Учёными лаборатории геохимии
магматических и метаморфических пород ГЕОХИ РАН совместно с коллегами из
Санкт-Петербурга на основании комплексного геолого-геохимического изучения
магматизма провинции Феррар, образованной около 183 млн лет назад и
протягивающейся вдоль Транс-Антарктических гор, были установлены основные черты
базальтового магматизма.
Полученная новая изотопно-геохимическая
информация на основе каменного материала, собранного в Российских
Антарктических экспедициях, существенно дополнила ранее существующие
представления об образовании данной провинции и выявила принципиальные ее
отличия от магматических провинций Кару (южная Африка) и Земли Королевы Мод
(Антарктида), сформировавшихся в тот же интервал времени.
Установлено, что магматизм провинции Феррар
образовался при плавлении метасоматически измененной мантии вблизи зоны
палеосубдукции, окружавшей южную часть Гондваны, под воздействием плюма
Кару-Мод. Полученные данные позволяют расширить представления о происхождении и
взаимодействии глубинных суперплюмов в истории развития Земли, а результаты
могут стать ключевыми при интерпретации данных о возникновении и эволюции
суперплюмов. Результаты опубликованы в журнале «Геохимия».
В современной геологии один из главных
вопросов – это взаимодействие плюмовой и плитотектоники. Если вопросы движения
континентов достаточно хорошо установлены, то влияние глубинных плюмов,
происходящих с границы ядра и нижней мантии к поверхности, а также их влияние
на раскол и последующее перемещение континентов, образование океанических
бассейнов и магматизм остаётся первостепенной задачей.
Около 180–183 млн лет назад (в мезозойскую эпоху)
древний континент Гондвана испытал плюмовое воздействие под воздействием
горячего мантийного потока, двигающегося от основания мантии у ядра Земли, в
результате чего были образованы крупные изверженные провинции на смежных
территориях южной Африки (провинция Кару) и Антарктиды (восточная часть Земли
Королевы Мод), и произошел последующий раскол. В это время была сформирована
магматическая провинция Феррар, линейно протянувшаяся вдоль
Транс-Антарктических гор. Она образована в качестве ответвления от основной
области проявления плюмового магматизма.
Положение основных магматических
проявлений крупной изверженной провинции Феррар и изученных образцов на
реконструкции древней Гондваны (по Encarnacion et al., 1996). Серой штриховой
линией показаны контуры магматической провинции Кару-Мод, черной – Феррар.
Треугольники – древние дайки (400–1000 млн лет) в пределах Феррарской
провинции; звездочки – мезозойские породы; отрезки черного цвета – мезозойские
дайки плюма Кару-Мод. Указаны номера изученных образцов. Серым цветом залиты
площади распространения пород девонской группы Бикон и их аналогов (включая
осадки бассейна Кару, Африка).
Установлено, что базальтовые расплавы провинции
Феррар представлены преимущественно низко-Ti разностями, что свидетельствует о
более истощенном характере сублитосферного мантийного источника, ранее
претерпевшего неоднократное плавление. В тоже время магматиты провинции Феррар,
отличающиеся повышенными содержаниями калия и литофильных элементов, отражают
процесс выплавления магм из метасоматически измененной котнинентальной мантии
вблизи зоны палеосубдукции, окружавшей Гондвану. Подобная мантия образовывалась
путем неоднократного взаимодействия с проникающими сквозь нее расплавами, часто
обогащенными летучими компонентами, что приводило к ее обогащению литофильными
элементами и в первую очередь U, Th, Rb и Pb, а также к существенным вариациям
изотопного состава Sr и Pb в отличие от характерных незначительных колебаний
для первичных расплавов мезозойских магматитов провинций Кару и Земли Королевы Мод.
Вариации Nb/U в плюмовых магмах
Антарктиды и южной Африки, отражающие примесь обогащенного компонента в
трапповых магмах по сравнению с базальтами океанов и островов. Показано, что
магматиты провинции Феррар существенно обогащены флюидом, содержащим U
(пониженные значения Nb/U).
Исследования проведены при финансовой поддержке
Минобрнауки России и РНФ.
Источник: ГЕОХИ РАН.