Базальтовый магнитизм как отражение динамики верхней мантии: На примере Байкало-Монгольского региона и Исландии Салтыковский, Артур Яковлевич

Краткое описание

Салтыковский, Артур Яковлевич.Базальтовый магнитизм как отражение динамики верхней мантии : На примере Байкало-Монгольского региона и Исландии : диссертация ... доктора геолого-минералогических наук в форме науч. докл. : 04.00.04. - Москва, 1999. - 63 с. : ил.; 21х14 см.

ВВЕДЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ (ЧАСТЬ АВТОРЕФЕРАТА)на тему «Базальтовый магнитизм как отражение динамики верхней мантии: На примере Байкало-Монгольского региона и Исландии»
Актуальность проблемы
В основе современных геодинамических построений лежит рассмотрение процессов физико-химической и структурной эволюции глубинных зон земной коры и верхней мантии, которые предусматривают магматическую и гравитационную дифференциацию, плавление, тепло-и массоперенос, мантийный метасоматоз и т.п. Эти процессы сопровождаются изменением химического и минерального состава глубинного вещества, приводя, в конечном итоге, к сложным преобразованиям в составе и состоянии верхней мантии Земли, в значительной степени определяя ее динамику.
В ряду этих процессов вулканизм (в особенности базальтовый, как наиболее глубинный и самый распространенный на поверхности Земли) играет важную роль в качестве индикатора высокотемпературного состояния глубинных зон, и, с точки зрения энергонасыщенности, должен свидетельствовать о-максимальной эндогенной активности под определенными тектоническими структурами.
В связи с этим чрезвычайно актуальной задачей для исследователей, занимающихся глубинными проблемами, является выявление главных признаков физико-химической динамики и характера поведения вещества верхней мантии и связи его с базальтовым вулканизмом.
Формирование базальтовых расплавов обусловлено термическим возбуждением в мантии, а различная реакция земной коры на мантийный тепловой импульс лежит в основе разнообразия геотектонических режимов и определяет дальнейшую эволюцию тектонических структур, что признается всеми исследователями вне зависимости от того, каких геотектонических позиций они придерживаются.
Решение задач, связанных с определением характера динамики верхней мантии, ее связи с базальтовым вулканизмом и наличием неод-нородностей в глубинном строении под многими структурами континентов, может быть проведено только на основе комплексного анализа reo л ого-геофизических, петрол ого-геохимических и экспериментальных данных в конкретных геологических структурах - складчатых и ороген-ных поясах, районах тектоно-магматической активизации, зон рифтоге-неза, областей с предрифтовым режимом и т.п. ль и задачи исследования I Основной целью работы являлось выявление важнейших закономерностей, существующих между базальтоидным вулканизмом и динамикой (процессами) в верхней мантии. Это предусматривает определе-ниение термического состояния мантии под некоторыми (преимущественно рифтогенными и предрифтовыми) структурами и влияния убинных процессов на характер преобразования (или формирования) ^ственного состава и геофизической структуры глубин.
В связи с этим решались следующие задачи:
1. Определение термического режима в условиях континентального рифтогенеза на разных стадиях его развития; анализ комплекса геолого-геофизических данных для выявления пространственных особенностей существования диапироподобной "аномальной" мантии и неоднородностей в тектоносфере.
2. Петролого-петрохимическая характеристика глубинного вещества и субстрата верхней мантии (ксенолиты ультраосновного состава) в областях широкого развития щелочно-базальтового вулканизма; определение характера влияния процессов мантийного метасоматоза, теплового воздействия (разогрев мантии) и флюидов на вещество первичного субстрата и базальтовые расплавы.
3. Выявление связей между вещественным типоморфизмом тектонических структур (и их эндогенных режимов) и процессами метасомати-ческого и метаморфического преобразования вещества верхней мантии.
4. Определение корреляций между составом базальтового расплава и составом выносимых этой магмой ксенолитов, в зависимости от характера глубинных процессов.
5. Выявление изотопно-геохимических неоднородаостей базальтовых серий, обусловленных динамикой Исландского плюма. Определение глубинных магматических источников базальтов Исландии, связанных со спецификой эволюции ее эндогенных режимов.
6. Определение основных закономерностей в эволюции магматизма (состав магм, глубинность образования, пространственно-временное распределение).
Фактический материал, методы и методики исследования
Основу работы составляет обширный геологический и петрологический материал по глубинным включениям и вмещающим их щелочно-базальтовым породам, который собирался автором, начиная с 1968 года в различных районах Монголии (в составе Советско-Монгольской геологической экспедиции), Прибайкалье, на Малом Кавказе (Армянское вулканическое плато), в Восточной и Центральной Европе (Германия, Болгария, Чехословакия, Венгрия и др.), в Исландии (в составе Советской геолого-геофизической экспедиции АН СССР). Лично автором было описано более 1500 прозрачных шлифов базальтов и ксенолитов, проведено более 800 микрозондовых определений отдельных минералов и вторичных образований в них, составлено большое количество схем и карт в районах развития базальтового вулканизма. Проанализировано более 500 образцов базальтов и ксенолитов методом "мокрой" химии, около 300 определений малых и рассеянных элементов (в лабораториях "Укрчерметгеологии", г. Керчь, в химлаборатории ЦНИГРИ, ГИН, Центрального института физики Земли в Потсдаме). Составлены карты "Кайнозойского вулканизма МНР" и "Глубинного строения МНР" для
Национального Атласа МНР. Для определения принадлежности габ-броидов Исландии к определенному магматическому режиму использовались тектонические диа1раммы Маллена [Mullen, 1983], Пирса [Реагсеу, Сапп, 1975; 1977] и др. авторов. Широкие возможности для выяснения характера магматических резервуаров под Исландией при изотопно-геохимическом анализе базальтов открылись при использовании метода определения параметров Ктьи Крь, предложенного Н.А.Титаевой [Титаева, 1994; 1998], а также серии бинарных диаграмм.

Автор принимал участие в экспериментальных исследованиях по плавлению и кристаллизации различных по составу горных пород, в том числе щелочного базальта и лерцолита Дариганги при высоких Р-Т параметрах, а также в опытах при давлениях около 50 кбар й температурах до 1600°С целью определения условий формирования калиевых магм. Были проведены микроструктурные исследования коллекции образцов шпинелевых и гранат-шпинелевых ультрабазитов Хангая (Монголия) для установления стадийности их деформационной истории.