Внутриплитный магматизм и его индикаторная роль в расшифровке геодинамического развития центрального сегмента Центрально-Азиатского складчатого пояса

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-17-00033

НазваниеВнутриплитный магматизм и его индикаторная роль в расшифровке геодинамического развития центрального сегмента Центрально-Азиатского складчатого пояса

Руководитель Ярмолюк Владимир Викторович, Доктор геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук , г Москва

Конкурс №68 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-108 - Петрология магматических пород

Ключевые слова Центрально-Азиатский складчатый пояс, внутриплитный магматизм, геохронология, мантийные плюмы, изотопные и геохимические источники магм, палеогеографические реконструкции.

Код ГРНТИ38.37.19

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект нацелен на выяснение роли внутриплитной геодинамики в формировании структур и геодинамическом развитии Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП), на примере южного и юго-западного обрамления Сибирской платформы. Проблема связана с тем, что этот сегмент выделяется наиболее мощными корообразующими процессами, широким развитием ювенильной коры, гигантскими объемами разновозрастных гранитоидов, а также широким распространением продуктов внутриплитного магматизма, проявившимися на разных стадиях формирования его складчатой структуры – аккреционной, синколлизионной – орогенной и посторогенной. Эти характеристики региона предполагают определенное влияние процессов плюм-литосферного взаимодействия на формирование коры и структуры пояса, развитие которого прежде всего контролировалось обстановками конвергентных границ. Настоящий проект нацелен на исследование этой проблемы на основе изучения проявлений внутриплитного магматизма в структурах ЦАСП, оценке времени, масштабов и структурных условий их распространения, связи с другими типами магматизма, а также изучения состава источников магматизма и вероятного участия подлитосферной мантии в изменении состава и строения литосферы, в частности в формировании редкометальной минерализации. Актуальность темы исследования определяется ее значением для развития фундаментальных знаний в части понимания процессов плюм-литосферного взаимодействия в обстановках конвергентных границ, формирующихся над мантийными плюмами. Прикладной аспект проблемы определяется тем, что с магматическими породами рассматриваемой части ЦАСП связаны многочисленные и разнотипные месторождения – Cu-Mo и Cu-Au порфировые, редкометальные (W, Be, Li, Ta, Nb и др), редкоземельные, сопряженные с комплексами пород повышенной щелочности и щелочными, формирование которых в той или ной степени было связано с участием мантийных источников. Планируется выполнить следующие исследования: - систематизировать данные о распространении в структурах региона магматических пород (щелочные габброиды и базальты, трахиты и сиениты, комендиты и щелочные граниты, нефелиновые сиениты), индикаторных для внутриплитных обстановок, изучить особенности строения и состава включающих их ассоциаций, а также закономерности структурной локализации последних, - выполнить геохронологические исследования, определить общую продолжительность и этапы формирования такого магматизма, - рассмотреть закономерности пространственного и структурного размещения пород внутриплитной специфики в строении разновозрастных магматических ареалов и оценить их связи с проявлениями магматизма, типичного для конвергентных обстановок, - изучить составы источников, контролировавших магматизм внутриплитного и конвергентного типа, оценить характер их взаимодействия на уровне зарождения магматических расплавов, - изучить роль процессов дифференциации, контаминации и смешения расплавов разной геодинамической природы в образовании магматических комплексов, сформированных при участии мантийных источников, - разработать геодинамическую модель, связывающую специфику магматизма и геодинамического развития региона с особенностями плюм-литосферного взаимодействия в сложной геодинамической обстановке формирования субдукционных границ над областью развития мантийных плюмов. Научная новизна проекта определяется тем, что на основе полученных данных будет предложена модель, раскрывающие особенности формирования и эволюции магматизма в условиях сложной геодинамической обстановки, сочетающей одновременно протекающие процессы конвергенции и плюмовой активности.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Ярмолюк В.В., Саватенков В.М., Козловский А.М., Ступак Ф.М., Кузнецов М.В., Шпакович Л.В. Crystallization Parameters, Genesis of Melts, and Sources of Magmas of the Late Cenozoic Udokan Volcanic Plateau, Central Asia Petrology, 31(S1): P. 1-24 (год публикации - 2023)
10.1134/S0869591123010101

Публикации

1. Козловский А.М., Сальникова Е.Б., Ярмолюк В.В., Иванова А.А., Саватенков В.М, Плоткина Ю.В., Оюунчимэг Ц. Late Paleozoic alkaline granitoids of the Southwestern and Northern Mongolia: U–Pb ID TIMS zircon dating, petrogenesis and implications for post-accretion and anorogenic activity of the Central Asian Orogenic Belt Gondwana Research, 121 92-117 (год публикации - 2023)
10.1016/j.gr.2023.04.007

2. Андреева И.А., Ярмолюк В.В., Борисовский С.Е. Состав и условия формирования магм щелочно-салических пород раннемезозойской бимодальной ассоциации Ада-Цаг Хархоринской рифтовой зоны Центральной Азии (данные изучения расплавных включений в минералах) Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, T. 509, № 2, стр. 215-224 (год публикации - 2023)
10.31857/S2686739722602630

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Получены данные, характеризующие эффекты взаимодействия литосферы Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП) с мантийными плюмами, приводящие к образованию щелочногранитоидных и бимодальных магматических комплексов. 1.Выделены три этапа формирования щелочных гранитоидов (A-тип) и бимодальных вулканических серий в Южно-Монгольсккой (Заалтайская Гоби) части ЦАСП (Рис. 1а): в начале карбона (около 355 млн лет назад), в середине карбона (около 320 млн лет назад) и в ранней перми (около 290 млн лет назад). Щелочные гранитоиды начала карбона возникли в связи с постаккреционным растяжением, завершившим аккрецию девонских островных дуг Палеоазиатского океана к Алтайской окраине Сибирского континента (Рис. 2). Щелочные гранитоиды среднего карбона также были связаны с постаккреционным растяжением (Рис. 1а, б) в Южно-Монгольских герцинидах после аккреции к ним Южно-Гобийского суперконтинента. Раннепермский эпизод формирования щелочных гранитов проявился после значительного (более 20 млн лет) перерыва в магматической активности (Рис. 1) и охватил практически всю консолидированную часть Центрально-Азиатского складчатого пояса от Тарима до Забайкалья (Kozlovsky et al., 2023). Особенности минерального и микроэлементного состава щелочных гранитоидов позволили связать их образование с низкобарическим дегидратационным плавлением коры, при этом постаккреционные гранитоиды были менее глубинными и восстановленными, тогда как пермские анорогенные – глубинными и окисленными. Источником тепла при их образовании служила подлитосферная мантия, которая, по крайней мере, для пермских магматических ассоциаций, была активизирована мантийным (Таримским?) плюмом. 2. На примере северо-монгольского фрагмента Восточно-Саянской щелочно-гранитной металлогенической зоны, рассмотрены механизмы эволюции магматических расплавов, способствовавшие появлению в породах агпаитовой редкометальной минерализацией. Выявлено, по меньшей мере, два способа появления такой минерализации. С одной стороны, она образуется при глубокой кристаллизационной дифференциации, с другой, при ассимиляции карбонатов щелочными расплавами. Ассимиляция меняет состав расплавов еще на магматической стадии, при этом не только в зоне взаимодействия массивов с карбонатной рамой, но и на глубинных горизонтах, где формируются в резной степени измененные и дифференцированные расплавы. 3. Обобщены данные по раннемезозойскому бимодальному и щелочногранитному магматизму в Хэнтейском сегменте Центрально-Азиатского складчатого пояса, осложненному в осевой части структурами Монголо-Охотского складчатого пояса (МОП). Магматизм проявился в интервале между 215 и 195 млн лет, охватив при этом всю территорию сегмента, включая структуры МОП и его континентального обрамления. В соответствии с изотопными Nd и Sr и геохимическими характеристиками пород установлено, что в их образовании участвовали обогащенная мантия мантийного плюма и метасоматизированная литосферная мантия. Предложена геодинамическая модель позднетриасового щелочного магматизма, связывающая рифтогенез, породивший этот магматизм, с распадом орогена в Хэнтейском сегменте МОП. 4. Выполнены исследования пород плейстоцен – голоценового Чанбайшаньского вулканического ареала, являющегося модельным для изучения процессов формирования бимодальных (базальт-пантеллеритовых) магматических ассоциаций в обстановках совмещения субдукционных и плюмовых механизмов магмообразования. Установлено, что в образовании толеитовых и щелочных базальтов вулканического ареала участвовало три источника – надсубдукционно изменённый перидотит литосферной мантии, погребённый эклогит и перидотит астеносферной мантии. 5. Палеомагнитные исследования показали неоднородность геологического строения южного обрамления Монголо-Охотского сутуры. разделились на две группы с разными палеомагнитными характеристиками, что предполагает существование между ними тектонической границы. Этот результат свидетельствует, что южное ограничение океана, вероятно, не было единым и формировалось в результате поэтапной (с интервалами > 50 млн лет) аккреции к Сибирскому палеоконтиненту террейнов разного строения и разного происхождения.

Публикации

1. Ярмолюк В.В., Козловский А.М., Саватенков В.М. , Новикова А.С., Оюунчимэг Ц. Early Mesozoic Bimodal Volcanic Sequences of Central Mongolia: Implications for the Evolution of the Khentey Segment of the Mongol–Okhotsk Belt Petrology, Vol. 32, No. 6, pp. 804–827 (год публикации - 2024)
10.1134/S0869591124700206

2. Коваленко Д.В. , Бузина М.В. ПАЛЕОМАГНИТНОЕ ДАТИРОВАНИЕ ПОРОД БОЛЬШЕСЫРСКОГО МАГМАТИЧЕСКОГО АРЕАЛА МИНУСИНСКОЙ КОТЛОВИНЫ ВЕСТНИК КРАУНЦ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ, № 1. ВЫПУСК 61. С. 83-91 (год публикации - 2024)
10.31431/1816-5524-2024-1-61-83-91

3. Ярмолюк В.В., Козловский А.М., Кудряшова Е.А., Оюунчимэг Ц. Строение, возраст и условия формирования позднемезозойского Восточно-Монгольского вулканического пояса СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, том 32, № 1, с. 32–57 (год публикации - 2024)
10.31857/S0869592X24010046

4. Коваленоко Д.В., Ярмолюк В.В., Козловский А.М. Палеомагентизим фанерозойских толщ центральной части Центрально-Азиатского складчатого пояса Геотектоника, № 1, С. 3-27 (год публикации - 2024)
10.31857/S0016853X24010014

5. Андреева О.А., Дубинина Е., Андреева И.А., Ярмолюк В.В. и др. Mechanism of carbonate assimilation by intraplate basaltic magma and liquid immiscibility: example of Wangtian’e volcano (Changbaishan volcanic area, NE China) Frontiers in Earth Science, 11:1306460 (год публикации - 2023)
10.3389/feart.2023.1306460