2011

Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Петрогеохимические аспекты позднеколлизионного субщелочного и высококалие­вого известково-щелочного вулканизма Малого Кавказа

 Имамвердиев Н.А^*, Велиев А.А^**., Гасангулиева М.Я^**.

^* Бакинский Государственный Университет, AZ1148, ул.З.Халилова 23, Геологический факультет

^** Институт Геологии АН Азербайджана, AZ1143, пр.Джавида 23А

inazim17@yahoo.com

Коллизионный этап позднеальпийского тектогенеза в развитии центрального сегмента Средиземноморского пояса начинается на рубеже маастрихта и палеоцена и продолжается до четвертичное время включительно. М.И.Рустамов данный этап расчленяет на следующие подэтапы: мягий – раннеколлизионный (65-35 млн.лет), жесткий – собственно коллизионный (35-15 млн.лет), хрупкий – позднеколлизионный (15-0 млн.лет). Эволюция коллизионной геодинамики начинается между внутренними плитами типа дуга-дуга и сменяется типом континент-континент и продолжается в нарастающем темпе в поздних орогенных фазах позднеальпийского тектогенеза  [2].

В пределах Малого Кавказа позднекайнозойский вулканизм охватывает часть Транскавказского поперечного поднятия (Ахалкалакская вулкани­ческая область, Кечут­ская, Арагацкая вулкано-структурные подзоны) и Восточную вулканическую зону (Гегам­ское, Варденисское, Сюникское, Кафанское – на территории Армении, Карабахское, Кельбаджарское, Нахчыванское на территории Азербайджана).

Неогеновый вулканизм на Малом Кавказе проя­вился, начиная от среднего миоцена, верхнего сармата, меотис-понта до верхнего плиоцена. В центральной части Малого Кавказа верхнесарматский вулканогенный комплекс с мощностью 200 м представлен дацит, риолит, риодацитами и их пирокластическими производными – дацитовыми и риоли­товыми – витрокластическими туфами. Вулканогенный комплекс с мощностью 1150 м меотис-понтского возраста, представлен дацит-трахидацитами, андезит-трахиандезитами и кварцевыми латитами. Эти вулканогенные комплексы нами объединены в составе дифференцированной анде­­зит-дацит-риолитовой ассоциации, принадлежащие высококалие­вой известково-щелочной серии [1]. Судя по геологическим данным возраст фор­мации определяется как позднемиоцен-нижнеплиоценовый.

Близкие по возрасту вулканические породы известны и в ряде других районов Малого Кавказа. Так, в пределах Мисхано-Зангезурской и Еревано-Ордубадской зонах развита андезит-дацитовая формация нижнеплио­ценового возраста. Аналогичные породы развиты в пределах Гегамского, Варденисского нагорьях Армении.

Позднеплиоцен-четвертичные кислые вулканогенные образования как самостоя­тель­ный вулканизм широко развит в пределах Кавказского сегмента Средиземно­морского пояса. В пределах Азербайджана они приурочены Кельбаджарским и Карабахским нагорьям и образуют куполовидные вулканы и ряд мелких экструзивных куполов (г.г.Кечалдаг, Девегезы) с их лавовыми потоками, сложенные риолитами, риодацитами, их субщелочными разновидностями, а также обсидианами и перлитами.

Позднеплиоцен-четвертичные вулканогенные образования, имеющие более основной и средний состав, охватывают весь Малый Кавказ, образуют обширные вулканические плато и крупные вулканы. Эти вулканогенные образования в Восточной зоне Армении и в пределах Азербайджана образуют непрерывную дифференцированную трахибазальт-базальтовый трахиандезит-трахиандезит-трахитовую серию и охватывают Гегамское, Варденисское и Сюникское, Карабахское, Кельбаджарское нагорья.

В Кафанской зоне Армении в новейшее время образовались базанит-тефрит-пикробазальтовые серии.

По петролого-геохимическим данным неогеновые вулканиты обеднены совместимыми элементами и умеренно-сильно обогащены несовместимыми элементами (Ba, Th, La) и характеризуются высокой Th/Yb, Zr/Y отношениями. Верхнеплиоцен-четвертичные  мафические и средние породы обогащены LILE, LREE и HFSE по отношению к MORB и оба имеют высокое LILE/HFSE отношение (например, Ba/Nb). В противоположность этому  содержание Ti, Y и HREE более низкое по отношению к примитивной мантии. Известково-щелочные средние неогеновые породы в отличие от четвертичных субщелочных пород обеднены Ti-ном. Ba/Nb отношение в субщелочных породах также несколько ниже.

Важно отметить, что кайнозойские коллизионные  вулканические ассоциации по распределению редких и редкоземельных элементов имеют примерно одинаковое распределение. На нормированных спайдер-диаграммах для основных и средних пород наблюдаются  Nb, Ta, Hf и Zr минимумы, которые более ясно выражены для салических пород. Кроме того, салические породы сильно обогащены Rb, Ba, Th, La и обеднены Ti, Yb, Y относительно примитивной мантии. Обогащение несовместимыми элементами предполагает, что источник расплава, из которого была получена магма, была метасоматизированная литосферная мантия, обогащенная калием и несовместимыми элементами. Наличия Nb-Ta минимума обычно считаются характерными чертами надсубдукционного магматизма. В зонах субдукции, лежащий над мантийным клином K, Rb, Th, La переходит в расплав, а Nb и Ta остается в твердых перидотитовых реститах, вызывая истощения этими элементами магм, пророжденных мантийными клинами. Однако, наши образцы в отличие от базальтов островных дуг обогащены LILE. Высокое содержание La, Th, Ce, Pb в анализированных образцах можно объяснить и загрязнением материала Земной коры.

Геохимические данные, в частности высокие Th/Nb, Ba/Nb, K/Ti, а также низкие Nb/Y и Ti/Y отношений, в сочетании с региональными геологическими данными, показывают, что мантийные источники под Малым Кавказом метасоматизированы более древними субдукционными процессами, в которых содержатся высоко K- и низко- HFSE водные флюиды.

В докладе с помощью различных диаграмм широко обсуждаются влияние субдукционных компонентов на образование коллизионных вулканических образований Малого Кавказа. Например, субдукционное обогащение исходного расплава неоген-четвертичного вулканизма региона хорошо отражается на диаграмме  Th/Yb-Ta/Yb [3], которая отображает изменение отношение источника и влияние коровой контаминации. На этой диаграмме неоген-четвертичные лавы Малого Кавказа располагаются субпараллельно мантийной линии, но были смещены в сторону высокого Th/Yb отношения. Эти данные показывают, что литосферный мантийный источник  обогащен субдукционным компонентом. Можно предполагать, что от неогена до антропогена вследствие увеличения астеносферного эффекта доля субдукционного компонента уменьшались. На  (Nb/Zr)_n-Zr диаграмме все образцы эоценового возраста лежат на границе субдукционных и коллизионных магматических пород, неогеновые породы и позднеплиоцен-четвертичные салические породы лежат в поле коллизионных магматических пород. Позднеплиоцен-четвертичные субщелочные мафические же лавы находятся на границе между коллизионными и внутриплитными лавами. Эти данные показывают, что от неогена до четвертичного времени доля субдукцион­ного компонента уменьшается и увеличивается доля астеносферного мантийного компонента. Возможно отпечатки астеносферного поднятия (upwelling) со временем скрываются субдукционным процессом. Эти данные подтверждаются и Ba/Nb-La/Nb диаграммой. На этой диаграмме кайнозойские лавы образуют линейный тренд между значениями континентальной коры и материалами древней литос­ферной мантии с астеносферной магмой.

И так, основные петрогеохимические данные показывают, что неоген-четвертичные вулканиты образовались при  различной степени плавления субдукционно-обогащенной субконтинентальной литосферной мантии. Отпечатки субдукции уменьшились при эволюции этих вулканических образований с течением времени из-за увеличения доли астеносферного компонента от неогена до четвертичного времени. Это унаследованная субдукционная отпечатка в неоген-четвертичных вулканитах указывает на существование мантийной литосферы под современной Турецко-Иранской плато, в том числе Малого Кавказа. Частичное расплавление поднимающегося астеносферы в Аравийско-Евразиатской коллизионной зоне способствовало большому обогащению содержаний щелочей для более молодых вулканитов магм, что вызвал региональную деламинацию (отслаивание) литосферной мантии. 

Литература

1. Имамвердиев Н.А. Геохимия позднекайнозойских вулканических комплексов Малого Кавказа. Баку, изд. «Нафта-Пресс», 2000. 192 с.

2. Рустамов М.И. Южно-Каспийский бассейн-геодинамические события и процессы. Баку, изд. «Нафта-Пресс», 2005. 245 с.

3. Dilek Yildirim, Imamverdiyev Nazim, Altunkaynak Şafak Geochemistry and tectonics of Cenozoic volcanism in the Lesser Caucasus (Azerbaijan) and the peri-Arabian region: collision-induced mantle dynamics and its magmatic fingerprint //International Geology Review, 2010, volume 52, issue 4-6, p.536-578.