|
Базальты рифтовой зоны Африкано-Антарктического
хребта (АфАХ) гораздо менее фракционированы, чем вулканиты острова Буве
(FeO /MgO
0,7-1,5), они не выходят за рамки собственно базальтов [Диденко и др., 1999;
Симонов и др., 2000; Le Roex et al., 1983]. В тоже время для них
характерна чрезвычайная пестрота составов. Среди изученной коллекции выделяются
четыре группы. Немногочисленная группа образцов близка по составу гавайитам
острова Буве, и на вариационных диаграммах (рис. 2, 3, 4) они попадают на
соответствующие тренды изменения составов вулканической серии острова Буве.
Большая часть базальтов составляет группу, образующую самостоятельные
непротяженные тренды на этих вариационных диаграммах. Не достигая высоких
степеней дифференциации, базальты из этой группы имеют тенденцию к более
быстрому накоплению калия и фосфора, чем гавайиты острова Буве, при этом для данных
коэффициентов фракционирования содержания K2O в них наиболее высокие
среди всех базальтов района тройного сочленения. Для данной группы также
свойственны в целом более низкие значения CaO и глинозема и более высокие TiO2,
а по вариациям в содержании натрия, а также по содержанию литофильных
элементов-примесей Rb, Th, Nb, Ta [Симонов и др., 2000] и отношениям
(La/Sm)n 1,8-2,3, (Nb/Zr)n 1,0-1,6 они близки к
вулканитам хребта Шписс. В то же время по существенно более высокому содержанию
хрома и никеля базальты данной группы резко отличаются от базальтов и острова
Буве, и хребта Шписс.
Небольшая группа базальтов с заметно более низкими содержаниями TiO2,
K2O и P2O5 не образует собственного тренда, не
обнаруживая каких-либо закономерностей в вариациях составов. Наиболее близки
они к обогащенным толеитам типа T-MORB.
Аномально высокие значения K2O (до 3,35%) в некоторых образцах
станций S1824, S1825 и S1835 при низкой железистости обусловлены высокой
степенью их вторичных изменений.
Подводная гора Шона по данным драгирования сложена
разнотипными вулканитами (табл. 8). Наиболее широко здесь распространены
породы с очень низкими содержаниями TiO 2 (0,6-1,2%). В совокупности
они образуют пологий и протяженный тренд дифференциации от базальтов (обр.
G9608/25, 27, 51, 55, G9609/3, 5, 11) через андезиты (обр. G9608/5, 13, 24, 29,
31, 37, 45) и дациты (обр. G9608/28, 43, 58) к липаритам (обр. G9608/8,
G9609/12). Этот тренд резко отличается от трендов составов вулканитов хребта
Шписс и острова Буве. При росте коэффициента дифференциации, сопровождающемся
быстрым возрастанием содержания кремнекислоты, происходит очень медленное
накопление TiO2 (до 1,2%), K2O (до 0,5%) и P2O5
(до 0,15%), которые в целом остаются низкими. Собственно базальты из этой
группы имеют в сравнении с базальтами хребта Шписс несопоставимо более высокие
концентрации хрома (около 500 г/т), более высокие содержания ванадия и
скандия, заметно более низкие значения литофильных элементов (Sr, Zr, Y, Nb) и
близкие содержания никеля. По мере дифференциации содержания Cr, V, Sc быстро
уменьшаются, напротив, концентрации Sr, Zr, Y, Nb постепенно возрастают. Для
этих вулканитов характерны низкие (Nb/Zr)n отношения 0,1-0,5. Среди
этих вулканитов преобладают сильно пористые образцы типа шлаков, вулканических
бомб, пемзы, однако есть и типичные среднепористые и слабо пористые породы. Они
в основном свежие, некоторые сильно окислены.
Остальные вулканиты горы Шона представлены только базальтами, среди которых
выделяется несколько малочисленных групп. Сильнопористый образец G9608/15
петрохимически близок к базальтам хребта Шписс, но имеет очень высокие
концентрации хрома (535 г/т), что более сближает его с базальтами рифтовой
долины АфАХ. Два из изученных базальтов (обр. G9608/45, 52) близки к обедненным
разностям толеитов. Для них также характерны низкие содержания TiO2,
но в отличие от основной группы вулканитов горы Шона они имеют еще более низкие
концентрации калия. К слабо обогащенным разностям толеитов относятся базальты
G9608/4 и G9609/2, которые отличаются от двух предыдущих групп более высокими
концентрациями K2O (0,40%) и TiO2. Встречены два
необычных состава базальтов (обр. G9608/3, 46). Первый из них - существенно
оливин порфировый базальт, что и нашло отражение в низких содержаниях
кремнекислоты и глинозема и в аномально высоких концентрациях хрома и никеля.
По уровню и соотношению в нем содержаний калия и фосфора он близок к
обогащенным базальтам станции G9610. По этим параметрам к базальтам этой
станции близки и измененные образцы G9608/24, 46. Следует отметить, что все
базальты, отличающиеся от основной группы вулканитов горы Шона практически
непористые, часть из них заметно изменена, некоторые несут признаки
непосредственного отрыва от склона.
В пределах линейного поднятия, протягивающегося от южной части хребта
Шписс в сторону острова Буве и, видимо, структурно связывающего их, поднято
несколько базальтов существенно различного состава (станция G9622). Большинство
образцов это сильно дифференцированные высоко железистые (FeO /MgO = 2,5) базальты,
обогащенные TiO2 (3,8-3,9%), K2 O
(1,7-1,8%), P2O5 (0,6%), Na2O (3,9-4,3%) (табл. 8).
Отношения (Nb/Zr)n в них равны 1,3. По этим и другим параметрам
рассматриваемые базальты, как видно из графиков вариаций составов
(рис. 2-4), очень близки к тем базальтам рифтовой долины АфАХ, которые
отличаются повышенными концентрациями K2O и P2O5.
При этом следует отметить, что образец G9622/2 имеет очень высокие концентрации
хрома.
Исключением является образец G9622/6, не выделяющийся среди других
представителей этой группы ни характером вторичных изменений, ни текстурой. Он
имеет низкие содержания TiO2 (0,88%), Na2O (2,18%), K2O
(0,28%), P2O5 (0,07%) и железистость 1,8, что сближает
его с вулканитами поднятия Шона.
Отличительной особенностью вулканических пород, драгированных на склонах
разлома Буве, является чрезвычайное разнообразие петрографических типов, поэтому
и петрохимические составы пород сильно различаются. В целом это слабо и
умеренно дифференцированные породы с несколько пониженным содержанием SiO2
(44-46%) [Симонов и др., 2000]. Степень вторичных
изменений (п.п.п. 0,8 до 1,8%) соответствует таковой в базальтах САХ. Из
диаграммы TiO2 - FeO /MgO (рис. 2) видно, что
базальты дают два существенно различных тренда. Подавляющее большинство
попадает на тренд дифференциации базальтов САХ с вариациями TiO2 от
1,0% до 2,0%. Для них характерны отношения (La/Sm)n 0,7-1,2 и
(Nb/Zr)n 0,6-1, не выходящие за пределы составов базальтов САХ.
Поведение базальтов второй группы соответствует тренду характерному для
базальтов горы Шона, где содержания TiO2 не превышают 1% при FeO /MgO 1,6-2,6.
Отношения (La/Sm)n и (Nb/Zr)n в одном из представляющих эту
группу образцов составляют соответственно 0,93 и 0,81.
В некоторых базальтах разлома Буве отмечается относительно большое
количество вкрапленников плагиоклаза. Это нашло отражение в их химическом
составе - в повышенных концентрациях CaO и Al2O3.
Основная часть базальтов из Восточной области
дислокаций (табл. 8), драгированных на станции G9617, характеризуется
низкой степенью фракционирования 1,2-2,2 при высоком содержании TiO2
(в среднем 2,3-2,4%). Низкие K2O (0,1-0,3%) и P2O5
(0,1-0,25%), (La/Sm)n и (Nb/Zr)n соответственно 1,2 и
0,7-0,9 сближают эти базальты с таковыми из района САХ. Все эти базальты
отличаются широким развитием хлорита и ряда других относительно
высокотемпературных вторичных минералов, сформировавшихся при повышенных Р-Т
условиях, вероятно, в глубине базальтового разреза. Это отразилось и на их
составе, для данных базальтов свойственно пониженное содержание CaO и у
некоторых повышенное - натрия.
Исключение составляют образцы G9617/01 и G9617/06 с существенно повышенным K2O
(1,0-1,4%), P2O5 (0,3-0,4%), (La/Sm)n и
(Nb/Zr)n соответственно 2,5 и 1,5-1,6. В этом отношении они близки к
составу базальтов из рифтовой долины АфАХ, но по крайне низким концентрациям
хрома совпадают с таковыми хребта Шписс и острова Буве. Эти базальты отличаются
от основной группы и по типу вторичных изменений. В них развиты в небольшом
количестве только продукты низкотемпературных преобразований.
Базальты в пределах самого восточного сегмента АмАХ
можно разделить на 2 группы. Первая характеризуется единичными образцами
G9604/54, G9602/03 с повышенными содержаниями TiO2 (2,2-3,1%) и P2O5
(0,2-0,4%) при относительно низкой железистости - 1,6-1,9 (табл. 8), и
(Nb/Zr)n 0,4-0,6, (La/Sm)n 0,9-2,1. В целом они близки к
слабо обогащенным базальтам южного окончания САХ. В этих базальтах относительно
широко развит хлорит. Основная группа базальтов в различной степени
дифференцирована (FeO /MgO 1,0-2,4), при этом содержания
TiO2 (0,8-1%) очень низкие, а K2O (0,4-0,53%), P2O5
(0,08-0,09%), (Nb/Zr)n 0,3. Эти составы ложатся на тренд
дифференциации вулканитов горы Шона. Среди них обнаружены и более кислые
разности с SiO2 62%, которые также попадают на этот тренд.
Необходимо отметить, что в целом эти базальты менее изменены или даже свежие.
Они имеют различный облик от непористых до сильно пузыристых, похожих на
вулканические бомбы.
Базальты, поднятые в пределах поднятия, находящегося
между двумя трогами, отходящими от южного окончания САХ (станция G9610),
относятся к умеренно и сильно дифференцированным породам, FeO /MgO в которых варьирует
от 1,2 до 4 (табл. 8). Они подразделяются на 2 группы. Первая (обр.
G9610/1, G9610/12) характеризуется низкими содержаниями литофильных элементов
(K2O 0,3%, P2O5 0,1-0,2%) и низкими (Nb/Zr)n
отношениями, соответствуя базальтам N-MORB САХ. Вторая группа существенно более
обогащена K2O 1,1-1,4%, P2O5 0,7-0,9% и имеет
повышенные (Nb/Zr)n 1,32. При этом в образцах G9610/8, G9610/21,
G9610/31 при низкой степени фракционированности отмечаются аномально высокие
содержания P2O5 (0,7-0,8%), Sr (500-600 г/т). Их
другая особенность - слабые вариации содержаний TiO2, Al2O3
и CaO при дифференциации. Составы обогащенных базальтов на вариационных
диаграммах образуют самостоятельные тренды, не совпадающие с таковыми для
вулканитов хребта Шписс и острова Буве. По содержаниям Sr, Rb, Ba они попадают
в поля составов базальтов аномалии 12-14o в.д. [Le Roex et
al., 1992], но отличаются более низкими концентрациями Y и Nb. Базальты
двух петрохимических групп различаются и по характеру вторичных изменений. Если
первые практически свежие с небольшим количеством глауконита, то вторые
содержат смектит, что характеризует их в качестве представителей более глубоких
частей базальтового разреза.
В зоне сочленения палеоструктур Американо- и
Африкано-Антарктических и Срединно-Атлантического хребтов (станции G9619,
G9620 и G9621) подняты вулканиты трех геохимических типов (табл. 8).
Первый тип - это слабо дифференцированные базальты, отвечающие N-MORB и не
выходящие за пределы колебаний составов базальтов САХ в районе ТСБ (FeO  /MgO 1-1,5, K2O
0,2-0,3%, P2O5 0,07-0,15%, TiO2 1,4-1,6%,
(Nb/Zr)n 0,5-0,7). Вторая группа базальтов отличается повышенными
содержаниями литофильных элементов (K2O и P2O5 )
и TiO2 (2,5-3,0%), характерными для слабо обогащенных толеитов, в то
же время они имеют сравнительно низкие отношения (Nb/Zr)n. Некоторые
из этих базальтов характеризуются очень высокими концентрациями хрома
(500-800 г/т). Третья группа (G9619/2, 5, 10, G9620/23 и G9621/1, 4) с
низкими содержаниями TiO2 (0,6-1,2%) и P2O5
(0,07-0,1%) имеет также низкие (Nb/Zr)n отношения (0,2-0,3). Среди
них встречены высоко дифференцированные разности, вплоть до дацитов. Вулканиты
аналогичного состава широко распространены в районе горы Шона. Проанализированы
в основном слабо измененные образцы, но представители третьей группы отличаются
своей повышенной пористостью от базальтов двух первых групп.
Основные петро-геохимические
группы базальтов, их пространственное распространение и геодинамические
обстановки образования
Проведенное исследование показывает, что в районе тройного сочленения Буве
распространены очень разнообразные по составу вулканиты, среди которых
преобладают базальты. Для их классификации и разделения на группы мы
руководствовались следующими соображениями. К элементам, характеризующим
мантийный источник первичных расплавов, относятся титан, фосфор, калий и ряд
других некогерентных элементов (Nb, Zr, Y), отношения которых слабо зависят от
процессов частичного плавления и фракционирования. Поэтому концентрации и
отношения этих элементов являются главными критериями для подразделения
вулканитов на группы. В то же время мы учитывали, что калий достаточно подвижен
при подводном выветривании базальтов, поэтому породы с высоким содержанием воды
не принимались во внимание при выделении групп; а поведение фосфора и титана
при очень высоких степенях дифференциации определяется осаждением из расплава
апатита и Fe-Ti фаз. Последнее накладывает отпечаток и на распределение таких
несовместимых элементов как Nb, Zr, Y. К наиболее важным параметрам,
используемым при характеристике мантийных источников, относятся изотопные
отношения и распределение редкоземельных элементов в вулканитах. Мы не
проводили собственных исследований в этом направлении, но в ряде случаев
имеются опубликованные данные по той или иной группе пород.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|
