Лаборатория геодинамики и магматизма (212)
Заведующий лабораторией
Доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник Буслов Михаил Михайлович
Научные руководители базового проекта
Доктора геолого-минералогических наук Буслов Михаил Михайлович и Симонов Владимир Александрович
Состав лаборатории насчитывает 18 сотрудников, имеющих широкий опыт исследований, в том числе: 6 докторов геолого-минералогических наук, 6 кандидатов геолого-минералогических наук, а также высококвалифицированных мнс, ведущих инженеров, инженеров различных категорий и техников-лаборантов.
Контакты
Заведующий лабораторией – д.г.-м.н. Буслов Михаил Михайлович,
телефон +7 (913) 386-9011, E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Методы и методики
Методы исследований: геологическое картирование; структурное и геохронологическое датирование метаморфических; трековое датирование апатитов; U-Pb датирование цирконов; изотопно-геохимическое изучение пород; анализ составов минералов; исследования включений.
В ходе выполнения проекта сотрудники лаборатории используют методы, имеющиеся в Институте геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН: рентгено-флуоресцентный анализ, масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой, рентгеновский микроанализ, сканирующая электронная микроскопия и энергодисперсионная спектрометрия, Ar-Ar датирование. Содержание редких элементов в минералах и во включениях будет определяться методами LA-ICP-MS и SIMS в Институтах СО РАН и РАН. Исследования расплавных включений в минералах планируется проводить на аппаратуре, имеющейся в лаборатории геодинамики и магматизма ИГМ СО РАН. Особое значение имеет разработанный исполнителями проекта метод с использованием оригинальной аппаратуры для высокотемпературных экспериментов с расплавными включениями в хромшпинелидах, которые благодаря своей высокой устойчивости являются хорошими «микро-контейнерами» (Симонов и др., 2009; Kamenetsky et al., 2001; Shimizu et al., 2001; Ionov et al., 2011), сохраняющими информацию в микровключениях об условиях кристаллизации пород независимо от их возраста и степени вторичных преобразований (Симонов и др., 2009, 2011, 2016). В лаборатории поставлены новые методы изотопной термохронологии (трековое датирование). Коллектив проекта имеет научные соглашения по U-Pb датированию цирконов и апатитов в Гентском (Бельгия), Гонконгском , Пекинском и Вуханском университетах.
Инфраструктура
Важнейшие достижения за 5 лет
2017
1.Структура Горного Алтая и результаты U-Pb датирования детритовых цирконов палеозойских песчаников: геодинамические следствия
На Горном Алтае позднепалеозойские Каимская, Чарышско-Теректинская и Телецко-Курайская покровно-сдвиговые структуры окружают автохтонные комплексы позднепротерозойско-раннеордовикской Кузнецко-Алтайской островной дуги (см. рис.). Детритовые цирконы из песчаников аккреционных клиньев, а также раннепалеозойского преддугового прогиба и ордовикско-раннедевонской пассивной окраины Ануйско-Чуйской зоны, свидетельствуют о возрасте (530-470 млн лет), характерном для магматических пород Кузнецко-Алтайской дуги. На раннедевонском уровне появляются цирконы (904-772 и 2431-1879 млн лет), характерные для пород Сибирской платформы. Другими характеристиками обладают цирконы из позднекарбоновой молассы Юго-Восточного Алтая, расположенной в основании Телецко-Курайской покровно-сдвиговой структуры: 401-347, 469-429, 541-482, 901-774 и 2525-2099 млн лет. Источником для додевонских цирконов могли быть породы, слагающие Алтае-Монгольский турбидитовый террейн и докембрийские блоки Казахстанско-Монгольского составного континента. В целом установлено, что на Горном Алтае совмещены окраины двух континентов, коллизионные процессы между которыми продолжались до девона включительно.
Схема геодинамического районирования Алтае-Саянской складчатой области (А) и диаграммы распределения U-Pb возрастов магматических детритовых цирконов (Б).
Buslov M.M., Cai K. Tectonics and geodynamics of the Altai-Junggar orogen in the Vendian-Paleozoic: Implications for the continental evolution and growth of the Central Asian fold belt // Geodynamics & Tectonophysics. – 2017 – V. 8, N 3. – P. 421-427.
Добрецов Н.Л., Буслов М.М., Рубанова Е.С., Василевский А.Н., Куликова А.В., Баталева Е.А. Средне- позднепалеозойские геодинамические комплексы и структура Горного Алтая и их отображение в гравитационном поле // Геология и геофизика. – 2017. - Т. 58, № 11. - С. 1617-1632.
Источник финансирования: государственное задание ИГМ СО РАН (проект № 0330-2016-0014), проекты РФФИ №№ 17-55-53048, 16-35-00108 мол_а, 16-35-00109 мол_а.
2. На основе анализа расплавных включений в хромшпинелидах и расчетного моделирования установлены физико-химические условия кристаллизации пород ультраосновных массивов Сибирской платформы
Результаты исследований свидетельствуют об отличии низкотитанистых магматических систем, формировавших концентрически-зональные ультраосновные комплексы (Кондер, Инагли, Чад), от высокотитанистых и обогащенных легкими лантаноидами расплавов Гулинского массива (см. рис. А). С помощью программ PETROLOG (Danyushevsky, Plechov, 2011) и PLUTON (Лавренчук, 2004) на основе данных по составу расплавных включений в хромшпинелидах определены температуры кристаллизации оливинов Кондерского (1545-1430°С), Инаглинского (1530-1430°С), Чадского (1460-1420°С) и Гулинского (1520-1420°С) массивов, а также хромшпинелидов из этих же комплексов: Кондерский (1420-1380°С), Инаглинский (до 1430°С), Чадский (1430-1330°С) и Гулинский (1410-1370°С). В случае Гулинского массива расчеты по программе PLUTON на основе данных по включениям показали, что тренд эволюции расплавов с накоплением кремнекислоты резко меняет свое направление на противоположное с уменьшением SiO2, сопровождаясь формированием щелочных пород (см. рис. Б).
А 1-5 – средние значения РЗЭ во включениях в хромшпинелидах Кондерского (1), Инаглинского (2), Гулинского (3), Нижнетагильского (4) и Карашатского (5) массивов. 6 – включения и стекла из пород континентальных «горячих точек» (Наумов и др., 2010). Поля включений в оливине меймечитов (I, Соболев и др., 2009). Поля пикритов Гавайских островов (II, Norman, Garcia, 1999) и габбро Срединно-Атлантического хребта (III, Симонов и др., 1999). Значения нормированы согласно (Boynton, 1984). Б Melt – изменение состава пикритового расплава Гулинского массива. Inc – включения в хромшпинелидах. IncN – включения в клинопироксенах из меланефелинитов (Panina, Motorina, 2013). AlRo – щелочные породы (Егоров, 1991). Pic – пикритовые порфириты Маймеча-Котуйского района (Васильев, Золотухин, 1975). Поля пород: 1 – пикриты, 2 – пикробазальты, 3 – оливиновые базальты (Магматические …, 1983). Пунктирной линией показан тренд включений в хромшпинелидах.
Симонов В.А., Приходько В.С., Васильев Ю.Р., Котляров А.В. Физико-химические условия кристаллизации пород ультраосновных массивов Сибирской платформы // Тихоокеанская геология. - 2017. – Т. 36, № 6. - С. 56-79.
Источник финансирования: государственное задание ИГМ СО РАН (проект № 0330-2016-0014), Министерство образования и науки Российской Федерации.
3. Определено время развития постколлизионного гранитоидного магматизма в островодужном комплексе Исаковского террейна на северо-западе Саяно-Енисейского пояса
Установлен поздневендский (540-550 млн лет) U-Pb возраст по циркону постколлизионных гранитоидов Осиновского массива (см. рис.), размещенного в породах островодужного комплекса Исаковского террейна на северо-западе Саяно-Енисейского аккреционного пояса. Граниты сформировались через 150 млн лет после вмещающих островодужных комплексов и через 50-60 млн лет после аккреции их к Сибирскому кратону. Эти события фиксируют заключительный этап неопротерозойской истории Енисейского кряжа, связанный с завершением аккреции фрагментов океанической коры и началом каледонского орогенеза. Граниты имеют субщелочной лейкократовый Na-K состав, обогащены Rb, U и Th. Петрогеохимический состав и Sm-Nd изотопные характеристики (TNd(DM)-2st=1490-1650 млн лет и εNd(T) от –2.5 до –4.4) свидетельствуют о том, что источником расплава гранитоидов являлась высокодифференцированная континентальная кора ЮЗ окраины Сибирского кратона. Следовательно, вмещающие граниты позднерифейские островодужные комплексы были надвинуты на окраину кратона на расстояние, значительно превышающее размеры Осиновского массива.
Ножкин А.Д., Лиханов И.И., Баянова Т.Б., Серов П.А. Первые данные о поздневендском гранитоидном магматизме северо-западной части Саяно-Енисейского аккреционного пояса // Геохимия. - 2017. - № 9. - С. 800-810.
Ножкин А.Д., Лиханов И.И., Ревердатто В.В., Баянова Т.Б., Зиновьев С.В., Козлов П.С., Попов Н.В., Дмитриева Н.В. Поздневендские постколлизионные лейкограниты Енисейского кряжа // Доклады АН. – 2017. - Т. 474, № 3. - С. 605-611.
Источник финансирования: государственное задание ИГМ СО РАН (проект № 0330-2016-0014).
4. Выяснено, что составы исходных расплавов для меймечитов и щелочных вулканитов Маймеча-Котуйской провинции соответствовали щелочному пикриту
Завершено изучение мощного (4.5 км) разреза вулканогенной толщи пестрого состава Маймеча-Котуйской провинции щелочно-ультраосновного магматизма (Полярная Сибирь). На обширной базе оригинального фактического материала показано, что по петро-геохимическим (см. рис.) и изотопным характеристикам вещественного состава вулканических пород среди них четко выделяются три группы: меймечиты, щелочно-ультраосновные вулканиты (преимущественно, фоидиты) и толеитовые базальты. Эти данные, а также результаты изучения первичных расплавных включений в оливинах, позволили сделать вывод о том, что и меймечиты, и щелочные вулканиты возникли из глубинных исходных расплавов близкого состава, которые соответствовали высокомагнезиальному щелочному пикриту. Толеитовые базальты, по совокупности этих же признаков, аналогичны базальтам плато Путорана (Сибирская платформа).
Содержания редкоземельных элементов в вулканических породах (1-3) Маймеча-Котуйской провинции и в расплавных включениях из оливинов меймечитов (4), нормированные к составу примитивной мантии по (Hofmann, 1988). 1 – щелочные породы арыджангской, дельканской и частично тыванкитской и правобоярской свит; 2 – меймечиты маймечинской свиты; 3 – базальты онкучакской и частично тыванкитской и правобоярской свит.
Меймечит-фоидитовый вулканизм Полярной Сибири // Ю.Р. Васильев, М. П. Гора, Д.В. Кузьмин; отв. ред. Н.В.Соболев; Ин-т геологии и минералогии им. В.С.Соболева СО РАН. – Новосибирск: Издательство СО РАН, - 2017. – 80 с.
Васильев Ю.Р., Гора М. П., Кузьмин Д.В. Петрология фоидитового и меймечитового вулканизма Маймеча-Котуйской провинции (Полярная Сибирь) // Геология и геофизика. - 2017. - Т. 58, № 6. - С. 817-833.
Источник финансирования: государственное задание ИГМ СО РАН (проект № 0330-2016-0014).
5. Состав, геодинамические обстановки и время формирования позднедокембрийских комплексов Улутауского блока (Центральный Казахстан)
Были изучены изотопно-геохимические особенности вулканогенно-осадочных пород карсакпайской серии Южного Улутау (Центральный Казахстан), представленных вулканитами основного состава, кремнистыми, кремнисто-железистыми осадками и кварц-серицит-хлоритовыми сланцами. Тесная связь железистых кварцитов с внутриплитными вулканитами указывает на то, что они формировались в тектонически-активном бассейне. Изотопный состав Nd железистых кварцитов определялся синхронным подводным вулканизмом, тогда как для сланцев величина 143Nd/144Nd контролировалась в том числе и изотопным составом Nd более древних источников. Мезопротерозойские значения Nd модельных возрастов и положительные величины εNd(t) для метатерригенных пород карсакпайской серии свидетельствуют о существовании в источниках сноса ювенильного материала мезопротерозойского возраста. Минимальные значения Nd модельных возрастов позволяют предположить нижнюю границу осадконакопления – не древнее 1.3 млрд лет.
Схема геологического строения Южного Улутау по [Зайцев, Филатова, 1971].
Дмитриева Н.В., Летникова Е.Ф., Вишневская И.А., Серов П.А. Геохимия докембрийских вулканогенно-осадочных пород карсакпайской серии Южного Улутау (Центральный Казахстан) // Геология и геофизика. - 2017. - Т. 58, № 8. - С. 1174-1190.
Источник финансирования: государственное задание ИГМ СО РАН (проект №№ 0330-2016-0014), проекты РФФИ №№ 15-20516 мол_а_вед, 15-35-20501 мол_а_вед.
2018
1. ТЕКТОНИКА И ГЕОДИНАМИКА РАЗНОВОЗРАСТНЫХ СУБДУКЦИОННЫХ, АККРЕЦИОННЫХ И КОЛЛИЗИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ЦЕНТРАЛЬНО-АЗИАТСКОГО СКЛАЧАТОГО ПОЯСА (ЦАСП).
1. На основе обобщения геолого-геохронологических опубликованных и новых данных в основе тектонического районирования Центральной Азии выделены и обоснованы следующие основные структурные элементы (рис.1): 1. Казахстанско- Байкальский составной континент (супертеррейн), фундамент которого сформирован в венде-кембрии в результате субдукции под юго-восточную окраину Сибирского континента (в современных координатах), Тувино-Монгольскую и Казахстанскую (Кипчакскую) островные дуги литосферы Палеоазиатского океана, включающей докембрийские микроконтиненты и террейны Гондванской группы (Муйский, Тувино-Монгольский, Кокчетавский,и др.). Субдукция и последующая коллизия микроконтинентов и террейнов с Казахтанско - Тувино-Монгольской островной дугой, привела к широкому проявлению коллизионного метаморфизма и магматизма, и в целом к консолидации земной коры и формированию фундамента составного континента (“казахстанид”). В кембрии-раннем ордовике он был отделен от Сибирского континента Обь-Зайсанским океаническим бассейном, фрагменты которого наблюдаются в среднепалеозойской Чарышско-Теректинско-Улаганско-Саянско-Ольхонской сутурно-сдвиговой зоне.
Рис.1.1. Схема распространения разновозрастных субдукционных, аккреционных и коллизионных комплексов северной части Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП).
Начиная с раннего ордовика до девона литосфера Обь-Зайсанского океана субдуцировала под Казахстанско-Байкальский континент. Субдукция океанической литосферы и последующая коллизия Казахстано - Байкальского и Сибирского континентов в конечном итоге привели к формированию Чарышско-Теректинско-Улаганско-Саянско-Ольхонской сутурно-сдвиговой зоны. С юга в среднем-позднем палеозое составной континент наращивался активными окраинами, к которым аккретировали континетальные блоки Гондваны. Отличительной чертой его структуры является наличие континентальных блоков Гондваны. От окраино-континентальных комплексов западной части Сибирского континента составной континент отделен Чарышско-Теректинско-Саянско-Ольхонской сутурно-сдвиговой зоной. 2. Протерозойско-палеозойские окраино-континентальные комплексы Сибирского континента состоят из протерозойско-раннеордовикской Кузнецко-Алтайской островной дуги, ордовикско-раннедевонской пассивной окраины и девонско- раннекарбоновой активной окраины. В аккреционных клиньях островной дуги широко представлены террейны вендско-раннекембрийской океанической коры, состоящей из офиолитов и палеоокеанических поднятий В окраино-континентальных комплексах Сибирского континента отсутствуют континентальные блоки Гондваны, что предполагает их формирование на конвергентной границе другого океана, чем Палеоазиатского, вероятно, Палеопацифики. В современной структуре они приурочены к западной окраине Сибирского континента и представлены в северной части Алтае- Саянской горной области, восточной и центральной частях фундамента Западно-Сибирской плиты. 3. Среднепалеозойская Чарышско-Теректинско-Улаганско-Саянско-Ольхонская сутурно-сдвиговая зона, разделяющая окраинно-континентальные комплексы Сибирского и Казахстанско-Байкальского континентов). В ее строении принимают участие фрагменты кембрийско-раннеордовикской океанической коры Обь-Зайсанского океанического бассейна, ордовикские голубые сланцы и кембро-ордовикские турбидиты. Вдоль сутурной зоны происходило взаимодействие по сдвиговой составляющей Сибирского и Казахстанско-Байкальского континентов с закрытием океанического бассейна с востока на запад. В позднем девоне-раннем карбоне континенты амальгамировали и создали единый Северо-Азиатский континент. 4. Позднепалеозойские сдвиги интенсивно нарушили Северо-Азиатский континент в результате коллизионного воздействия на него Восточно-Европейского континента. Первичная линейная структура ЦАСП была превращена в мозаично-блоковую.
- Chen, M., Sun, M., Buslov, M.M., Cai, K., Jiang Y., Kulikova, A.V., Zheng J., Xia X. Variable slab-mantle interaction in a nascent Neoproterozoic arc-back-arc system generation boninitic-tholeiitic lavas and magnesian andesites // Bulletian of the Geological Society of America . 2018. Vol. 130. Iss. 9-10, P. 1562-1582.
- Xiaomei Ma, Keda Cai,, Taiping Zhao, Zihe Baod, Xiangsong Wangd, Ming Chen, M.M. Buslov. Devonian volcanic rocks of the southern Chinese Altai, NW China: Petrogenesis and implication for a propagating slab-window magmatism induced by ridge subduction during accretionary orogenesis//Journal of Asian Earth Sciences 160 (2018) 78–94.
- Buslov M.M., Dobretsov N.L.,Cai K.D., Kulikova A.V., Abildaeva M.A., Rubanova E.S. Tectonics and geodynamics of the Junggar-Altai-Sayan Fold Belt in the Late Proterozoic-Paleozoic: zone of interaction of tectonics plates of the Paleopacific and Paleoasian ocean // Abstract volume first workshop of project IGCP -662 “Orogenic architecture and crustal grow from accretion to collision”, 2018, P.14-17.
- Kulikova A.V., Buslov M.M. Ediacaran paleosubduction zone of the southeastern part of Gorny Altai (Russia) // Abstract volume first workshop of project IGCP -662 “Orogenic architecture and crustal grow from accretion to collision”, 2018, P.46-50.
2 ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОФИОЛИТОВЫХ АССОЦИАЦИЙ АЛТАЕ-САЯНСКОЙ СКЛАДЧАТОЙ ОБЛАСТИ
На основе минералогических и геохимических данных выяснены условия геодинамических и физико-химических процессов формирования бонинитсодержащей офиолитовой ассоциации Горного Алтая (район Чаган-Узунского гипербазитового массива). По соотношениям Ni - Cr и Ti – Yb, а также согласно низкой хромистости хромшпинелидов, гарцбургиты Чаган-Узунского массива являются тектонизированными мантийными реститами с умеренной степенью (15-20 %) частичного плавления, характерной для гипербазитов срединно-океанических хребтов.
Данные по редким элементам (Nb, Zr, Th, Hf, Yb, рис. 2), а также по составам оливинов, ортопироксенов и хромшпинелидов, говорят о формировании гарцбургитов Чаган-Узунского массива в условиях срединно-океанического хребта.
U-образные спектры распределения редкоземельных элементов, располагающиеся между графиками абиссальных океанических гипербазитов и надсубдукционных перидотитов Идзу-Бонин-Марианской островной дуги (рис. 2.1), свидетельствуют о взаимодействии гарцбургитов Чаган-Узунского массива с расплавами, наиболее вероятно бонинитового состава. О возможном воздействии на гипербазиты бонинитового расплава прямо свидетельствует наличие бонинитового комплекса в составе офиолитов Горного Алтая. Исследования составов расплавных включений и клинопироксенов из этих бонинитов, позволили установить параметры генерации и кристаллизации древних бонинитовых расплавов Горного Алтая, совпадающие с информацией по эталонному бонинитовому магматизму современной Идзу-Бонинской островной дуги [Kotlyarov et al., 2018].
Анализ амфиболов показал широкое развитие метаморфических процессов преобразования гарцбургитов Чаган-Узунского массива при достаточно высоких параметрах (до 5.1 кбар и до 820°С), характерных для ультрабазитов из современных срединно-океанических хребтов.
В целом, по геохимическим и минералогическим данным гарцбургиты Чаган-Узунского массива являются реститами со степенью частичного плавления 15-20 %, сформировавшимися в условиях срединно-океанического хребта и преобразованными в ходе эволюции палеоокеанических структур под воздействием магматических систем (скорее всего бонинитового состава) и метаморфических процессов.
Рис. 2.1. Содержания редких и редкоземельных элементов в гипербазитах из офиолитов Горного Алтая (Чаган-Узунский массив). Цветной заливкой показаны поля абиссальных перидотитов (голубой) и перидотитов Идзу-Бонин-Марианской островодужной системы (зеленый). Значения элементов нормированы к составу примитивной мантии согласно [9]. Рисунок построен на основе оригинальных данных с использованием информации из работ [10, 11].
Kotlyarov A.V., Simonov V.A., Safonova I.Yu. Boninites as a criterion for the geodynamic development of magmatic systems in paleosubduction zones in Gorny Altai // Geodynamics & Tectonophysics. 2018. V. 9. Is. 1. P. 39-58.
Куликова А.В., Симонов В.А., Колотилина Т.Б., Котляров А.В., Буслов М.М. Условия формирования ультраосновных пород в офиолитах Горного Алтая // Корреляция алтаид и уралид: глубинное строение литосферы, стратиграфия, магматизм, метаморфизм, геодинамика и металлогения. Материалы Четвертой международной научной конференции. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2018. С. 86-88.
Котляров А.В., Симонов В.А., Сафонова И.Ю. Параметры бонинитового магматизма в палеозонах субдукции // Геологические процессы в обстановках субдукции, коллизии и скольжения литосферных плит. Материалы IV Всероссийской конференции с международным участием. Владивосток: Изд-во «Дальнаука», 2018. C. 172-174.
3 Физико-химические ПАРАМЕТРЫ И ОСОБЕННОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ВНУТРИПЛИТНОГО ПЛАТФОРМЕННОГО МАГМАТИЗМА – СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДАННЫХ ПО МАГМАТИЧЕСКИМ КОМПЛЕКСАМ Сибирской платформы И АРХИПЕЛАГА ЗЕМЛЯ ФРАНЦА-ИОСИФА
В результате сравнительного анализа данных по магматическим комплексам Сибирской платформы и архипелага Земля Франца-Иосифа определены физико-химические параметры и выяснены особенности эволюции внутриплитного платформенного магматизма.
Результаты исследования расплавных включений показывают изменение магматических систем архипелага Земля Франца-Иосифа (ЗФИ) во времени от толеитов к субщелочным. Составы включений прямо свидетельствуют о преобладании на раннеюрском этапе магматизма ЗФИ платобазальтовых расплавов, близких по содержанию основных компонентов (а также редких и редкоземельных элементов) к типичным базальтовым толеитовым магмам Сибирской платформы. Для наиболее молодых (раннемеловых) магм включения говорят об обогащенных субщелочных характеристиках, сравнимых с данными по Сибирским магмам (рис. 3.1.А).
Расчеты (на основе данных по включениям) условий формирования мантийных источников для расплавов ЗФИ свидетельствуют об эволюция от ранней юры до раннего мела (в последовательности пиков активизации магматизма: 192.2 ± 2.8 → 157.4 ± 3.5 → 131.5 ± 0.8 млн лет) глубин и температур (70-110 км и возможно до 120 км, 1430-1580°С → 60-110 км, 1390-1580°С → 50-140 км, 1350-1690°С) плавления мантии (рис. 3.1.Б). В общем, параметры древних (юрских) мантийных источников (60-110 км, 1390-1580°С) ЗФИ близки к данным для первичных расплавов Сибирской платформы [Симонов и др.,2005], генерация которых напрямую связана с действием плюма. В то же время, максимальные характеристики молодых (раннемеловых) магматических систем (до 140 км, до 1690°С) согласуются с информацией по Гавайским островам (эталонная система OIB), где темпеpатуpа плюма на глубине 130-170 км в оcевой чаcти составляет 1560-1600°C [Sobolev et al., 2005]. Минимальные параметры образования магм ЗФИ (50-70 км, 1350-1430°С) сравнимы с условиями генерации расплавов в срединно-океанических хребтах [Симонов и др., 1999, Schilling et al., 1995]. Это кажущееся противоречивое сочетание различных геодинамических ситуаций объясняется подъемом зон магмогенерации ЗФИ в ходе развития тектонических структур под воздействием мантийного плюма.
Исследования базит-гипербазитовых вулканогенных комплексов севера Сибирской платформы показали, что для пермо-триасовых (около 250 млн лет) фоидитовых и меймечитовых лав установливается близость петрохимических и геохимических составов пород и расплавных включений в оливинах, а также изотопных характеристик, свидетельствующих о возможности их формирования из глубинного исходного расплава, близкого по составу высокомагнезиальному щелочному пикриту [Васильев и др., 2018].
В целом, активная роль мантийного плюма при формировании глубинных источников магм Сибирской платформы и ЗФИ хорошо согласуется с гипотезой о том, что Таримский (максимум 285 млн лет), Сибирский (максимум 250 млн лет) плюмы; а также Баренцевоморский (включая базальтовые комплексы ЗФИ – максимум около 190 млн лет), хр. Альфа (максимум 120 млн лет), Гренландский (90-60 млн лет) ареалы являются следом единого плюма, продолжающего современную активность в Исландии [Добрецов и др., 2005, Кузьмин и др., 2011].
Рис. 3.1. А - Диаграмма TiO2 – FeO/MgO для стекол прогретых расплавных включений в минералах из базальтовых пород ЗФИ. Б - Глубины плавления мантии с образованием зон магмогенерации в различные периоды вулканической активности ЗФИ. Поля базальтов субщелочных и толеитовых серий Сибирской платформы построены на основе данных из работ [Золотухин и др., 2003, Си монов и др., 2005]. Прямоугольниками показаны мантийные источники магм для покровов раннемелового (около 130 млн лет), позднеюрского (около 160 млн лет) и раннеюрского (около 190 млн лет) возрастов, а также из даек и силлов. Уровни магмогенерации для разновозрастных даек: 65 – 134 млн лет; 40 – 125 млн лет. Характеристики рассчитаны на основе данных по расплавным включениям согласно опубликованной методике [Schilling et al., 1995].
Васильев Ю.Р., Гора М.П., Кузьмин Д.В. Фоидитовые и меймечитовые лавы полярной Сибири (некоторые вопросы петрогенезиса) // Доклады АН. 2018. Т. 478. № 3. С. 323-327.
Симонов В.А., Карякин Ю.В., Котляров А.В. Физико-химические условия базальтового магматизма архипелага Земля Франца-Иосифа // Геохимия. 2018 (статья прошла стадию рецензирования и принята к печати)
4. ПЕТРОХИМИЧЕСКАЯ И ИЗОТОПНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА , ВРЕМЯ ФОРМИРОВАНИЯ И МЕТАМОРФИЗМ МЕТАКАРБОНАТНО-ТЕРРИГЕННОГО КОМПЛЕКСА ДЕРБИНСКОГО БЛОКА.
Петрогеохимические особенности гнейсово-сланцевых ассоциаций свидетельствуют о низкой зрелости осадочных протолитов Дербинского блока (рис.4.1.), которые по составу соответствуют преимущественно грауваккам и мергелям. Согласно результатам U-Pb (LA-ICP-MS) датирования детритовых цирконов из гнейсов и сланцев, формирование осадочных протолитов происходило в венде. Доминирующим источником сноса для терригенного материала могли служить неопротерозойские субдукционные комплексы. Ar-Ar и U-Pb изотопные данные свидетельствуют о субсинхронном и многоэтапном проявлении метаморфизма (до амфиболитовой фации) и гранитоидного магматизма (510-500 и 480-465 млн. лет) в Дербинском блоке. Эти процессы явились отражением раннекаледонских орогенических событий, широко проявленных в структурах Центрально-Азиатского складчатого пояса. Сходство по составу и времени осадконакопления метакарбонатно-терригенных коплексов Дербинского, Западно-Сангиленского и Хамардабанского блоков предполагает, что эти структуры представляли единую вендскую континентальную окраину с латеральными вариациями обстановок седиментации.
Рис.4.1.Схема зоны сочленения Центрально-Азиатского складчатого пояса и Сибирской платформы.
1- чехол; 2 - комплексы ЦАСП; 3 -докембрийские комплексы Присаянского выступа фундамента Сибирской платформы; 4-8- протерозойские комплексы северо-западной части Восточно-Саянского звена аккреционного пояса: Канского (4), Шумихинско-Кирельского (5), Арзыбейского (6), Дербинского (7) блоков, кувайских вулканических зон (кувайская и другие свиты) (8); 9 - геологические границы: а - разломы, б- прочие. Цифры в кружках — разломы: 1 - Главный разлом Восточного Саяна, 2- Канский, 3- Манский, 4 -Казырский, 5 - Кандатский, 6- Колбинский. Пунктир — местоположение основных изученных разрезов. Треугольник - место отбора и номер пробы на выделение детритового циркона. На врезке показано местоположение аккреционного пояса.
Ножкин А.Д., Туркина О.М.,Дмитриева Н.В., Травин А.В., Лиханов И.И. Метакарбонатно-терригенный комплекс Дербинского блока (Восточный Саян): петрогеохимическая и изотопная характеристика , метаморфизм и время формирования. Геология и геофизика 2018, т. 59, №6, с. 814-834.
2019
1 ТЕКТОНИКА И ГЕОДИНАМИКА АККРЕЦИОННО-КОЛЛИЗИОННЫХ И КОЛЛИЗИОННЫХ СИСТЕМ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ЦЕНТРАЛЬНО-АЗИАТСКОГО СКЛААДЧАТОГО ПОЯСА.
1.1 На основе геологического картирования, тектонического и геодинамического анализов, применения геохронологических и геохимических данных обоснована глобальная тектоническая асимметрия Земли, представленная в ЦАСП тектонической плитой Палеоазиатского океана, с наличием в ее составе докембрийских микроконтинентов Гондваны, и тектонической плитой Палеопацифики, характеризующейся длительной тектоно-магматической эволюцией только океанической коры и плюмов. Позднепалеозойские крупноамплитудные сдвиги, связанные с коллизией Восточно-Европейского, Сибирского и Казахстанско-Байкальского континентов во многом нарушили первичные соотношения их окраин, современным аналогом которых является зона сочленения Юго-Восточной Азии с Австралией, где происходит взаимодействие Индо-Австралийской и Тихоокеанской плит (рис. 1.1.).
Рис. 1.1. Геодинамическая схема Алтае-Джунгарской складчатой области.
1.2. Для раннего кембрия и раннего ордовика составлены схемы палеогеодинамических реконструкций (рис. 1.2.), отражающие взаимодействия тектонических плит Палеопацифики и Палеоазиатского океана [23].
Рис. 1.2. Схемы палеогеодинамических реконструкций формирования Центрально-Азиатского складчатого пояса для раннего кембрия и раннего ордовика.
Buslov M, Cai K, Abildaeva M A. Late Paleozoic tectonics of the Junggar-Altai–Sayan Foldbelt. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 319 (2019) 012002.
Abildaeva M.A., Zinoviev S.V., Buslov M.M. Late Paleozoic rock deformation of the Kurai block: structural kinematic analysis (upper Kuraika river, Gorny Altai, Russia). Geodynamics & Tectonophysics, 2019. 10 (4), 937–943.
Buslov M.M., Cai K., Chen M., Kulikova A.V., Rubanova E.S., Semenova D.V. Tectonics and geodynamics of the southern frame of the Siberian Craton in Ordovician 13th International Symposium on the Ordovician System: Contributions of International Symposium. Novosibirsk,Russia (July 19-22, 2019), pp.23-26. // Eds O.T. Obut, N.V. Sennikov, T.P. Kipriyanova; Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS; Novosibirsk National Research State University. – Novosibirsk : Publishing House of SB RAS,2019. –263 p.
1.3. Показано, что гетерогенное плавление земной коры за счет водных базальтовых расплавов в континентальных дугах является способом превращения предшествующего незрелого океанического материала в аккреционных орогенах в дифференцированную и зрелую континентальную земную кору (рис. 1.3).
Рис. 1.3. (a-b) Эскизные диаграммы, показывающие геодинамические обстановки Горно-Алтайскоо террейна. Неопротерозойско- раннеордовикская островная дуга (a), через переходный период ордовикско-раннедевонской обстановки пассивной окраины сменилась на девонскую обстановку континентальной дуги (b). (с-h) Вариации состава поздненеопротерозойских и раннеордовикских (c-e), девонских (g-h) изверженных пород. Состав средней верхней континентальной коры [24] оказан для сравнения.
Для аккреционного орогена Горного Алтая, сформированного в зоне взаимодействия Палеопацифики и Сибирского континента, проведено геохронолого-петрологическое изучение ранне-среднедевонских изверженных пород среднего-кислого состава в корреляции с изверженными породами средне-основного состава Кузнецко-Алтайской островной дуги. Геохимическое изучение вкрапленников клинопироксенов и в целом пород показало, что вулканические девонские породы образованны в основном за счет смешивания магмы с существенным вкладом мантийных мафических расплавов. Этот процесс вносит значительный вклад в магматическое разнообразие в зонах субдукции и дифференциацию земной коры в аккреционных орогенах. Выявлено, что на юго-восточной окраине Сибирского континента обстановка неопротерозойско-раннеордовикской островной дуги, через переходный период ордовикско-раннедевонской обстановки пассивной окраины, сменилась на девонскую обстановку континентальной дуги.
Ming Chen , Min Sun, Mikhail M. Buslov , Jianping Zheng, Junhong Zhao, Keda Cai , Anna V. Kulikova, Devonian continental arc intermediate-felsic magmatism in the Gorny Altai terrane, northwestern Central Asian Orogenic Belt: Heterogenous crustal melting and input of mantle melts. Lithos, 2019, Vol., .332–333, pp. 175–191.
1.4. Проведено U-Pb изотопное датирование цирконов из полигенных мафит-ультрамафитовых массивов Восточного Забайкалья и ЮВ Бразилии. Установлено, что цирконы являются полихронными и имеют различный генезис. Возраст цирконов варьирует в интервале от > 3 млрд лет до ~80 млн. лет. С учетом морфологии зерен, их оптических свойств и изотопного возраста выделены четыре генетических типа цирконов: 1) относительно древние реликтовые (в реститовых и гибридных ультрамафитах) и 2) ксеногенные (в гибридных габброидах); относительно молодые 3) сингенетические (в ортомагматических габброидах) и 4) эпигенетические (присутствующие в различных породах массивов и образованные при инфильтрации эпигенетических флюидов). Возраст наиболее древних реликтовых цирконов (> 3 млрд лет) (рис. 1.4) предположительно соответствует минимальному возрасту верхнемантийного протолита. Значительные вариации возраста реликтовых и ксеногенных цирконов обусловлены неравномерным «омоложением» их U-Pb изотопных систем вследствие термической диффузии радиогенного Pb. Поэтому статистические максимумы значений возраста реликтовых и ксеногенных цирконов не должны рассматриваться в качестве геохронологических меток дискретных геологических событий. Значения возраста сингенетических цирконов из ортомагматических габброидов указывают на время формирования слагаемых ими интрузивов, прорывающих ультрамафиты.
Рис. 1.4. Шаманский ультрамафитовый массив (Восточное Забайкалье): а) морфология и значения изотопного возраста представительных зерен реликтовых цирконов из гарцбургитов и дунитов; б) гистограмма распределения значений возраста реликтовых цирконов.
Lesnov F.P. Petrology of polygenic mafic-ultramafic massifs of the East Sakhalin ophiolite association. Publishing House Taylor & Francis Group, London, UK. Leiden, the Nitherlands. – 2017. 300 p.
Леснов Ф.П. U-Pb изотопное датирование цирконов из ультрамафитовых реститов Шаманского массива (Восточное Забайкалье) // Геосферные исследования. – 2018. № 1. С. 6-16.3.
Леснов Ф.П., Пинхейро М.А.П., Сергеев С.А., Медведев Н.С. Геохимия и изотопный возраст цирконов из пород ультрамафитовых массивов южного складчатого обрамления кратона Сан-Франциско (ЮВ Бразилия) // Геология и геофизика. – 2019. Том 60. № 5. С. 619-640.4.
Lesnov F.P., Khlestov V.V., Galversen V.G., Sergeev S.A. Polygenesis of mafic-ultramafic complexes: isotope-geochronological and geochemical evidences from zircons of the Berezovka massif rocks (Sakhaline Islands) // Russian Geology and Geophysics. – 2015. V. 56. No 7. P. 1035-1054.
2 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ РУДОНОСНЫХ БАЗАЛЬТОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ВОСТОЧНОЙ ТУВЫ (ЦАСП)
В результате исследования расплавных и флюидных включений, а также на основе данных по составам минералов и пород, установлены физико-химические параметры и геодинамические условия формирования базальтовых комплексов и тесно связанных с ними колчеданных месторождений Восточной Тувы в переходной зоне океан-континент.
Основой для выяснении физико-химических условий формирования базальтовых комплексов, вмещающих колчеданное месторождение Кызыл-Таштыг, послужили исследования расплавных включений в клинопироксене с температурами гомогенизаций 1085-1210°С. Расчетное моделирование по программе PETROLOG [25] на основе данных по расплавным включениям дали возможность оценить давления при ликвидусной кристаллизации клинопироксенов - 0.1-4.5 кбар. Более высокие параметры получены при использовании программы WinPLtb, основанной на соотношениях составов клинопироксена и расплава, из которого он кристаллизуется [26] - 2-8 кбар, 1145-1215°С.
В общем, расчетное моделирование на основе данных по расплавным включениям и по составам клинопироксенов позволило рассмотреть особенности эволюции базальтовых магматических систем колчеданного месторождения Кызыл-Таштыг (Восточная Тува) при их подъеме и кристаллизации минералов в последовательной серии промежуточных разноглубинных камер (рис. 2.1 А): 24-16 км (1215-1145°С), 15-6 км (1234-1140°С) и от 4.5 км до близповерхностных условий (1210-1105°С).
Большое значение при изучении древних месторождений имеет установление палеогеодинамической обстановки, в которой они формировались. Результаты исследований (данные по петрохимии, геохимии редких и редкоземельных элементов, клинопироксенам и расплавным включениям), показали, что базальтовые комплексы, вмещающие месторождение Кызыл-Таштыг (Восточная Тува), формировались в условиях древнего задугового бассейна. Современными аналогами подобной ситуации могут служить задуговые бассейны Вудларк, Лау и Манус (Тихий океан), на дне которых развиты гидротермальные сульфидные системы «черных курильщиков».
Рис. 2.1. А Условия кристаллизации клинопироксенов из базальтовых порфиритов Кызыл-Таштыгского колчеданного месторождения. Inc – данные по расплавным включениям в клинопироксене; Cpx – данные по составу клинопироксена; CpxIn - данные по совместному использованию составов расплавных включений и клинопироксенов.
Б Схема палеогидротермальной системы месторождения Кызыл-Таштыг. 1 – сульфидные руды, каналы и направления движения растворов; 2 – выходы гидротерм; 3 - кварц-гематитовые постройки; 4 – базальтовые лавы с миндалинами (а) и без миндалин (б); 5 – базальты с первичными магматогенными минералами (а) и гидротермально преобразованные (б); 6 – андезиты и их флюиды; 7 – температуры гидротерм.
Исследования позволили определить условия существования хемотрофной биоты в зонах действия подводных гидротермальных рудообразующих систем Кызыл-Таштыгского месторождения, формирование которого происходило среди базальтовых комплексов на дне древнего бассейна (рис. 2.1 Б). С помощью флюидных включений было выяснено, что в случае базальтов микроорганизмы в миндалинах развивались при температурах около 110-140°С под воздействием гидротермальных растворов. Более низкие температуры (до 100°С) характерны для растворов, в которых происходило развитие микрофоссилий в кварц-гематитовых постройках, формировавшихся на дне морского бассейна, покрытого базальтами. В целом источником энергии и химических элементов, необходимых для возникновения и существования биоты, были гидротермальные рудообразующие растворы.
Симонов В.А., Котляров А.В. Условия формирования магматических комплексов, вмещающих раннекембрийские колчеданные месторождения // Металлогения древних и современных океанов–2019. Четверть века достижений в изучении субмаринных месторождений. Миасс: ИМин УрО РАН, 2019. С. 26-29.
Симонов В.А., Терлеев А.А., Котляров А.В., Токарев Д.А., Каныгин А.В. Физико-химические условия существования раннекембрийской хемотрофной микробиоты в зоне влияния сульфидных рудообразующих гидротермальных растворов // Докл. АН. 2019. Т. 486. № 3. С. 68-72.
3 ЭВОЛЮЦИЯ Физико-химическиХ УСЛОВИЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ БАЗАЛЬТОВЫХ РАСПЛАВОВ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ В МАГМАТИЧЕСКИХ КАМЕРАХ
На основе результатов исследования расплавных включений в минералах (с использованием расчетного моделирования и в ходе сравнительного анализа с данными по магматизму архипелага Земля Франца Иосифа) выяснены особенности эволюции физико-химических условий кристаллизации базальтовых и пикробазальтовых расплавов Сибирской платформы в магматических камерах (рис.3.1.).
Рис. 3.1. Промежуточные магматические камеры, в которых кристаллизовались минералы из базальтов Сибирской платформы (розовый цвет) и архипелага Земля Франца Иосифа (ЗФИ). А, Б, В - РТ параметры для раннеюрских (А), позднеюрских (Б) и раннемеловых (В) магматических систем ЗФИ.
Расчеты РТ параметров базальтовых магматических систем Сибирской платформы в промежуточных камерах проводились с использованием программы PETROLOG [25] по методу [17] на основе данных по расплавным включениям в плагиоклазе в сравнительном анализе с подобной информацией для ЗФИ. В результате для Сибирской платформы устанавливаются три магматические камеры со следующими параметрами кристаллизации минералов: 35-25 км, 1240-1220ºС; 24-18 км, 1205-1190ºС; 17-6 км, 1200-1190ºС (рис. 3.1.). Необходимо отметить, что в глубинных условиях (35-20 км) одновременно с подъемом магмы падает ее температура от 1240ºС до 1200ºС. В дальнейшем происходит быстрый подъем расплавов до 6 км фактически в изотермических условиях (1200-1190ºС). Сравнение с этими данными показало, что максимально близкая ситуация устанавливается для наиболее древних (раннеюрских) магматических систем ЗФИ, для которых выделяются две камеры, совпадающие по своим РТ параметрам с верхними очагами Сибири (рис. 3.1. А).
В результате расчетного моделирования (программы PETROLOG [25] и PLUTON [27]) на основе составов расплавных включений в хромшпинелидах были выяснены особенности кристаллизации пикритовых и базальтовых расплавов, формировавших в магматических камерах ультрамафитовые массивы Сибирской платформы.
В случае Гулинского массива расчеты по программе PLUTON фракционной кристаллизации для включений с пикритовым валовым химическим составом показали начало кристаллизации оливинов около 1440°С, что соответствует данным, полученным по программе PETROLOG (1520-1420°С). Оливины продолжали накапливаться при снижении температуры. С 1215°С кристаллизуются только клинопироксены. При этом наблюдается резкий перелом в эволюции состава расплава: рост SiO2 сменяется падением его содержания в ходе дальнейшего снижения температуры (рис. 3.2. А).
Для Кондерского массива расчеты по программе PLUTON фракционной кристаллизации для включений с пикритовым и пикробазальтовым химическими составами показали начало кристаллизации оливинов соответственно около 1545°С (рис. 3.2. А) и 1435°С, что также согласуется с данными, полученными по PETROLOG (1530°С и 1430°С). При снижении температуры оливины продолжают накапливаться. С 1140°С кристаллизуются исключительно клинопироксены (рис. 3.2. А). При этом, также как и в случае Гулинского массива, наблюдается падение содержания SiO2 в расплаве.
Расчеты на основе включений в хромшпинелидах для магматических систем Гулинского массива показали возможность кристаллизации клинопироксенов из различных по составу базальтовых расплавов, образующихся в ходе эволюции пикритовой магмы. В случае включений со структурами «спинифекс» пироксены кристаллизовались из высокотитанистых и низкожелезистых расплавов. В другом случае (представленном гомогенизированными включениями), начиная с температуры 1210°С пироксены кристаллизовались из высокожелезистого расплава. Далее (с 1125°С) в расплаве существенно падает количество железо (рис. 3.2. Б).
В целом расчетное моделирование позволило установить, что на Сибирской платформе существовали два типа эволюции высокомагнезиальных расплавов. Первый тип характерен для Гулинского плутона, где наблюдается следующая последовательность формирования: дуниты – пироксениты - щелочные породы. Второй тип представлен Кондерским массивом, в котором последовательность иная: дуниты – пироксениты и оливин-диопсидовые породы.
Рис. 3.2. Фракционная кристаллизация расплавов Сибирской платформы, отвечающих по химическому составу пикритам (А) и оливиновым базальтам (Б).
А Расплавы Кондерского (1-4) и Гулинского (5-8) массивов. 1,5 - SiO2; 2,6 – MgO; 3,7 – оливин; 4,8 – клинопироксен. Б Расплавы Гулинского массива, обладающие химическим составами структуры «спинифекс» во включениях (1-4) и стекла прогретых гомогенных включений (5-8). 1,5 - SiO2; 2,6 – TiO2; 3,7 – FeO; 4,8 – клинопироксен.
Симонов В.А., Карякин Ю.В., Котляров А.В., Васильев Ю.Р. Эволюция магматизма архипелага Земля Франца Иосифа и Сибирской платформы (сравнение данных по расплавным включениям) // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Вып. 17. Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2019. С. 237-239.
Симонов В.А., Васильев Ю.Р., Котляров А.В., Приходько В.С. Эволюция высокомагнезиальных расплавов в процессах кристаллизации пород ультрамафитовых массивов Сибирской платформы // Докл. АН. 2019. Т. 487. № 2. С. 203-207.
4 РАСЧЛЕНЕНИЕ И КОРРЕЛЯЦИЯ ПАЛЕОПРОТЕРОЗОЙСКИХ МЕТАВУЛКАНОГЕННО-ОСАДОЧНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ ЕНИСЕЙСКОГО МЕТАМОРФИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ЮЖНО-ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА НА ОСНОВЕ СТРУКТУРНО-ВЕЩЕСТВЕННЫХ И ИЗОТОПНО-ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ
Осуществлено расчленение енисейского комплекса на четыре толщи: амфиболит-мрамор-парагнейсовую (вулканогенно-карбонатно-терригенную), мрамор-парагнейсовую (карбонатно-терригенную), парагнейсовую (терригенную) и амфиболит-ортогнейсовую (вулканогенную) (рис. 4.1).
Выявлен состав и геохимические особенности протолитов и метапород. Метатерригенные породы в сравнении с PAAS обогащены (в 1,2-1,4 раза) РЗЭ, Th, а наиболее глиноземистые разности K, Rb, высокозарядными элементами. Показано унаследование редкоэлементного состава латерально сближенных канских гранулитов метаосадочными породами енисейского комплекса. Доказан палеопротерозойский, а не архейский, как это принято считать, возраст енисейского комплекса и двухэтапное его формирование. На первом, рифтогенном этапе (1,87-1,85 млрд лет) происходило накопление нижних частей енисейского комплекса и сублукской серии Присаянья, а на втором этапе в обстановке внутриконтинентального растяжения осуществлялось образование вулканитов верхних частей разреза енисейского комплекса (1,74 млрд лет) и сублукской серии (1,75-1,7 млрд лет). Следовательно, позднепалеопротерозойские вулканогенно-осадочные комплексы Енисейского кряжа и Присаянья коррелируются по времени и геодинамическим условиям.
Рис. 4.1. Схематическая геологическая карта Ангаро-Канского блока (Енисейский кряж).
1 - фанерозойский (а) и неопротерозойский (б) чехол; 2 - офиолитовые и островодужные комплексы Предивинского террейна (NP3); 3 - метаосадочно-вулканогенные и 4 - метаосадочные енисейского и 5 - канского гранулитогнейсового комплексов; 6 - щелочные сиениты и трахиты (T1-2), риолиты и лейкограниты (D2) Севернинской вулканотектонической структуры; 7 - гранитоиды Нижнеканского массива (О3); 8 – гнейсограниты и сиениты Посольненского массива (РР4, Є1-2); 9 - лейкограниты Чистопольского массива (NP2); 10 - субщелочные граниты (PP4) и 11 - плагиограниты, порфировидные граниты (PP3) Таракского массива; 12 - разломы (а), надвиги (б); 13 - несогласное залегание (а), прочие границы (б); 14 - места отбора проб вулканитов (а), гранитов (б) и осадочных пород (в) на U-Pb возраст. I - Ангаро-Канский блок, II - Предивинский террейн.
Ножкин А.Д., Туркина О.М., Лиханов И.И., Савко К.А.. Палеопротерозойские метавулканогенно-осадочные толщи енисейского метаморфического комплекса на юго-западе Сибирского кратона (Ангаро-Канский блок): расчленение, состав, U-Pb возраст цирконов // Геология и геофизика. – 2019. – Т. 60. - № 10. – С. 1384-1406 .
Ножкин А.Д., Лиханов И.И., Савко К.А., Крылов А.А., Серов П.А.. Сапфиринсодержащие гранулиты Анабарского щита // Геохимия. – 2019. – Т. 64. - № 5. – С. 486-502.
Информационная справка
Основу тематики научных исследований лаборатории составляют такое направления, как тектоника и геодинамика разновозрастных геологических комплексов Центрально-Азиатского складчатого пояса. В результате комплексных исследований в лаборатории был накоплен большой объем геологических, петрологических, геохимических и на их основе охарактеризованы возраст, вещественный состав, структура и геодинамика формирования позднепротерозойско-палеозойских окраинно-континентальных комплексов юго-западной части Сибирского континента. В сотрудничестве со специалистами из Китая, США, Монголии, Казахстана и Кыргызстана подготовлена и в 1995 г. издана Геодинамическая карта Центральной Азии масштаба 1 : 2 500 000, а в 2004 г. - Геодинамическая карта Северо-Восточной Азии масштаба 1 : 5 000 000 вместе с описанием тектонических подразделений. Карты составлены с актуалистических позиций в рамках современной теории тектоники литосферных плит, основывающейся на процессах раскрытия, эволюции и закрытия океанических бассейнов.
Кроме того, в лаборатории успешно развивается научное направление по изучению условий образования структур древних и современных океанов. Физико-химические параметры магматических процессов и гидротермальных систем в палеоокеанических ассоциациях (офиолитах) и в структурах современных океанов устанавливаются с помощью анализа расплавных и флюидных включений в минералах. Начиная с 1974 г. проводится комплексное изучение офиолитов Алтае-Саянской области, Урала, Дальнего Востока, Монголии, Тянь-Шаня и связанных с ними месторождений. С 1990 года, наряду с офиолитами, большое внимание уделяется литосфере современных океанов. Сотрудники лаборатории изучают современные рудообразующие процессы на дне океанических бассейнов с помощью анализа рудных образцов, отобранных глубоководными обитаемыми аппаратами «Мир» из сульфидных построек «черных курильщиков». В ходе 6-ти морских экспедиций в Атлантическом океане были собраны представительные коллекции пород, послужившие основой для исследований магматических и гидротермальных систем. В последнее время, в результате изучения флюидных включений проводится сравнительный анализ физико-химических условий гидротермальных рудообразующих систем «черных курильщиков» Атлантического и Тихого океанов с данными по месторождениям в палеоокеанических структурах. Исследования расплавных включений с помощью современных методов позволили выяснить особенности распределения рудных и флюидных компонентов в рудно-магматических системах колчеданных месторождений, формировавшихся в древних задуговых бассейнах и островных дугах.
К числу основных научных направлений деятельности лаборатории относятся:
- Геодинамика и геотектоника, структурная геология, региональная геология, геологическое картирование, корреляция геологических процессов, геохимия магматических пород.
- Ar-Ar и U-Pb геохронология, трековое датирование апатитов.
- Геологическое картирование региональных разломных зон и аккреционно-коллизионных поясов Центрально- Азиатского складчатого пояса.
- Неотектоника и активная тектоника Центральной Азии: геологическое картирование, роль структуры основания, корреляция, термотектоническое моделирование, эволюция рельефа и осадочных бассейнов, сейсмический риск.
- Физико-химические параметры магматических процессов и гидротермальных систем.
- Петрогеохимическая и изотопная характеристики метаморфизм и магматических пород.
В результате комплексных исследований в коллективе накоплен большой объем геологических, петрологических, петрогеохимических и изотопных данных на основе которых охарактеризованы возрасты, вещественный состав, структура и геодинамика формирования позднепротерозойско-палеозойских комплексов Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП). Разработано представление об определяющей роли крупноамплитудных позднепалеозойских сдвигов в формировании структуры пояса.
На основе геологического картирования, тектонического и геодинамического анализа, применения геохронологических и геохимических данных подтверждена глобальная тектоническая асимметрия Земли, представленная в ЦАСП тектонической плитой Палеоазитского океана, характеризующейся наличием в ее составе докембрийских микроконтинентов Гондваны, и тектонической плитой Палеопацифики, характеризующиеся длительной тектоно-магматической эволюцией океанической коры и плюмов. В коллективе проводятся исследования по петрогеохимическому составу, возрасту и условиям формирования метаосадочных и метамагматических пород для выявления геодинамической природы протолитов. Разработаны представления о формировании мезозойской и кайнозойской внутриконтинентальной структуры Центральной Азии как результата передачи деформаций от коллизий, соответственно, Северо-Китайского и Индийского континентов на дальние расстояния по «принципу домино» через «жесткие» структуры докембрийских микроконтинентов, расположенных среди складчатых зон. Обоснована сложная геодинамическая история формирования горного обрамления и осадочного выполнения Кузнецкого и Канско-Ачинского бассейнов в мезозое, Иссык-Кульского, Телецкого и Курайско-Чуйского бассейнов в кайнозое.
Сотрудниками лаборатории впервые в России массово применен метод трекового датирования апатитов в решение геологических задач. На анализе данных стратиграфии, неотектоники, геоморфологии и трекового датирования апатитов показано, что горные системы и осадочные бассейны Тянь-Шаня и южной Сибири формировалась закономерно как результат реактивации сложно построенного фундамента от дальнего воздействия коллизионных процессов на границах тектонических плит.
В лаборатории успешно развивается научное направление по изучению условий образования структур древних и современных океанов. Физико-химические параметры магматических процессов и гидротермальных систем в палеоокеанических ассоциациях (офиолитах) и в структурах современных океанов устанавливаются с помощью анализа расплавных и флюидных включений в минералах. Начиная с 1974 г. проводится комплексное изучение офиолитов Алтае-Саянской области, Урала, Дальнего Востока, Монголии, Тянь-Шаня и связанных с ними месторождений. С 1990 года, наряду с офиолитами, большое внимание уделяется литосфере современных океанов. Сотрудники лаборатории изучают современные рудообразующие процессы на дне океанических бассейнов с помощью анализа рудных образцов, отобранных глубоководными обитаемыми аппаратами «Мир» из сульфидных построек «черных курильщиков». В ходе 6-ти морских экспедиций в Атлантическом океане были собраны представительные коллекции пород, послужившие основой для исследований магматических и гидротермальных систем. В последнее время, в результате изучения флюидных включений проводится сравнительный анализ физико-химических условий гидротермальных рудообразующих систем «черных курильщиков» Атлантического и Тихого океанов с данными по месторождениям в палеоокеанических структурах. Исследования расплавных включений с помощью современных методов позволили выяснить особенности распределения рудных и флюидных компонентов в рудно-магматических системах колчеданных месторождений, формировавшихся в древних задуговых бассейнах и островных дугах. На основе минералогических и геохимических данных выяснены условия геодинамических и физико-химических процессов формирования бонинитсодержащих офиолитовых ассоциаций Горного Алтая. В результате исследования расплавных и флюидных включений, а также на основе данных по составам минералов и пород, установлены физико-химические параметры и геодинамические условия формирования рудоносных комплексов Восточной Тувы в древней переходной зоне океан-континент.
На основе анализа расплавных включений в хромшпинелидах и расчетного моделирования установлены физико-химические условия кристаллизации пород ультраосновных массивов Сибирской платформы. В результате сравнительного анализа данных по магматическим комплексам Сибирской платформы и архипелага Земля Франца-Иосифа определены физико-химические параметры и выяснены особенности эволюции внутриплитного платформенного магматизма. На основе результатов исследования расплавных включений в минералах (с использованием расчетного моделирования и в ходе сравнительного анализа с данными по магматизму архипелага Земля Франца Иосифа) выяснены особенности эволюции физико-химических условий кристаллизации базальтовых и пикробазальтовых расплавов Сибирской платформы в магматических камерах.
Список основных поектов и публикаций: