Геохимия, 2022, T. 67, № 5, стр. 436-444

Магматические комплексы хребта стелмейт, северо-западная Пацифика, и их возможное происхождение

В. В. Шабыкова a, С. А. Силантьев a*, Е. А. Краснова a, А. В. Жилкина a

a Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН
119991 Москва, ул. Косыгина, 19, Россия

* E-mail: silantyev@geokhi.ru

Поступила в редакцию 29.06.2021
После доработки 15.09.2021
Принята к публикации 01.10.2021

Аннотация

Важным элементом в реконструкции картины геодинамической эволюции литосферы северо-западной акватории Тихого океана является хребет Стелмейт, расположенный непосредственно к югу от Алеутской островной дуги и протянувшийся с юго-востока на северо-запад почти параллельно Алеутскому глубоководному желобу. Коллекция образцов, имеющаяся в распоряжении авторов, включала породы, драгированные вдоль всего простирания хр. Стелмейт во время проведения 201-го и 249-го рейсов немецкого НИС “Зонне”. Предметом изучения служили перидотиты, габброиды, долериты и базальты, которые в полной мере характеризуют петрографическое разнообразие магматических пород, слагающих фрагменты хр. Стелмейт, расположенные вдоль его простирания на протяжении 500 километров. Цель настоящей работы заключалась в оценке геохимической и геодинамической природы источников магматизма, формирующих магматические комплексы хр. Стелмейт. Синтез представленных в работе данных о строении хр. Стелмейт и составе слагающих его пород позволил сформулировать ряд выводов, имеющих принципиальную важность для построения адекватной модели геодинамической эволюции северо-западной акватории Тихого океана: 1) мафит-ультрамафитовая ассоциация пород северо-западного сегмента хр. Стелмейт была образована на конвергентной границе литосферных плит; 2) в формировании магматических комплексов хр. Стелмейт принимали участие деплетированные и обогащенные источники; 3) в районе 170о в.д., в пределах хребта Стелмейт, располагается крупная разломная зона, к северо-западу от которой в строении магматических комплексов участвуют ультраосновные породы, отсутствующие к юго-востоку от нее; 4) на всем простирании хребта Стелмейт спорадически встречаются магматические породы, в образовании которых не участвовали мантийные резервуары океанического типа.

Ключевые слова: океаническая литосфера, зоны субдукции, офиолитовые комплексы, мантийный магматизм, метаморфизм, геодинамика, северо-западная Пацифика

Список литературы

  1. Костицын Ю.А. (2004) Sm-Nd и Lu-Hf изотопные системы Земли: отвечают ли они хондритам? Петрология 12 (5), 451-466.

  2. Краснова Е.А., Портнягин М.В., Силантьев С.А., Хернле К., Вернер Р. (2013) Двух-стадийная эволюция мантийных перидотитов разломной зоны Стелмейт (северо-западная Пацифика). Геохимия (8), 1-14.

  3. Krasnova E.A., Portnyagin M.V., Silantyev S.A., Hoernle K., Werner R. (2013) Two-Stage Evolution of Mantle Peridotites from the Stalemate Fracture Zone, Northwestern Pacific. Geochem. Int. 51(9), 683-695.

  4. Краснова Е.А. (2014) Магматическая и метаморфическая эволюция мантийного субстрата литосферы северо-западной части Тихого океана. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. Москва: ГЕОХИ РАН, 26 с.

  5. Полякова А.М. (2007) Экстремальный выход плавучих льдов в северо-западной части Тихого океана. Океанология 47(1), 5-8.

  6. Силантьев С.А., Новоселов А.А., Краснова Е.А., Портнягин М.В., Хауфф Ф., Вернер Р. (2012) Окварцевание перидотитов разломной зоны Стелмейт (северо-запад Тихого океана): реконструкция условий низкотемпературного выветривания и их тектоническая интерпретация. Петрология 20(1), 1-20.

  7. Силантьев С.А., Портнягин М.В., Краснова Е.А., Хауфф Ф., Вернер Р., Кузьмин Д.В. (2014) Петрология и геохимия плутонических пород северо-западной части Тихого океана и их геодинамическая интерпретация. Геохимия (3), 195-213.

  8. Silantyev S.A., Portnyagin M.V., Krasnova E.A, Hauff F., Werner R., and Kuzmin D.V. (2014)

  9. Petrology and Geochemistry of Plutonic Rocks in the Northwest Pacific Ocean and Their Geodynamic Interpretation. Geochem. Int. 52(3), 179-196.

  10. Силантьев C.А., Кубракова И.В., Портнягин М.В., Тютюнник О.А., Жилкина А.В., Грязнова А.С., Хернле К., Вернер Р. (2018) Ультрамафит-мафитовая ассоциация плутонических пород и роговообманковые сланцы хребтов Ширшова (Берингово море) и Стелмейт (северо-западная акватория Тихого океана): геодинамическая интерпретация геохимических данных. Петрология 26(5), 511-534.

  11. Силантьев С.А., Костицын Ю.А., Шабыкова В.В., Краснова Е.А., Ермаков Я.Ю., Догадкин Д.Н., Жилкина А.В. (2019) Геодинамическая природа источников магматизма северо-западной акватории Тихого океана: интерпретация данных об изотопном составе Sr и Nd в породах северного сегмента хребта Стелмейт, котловины Ингенстрем и хребта Ширшова. Петрология 27(6), 715-736.

  12. Силантьев C.А., Грязнова А.С., Шабыкова В.В. (2021) Амфиболиты хребтов Стелмейт и Ширшова (Северо-Западная Пацифика): Индикаторы геодинамического режима метаморфизма на конвергентной границе литосферных плит. Геохимия 66 (3), 199-215.

  13. Silantyev S.A., Gryaznova A.S., Shabykova V.V. (2021) Amphibolites of the Stalemate Ridge and Shirshov Rise, Northwest Pacific: Indicators of the Geodynamic Regime of Metamorphism at the Convergent Plate Boundary. Geochem. Int. 59(3), 213-228.

  14. Allen C.R. (1975) The Petrology of a Portion of the Troodos Plutonic Complex, Cyprus. Ph.D. thesis. Cambridge University, 465.

  15. Bartley J. (1986) Evaluation of REE mobility in low-grade metabasalts using mass-balance calculations. Norsk Geologisk Tidsskrift, Oslo 66, 145-152.

  16. Brunelli D., Seyler M., Cipriani A., Ottolini L., Bonatti E. (2006) Discontinuous Melt Extraction and Weak Refertilization of Mantle Peridotites at the Vema Lithospheric Section (Mid-Atlantic Ridge). J. of Petrology 47(4), 745-771.

  17. Cox K.G., Bell J.D., Pankhurst R.J. (1979) The interpretation of igneous rocks. London: Allen and Unwin, 450 p.

  18. Cruise Report SO249 (2016) Helmholtz-Zentrum fur Ozeanforschung Kiel. (30), 31p.

  19. Delacour A., Früh-Green G.L., Frank M. et al. (2008) Sr- and Nd-isotope geochemistry of the Atlantis Massif (30° N, MAR): Implications for fluid fluxes and lithospheric heterogeneity. Chemical Geology 254, 19-35.

  20. Gasperini L., Bonatti E., Ligi M., Sartori R., Borsetti A., Negri A., Ferrari A., Sokolov S. (1997) Stratigraphic numerical modeling of a carbonate platform on the Romanche transverse ridge, equatorial Atlantic. Marine Geology 136, 245-257.

  21. German C.R., Holliday B.P., Elderfield H. (1991) Redox cycling of rare earth elements in the suboxic zone of the Black Sea. Geochim. Cosmochim. Acta 55, 3553-3558.

  22. Ghatak A., Basu A.R., Wakabayashi J. (2012) Element mobility in subduction metamorphism: Insight from metamorphic rocks of the Franciscan complex and Feather River ultramafic belt, California. International Geology Review 54, 654-685.

  23. Hanyu T., Nakamura E. (2000) Constraints on HIMU and EM by Sr and Nd isotopes re-examined. Earth Planets Space 52, 61-70.

  24. Jackson M.G., Dasgupts R. (2008) Compositions of HIMU, EM1, and EM2 from global trends between radiogenic isotopes and major elements in ocean island basalts. Earth and Planetary Science Letters 276, 175-186.

  25. Kastens K., Bonatti E., Caress D., Carrara G., Dauteuil O., Frueh-Green G., Ligi M., Tartarotti P. (1998) The Vema Transverse Ridge (Central Atlantic). Marine Geophysical Researches 20, 533-556.

  26. Kimura J.-I., Gill J.B., van Keken P.E., Kawabata H., Skora S. (2017) Origin of geochemical mantle components: Role of spreading ridges and thermal evolution of mantle. Geochem. Geophys. Geosyst 18, 697-734.

  27. Lonsdale P. (1988) Paleogene history of the Kula plate: Offshore evidence and onshore implications. Geological Society of America Bulletin 100, 733-754.

  28. Miyashiro A., Shido F. (1980) Differentiation of gabbros in the Mid’Atlantic Ridge near 24° N. Geochemic. J. 14 (4), 145-154.

  29. Nadin E.S., Kentner A.E., Nye C.J., Izbekov P.E. (2014) Petrogenesis of mafic and ultramafic enclaves from the Central Aleutian Arc, and implication for the formation of new crust. AGU Fall Meeting Abstract Volume, T11A-4533.

  30. Piepgras D.J., Wasserburg G.J. (1987) Rare earth element transport in the western North Atlantic inferred from isotopic observations. Geochim. Cosmochim. Acta 51, 1257-1271.

  31. Rudnik R.L., Gao S. (2003) Composition of the Continental Crust. Treatise on Geochemistry 3, 1-62.

  32. Snow J.E., Reisberg L. (1995) Os isotopic systematics of the MORB mantle: results from altered abyss al peridotites. Earth Planet. Sci. Lett. 133, 411-421.

  33. Sun S.-S., McDonough W.F. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. In: Magmatism in Ocean Basins, Ed. by Saunders A.D., Norry M.J. Geol. Soc. Spec. Publ. London. 42, 313-345.

  34. Tachikawa K., Athias V., Jeandel C. (2003) Neodymium budget in the modern ocean and paleo-oceanographic implications. J. Geophys. Res. 108, 10-1-10-13.

  35. Verma S.P. (1992) Seawater alteration effects 0n REE, K, Rb, Cs, Sr, U, Th, Pb and Sr-Nd-Pb isotope systematic 0f Mid-Ocean Ridge Basalt. Geochemical Journal 26, 159-177.

  36. Wilson M. (1989) Igneous petrogenesis. London: Unwin Hyman, Boston–Sidney–Wellington, 466 p.

  37. Workman R.K., Hart S.R. (2005) Major and trace element composition of the depleted MORB mantle (DMM). Earth and Planet. Sci. Lett. 231(1–2), 53-72.

  38. Xiao Y., Niu Y., Song S., Davidson J., Liu X. (2013) Elemental responses to subduction-zone metamorphism: Constraints from the North Qilian Mountain, NW China. Lithos 160–161, 55-67.

Дополнительные материалы отсутствуют.