субщелочные базальты, в геохимических особенностях которых не обнаруживается влияния субдуцирующей плиты, что позволяет предполагать разрыв слэба и приостановку процесса субдукции в Магнитогорской зоне.
Ключевые слова
петрология
,
геохимия
,
субдукция
,
островные дуги
,
вулканические комплексы
,
геодинамика
,
Южный Урал
551.21+552.11
Об авторах
Александр Михайлович Косарев
Институт геологии Уфимского научного центра
Россия
Россия
Виктор Николаевич Пучков
Институт геологии Уфимского научного центра
Россия
Россия
Игорь Борисович Серавкин
Институт геологии Уфимского научного центра
Россия
Россия
Список литературы
1. Альмухамедов А.И., Медведев А.Я. К геохимии инициальных стадий базальтового вулканизма // Геохимия вулканитов различных геодинамических обстановок. Новосибирск: Наука, 1986. С. 49-69.
2. Артюшкова О.В., Маслов В.А. Палеонтологическое обоснование стратиграфического расчленения дофаменских вулканогенных комплексов Верхнеуральского и Магнитогорского районов. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 1998. 156 с.
3. Балашов Ю.А. Геохимия редкоземельных элементов. М.: Наука, 1976. 267 с.
4. Бобохов А.С., Горожанин В.М., Кузьмин С.А. Стронциево-изотопные данные для кислых вулканитов Магнитогорского мегасинклинория Южного Урала. Уфа: БНЦ УрО АН СССР, 1989. 24 с.
5. Богатиков О.А., Цветков А.А. Магматическая эволюция островных дуг. М.: Наука, 1988. 248 с.
6. Вулканизм Южного Урала / И.Б. Серавкин, А.М. Косарев, Д.Н. Салихов и др. М.: Наука, 1992. 197 с.
7. Горожанин В.М. Роль контаминации в происхождении кислых вулканитов Магнитогорского мегасинклинория // Микроэлементы в магматических, метаморфических и рудных формациях Урала. Уфа: БНЦ УрО АН СССР, 1991. С. 32-39.
8. Горожанина Е.Н., Кузьмин С.А. Редкоземельные элементы в базальтах островодужных комплексов Магнитогорского мегасинклинория // Микроэлементы в магматических, метаморфических и рудных формациях Урала. Уфа: БФАН СССР, 1987. С. 10-23.
9. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Глубинная геодинамика. Новосибирск: Филиал ГЕО, 2001. 409 с.
10. Дриль С.И., Елизарова М.В. Геохимическая типизация и источники вещества метабазитов офиолитов западного сектора Монголо-Охотского складчатого пояса // Вулканизм и геодинамика: Мат-лы II Всерос. симп. по вулканологии и палеовулканологии. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2003. С. 367-370.
11. Знаменский С.Е., Косарев А.М., Серавкин И.Б., Минибаева К.Р. Фациальная зональность эйфельских отложений в Карамалыташской структуре // Геологический сборник № 3. Информационные материалы. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 2003. С. 113-116.
12. Коптева В.В., Самыгин С.Г. Об особенностях палеогеографии западного борта Магнитогорского прогиба на рубеже ирендыкского и улутауского времени // Силуро-девонский вулканизм Южного Урала. Уфа: БФАН СССР, 1975. С. 168-175.
13. Коротеев В.А., Язева Р.Г., Иванов К.С., Бочкарев В.В. Палеозоны субдукции в геологической истории Урала // Отечественная геология. 2001. № 6. С. 50-57.
14. Косарев А.М. Петрохимические и геохимические особенности вулканитов карамалыташской свиты // Геологический сборник № 3. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 2003. С. 130-140.
15. Косарев А.М., Пучков В.Н. Особенности распределения K, Ti, Zr в силурийско-каменноугольных вулканогенных формациях Южного Урала в связи с поведением палеозойской зоны субдукции // Ежегодник-1997. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 1999. С. 186-191.
16. Маслов В.А., Артюшкова О.В. Стратиграфия и корреляция девонских отложений Сибай-Баймакского района Башкирии. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 2002. 199 с.
17. Никишин А.М. Тектонические обстановки, внутриплитные и окраинноплитные процессы. М.: Изд-во МГУ, 2002. 366 с.
18. Петрология и геохимия островных дуг и окраинных морей / Под ред. О.А.Богатикова и др. М.: Наука, 1987. 335 с.
19. Пирс Дж.А., Липпард С.Дж., Робертс С. Особенности состава и тектоническое значение офиолитов над зоной субдукции // Геология окраинных бассейнов. М.: Мир, 1987. С. 134-165.
20. Порошин Е.Е. Высокохромистые шпинелиды и вопросы происхождения базальтовых магм // Геология и геофизика. 1987. № 8. С. 39-47.
21. Порошин Е.Е. Граниты нижнекарбоновых вулканитов Магнитогорского синклинория Урала и ассимиляция вещества коры // Докл. АН СССР. 1988. Т. 300. № 4. С. 914-919.
22. Пучков В.Н. Геодинамический контроль метаморфизма на Урале // Геотектоника. 1996. № 2. С. 16-33.
23. Пучков В.Н. Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. Уфа: Даурия, 2000. 146 с.
24. Рингвуд А.Е. Состав и петрология мантии Земли. М.: Недра, 1981. 584 с.
25. Салихов Д.Н. Средне-позднепалеозойская коллизионная история развития Магнитогорского мегасинклинория. Автореф. докт. дисс. Екатеринбург: УрО РАН, 1997. 85 с.
26. Сандерс А.Д., Тарни Дж. Геохимические характеристики базальтового вулканизма в задуговых бассейнах // Геология окраинных бассейнов. М: Мир, 1987. С. 102-133.
27. Сурин Т.Н. Петролого-минералогические исследования магматитов Восточно-Магнитогорского пояса (Южный Урал). Миасс, 1997. 309 с.
28. Сурин Т.Н. Геохимические и металлогенические особенности рудоносных магматических комплексов Восточно-Магнитогорской палеоостровной дуги // Геохимическая и металлогеническая специализация структурно-вещественных комплексов. М., 1999. С. 284-328.
29. Тевелев Ал.В., Кошелева И.А. Геологическое строение и история развития Южного Урала (Восточно-Уральское поднятие и Зауралье). М.: Изд-во МГУ, 2002. 123 с.
30. Фролова Т.И., Бурикова И.А. Геосинклинальный вулканизм (на примере восточного склона Южного Урала). М.: Изд-во МГУ, 1977. 266 с.
31. Фролова Т.И., Бурикова И.А. Магматические формации современных геотектонических обстановок: Уч. пособие. М.: Изд-во МГУ, 1997. 320 с.
32. Язева Р.Г. Геохимические критерии для формационного анализа меденосных комплексов Уральской эвгеосинклинали. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1985. 64 с.
33. Язева Р.Г., Бочкарев В.В. Геология и геодинамика Южного Урала (опыт геодинамического картирования). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 1998. 203 с.
34. Arculus R.J. Aspects of magma genesis in arcs // Lithos. V. 33. 1994. P. 189-208
35. Bailey J.C., Frolova T.I., Burikova I.A. Mineralogy, geochemistry and petrogenesis of Kurile islandarc basalts // Contrib. Mineral. Petrol. 1989. V. 102. P. 265-280.
36. Bea F., Fershtater G., Montero P., Smirnov V., Zin,kova E. Generation and evolution of subductionrelated batholiths from the central Urals: constraints on the P-T history of the Uralian orogen // Tectonophysics. 1997. V. 276. № 1-4. Р. 103-116.
37. Brown D., Alvarez-Marron J., Perez-Estaun A. et al. Structure and evolution of the Magnitogorsk forearc basin: Identifying upper crustal processes during arc-continental collision in the southern Urals. Tectonics. 2001. V. 20. № 3. P. 158-171.
38. Chemenda A., Matte Ph., Sokolov V. A model of Paleozoic obduction and exhumation of high-pressure/ low temperature rocks // Tectonophysics. 1997. V. 276. № 1-4. P. 217-227.
39. Davies J.H., Stevenson D.J. Physical model of source region of subduction zone volcanics // J. Geophys. Res. 1992. V. 97. № B2. Р. 2037-2070.
40. Francalanci L., Barbieri M., Manetti P., Peccerillo A., Tolomeo L. Sr isotopic systematics in volcanic rocks from the Island of Stromboli, Italy (Aeolian Arc) // Chem. Geol. Isot. Geosci. Sec. 1988. V. 73. № 2. P. 109-124.
41. Kohn M.J., Parkinson C.D. Petrologic case for Eocene slab breakoff during the Indo-Asian collision // Geology. 2002. V. 30. № 7. P. 591-594.
42. Molnar P., Atwater T. Interarc spreading and Cordilleran tectonics as alternates related to the age of subducted oceanic lithosphere // Earth Planet. Sci. Lett. 1978. V. 41. P. 330-340.
43. Nicolas A., Boudier F., Bouchez J.L. Interpretation of peridotites structures from ophiolitic and oceanic environment // Am. J. Sci. 1980. V. 280. Pt. 1. P. 192-210.
44. Rogers R.D., Karason H., van der Hilst R.D. Epeirogenic uplift above a detached slab in northern Central America // Geology. 2002. V. 30. № 11. 2002. P. 1031-1034.
45. Rupke L.H., Morgan J.P., Hort M., Connoly J.A.D. Are the regional variations in the Central American arc lavas due to differing basaltic versus peridotitic slab sources of fluids? // Geology. 2002. V. 30. № 11. P. 1035-1038.
46. Spadea P., D'Antonio M., Kosarev A., Gorozhanina Y., Brown D. Arc-continent collision in the Southern Urals: Petrogenetic aspects of the Forearc-arc Сomplex // Mountain building in the Uralides: Pangea to the present. AGU Geophysical monograph series. 2002. V. 132. P. 101-134.
47. Stern R.J., Bloomer S.H. Subduction zone infancy: examples from the Eocene Izu-Bonin-Mariana and Jurassic California arcs // Geol. Soc. Amer. Bull. 1992. V. 104. P. 1621-1636.
48. Tamaki K., Honza E. Global tectonics and formation of marginal basins: role of the Western Pacific // Episodes. 1991. V. 14. № 3. P. 224-230.
49. Tatsumi Y., Hamilton D.L., Nesbitt R.W. Chemical characteristics of phase released from a subducted lithosphere and origin of arc magmas: evidence from high-pressure experiments and natural rocks // J. Volcanology and Geothermal Research. 1986. V. 29. P. 293-309.
50. Taylor B., Martinez F. Back-arc basin systematics // Earth Planet. Lett. 2003. V. 210. P. 481-497.
51. Uyeda S. The Japanese island arc and the subduction process // Episodes. 1991. V. 14. № 3. P. 190-198.
52. Uyeda S., Kanamori H. Back-arc opening and the mode of subduction // J. Geophys. Res. 1979. V. 84. P. 1049-1062,
53. Willner A., Ermolaeva T, Puchkov V., Arzhavitina M.Y., Gorozhanina Y. Surface signals of an arccontinent collision: The detritus of the Upper Devonian Zilair formation in the Southern Urals, Russia // Mountain building in the Uralides: Pangea to the present. AGU Geophysical monograph series. 2002. V. 132. P. 183-210.
Рецензия
Для цитирования:
Косарев А.М., Пучков В.Н., Серавкин И.Б. ПЕТРОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СРЕДНЕДЕВОНСКО-РАННЕКАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОСТРОВОДУЖНЫХ И КОЛЛИЗИОННЫХ ВУЛКАНИТОВ МАГНИТОГОРСКОЙ ЗОНЫ В ГЕОДИНАМИЧЕСКОМ КОНТЕКСТЕ . Литосфера. 2006;(1):3-21.
Просмотров: 361
Послать статью по эл. почте 