Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Петрогенетические типы гранитоидов пользуются большой популярностью у петрологов, занимающихся генезисом и геодинамическими обстановками их формирования. В последние годы к стандартным типам гранитоидов M, I, S, A добавлены вновь выделяемые шошонитовый (SH) и адакитовый (AD) типы [1, 7, 9].

Концентрации и соотношения изотопов стронция и неодима играют важную роль в понимании петрогенезиса изверженных пород [11]. Логично вытекает актуальность проведенных исследований в анализе соотношений изотопии указанных элементов для шошонитового типа гранитоидов. Целью настоящего исследования является - на основе авторских анализов и опубликованных данных по изотопам стронция и неодима в шошонитовых гранитоидах выявить петрологические особенности и закономерности их вариаций.

Породные типы шошонитовой группы гранитоидов включают ассоциации (кварцевый) монцодиорит - (кварцевый) монцонит - кварцевый сиенит, или монцонитовый гранит - гранит, или биотитовый (монцонитовый) гранит - диопсидовый гранит - диопсидовый сиенит. Биотит в шошонитовых гранитоидах относится к железистому флогопиту с небольшой долей эстонита и высокими отношениями Mg/(Mg + Fet) и Fe³⁺/Fe²⁺. Амфибол относится к эденитовой роговой обманке и магнезиальному гастингситу с некоторой долей эденита и высокими отношениями Mg/(Mg + Fet) и Fe³⁺/Fe²⁺. Породы показывают содержание SiO₂ от 52,77 до 71,85 % и высокую сумму щелочей K₂O + Na₂O (более > 8 %, в среднем 9,14 %), K₂O/Na₂O (более > 1, в среднем 1,50) и Fe₂O₃/FeO (0,85-1,51, в среднем 1,01) и низкое содержание TiO₂ (0,15-1,12 %, в среднем 0,57 %). Содержания Al₂O₃ варьируют от 13,01 до 19,20 мас. % и весьма вариабильны. Гранитоиды обогащены LILE, LREE и летучими компонентами, такими как F, В [1].

Нами на основе авторских анализов и литературных данных по изотопии стронция и неодима, представляющих различные регионы Мира, составлены таблица и рисунок.

Вариации ε_Nd(t) в различных породных группах шошонитовых гранитоидов колеблются в широком интервале значений от -15 до +3,2, а ε_Sr(t) - от +12,83 до +112,4, указывающих на крайнюю разнородность изотопов неодима и стронция в породах (см. таблицу).

Соотношения изотопов ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd имеются лишь для гранитов и биотитовых монцогранитов Западного Кунь-Луня, которые варьируют от 0,511879 до 0,512250.

Примечание. Данные заимствованы: 1 - Гусев, Гусев, 2011 [1]; 2 - Дубинина, Носова, 2010 [2]; 3 - Fowler et all., 2008 [6]; 5 - Fowler et all., 1992 [4]; 6 - Jiang, Jiang, et all., 2002 [7]; 7 - Guimaraes et all., 2005 [8]; 9 - Rios D.C, Conceicao H., Davis D.W. et all. , 2009 [10]; 4 - Fowler et all., 2001 [5]. Прочерками в таблице отмечено отсутствие данных.

Отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr дают широкие вариации значений от 0,7022 (мантийные значения) до 0,712958 (компонент обогащённой мантии).

На диаграмме ε_Nd(t) - ε_Sr(t) все значения соотношений указанных изотопов распадаются на 4 кучных поля фигуративных точек (см. рисунок).

Выделяются 3 крайних по степени деплетированности и обогащённости изотопами стронция и неодима и 1 промежуточный подтип шошонитовых гранитоидов по соотношению указанных изотопов.

Первый из них (Айский массив Горного Алтая, Саввушинский Рудного Алтая, Луговской Салаира и массив Клуни Британский каледонид) характеризуется наибольшей изотопной «деплетированностью» со значениями εNd, варьирующими от 3,2 до 1,93 и соотношениями ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr между 0,7052 и 0,70711. Содержание стабильного изотопа δ¹⁸О в этом типе Британских каледонид варьирует от 7,3 до 8,7 ‰ [3].

Второй крайний подтип - изотопно «обогащённый» (массивы Хэлмсдэйл, Стрэт Хеллэдэйл, Лоч Лойял, Роггарт Британских каледонид, а также массивы Карибашенг, Западный Датонг Кунь-Луня и массивы Бык, Бештау, Верблюд Большого Кавказа), характеризуется отрицательными значениями εNd (от -3,0 до -11), повышенными соотношениями ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, варьирующими от 0,7065 до 0,7094. Стабильный изотоп кислорода даёт более широкий разброс значений δ¹⁸О от +7,1 до 10,6 ‰. Для шошонитовых гранитоидов кавминводского комплекса Большого Кавказа установлена контаминация корового материала. Этим контаминантом считается осадочная карбонатная высокомагнезиальная порода, содержащая повышенные концентрации стронция и бария [2]. Для массива Карибашенг определены высокие значения δ¹⁸О, негативные аномалии Nb и Ti, указывающие на источник пород с большой долей участия метаосадков [7]. Этот источник для постколлизионных гималайских гранитоидов Кунь-Луня формировался на глубинах 55-60 км в условиях утолщённой ниж- ней коры.

Третий подтип - изотопно «деплетированный» по неодиму и стронцию с соотношениями εNd (от -10 до -15) (массивы штата Борборема и штата Бахиа в Бразилии). Для них характерны и самые низкие значения отношений ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, ранжирующихся от 0,7022 до 0,706505. Значения ε_Sr(t) имеют промежуточные характеристики, варьирующие от 45 до 51. Самые низкие значения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr от 0,7022 до 0,7042 массивов штата Бахиа указывают на мантийный источник магм.

Промежуточный четвёртый тип - шошонитовые гранитоиды плутонов Стронциан и Глен Дезари, в которых обнаруживаются как низкие положительные значения, так и слабо отрицательные значения εNd (от 1,3 до -0,1), а отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ранжируются от 0,7052 до 0,7085. Для этого типа характерны самые низкие параметры стабильного изотопа кислорода (δ¹⁸О от +6,7 до +8,0).

На диаграмме первый и четвёртый подтипы тяготеют к источнику мантии EM II, характеризующимися высокими отношениями ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, низкими значениями εNd и относительно обогащёнными радиогенным свинцом, что связывается с субдуцированием в мантию терригенных осадков [3].

Третий подтип тяготеет к компоненту мантии EM I с умеренными изотопными отношениями ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, низкими значениями εNd и нерадиогенным свинцом, что связывается с допущением о вовлечении в субдукционный процесс нижней части континентальной литосферы [12].

 Таким образом, по соотношениям изотопов стронция и неодима в шошонитовом типе гранитоидов можно выделить 4 подтипа с варьирующими характеристиками изотопов по степени изотопной деплетированности и обогащённости.