Источники расплавов четвертичных гаюиновых щелочных базальтоидов Малого Кавказа. Сообщение 1. Результаты геохимических и изотопных (Sr‒Nd‒Pb) исследований
- Авторы: Бубнов С.Н.1, Гольцман Ю.В.1, Кондрашов И.А.1, Олейникова Т.И.1, Докучаев А.Я.1
-
Учреждения:
- Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН
- Выпуск: № 6 (2024)
- Страницы: 55-79
- Раздел: Статьи
- URL: https://bakhtiniada.ru/0203-0306/article/view/296543
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0203030624060065
- EDN: https://elibrary.ru/HYXITF
- ID: 296543
Цитировать
Аннотация
Впервые проведены детальные исследования Sr–Nd–Pb изотопной систематики и геохимического состава четвертичных внутриплитных гаюиновых базанитов и орданшитов Малого Кавказа. Установлено, что материнские магмы изученных пород были сформированы в условиях смешения вещества, по меньшей мере, из двух региональных источников – относительно обедненного и существенно обогащенного несовместимыми компонентами. Одним из источников вещества гибридных магм, наиболее вероятно, являлся умеренно деплетированный региональный плюм-астеносферный источник OIB-типа “Caucasus”, изотопно-геохимические метки которого близки к соответствующим характеристикам мантийных резервуаров “Common” и “PREMA”. Другой источник вещества изученных пород, относительно обогащенный радиогенными Sr, Pb и обедненный радиогенным Nd, скорее всего, был представлен обогащенной субконтинентальной литосферной мантией EM II типа.
Полный текст

Об авторах
С. Н. Бубнов
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: bubnov@igem.ru
Россия, Старомонетный пер., 35, Москва, 119017
Ю. В. Гольцман
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН
Email: bubnov@igem.ru
Россия, Старомонетный пер., 35, Москва, 119017
И. А. Кондрашов
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН
Email: bubnov@igem.ru
Россия, Старомонетный пер., 35, Москва, 119017
Т. И. Олейникова
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН
Email: bubnov@igem.ru
Россия, Старомонетный пер., 35, Москва, 119017
А. Я. Докучаев
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН
Email: bubnov@igem.ru
Россия, Старомонетный пер., 35, Москва, 119017
Список литературы
- Азбель И.Я., Толстихин И.Н. Численное моделирование геохронометрических систем и проблема эволюции Земли // Изотопная геохимия и космохимия. М.: Наука, 1990. С. 29–49.
- Акопян В.Т. Стратиграфия юрских и меловых отложений юго-восточного Зангезура. Ереван: Изд-во АН Арм. ССР, 1962. 298 с.
- Асавин А.М. Коэффициенты распределения в системе расплав-оливин-кальциевый пироксен и фракционирование редких элементов в щелочных расплавах по экспериментальным и природным данным / Дис. ... канд. геол.-мин. наук. Иркутск, 2016. 371 с.
- Балашов Ю.А., Глазнев В.Н. Влияние плюмового магматизма на динамику докембрийского корообразования // Доклады РАН. 2004. Т. 395. № 1. С. 78–81.
- Бетехтин А.Г. Курс минералогии / Учебное пособие. М.: КДУ, 2007. 720 с.
- Бубнов С.Н. Хронология извержений и источники расплавов новейших вулканических центров Большого Кавказа / Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. М.: ИГЕМ РАН, 2003. 27 с.
- Бубнов С.Н., Гольцман Ю.В., Олейникова Т.И. и др. Капанский неовулканический центр (Малый Кавказ, Армения): геологическая позиция и особенности вещественного состава лав // Сб. материалов IX Всероссийской научной конференции “Вулканизм, биосфера и экологические проблемы”. Майкоп: Изд-во “Магарин О.Г.”, 2018. С. 4–8.
- Бубнов С.Н., Докучаев А.Я., Курчавов А.М. и др. Плиоценовые игнимбриты Большого Кавказа: вещественный состав и источники расплавов // Науки о Земле. 2016. Вып. 2. С. 12–51.
- Бычкова Я.В., Синицын М.Ю., Петренко Д.Б. и др. Методические особенности многоэлементного анализа горных пород методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой // Вестник Московского Университета. Сер. 4. Геология. 2016. № 6. С. 56–63.
- Волынец А.О., Певзнер М.М., Толстых М.Л. и др. Вулканизм южной части Срединного хребта Камчатки в неоген-четвертичное время // Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 12. С. 1979–1996.
- Гущин А.В., Иванова Т.А., Ганзеев А.А. Тефрит-шошонитовая серия Юго-Восточной Армении // Геология и разведка. 1991. № 11. С. 3–14.
- Джрбашян Р.Т., Гукасян Ю.Г., Карапетян С.Г. и др. Типы вулканических извержений и формы проявления позднеколлизионного наземного вулканизма Армении // Известия НАН РА. Науки о Земле. 2012. Т. 65. № 3. С. 3–20.
- Заварицкий А.Н. Изверженные горные породы. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 479 с.
- Keskin M., Чугаев А.В., Лебедев В.А. и др. Геохронология и природа мантийных источников позднекайнозойского внутриплитного магматизма фронтальной части Аравийской плиты (неокайнозойская область Караджадаг, Турция). Сообщение 2. Результаты геохимических и изотопных (Sr–Nd–Pb) исследований // Вулканология и сейсмология. 2012. № 6. С. 41–70.
- Киселев А.И., Гордиенко И.В., Лашкевич В.В. Петрологические аспекты гравитационной нестабильности тектонически утолщенной литосферы // Тихоокеанская геология. 2004. Т. 23. № 2. С. 20–29.
- Когарко Л.Н. Обогащенные мантийные резервуары – источник крупнейших апатитовых и редкометальных месторождений // Глубинный магматизм, его источники и плюмы / Труды XV международного семинара. Иркутск: Изд-во Института геохимии СО РАН, 2019. С. 5–21.
- Когарко Л.Н. Роль глубинных флюидов в генезисе мантийных гетерогенностей и щелочного магматизма // Геология и геофизика. 2005. Т. 46. № 12. С. 1234–1245.
- Когарко Л.Н. Рудный потенциал щелочных магм // Разведка и охрана недр. № 6. М.: ООО “Типография Момент”, 2011. C. 60–64.
- Лазаренков В.Г. Щелочные плюмы континентов и океанов // Геология и геофизика. 2010. Т. 51. № 9. С. 1240–1248.
- Лебедев В.А., Бубнов С.Н., Чернышев И.В. и др. Геохронология и петрогенезис молодых (плиоценовых) гранитоидов Большого Кавказа: Джимарский полифазный массив, Казбекская неовулканическая область // Геохимия. 2009. № 6. С. 582–602.
- Лебедев В.А., Чернышев И.В. Гаюиновые щелочные базальтоиды на Малом Кавказе (Капанский район, Армения) и их среднеплейстоценовый возраст // Докл. РАН. Науки о Земле. 2020. Т. 492. № 2. С. 44–48.
- Лебедев В.А., Чернышев И.В., Чугаев А.В. и др. K-Ar возраст и Sr-Nd изотопная систематика субщелочных базальтов Центрально-Грузинской неовулканической области (Большой Кавказ) // Доклады РАН. 2006. Т. 408. № 4. С. 517–522.
- Лебедев В.А., Чернышев И.В., Чугаев А.В. и др. Геохронология извержений и источники вещества материнских магм вулкана Эльбрус (Большой Кавказ): результаты K‒Ar и Sr‒Nd‒Pb изотопных исследований // Геохимия. 2010. № 1. С. 45–73.
- Лебедев В.А., Чугаев А.В., Вашакидзе Г.Т., Парфенов А.В. Этапы формирования и источники рудного вещества Девдоракского медного месторождения (Казбекский вулканический центр, Большой Кавказ) // Геология рудных месторождений. 2016. Т. 58. № 6. С. 522–543.
- Меликсетян Х., Никогосян И., Джрбашян Р. и др. Четвертичный моногенный вулканизм Капанского блока: вулканология, геохронология и геохимия (ЮВ часть Республики Армения) // Известия НАН РА. Науки о Земле. 2019. Т. 72. № 2. С. 19–42.
- Мкртчян С.С. Зангезурская рудоносная область Армянской ССР. Геология, рудные месторождения, их генезис и перспективы. Ереван: Изд-во АН Арм. ССР, 1958. 287 с.
- Ревенко А.Г. Ренгенофлуорисцентный анализ в геологии: подготовка проб и способы анализа // Вестник Харьковского национального университета. 2008. № 820. Химия. Вып. 16(39). С. 39–58.
- Рябчиков И.Д., Когарко Л.Н. Физико-химические параметры материала глубинных мантийных плюмов // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 5. С. 874–888.
- Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988. 384 с.
- Туманян Г.А. Особенности строения и структурного положения Кафанского антиклинория // Известия АН Армении. Науки о Земле. 1992. Т. XLV. № 2. С. 3–12.
- Федоров П.И. Кайнозойский вулканизм в зонах растяжения на восточной окраине Азии. М.: ГЕОС, 2006. 316 с. (Тр. ГИН РАН. Вып. 537)
- Федоров П.И., Коваленко Д.В., Перепелов А.Б., Дриль С.И. Состав источников Кинкильского комплекса Западной Камчатки по изотопно-геохимическим данным // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2019. Вып. 41. № 1. С. 54–72.
- Чернышев И.В., Чугаев А.В., Шатагин К.Н. Высокоточный изотопный анализ Pb методом многоколлекторной ICP масс-спектрометрии с нормированием по : оптимизация и калибровка метода для изучения вариаций изотопного состава Pb // Геохимия. 2007. № 11. С. 1155–1168.
- Чугаев А.В., Чернышев И.В., Лебедев В.А., Еремина А.В. Изотопный состав свинца и происхождение четвертичных лав вулкана Эльбрус, Большой Кавказ: данные высокоточного метода MC-ICP-MS // Петрология. 2013. Т. 21. № 1. С. 22–33.
- Ширинян К.Г., Задоян В.А. Петрогенетическая систематика позднеорогенных базальтоидов Армении // Докл. АН Арм. ССР. 1990. Т. 90. № 3. С. 125–130.
- Ширинян К.Г., Нагапетян Л.Б. Четвертичный базальтовый вулканизм Кафанского района / Отчет. Ереван: ИГН АН Арм. ССР, 1974. 108 с.
- Шорохова И.С., Кисляк Н.В., Мариев О.С. Статистические методы анализа / Учебное пособие. Екатеринбург: Изд-во Уральского унив-та, 2015. 300 с.
- Bird P. Continental delamination and the Colorado Plateau // J. Geophys. Res. 1979. V. 84. № B13. P. 7561–7571.
- Boehler R. High‐pressure experiments and the phase diagram of lower mantle and core materials // Rev. of Geophys. 2000. V. 38. № 2. P. 221–245.
- Bruun-Neergard T.C. De la Haüyne, Nouvelle substance minerale // J. des Mines. Parigi. 1807. V. 21. № 125. C. 365–380.
- Cavarretta G, Lombardi G. Origin of sulphur in the Quaternary perpotassic melts Italy: Evidence from hauyne sulphur isotope data // Chem. Geol. 1990. V. 82. P. 15–20.
- Condie К. High field strength element ratios in Archean basalts: a window to evolving sources of mantle plumes? // Lithos. 2005. V. 79. P. 491–504.
- Dasgupta R., Hirschmann M. M., Smith N. D. Water follows carbon: CO2 incites deep silicate melting and dehydration beneath mid-ocean ridges // Geology. 2007. V. 35. P. 135–138.
- Faure G. Origin of Igneous Rocks: The Isotopic Evidence. Berlin: Springer, 2000. 496 p.
- Fitton J.G., Saunders A.D., Norry M.J. et al. Thermal and chemical structure of the Iceland plume // Earth and Planet. Sci. Lett. 1997. V. 153. P. 197–208.
- Flower M. F.J., Zhang M., Chen C-Y. et al. Magmatism in the South China Basin 2. Post-spreading Quaternary basalts from Hainan Island, South China // Chem. Geol. 1992. V. 97. P. 65–87.
- Garrison J.M. Sims K.W. Yogodzinski G.M. et al. Shallow-level differentiation of phonolitic lavas from Sumaco Volcano, Ecuador // Contrib. Miner. and Petrol. 2018. V. 173. № 6. P. 1–19.
- Gulson B.L. Lead isotopes in mineral exploration. Amsterdam: Elsevier, 1986. 245 p.
- Hart S.R. A large scale isotopic anomaly in the Southern Hemisphere mantle // Nature. 1984. V. 309. P. 753–757.
- Hart S.R. Heterogeneous mantle domains: signatures, genesis and mixing chronologies // Earth and Planet. Sci. Lett. 1988. V. 90. № 3. P. 273–296.
- Hoernle K., Schmincke H.U. The petrology of the tholeiites through melilite nephelinites on Gran Canaria, Canary Islands: crystal fractionation, accumulation, and depths of melting // J. of Petrol. 1993. V. 34. № 3. P. 573–597.
- Hofmann A.W. Mantle geochemistry: the message from oceanic volcanism // Nature. 1997. V. 385. № 16. P. 219–229.
- Jackson M.G., Dasgupta R. Compositions of HIMU, EM1, and EM2 from global trends between radiogenic isotopes and major elements in ocean island basalts // Earth and Planet. Sci. Lett. 2008. V. 276. P. 175–186.
- Kamber B.S., Collerson K.D. Zr/Nb systematics of ocean island basaltsreassessed – thecase for binary mixing // J. of Petrol. 2000. V. 41. P. 1007–1021.
- Kaminsky F.V. Mineralogy of the lower mantle: A review of ‘super-deep’ mineral inclusions in diamond // Earth-Sci. Rev. 2012. V. 110(1–4). P. 127–147.
- Kempton P.D., Harmon R.S., Hawkesworth C.J. et al. Petrology and geochemistry of lower crustal granulites from the Geronimo Volcanic Field, southeastern Arizona // Geochim. Comochim. Acta. 1990. V. 54. № 12. P. 3401–3426.
- Kogarko L.N., Zartman R.E. A Pb isotope investigation of the Guli massif, Maymecha-Kotuy alkalineultramafic complex, Siberian flood basalt province, Polar Siberia // Miner. Petrol. 2007. V. 89. P. 113–132.
- Kumar P., Kawakatsu H. Imaging the seismic lithosphere-asthenosphere boundary of the oceanic plate // Geochem. Geophys. Geosyst. 2011. V. 12. Q01006. doi: 10.1029/2010GC.
- Lacroix A. Les laves à haüyne d’Auvergne et leurs enclaves homoeogènes: importance théorique de ces dernières // Compte Rendu Hebdomadaire des Séances de l’Académie des Sciences. Paris, 1917. V. 164. P. 581–588.
- Le Bas M.J., Le Maitre R.W., Streckeisen A., Zanettin B.A. Chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali – silica diagram // J. Petrol. 1986. V. 127. P. 745–750.
- Ma G.S.-K., Malpas J., Xenophontos C. et al. Petrogenesis of Latest Miocene Quaternary Continental IntraplateVolcanism along the Northern Dead Sea Fault System (Al Ghab HomsVolcanic Field), Western Syria: Evidence for Lithosphere Asthenosphere Interaction // J. Petrol. 2011. V. 52. № 2. P. 401–430.
- Mederer J., Moritz R., Ulianov A., Chiaradia M. Middle Jurassic to Cenozoic evolution of arc magmatism during Neotethys subduction and arc-continent collision in the Kapan zone, southern Armenia // Lithos. 2013. V. 177. P. 61–78.
- Miyake Y. Geochemistry of igneous rocks of Shimane peninsula, formed within a Miocene back-arc rifting zone at the Japan sea margin // Geochem. J. 1994. V. 28. P. 451–472.
- Neill I., Meliksetian Kh., Allen M.B. et al. Pliocene-Quaternary volcanic rocks of NW Armenia: magmatism and lithospheric dynamics within an active orogenic plateau // Lithos. 2013. V. 180–181. P. 200–215.
- Olugboji T.M., Park J., Karato S., Shinohara M. Nature of the seismic lithosphere-asthenosphere boundary within normal oceanic mantle from high-resolution receiver functions // Geochem. Geophys. Geosyst. 2016. V. 17. Iss. 4. P. 1265–1282.
- Pang K.N., Zhou M.F., Qi L. et al. Flood basalt-related Fe-Ti oxide deposits in the Emeishan large igneous province, SW Chin // Lithos. 2010. V. 119. P. 123–136.
- Panina L.I., Stoppa F. Silicate-carbonate-salt liquid immiscibility and origin of the sodalite-haüyne rocks: study of melt inclusions in olivine foidite from Vulture volcano, S. Italy // Cent. Eur. J. Geosci. 2009. V. 1(4). P. 377–392.
- Pearce J.A. Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at active continental margins // Continental Basalts and Mantle Xenoliths. U.K.: Shiva Press, 1983. P. 230–249.
- Pearce J.A., Cann J.R. Tectonic setting of basic volcanic rocks determined using trace element analyses // Earth Planet. Sci. Lett. 1973. V. 19. P. 209–300.
- Pearce J.A., Norry M.J. Petrogenetic implications of Ti, Zr, Y, and Nb variations in volcanic rocks // Contrib. Miner. and Petrol. 1979. V. 69. P. 33–47.
- Pik R., Deniel C., Coulon C. et al. Isotopic and trace element signatures of Ethiopian flood basalts: evidence for plume-lithosphere interactions // Geochim. Cosmochim. Acta. 1999. V. 63. P. 2263–2279.
- Pouclet A., Bellon H. Geochemistry and isotopic composition of volcanic rocks from the Yamato basin: hole 794D, Sea of Japan // Proc. ODP. Sci. Res. 1992. V. 127/128. Pt. 2. P. 779–789.
- Powell R. Inversion of the assimilation and fractional crystallisation (AFC) equations; characterisation of contaminants from isotope and trace element relationships in volcanic suites // Journal of the Geological Society of London. 1984. V. 141. P. 447–452.
- Rehkämper M., Halliday A.M. Accuracy and long-term reproducibility of lead isotopic measurements by MC-ICP-MS using an external method for correction of mass discrimination // Int. J. Mass Spec. Ion Proc. 1998. V. 58. P. 123–133.
- Rudnick R., Gao S. Composition of the continental crust // The crust / Ed. R.L. Rudnick // Treatise on Geochemistry / Eds H.D. Holland, K.K. Turekian. Oxford: Elsevier-Pergamon, 2003. V. 3. P. 1–64.
- Saunders A.D., Norry M.J., Tarney J. Origin of MORB and chemically depleted mantle reservoirs: trace element constraints // J. Petrol. (Special Lithosphere Iss.). 1988. P. 415–445.
- Schaaf P., Heinrich W., Besch T. Composition and Sm-Nd isotopic data of the lower crust beneath San Luis Potosi, central Mexico: Evidence from granulite-facies xenolith suite // Chem. Geol. 1994. V. 118. P. 63–84.
- Sharygin V., Di Muro A., Madyukov I. Crystallization temperature of haüyne from phonolite (ULST, E. Eifel, Germany) and haüynophyre (Vulture volcano, Italy): evidence from silicate melt inclusions // Abstract E-book of ECROFI XVIII. Siena, Italy, 2005.
- Solovova I.P., Girnis A.V., Kogarko L.N. et al. Compositions of magmas and carbonate-silicate liquid immiscibility in the Vulture alkaline igneous complex, Italy // Lithos. 2005. V. 85(1–4). P. 113–128.
- Spakman W., Van der Lee S., Van der Hilst R. Travel – time of European – Mediterranean mantle down to 1400 km // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1993. V. 79. P. 3–74.
- Stein M., Hofmann A.W. Mantle plumes and episodic crustal growth // Monthly Nature. 1994. V. 2. № 11. P. 70–74.
- Sun Shen-su, McDonough W.F. Chemical and Isotopic Systematics of oceanic basalts: implications for Mantle Composition and Processes // Magmatism in the Ocean Basins Spec. Publ. Geol. Soc. London. 1989. № 42. P. 313–345.
- Tracy R. J. Chemistry and origin of zoned haüyne in tahitian phonolite, with implications for magmatic fractionation // Developments in Volcanology. 2003. V. 5. P. 163–184.
- Tolstikhin I.N., Kamensky I.L., Marty B. et al. Rare gas isotopes and parent trace elements in ultrabasic-alkaline-carbonatite complexes, Kola Peninsula: identification of lower mantle plume component // Geochim. Cosmochim. Acta. 2002. V. 66(5). P. 881–901.
- Trieloff M.J. Kunz D.A. Clague D. et al. The nature of pristinenoble gases in mantle plumes // Science. 2000. V. 288. P. 1036–1038.
- Twelvetrees W A. Petterd W.F. On hauyne-trachyte and allied rocks in the districts of Port Cygnet and Oyster Cove // Papers & Proceedings of the Royal Society of Tasmania. 1898. P. 3–26.
- Van der Hilst R., Karason H. Compositional Heterogeneity in the Bottom 1000 Kilometer’s of EarthХs Mantle: Toward a Hybrid Convection Model // Science. 1999. V. 283. P. 1885–1888.
- Whitney D.L., Evans B.W. Abbreviations for names of rock-forming minerals // Amer. Mineral. 2010. V. 95. P. 185–187.
- Workman R.K., Hart S.R., Jackson M. et al. Recycled metasomatized lithosphere as the origin of the enriched mantle II (EM2) end-member: Evidence from the Samoan volcanic chain // Geochem. Geophys. Geosys. 2004. V. 5. № 4. P. 1–44.
- Wörner G., Zindler A., Staudigel H., Schmincke H.U. Sr, Nd, and Pb isotope geochemistry of Tertiary and Quaternary alkaline volcanics from West Germany // Earth and Planet. Sci. Lett. 1986. V. 79. P. 107–119.
- Zindler A., Hart S. Chemical geodinamics // Annu. Rev. Earth and Planet. Sci. 1986. V. 14. P. 493–571.
Дополнительные файлы
