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.