Петрогенезис и источники вещества пород щелочного редкометального массива Бурпала, Северное Прибайкалье

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты петролого-геохимического исследования пород щелочного массива Бурпала, сложенного кварцевыми сиенитами, щелочными безнефелиновыми и нефелиновыми сиенитами, в том числе рудоносными, входящего в состав позднепалеозойской Северо-Байкальской щелочной провинции. Изученные породы по химическому составу относятся к фоид-монцосиенитам, фоид-сиенитам и сиенитам, варьируют от агпаитовых до миаскитовых разностей. Близкие Sr-Nd изотопные характеристики и конфигурация геохимических спектров подтверждают сингенетичность магм, из которых кристаллизовались нефелиновые, щелочные и кварцевые сиениты. Отрицательная Eu-аномалия в спектрах РЗЭ и достаточно низкая магнезиальность пород свидетельствуют в пользу длительного процесса кристаллизации пород из расплава щелочно-базитового состава. Sr-Nd-Pb изотопные и геохимические характеристики пород массива Бурпала отражают преобладание вещества метасоматизированной литосферной мантии в источнике. Формирование пород массива, согласно особенностям редкоэлементного состава и изотопным данным, было осложнено ассимиляцией верхнекорового материала, что явилось наиболее вероятным фактором, определившим генетическую связь нефелиновых и кварцевых сиенитов в составе массива.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Г. Дорошкевич

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН; Новосибирский государственный университет; Геологический институт им Н.Л. Добрецова СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: doroshkevich@igm.nsc.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск; Улан-Удэ

В. М. Саватенков

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН

Email: doroshkevich@igm.nsc.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. В. Малютина

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН; Новосибирский государственный университет

Email: doroshkevich@igm.nsc.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

И. А. Избродин

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН; Новосибирский государственный университет

Email: doroshkevich@igm.nsc.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

И. Р. Прокопьев

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН; Новосибирский государственный университет

Email: doroshkevich@igm.nsc.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

А. Е. Старикова

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН; Новосибирский государственный университет

Email: doroshkevich@igm.nsc.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

Т. А. Радомская

Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН

Email: doroshkevich@igm.nsc.ru
Россия, Иркутск

Список литературы

  1. Андреев А.А., Рыцк Е.Ю., Великославинский С.Д. и др. Возраст, состав и тектонические обстановки формирования позднебайкальских комплексов Кичерской зоны Байкало-Витимского пояса (Северное Прибайкалье): геологические, геохронологические (ID-TIMS, SIMS) и Nd-изотопные данные // Петрология. 2022. Т. 30. № 4. С. 345–378.
  2. Андреев Г.В. Петрология формации калиевых, нефелиновых и щелочных сиенитов. Новосибирск: Наука, 1981. 85 с
  3. Арискин А.А., Данюшевский Л.В., Э.Г. Конников и др. Довыренский интрузивный комплекс (Северное Прибайкалье, Россия): изотопно-геохимические маркеры контаминации исходных магм и экстремальной обогащенности источника // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 3. С. 528–556.
  4. Васюкова Е.А., Пономарчук А.В., Дорошкевич А.Г. Петролого-геохимическая характеристика и возраст пород Ыллымахского массива (Алданский щит, Южная Якутия) // Геология и геофизика. 2020. Т. 61. № 4. С. 489–507.
  5. Владыкин Н.В., Сотникова И.А., Котов А.Б. и др. Строение, возраст и рудоносность Бурпалинского редкометального щелочного массива (Северное Прибайкалье) // Геология рудн. месторождений. 2014. Т. 56. № 4. С. 272–290.
  6. Гонгальский Б.И., Криволуцкая Н.А., Арискин А.А., Николаев Г.С. Строение, состав и формирование Чинейского анортозит-габброноритового массива // Геохимия. 2008. № 7. С. 691—720.
  7. Жидков А.Я. Щелочные интрузии Сынныр и Бурпала Северного Прибайкалья: Автореф. дисс. канд. … геол.-мин. наук. Ленинград, 1956. 21 с. (Zhidkov A.Ya. Alkaline intrusions of Synnyr and Burpala in the Northern Baikal region. Cand. Geol.-Min. Sci. Leningrad, 1956. 21 p.)
  8. Избродин И.А., Дорошкевич А.Г., Малютина А.В. и др. Геохронология пород щелочного массива Бурпала (Северное Прибайкалье): Новые U-Pb данные // Геодинамика и тектонофизика. 2024. Т. 15. № 1. https://doi.org/10.5800/GT-2024-15-1-0741
  9. Когарко Л.Н. Обогащенные мантийные резервуары – источник крупнейших апатитовых и редкометальных месторождений // Тр. XV Международного семинара “Глубинный магматизм, его источники и плюмы”. Иркутск: ИГХ СО РАН, 2019. С. 5–22.
  10. Котов А.Б., Владыкин Н.В., Ярмолюк В.В. и др. Пермский возраст Бурпалинского щелочного массива (Северное Прибайкалье): геодинамические следствия // Докл. АН. 2013. Т. 453. № 3. С. 295–299. https://doi.org/10.7868/S0869565213330165.
  11. Ларин А.М., Котов А.Б., Ковач В.П. и др. Граниты рапакиви Кодарского комплекса (Алданский щит): возраст, источники и тектоническое положение // Петрология. 2021. Т. 29. № 4. С. 339–364.
  12. Мельников Н.Н. Погрешности метода двойного изотопного разбавления при изотопном анализе обыкновенного свинца // Геохимия. 2005. № 12. С. 1333–1339.
  13. Пак А.С., Миков Н.А., Бушуев В.П. и др. Отчет о результатах геолого-поисковых работ Сольской партии за 1960–1961 гг. в бассейне р. Майгунда. Улан-Удэ, 1962. 213 с.
  14. Портнов А.М. Редкометальная минерализация щелочного массива Бурпала в Северном Прибайкалье: Дисс. … канд. геол.-мин. наук. Москва, 1965. 275 с.
  15. Портнов А.М., Нечаева Е.А. Нефелинизация в приконтактовых зонах щелочного массива Бурпала // Изв. АН СССР. Серия геол. 1967. № 5. С. 71–76.
  16. Саватенков В.М., Рыцк Е.Ю., Великославинский С.Д., Лебедева Ю.М. Изотопные (Nd-Sr) характеристики и возможные источники ультракалиевых щелочных пород Сыннырского массива (Северное Прибайкалье) // Тр. Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. 2019. № 16. С. 497–501.
  17. Туркина О.М., Изох А.Э. Гетерогенная субконтинентальная литосферная мантия под южным флангом сибирского кратона: свидетельства по составу палеопротерозойских мафических ассоциаций // Геология и геофизика. 2023. Т. 64. № 10. С. 1369–1391
  18. Цыганков А.А., Хубанов В.Б., Бурмакина Г.Н. и др. Соотношение мантийного и разновозрастного корового вещества в составе гранитоидов Забайкалья А-типа: петрологические и геодинамические следствия // Геодинамика и тектонофизика. 2019. Т. 10. № 3. С. 779–799.
  19. Arzamastsev A.A., Bea F., Glaznev V.N. et al. Kola alkaline province in the Paleozoic: evaluation of primary mantle magma composition and magma generation conditions // Russ. J. Earth Sci. 2001. № 3. P. 1–32.
  20. Bogatikov O., Kononova V., Pervov V., Zhuravlev D. Petrogenesis of mesozoic potassic magmatism of the Central Aldan: a Sr-Nd isotopic and geodynamic model // Int. Geol. Rev. 1994. V. 36. № 7. P. 629–644.
  21. Davies G.R., Stolz A.J., Mahotkin I.L. et al. Trace element and Sr-Pb-Nd-Hf isotope evidence for ancient, fluid-dominated enrichment of the source of Aldan Shield lamproites // J. Petrol. 2006. V. 47. № 6. P. 1119–1146.
  22. Doroshkevich A.G., Ripp G.S., Izbrodin I.A., Savatenkov V.M. Alkaline magmatism of the Vitim province, West Transbaikalia, Russia: Age, mineralogical, geochemical and isotope (О, C, D, Sr and Nd) data // Lithos. 2012. V. 152. P. 157–172. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2012.05.002
  23. Doroshkevich A.G., Prokopyev I.R., Izokh A.E. et al. Isotopic and trace element geochemistry of the Seligdar magnesiocarbonatites (South Yakutia, Russia): Insights regarding the mantle evolution beneath the Aldan-Stanovoy shield // J. Asian Earth Sci. 2018. V. 154. P. 354–368.
  24. Doroshkevich A.G., Prokopyev I.R., Ponomarchuk A.V. et al. Cora Wohlgemuth-Ueberwasse Petrology and geochemistry of the late Mesozoic Dzheltula alkaline igneous complex, Aldan–Stanovoy Shield, Russia: constraints on derivation from the ancient enriched mantle source // Int. J. Earth Sci. 2020. V. 109. P. 2407–2423.
  25. Estrade G., Béziat D., Salvi S. et al. Unusual evolution of silica-under- and oversaturated alkaline rocks in the Cenozoic Ambohimirahavavy Complex (Madagascar): Mineralogical and geochemical evidence // Lithos. 2014. V. 206–207. P. 361–383. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2014.08.008
  26. Foland K.A., Landoll J.D., Henderson C.M.B., Chen J.F. Formation of cogenetic quartz and nepheline syenites // Geochim. Cosmochim. Acta. 1993. V. 57. P. 697–704.
  27. Frost B.R., Frost C.D. A geochemical classification for feldspathic igneous rocks // J. Petrol. 2008. V. 49. P. 1955–1969.
  28. Guo Z., Wilson M., Liu J., Mao Q. Post-collisional, potassic and ultrapotassic magmatism of the Northern Tibetan Plateau: Constraints on characteristics of the mantle source, geodynamic setting and uplift mechanisms // J. Petrol. 2006. V. 47. № 6. P. 1177–1220.
  29. Izbrodin I., Doroshkevich A., Rampilov M. et al. Late Paleozoic alkaline magmatism in Western Transbaikalia, Russia: Implications for magma sources and tectonic settings // Geosci. Front. 2020. V. 11. № 4. P. 1289–1303. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2019.12.009
  30. Jahn B.M., Litvinovsky B.A., Zanvilevich A.N., Reichow M. Peralkaline granitoid magmatism in the Mongolian-Transbaikalian Belt: evolution, petrogenesis and tectonic significance // Lithos. 2009. V. 113. P. 521–539. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2009.06.015
  31. Jourdan F., Bertrand H., Schärer U. et al. Major and trace element and Sr, Nd, Hf, and Pb isotope compositions of the Karoo Large Igneous Province, Botswana–Zimbabwe: lithosphere vs mantle plume contribution // J. Petrol. 2007. V. 6. P. 1043–1077.
  32. Kogarko L.N. Role of volatiles. Ed. H. Sǿrensen. The Alkaline Rocks. Chichester: John Wiley, 1974. P. 474–487.
  33. Kramers J.D., Tolstikhin I.N. Two terrestrial lead isotope paradoxes, forward transport modelling, core formation and the history of the continental crust // Chem. Geol. 1997. V. 139. P. 75–110.
  34. Kramm U., Kogarko L.N. Nd and Sr isotope signatures of the Khibina and Lovozero agpaitic centres, Kola Alkaline Province, Russia // Lithos. 1994. V. 32. P. 225–242.
  35. Litvinovsky B.A., Tsygankov A.A., Jahn B.M. et al. Origin and evolution of overlapping calc-alkaline and alkaline magmas: the Late Palaeozoic post-collisional igneous province of Transbaikalia (Russia) // Lithos. 2011. V. 125. P. 845–874.
  36. Marks M.A.W., Hettmann K., Schilling J. et al. The mineralogical diversity of Alkaline Igneous Rocks: critical factors for the transition from miaskitic to agpaitic phase assemblages // J. Petrol. 2011. V. 52. № 3. P. 439–455. https://doi.org/10.1093/petrology/egq086
  37. Middlemost E.A.K. Naming materials in the magma/igneous rock system // Earth-Sci. Rev. 1994. V. 37. № 3–4. P. 215–224. https://doi.org/10.1016/0012-8252(94)90029-9
  38. Mikova J., Denkova P. Modi֜ed chromatographic separation scheme for Sr and Nd isotope analysis in geological silicate samples // J. Geosci. 2007. V. 52. P. 221–226.
  39. Misawa K., Yamazaki F., Ihira N., Nakamura N. Separation of rare earth elements and strontium from chondritic meteorites by miniaturized extraction chromatography for elemental and isotopic analyses // Geochem. J. 2000. V. 34. P. 11–21.
  40. Mitchell R.H., Smith C.B., Vladykin N.V. Isotopic composition of strontium and neodymium in potassic rocks of the Little Murun complex, Aldan Shield, Siberia // Lithos. 1994. V. 32. P. 243–248.
  41. O’Nions R.K., Hamilton P.J., Evensen N.M. Variations in 143Nd/144Nd and 87Sr/86Sr ratios in oceanic basalts // Earth Planet. Sci. Lett. 1977. V. 34. № 1. P. 13–22.
  42. Ou Q., Wang Q., Wyman D. A. et al. Postcollisional delamination and partial melting of enriched lithospheric mantle: Evidence from Oligocene (ca. 30 Ma) potassium-rich lavas in the Gemuchaka area of the central Qiangtang Block, Tibet // GSA Bull. 2019. V. 131. № 7/8. P. 1385–1408. https://doi.org/10.1130/B31911.1
  43. Pankhurst R.J., Beckinsale R.D., Brooks C.K. Strontium and oxygen isotope evidence relating to the petrogenesis of the Kangerdlugssuaq alkaline intrusion, East Greenland // Contrib. Mineral. Petrol. 1976. V. 54. P. 17–42.
  44. Pearce J.A., Stern R.J., Bloomer S.H., Fryer P. Geochemical mapping of the Mariana arc-basin system: Implications for the nature and distribution of subduction components // Geochem. Geophys. Geosyst. 2005. V. 6. № 7. Q07006. doi: 10.1029/2004GC000895
  45. Pfander J.A., Jochum K.P., Kozakov I. et al. Coupled evolution of back-arc and island arc-like mafic crust in the late-Neoproterozoic Agardagh Tes-Chem ophiolite, Central Asia: evidence from trace element and Sr-Nd-Pb isotope data // Contrib. Mineral. Petrol. 2002. V. 143. P. 154–174.
  46. Riishuus M.S., Peate D.W., Tegner C. et al. Petrogenesis of cogenetic silica-oversaturated and undersaturated syenites by periodic recharge in a crustally contaminated magma chamber: the Kangerlussuaq Intrusion, East Greenland // J. Petrol. 2008. V. 49. № 3. P. 493–522. https://doi.org/10.1093/petrology/egm090
  47. Rudnick R.L., Gao S. Composition of the Continental Crust. Treatise on Geochemistry (Second Edition). Elsevier, 2014. P. 1–51. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.00301-6
  48. Sharp Z.D. A laser-based microanalytical method for the in-situ determination of oxygen isotope ratios in silicates and oxides // Geochim. Cosmochim. Acta. 1990. V. 54. P. 1353–1357.
  49. Sun S.-S., McDonough W.F. Chemical and isotope systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Geol. Soc. Lond. Spec. Publ. 1989. V. 42. P. 313–345.
  50. Tsygankov A.A., Burmakina G.N., Khubanov V.B., Buyantuev M.D. Geodynamics of Late Paleozoic batholith forming processes in Western Transbaikalia // Petrology. 2017. V. 25. № 4. P. 396–418. https://doi.org/10.1134/S0869591117030043
  51. Vladykin N.V., Sotnikova I.A. Petrology, geochemistry and source characteristics of the Burpala alkaline massif, North Baikal // Geosci. Front. 2017. V. 8. № 4. P. 711–719.
  52. Vorontsov А., Yarmolyuk V., Dril S. et al. Magmatism of the Devonian Altai-Sayan Rift System: Geological and geochemical evidence for diverse plume-lithosphere interactions // Gondwana Res. 2021. V. 89. P. 193–219.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема тектонического районирования Байкало-Витимского пояса (Андреев и др., 2022). 1 – четвертичные впадины Байкальской рифтовой системы; 2, 3 – магматические комплексы позднего палеозоя: 2 – щелочные (I – Бурпала, II – Сынныр), 3 – монцонит-граносиенит-гранитоидные; 4 – позднебайкальские структуры Байкало-Витимского пояса; 5 – ультрабазиты Йоко-Довыренского массива; 6 – раннебайкальские блоки метаморфических комплексов; 7 – Баргузино-Витимский супертеррейн (ЦАСП); 8 – раннебайкальский Анамакит-Муйский террейн; 9 – раннебайкальские структуры Байкало-Патомского пояса: Олокитская рифтогенная зона; 10 – Маректинский и Байкало-Тонодский выступы фундамента Сибирского кратона; 11 – тектонические швы и границы.

Скачать (438KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема геологического строения массива Бурпала, по (Пак и др., 1962) с изменениями. 1 – четвертичные отложения; 2 – песчаники и алевролиты холоднинской свиты; 3 – диориты, габбро-диориты, габбро; 4 – роговики, фениты; 5 – кварцевые сиениты; 6 – щелочные сиениты; 7 – нефелиновые сиениты и пуласкиты (а), жильные нефелиновые сиениты (б); 8 – пегматиты; 9 – апатит-флюоритовые породы; 10 – щелочные граниты и гранит-аплиты; 11 – разрывные нарушения; 12 – точки отбора проб, звездочкой указаны точки, в которых отобрано по несколько разновидностей (вне масштаба).

Скачать (384KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микрофотографии шлифов нефелиновых (а–г), щелочных (д–е) и кварцевых (ж–з) сиенитов массива Бурпала в проходящем свете (левая колонка) и скрещенных николях (правая колонка). Aln – алланит, Amp – амфибол, Kfs – калиевый полевой шпат, Cpx – клинопироксен, Lоp – лопарит, Nph – нефелин, Pl – плагиоклаз, Phl – флогопит, Sdl – содалит, Ttn – титанит, Qz – кварц. Розовая окраска фельдшпатоидов вызвана их окрашиванием в растворе алюминона.

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис. 4. Классификационная диаграмма SiO₂ vs (Na₂O + K₂O) (а) (Middlemost, 1994) и диаграмма Al – (Na + K)–FSSI (б) (Frost, Frost, 2008) для основных разновидностей пород массива Бурпала. FSSI = нормативные Q − [Lc + 2(Ne + Kp)]/100.

Скачать (280KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Вариации содержаний основных петрогенных (мас. %) и редких (ppm) компонентов в основных разновидностях пород массива Бурпала. Условные обозначения см. на рис. 4.

Скачать (300KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Содержания РЗЭ (а, б) и редких элементов (в, г), нормированные к хондриту и примитивной мантии (ПМ) (Sun, McDonough, 1989) соответственно в породах массива Бурпала. Условные обозначения см. на рис. 4.

Скачать (514KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Изотопный состав кислорода в минералах основных разновидностей пород массива Бурпала.

Скачать (88KB)
Метаданные
9. Рис. 8. (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)Т–εNd(Т) изотопные отношения (а) и (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)Т–(²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb)Т диаграмма (б) для пород массива Бурпала. Условные обозначения см. на рис. 4.  (а): данные для позднепалеозойских щелочных пород Забайкалья (Doroshkevich et al., 2012; Izbrodin et al., 2020), позднепалеозойских гранитоидов и базитов Забайкалья (Jahn et al., 2009; Litvinovsky et al., 2011; Цыганков и др., 2019; Tsygankov et al., 2017), мезозойских щелочных пород Алдано-Станового щита (Bogatikov et al., 1994; Mitchell et al., 1994; Davies et al., 2006; Васюкова и др., 2020; Doroshkevich et al., 2020), расслоенной ультрабазит-базитовой интрузии Йоко-Довырен, пересчитанные на 290 млн лет (Арискин и др., 2015), массива Сынныр (Саватенков и др., 2019; неопубликованные данные авторов), постколлизионных шошонитов Тибета (Guo et al., 2006; Ou et al., 2019), вулканических пород юрской изверженной провинции Кару (Jourdan et al., 2007). (б): СК – эволюция Pb в Сибирском кратоне (Ларин и др., 2021); ДМК-Т – эволюция Pb в деплетированной мантии (Kramers, Tolstikhin, 1997). Розовая стрелка – тренд ассимиляции.

Скачать (325KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Диаграммы Sr (ppm)– ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (a), Nd (ppm)–ɛNd (б), Pb (ppm)– ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb (в) для пород массива Бурпала. Розовая стрелка – тренд ассимиляции. Условные обозначения см. на рис. 4.

Скачать (249KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Диаграммы Zr/Ce–Th/Ta (а) и Zr/Y–Nb/Ta (б) отношений в породах массива Бурпала. Условные обозначения см. на рис. 4. Значения для верхней (UC) и нижней коры (LC) по (Rudnick, Gao, 2014), вмещающие породы (синие крестики) – авторские данные.

Скачать (127KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Сравнительная характеристика спектров распределения редких элементов, нормированных к примитивной мантии (ПМ) по (Sun, McDonough, 1989), для нефелиновых сиенитов массива Бурпала с мезозойскими лампроитами Алдан-Станового щита (Bogatikov et al., 1994; Mitchell et al., 1994; Davies et al., 2006), породами интрузии Йоко-Довырен (Арискин и др., 2015), шошонитами Тибета (Guo et al., 2006; Ou et al., 2019), вулканическими породами юрской изверженной провинции Кару (Jourdan et al., 2007).

Скачать (174KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Ba/Th–(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)Т диаграмма для пород массива Бурпала. Условные обозначения см. на рис. 4. Данные для мезозойских лампроитов Алдано-Станового щита (Bogatikov et al., 1994; Mitchell et al., 1994; Davies et al., 2006), расслоенной ультрабазит-базитовой интрузии Йоко-Довырен (Арискин и др., 2015), постколлизионных шошонитов Тибета (Guo et al., 2006; Ou et al., 2019), вулканических пород юрской изверженной провинции Кару (Jourdan et al., 2007).

Скачать (121KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).