 | Юрско-плейстоценовые провинции центральной и западной частей Тихого океана (Палеопацифики) |
C http://elibrary.fegi.ru/elibrary/doc_view/4--------?tmpl=component&format=raw
доктор геолого-минералогических наук Голубева, Эмма Дмитриевна, 2004 год, Владивосток Геохимия и петрология толеитовых базальтов
В сравнении с восточными западная часть Палеопацифики представлена более древними провинциями позднеюрско-плейстоценовыми (Лайн, Восточно-Марианской и Северо-Западной) и юрско-меловыми с поднекайнозойской тектоно-магматической активизацией ((1) Меланезийской с субпровинциями (а) Онтонг-Джава-Науру, (б) Муссау, (в)
Каролинской и (2) Манихики- Нова)).
Провинция Лайн оконтуривает одноименную систему хребтов, состоящую из цепочек вулканических островов и подводных возвышенностей, приуроченых к субмеридианальным разломным зонам [Natland, 1976]. Формирование главной структуры Лайн начиналось с позднемеловых излияний толеитовой магмы вдоль разломных зон с образованием щитовых вулканов гавайского типа в верхнем мелу (90-60 MA), позднее формировался секущий субширотный хребет Кросс-Лайн (60-30 MA).Извлечённые из скв. 315А (80MA) толеитовые базальты Лайн близки по составу толеитам гавайского типа, а относящиеся к основанию хребта раннемеловые толеиты, достигнутые в скв. 164 и 165А, имеют состав толеитов MOR Т-типа. В зоне пересечения хребтов Лайн и Кросс-Лайн проявлены необычные для океанического дна существенно калиевые породы щелочных дифференцированных серий (гавайиты, муджиериты, трахиты и фонолиты). Позднее на этапах активизации зафиксированы вулканические проявления на всём протяжении хребтов. Состав толеитовых базальтов оснований вулканов системы Лайн близок составу гавайских толеитов, при этом отличаясь более высокими концентрациями железа, титана, щелочей и крупноионных литофилов (Rb, Ba, Zr) и пониженными- кремнекислоты, магния и хрома.
Восточно-Марианская провинция характеризуется широким развитием рифовых построек Магеллановых гор, Маршаловых островов, островов Гилберта и Тувалу, отличающихся чрезвычайным разнообразием слагающих их магматических комплексов. Основания многих гайотов Магеллановых гор и Маршаловых островов сложены позднеюрского-меловыми толеитовыми и субщелочными базальтами гавайского обогащённого (Е- типа), кроме того здесь проявлены базальты KLAEP, а верхние части гайотов обычно сложены дифференцированными щелочными сериями пород (анкарамит- гавайит- муджиерит-бенмореит-трахит).
Северо-Западная провинция представлена абиссальными плитами Северо-Западной котловины и крупными относительно древними внутриокеаническими поднятиями Шатского и Хесса. Для океанических плит западной части океана характерно мозаично-блоковое строение океанической коры и чрезвычайное разнообразие тектоно-магматических структур, слагающих океаническое ложе. Согласно геофизическим данным микроплитные системы провинции сформированы на коровом уровне в результате значительных структурных перестроек, в том числе и спрединговых систем, что соответствует сравнительно
малоглубинным неоднородностям коры и верхней мантии в этой части океана [Меланхолина, 1996].
Сходные по строению внутриокеанические поднятия Шатского и Хесса в меловое время составляли единую тектоно-магматическую зону и позднее были отделены друг от друга наложенной структурой Императорского хребта [Моссаковский и др., 1999]. По результатам бурения (скв. 307 и 464) поднятия Шатского и Хесса сложены перемежающимися базальтами гавайского типа, щелочными породами и разными типами «обогащённых» базальтов KLAEP.
Магматизм Шатского по данным драгирования представлен двумя группами пород,сменяющими друг друга во времени. Более ранние обогащённые калием ферротолеиты юрско-мелового возраста слагают крупные массивы, а трахибазальты формируют подводные горы и хребты [Кашинцев,2002]; геохимический состав пород основания возвышенности свидетельствует о её формировании в области сонахождения океанического хребта и крупного плюма и соответствует участию в процессе формирования возвышенности обоих механизмов магмобразования. Yчитывая мощность океанической коры поднятий Шатского и Хесса более 20 км и переслаивание разных типов пород в скважинах в формировании этих возвышенностей, по всей видимости,
имели место процессы внутриокеанической аккреции (тектонического расслоения и скучивания океанической коры, в особенности её третьего слоя и верхов мантии) [Пущаровский, 1996].
В Меланезийской провинции древние структуры одноимённой котловины и расположенными в её южной части поднятием Манихики и плато Онтонг-Джава, сочетаются с позднекайнозойскими структурами зоны Муссау и Каролинских островов.
Изученный во впадине Науру (скв. 462 и 462А [Init, Repts DSDP v.33, 1976; v.61, 1981) разрез земной коры Меланезийской котловины представлен тремя вулканическими комплексами (110-131MA): верхний (силлы долеритов), средний (силлы долеритов и потоки базальтов) и нижний (преимущественно потоки базальтов). По своему химическому составу комплексы пород скв. 462А соответствуют трем петрогеохимическим разностям примитивных толеитов плит PIP: соответственно от верхнего к нижнему
комплексам: - ферротолеиты с повышенным содержанием титана, магнотолеиты с пониженным содержанием титана и ферротолеиты с умеренным содержанием титана.
Таким образом, обобщение данных по магматизму более древней Палеопацифики показало, что для главных океанических структур сложены примитивными магнезиальными и железистыми толеитами океанических плит (PIP), поднятие Манихики, характеризующееся сложным рельефом и повышенной мощностью земной коры, достигающей 25 км [Hussons et al., 1979]. Обширное плато Онтонг-Джава с ещё большей мощностью океанической коры, превышающей 35км, сложено перемежающимися в скважинах (скв.289, 803 и 807) толеитовыми и ферротолеитовыми примитивными базальтами PIP и подобно срединному хребту Неопацифики характерен феннеровский тренд эволюции, проявленный в перемежаемости магнезиальных и железистых разностей базальтоидов в скважинах океанических плато (Манихики, Онтонг-Джава), что свидетельствует о значительной роли в формировании пород восстановленных условий рифтогенеза. При этом существенное значение при формировании геологических
комплексов океана также имеет место фракционирование плагиоклазов и тёмноцветных минералов в процессе кристаллизации пород (впадина Науру).
Cостав таксонов (групп) базальтов KLAEP: SiO2 50%,TiO2 2%, Al2O3 17%, FeO 11%, MnO 0,15% MgO 7%, CaO 8%, Na2O 2%,K2O 2%,P2O5 0,40% , Rb , Ba, Zr , Ni , Cr , V ( субщелочные базальты KLAEP-Магеллановы горы, поднятия Шатского и Хесса; щелочной низкотитанистый ферробазальт, вал Хоккайдо-Зенкевича, поднятие Шатского; щелочной высокотитанистый глиноземистый базальт,поднятие Шатского, плато Огасавара; субщелочной высокотитанистый ферробазальт, Маршалловы о-ва, плато Огасавара; субщелочной глиноземистый
низкотитанистый ферробазальт, банка Рамапо, плато Огасавара).
Средний состав закалочных стёкол рифтовой долины ВТОП Тихого океана : SiO2 50%, TiO2 0,8% Al2O3 17%, FeO 7%,MgO 10%, CaO 12%, Na2O 2%, K2O 0,06% P2O5 0,05%
Суммирование драгированных в западной части Тихого океана «обогащённых» базальтов типа KLAEP по опубликованным данным В.П.Симаненко, И.Н.Говорова и др.[Петрологические …,1996] позволило классифицировать варьирующие по химизму породы. Выделены 5 таксонов, области распространения которых отмечены на факторной диаграмме (рис. 8). Главные изменения состава пород, соответствующие I-му главному фактору, представленному вариацией ассоциаций параметров: (Si+Na+K - Mg+Ca+Fe), соответствует боуэновскому тренду изменчивости состава пород; II-й фактор представлен ассоциацией (Mg+Al+Si - Fe+Ti), что свидетельствует о том, что различия второго порядка этих групп пород соответствуют феннеровскому тренду. Наиболее разнообразный состав этих пород на возвышенности Шатского (с 1-го по 3-й типы); на Магеллановых горах проявлен 1-й тип, а на Маршаловых островах- 4-й. Использованные для расчёта данные по плато Огасавара соответствуют 4-му и 5-му типам, по валу Хоккайдо-Зенкевича- 2-му и банке Рамапо- 5-му типам.
Диагностику магмогенерирующего субстрата групп океанических базальтов, основанную на экспериментально полученной прямой зависимости коэффициента деполимеризации расплава и коэффициента общей глинозёмистости, позволяет в первом приближении проводить диаграмма (Fe+Mg) -Ca-(Al-Na-K) [Коренбаум, 1987]. На основании этой зависимости механизм
фракционирования большинства породообразующих минералов основных эффузивов (за исключением клинопироксена и глиноземистой шпинели) не оказывает существенного влияния на величину отношения Ca/(Al-Na-K), что происходит даже при вариации общего давления, т.е. в генетически родственных магмах это отношение остается постоянным.
Области фигуративных точек базальтов различных геохимических типов (океанических, внутриплитных, островодужных и активных континентальных окраин) формируют на диаграмме (рис. 9) самостоятельные поля вне зависимости от степени дифференцированности и щёлочности пород. Базальты срединно-океанических хребтов (MOR) и океанических островов (OIB) образуют изолированные поля, приуроченные к мантийному отношению параметров диаграммы (1:1) различных типов ультраосновных пород. При этом поле OIB сдвинуто в сторону повышенного содержания Fe+Mg, что позволяет предполагать их формирование на большей глубине. Ниже, на уровне отношения параметров (1:0,7), характерное для ксенолитов, связанных с с кимберлитами, образованных из метасоматизированной мантии, находится область, соответствующая базальтам активных континентальных окраин (MCВ) [Мартынов, 1999]. Вблизи этой области расположено большинство из средних типов пород KLAEP, что отличает эти базальты от пород, связанных с субстратами перидотитовой верхней мантии и свидетельствует о сходстве генезиса базальтов KLAEP с генезисом базальтов активных континентальных окраин.