Formation conditions of Paleozoic ultrabasic complexes of the basement of the West Siberian sedimentary basin
Recent studies have shown the wide distribution of ultrabasic rocks in the basement of the West Siberian sedimentary basin [Kuzovatov et al., 1988, 1996; Bochkarev et al., 2003; Ivanov et al., 2003, 2007, 2009; Simonov et al., 2006-2010, 2012, 2018-2020; Stupakov et al., 2008]. The overwhelming majority of ultrabasic rocks of the West Siberia are duniteharzburgite assemblages of ophiolite associations of Paleozoic age [Ivanov et al., 2007, 2009; Erokhin et al., 2008]. Another more rare type of ultrabasic rocks in the basement of the West Siberian sedimentary basin is represented by picrites [Kuzovatov et al., 1988, 1996; Simonov et al., 2018, 2019] of the Early Paleozoic age [Simonov et al., 2020]. The article is a continuation of studies of ultrabasic complexes of the West Siberia. It is based on the results of processing the original (including partially previously published) data, obtained mainly during study of clinopyroxene containing peridotites of the Hultursky and Festivalny massifs and also picrites of the Chkalovsky area. The carried out studies of clinopyroxenes from peridotites of the Hultursky and Festivalny massifs indicate that its crystallization was connected with the “oceanic” magmatic tiend, while clinopyioxenes fiom piciites of the Chkalovsky aiea aie associated with the “island-arc-plume” magmatism. At the same time, clinopyioxenes fiom the peiidotites aie close to the data on mineials from ultrabasic rocks of standard ophiolites (Polar Urals). Analysis of the composition of Cr-spinels showed that the evolution of ultrabasic complexes of the basement of the West Siberian sedimentary basin took place during the geodynamic situation changed from oceanic to island arc. In this case, clinopyroxene containing parageneses were formed both at the beginning (ocean) and at the end (island arc) of the history of evolution of ultramafic rocks. Results of studying of the features of the distribution of rare-earth elements (as well as data on minerals) clearly indicate the participation of magmatic systems of mid-oceanic ridges in the formation of clinopyroxene containing peridotites of the Hultursky massif, in contrast to picrite porphyrites of the Chkalovsky area, which are characterized by island-arc and plume melts. As a whole, study of the Paleozoic clinopyroxene containing ultrabasic complexes of the basement of the West Siberian sedimentary basin (including computational modeling with the help of modern software WinPLtb [Yavuz, Yildirim, 2018], COMAGMAT [Ariskin, Barmina, 2004], PETROLOG [Danyushevsky, Plechov, 2011]) testify about participation of mid-oceanic magmatic systems during successive (9.7-2.5 kbar) crystallization of olivines (1560-1470 °C) and clinopyroxenes (1355-1100 °C) of peridotites of Hultursky and Festivalny massifs. Formation of picrite porphyrites of the Chkalovsky area is connected with a drop in PT - parameters during crystallization of olivine (1540-1490 °C, 12.8-7 kbar), clinopyroxene (13151215°C, 8-4.5 kbar) and amphibole (1105-1060 °C, 6.1-4.5 kbar) from the island arc and plume melts.
Keywords
ultrabasic complexes,
peridotites,
picrites,
West Siberian sedimentary basin,
clinopyroxene,
Cr-spinel,
conditions of mineral crystallizationAuthors
Simonov Vladimir A. | V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Novosibirsk National Research State University; Kazan Federal University | |
Kotlyarov Alexey V. | V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Kazan Federal University | kotlyarov@igm.nsc.ru |
Chernyshov Alexey I. | National Research Tomsk State University | aich@ggf.tsu.ru |
Yurichev Alexey N. | National Research Tomsk State University | juratur@sibmail.com |
Всего: 4
References
Ащепков И.В. Клинопироксеновый барометр для глубинных пород // XIV Российское совещание по экспериментальной минералогии, 2-4 октября 2001 г. : тез. докл. Черноголовка, 2001. С. 250
Белоусов И.А. Петрология и геохимия пород мантийного разреза Войкаро-Сыньинского массива, Полярный Урал : дис. ... канд. геол.-мин. наук. М., 2012. 268 с
Бочкарев В.С., Брехунцов А.М., Дещеня Н.П. Палеозой и триас Западной Сибири (комплексные исследования) // Геология и геофизика. 2003. Т. 44, № 1-2. С. 120-143
Гончаренко А.И. Деформации и петроструктурная эволюция альпинотипных гипербазитов. Томск : Изд-во Том. ун-та, 1989. 404 с
Горнова М.А. Геохимия и петрология надсубдукционных перидотитов : дис. . д-ра геол.-мин. наук. Иркутск, 2011. 300 с
Давыдова М.Ю. Происхождение и эволюция магм вулканического центра Уксичан (Срединный хребет Камчатки) : авто-реф. дис. . канд. геол.-мин. наук. Владивосток, 2014. 15 с
Добрецов Н.Л., Конников Э.Г., Медведев В.Н., Скляров Е.В. Офиолиты и олистостромы Восточного Саяна // Рифейско-нижнепалеозойские офиолиты Северной Евразии. Новосибирск : Наука, 1985. С. 34-58
Добрецов Н.Л., Симонов В.А., Кулаков И.Ю., Котляров А.В. Проблемы фильтрации флюидов и расплавов в зонах субдукции и общие вопросы теплофизического моделирования в геологии // Геология и геофизика. 2017. Т. 58, № 5. С. 701 -722
Ерохин Ю.В., Иванов К.С., Федоров Ю.Н. Офиолиты доюрского основания Южно-октябрьской площади приуральской части Западно-Сибирского мегабассейна // Фундамент, структуры обрамления Западно-Сибирского мезозойско-кайнозойского осадочного бассейна, их геодинамическая эволюция и проблемы нефтегазоносности : Всерос. науч. конф. Тюмень ; Новосибирск : ИНГГ СО РАН, 2008. С. 80-82
Иванов К.С., Федоров Ю.Н., Амон Э.О., Ерохин Ю.В., Бороздина Г.Н. О возрасте и составе офиолитов фундамента Западно-Сибирского нефтегазоносного мегабассейна // Доклады Академии наук. 2007. Т. 413, № 4. С. 535-540
Иванов К.С., Коротеев В.А., Печеркин М.Ф., Федоров Ю.Н., Ерохин Ю.В. История геологического развития и строение фундамента западной части Западно-Сибирского нефтегазоносного мегабассейна // Геология и геофизика. 2009. Т. 50, № 4. С. 484-501
Иванов К.С., Кормильцев В.В., Федоров Ю.Н. и др. Основные черты строения доюрского фундамента Шаимского нефтегазоносного района // Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО. Ханты-Мансийск : ИздатНаукаСервис, 2003. Т. 1. С. 102-113
Коpолюк В.Н., Лавpентьев Ю.Г., Усова Л.В., Нигматулина Е.Н. О точности электроннозондового анализа породообразующих минералов на микроанализаторе JXA-8100 // Геология и геофизика. 2008. Т. 49, № 3. С. 221-225
Кузоватов Н.И., Татьянин Г.М., Саев В.И. О новой находке пикритовых порфиритов на юго-востоке Западно-Сибирской плиты // Актуальные вопросы геологии Сибири : тез. докл. науч. конф., посвящ. 100-летию открытия Том. гос. ун-та [22-24 нояб. 1988 г. / отв. ред. А.И. Гончаренко. Томск, 1988. Т. 1. С. 129-130
Кузоватов Н.И., Саев В.И., Татьянин Г.М. Магматизм фундамента юго-восточной части Западно-Сибирской плиты (Томская область) // Геология и экология. 1996. Т. 1. С. 88-98
Куликова А.В. Условия формирования базит-ультрабазитовых и метабазитовых комплексов Курайской аккреционной зоны (Горный Алтай) : дис. . канд. геол.-мин. наук. Новосибирск, 2018. 173 с
Паланджан С.А. Типизация мантийных перидотитов по геодинамическим обстановкам формирования. Магадан : СВКНИИ ДВО РАН, 1992. 104 с
Перепелов А.Б. Кайнозойский вулканизм Камчатки на этапах смены геодинамических обстановок : автореф. дис. . д-ра геол.-мин. наук. Иркутск, 2014. 41 с
Перчук Л.Л. Пироксеновый барометр и пироксеновые геотермы // Доклады Академии наук СССР. 1980. Т. 233, № 6. С. 1196-2000
Савельева Г.Н. Габбро-ультрабазитовые комплексы офиолитов Урала и их аналоги в современной океанической коре. М. : Наука, 1987. 246 с
Симонов В.А., Глазырин Ю.Е., Ковязин С.В. Параметры магматических и гидротермальных систем в западной части трансформного разлома Вима (Центральная Атлантика) // Металлогения древних и современных океанов - 2001. История месторождений и эволюция рудообразования. Миасс : ИМин УрО РАН, 2001. С. 77-84
Симонов В.А., Ковязин С.В., Колобов В.Ю. Физико-химические параметры магматических систем гайота Кастор (Тихий океан) // Доклады Академии наук. 2004. Т. 398, № 4. С. 529-532
Симонов В.А., Шелепаев Р.А., Котляров А.В. Физико-химические параметры формирования расслоенного габбро-гипербазитового комплекса в офиолитах Южной Тувы // Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения : материалы Третьей междунар. конф. Екатеринбург : Ин-т геологии и геохимии УрО РАН, 2009. Т. 2. С. 195-198
Симонов В.А., Иванов K.C., Ступаков С.И., Ерохин Ю.В., Каячев Н.Ф. Мантийные ультрамафитовые комплексы фундамента Западно-Сибирского нефтегазоносного осадочного мегабассейна // Литосфера. 2012. № 3. С. 31-48
Симонов В.А., Филиппов Ю.Ф., Котляров А.В., Сараев С.В., Ступаков С.И. Особенности формирования пикритов в фундаменте Западно-Сибирского нефтегазоносного осадочного бассейна // Петрология магматических и метаморфических комплексов. Томск : Изд-во Том. ЦНТИ, 2018. Вып 10. С. 353-354
Симонов В.А., Конторович В.А., Ступаков С.И., Филиппов Ю.Ф., Сараев С.В., Котляров А.В. Условия формирования палеозойских пикробазальтовых комплексов фундамента Западно-Сибирской плиты // Доклады Академии наук. 2019. Т. 486, № 5. С. 577-582
Симонов В.А., Конторович В.А., Котляров А.В., Сараев С.В., Филиппов Ю.Ф., Ступаков С.И. Условия развития раннепалеозойского базальтового и пикритового магматизма Западной Сибири // Геология и геофизика. 2020. Т. 61, № 11. С. 1476-1498
Симонов В.А., Колобов В.Ю., Пейве А.А. Петрология и геохимия геодинамических процессов в Центральной Атлантике. Новосибирск : Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1999. 224 с
Симонов В.А., Клец А.Г., Ступаков С.И., Ковязин С.В. Особенности гипербазитов из фундамента Западно-Сибирской плиты // Офиолиты: петрология, металлогения и геодинамика : материалы Междунар. науч. конф. Екатеринбург : Ин-т геологии и геохимии УрО РАН, 2006. С. 226-228
Симонов В.А., Ступаков С.И., Иванов К.С. Составы хромшпинелидов из гипербазитов фундамента западной части Западно-Сибирского бассейна // Петрология магматических и метаморфических комплексов : материалы Всерос. петрограф. конф. Томск : ЦНТИ, 2007. Вып. 6. С. 137-138
Симонов В.А., Клец А.Г., Иванов К.С., Ступаков С.И. Особенности эволюции мантийных палеоокеанических комплексов из фундамента Западно-Сибирского осадочного бассейна // Фундамент, структуры обрамления Западно-Сибирского мезозойско-кайнозойского осадочного бассейна, их геодинамическая эволюция и проблемы нефтегазоносности : Всерос. науч. конф. Тюмень-Новосибирск : ИНГГ СО РАН, 2008. С. 194-197
Симонов В.А., Ступаков С.И., Иванов К.С., Каячев Н.Ф. Перидотиты из фундамента Западно-Сибирского осадочного бассейна // Фундамент, структуры обрамления Западно-Сибирского мезозойско-кайнозойского осадочного бассейна, их геодинамическая эволюция и проблемы нефтегазоносности : материалы II Всерос. науч. конф., Тюмень, 27-29 апреля 2010. Новосибирск : Гео, 2010. С. 143-146
Симонов В.А., Медведев А.Я., Ступаков С.И., Котляров А.В. Геохимические особенности ультраосновных пород фундамента Западно-Сибирского нефтегазоносного осадочного бассейна // Геодинамическая эволюция литосферы ЦентральноАзиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Иркутск : Ин-т земной коры СО РАН, 2013. Вып. 11. С. 210-212
Соболев А.В. Включения расплавов в минералах как источник принципиальной петрологической информации // Петрология. 1996. Т. 4, № 3. С. 228-239
Ступаков С.И., Симонов В.А., Бочкарев В.С., Клец А.Г., Ковязин С.В., Лукомская К.Г. Особенности хромшпинелидов из гипербазитов офиолитовых ассоциаций фундамента Западно-Сибирской плиты // Горные ведомости. 2008. № 1. С. 6-10
Шараськин А.Я. Тектоника и магматизм окраинных морей в связи с проблемами эволюции коры и мантии. М. : Наука, 1992. 163 с
Юричев А.Н. Ультрамафиты из фундамента Западно-Сибирской плиты (Томская область) // Проблемы геологии и освоения недр : тр. XXIII Междунар. симпозиума им. акад. М.А. Усова студентов и молодых ученых. Томск : Изд-во Том. политехн. ун-та, 2019. Т. 1. С. 132-134
Юричев А.Н. Акцессорная рудная минерализация из ультрамафитов фундамента Западно-Сибирской плиты (Томская область) // Новое в познании процессов рудообразования : тр. молодых ученых, посвящ. 90-летию ИГЕМ РАН. М. : ИГЕМ РАН, 2020. С. 168-171
Ariskin A.A., Barmina G.S.COMAGMAT: Development of a magma crystallization model and its petrologic applications // Geochemistry International. 2004. V. 42 (supp. 1). P. S1-S157
Brey G.P., Kohler T., Nickel K.G. Geothermobarometry in four-phase lherzolites. I. Experimental results from 10 to 60 kbar // Journal of Petrology. 1990. V. 31. P. 1313-1352
Brunelli D., Seyler M., Cipriani A., Ottolini L., Bonatti E. Discontinuous Melt Extraction and Weak Refertilization of Mantle Peridotites at the Vema Lithospheric Section (Mid-Atlantic Ridge) // Journal of Petrology. 2006. V. 47 (4). P. 745-771
Coogan L.A., Saunders A.D., Wilson R.N. Aluminum-in-olivine thermometry of primitive basalts: Evidence of an anomalously hot mantle source for large igneous provinces // Chemical Geology. 2014. V. 368. P. 1-10
Danyushevsky L.V., Plechov P.Yu. Petrolog 3: Integrated software for modeling crystallization processes // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2011. V. 12 (7). Q07021
GEOROC. URL: http://georoc.mpch-mainz.gwdg.de/georoc/
Lindnsley D.H., Dixon S.A. Pyroxene thermometry // Mineralogy. 1983. V. 68. P. 477-493
McDonough W.F., Sun S., Ringwood A.E., Jagoutz E., Hofman A.W. K, Rb and Cs in the earth and moon and the evolution of the earth's mantle // Gejchim. Cosmochim. Acta. 1992. P. 1001-1012. (S.R. Taylor Symposium volume; v. 56)
Mercier J.C.C. Single-pyroxene thermobarometry // Tectonophysics. 1980. V. 70. P. 1-37
Nimis P., Taylor W.R. Single clinopyroxene thermobarometry for garnet peridotites. Part I. Calibration and testing of a Cr-in-Cpx barometer and an enstatite-in-Cpx thermometer // Contrib. Mineral. Petrol. 2000. V. 139 (5). P. 541-554
Niu Y. Bulk-rock major and trace element compositions of abyssal peridotites: implications for mantle melting, melt extraction and post-melting processes beneath mid-ocean ridges // Journal of Petrology. 2004. V. 45 (12). P. 2423-2458
Parkinson I.J., Pearce J.A. Peridotites from the Izu-BoninMariana forearc (ODP Leg 125): evidence for mantle melting and meltmantle interaction in a supra-subduction zone setting // Journal of Petrology. 1998. V. 39 (9). P. 1577-1618
Perkins D., Newton R.C. Garnet-pyroxene equilibria in the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (CMAS): prospects for simplified (‘T-independent') lherzolite barometry and an eclogite-barometer // Contrib. Mineral. Petrol. 1980. V. 75. P. 291-300
Ridolfi F., Renzulli A. Calcic amphiboles in calc-alkaline and alkaline magmas: thermobarometric and chemometric empirical equations valid up to 1130 °C and 2.2 GPa // Contr. Mineral. Petrol. 2012, V. 163 (5). P. 877-895
Rollinson H.R. Using Geochemical Data: Evaluation, Presentation, Interpretation. London : Longman Scientific and Technical, 1993. 352 p
Slavinskiy V.V. Thermobarometer of xenoliths from deep-seated rocks // Intern. Geology. Rev. 1993. V. 35 (1). P. 48-58
Taylor W.R. An experimental test of some geothermometer and geobarometer formulations for upper mantle peridotites with application to the thermobarometry of fertile lherzolite and garnet websterite // Neues Jahrbuch fur Mineralogie, Abhandlungen. 1998. V. 172. P. 381-408
Wan Z., Coogan L.A, Canil D. Experimental calibration of aluminum partitioning between olivine and spinel as a Geothermometer // American Mineralogist. 2008. V. 93. P. 1142-1147
Yavuz F., Yildirim D.K. Windows program for pyroxene-liquid thermobarometry // Periodico di Mineralogia. 2018. V. 87. P. 149-172