Геохимические и изотопно-геохронологические исследования полихронных цирконов из магматических пород Срединно-Атлантического хребта и некоторые особенности его строения

Исследованы полихронные цирконы магматических пород базит-ультрабазитового состава Срединно-Атлантического хребта. Датирование цирконов привело к открытию ряда особенностей формирования океанической коры. Было  установлено, что наряду с молодыми цирконами, чей возраст близок времени излияния кайнозойских базальтов, в породах встречаются и более древние (ксеногенные) цирконы. Определены отличия  молодых и древних цирконов по морфологическим особенностям, внутреннему строению, температуре кристаллизации и содержанию в них РЗЭ. Выявлена дискретность концентраций датировок цирконов, совпадающих по времени проявления с тектоно-магматическими эпохами на прилегающих  континентах. С привлечением геологических данных представляется, что современная кора  Атлантического океана состоит из комплекса основания, сложенного дислоцированными и метаморфизованными породами базит-ультрабазитового комплекса архейско-палеозойского возраста и перекрывающих их неметаморфизованных эффузивных и осадочных пород плейстоцен-голоценового комплекса. 

1. Блюман Б. А. Земная кора океанов. – СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2011. – 344 с.

2. Блюман Б. А. Актуальные вопросы геологии океанов и геологии континентов. – СПб.: ВСЕГЕИ, 2013. – 398 с.

3. Бортников Н. С. Находки молодых и древних цирконов в габброидах впадины Маркова, Срединно-Атлантический хребет, 5°30,6′–5°32,4′ с. ш. (результаты SHRIMP II U-Pb датирования): значение для понимания глубинной геодинамики современных океанов) / Н. С. Бортников, Е. В. Шарков, О. А. Богатиков, Т. Ф. Зингер, Е. Н. Лепехина, А. В. Антонов, С. А. Сергеев // Докл. РАН. – 2008. – Т. 421, № 2. – С. 240–248.

4. Жирнов А. М. Северный трехлучевой неподвижный мегаконтинент Земли: открытие века. – Владивосток: Дальнаука, 2016. – 184 с.

5. Зингер Т. Ф. Влияние пластических деформаций в цирконах на их химический состав: на примере габброидов из спрединговой зоны Срединно-Атлантического хребта, впадина Маркова, 6° с. ш. / Т. Ф. Зингер, Н. С. Бортников, Е. В. Шарков, С. Е. Борисовский, А. В. Антонов // Докл. РАН. – 2010. – Т. 433, № 6. – С. 785–791.

6. Короновский Н. В., Милановский Е. Е. Орогенный вулканизм и тектоника Альпийского пояса Евразии. – М.: Недра, 1973. – 280 с.

7. Костицын Ю. А. Цирконы габброидов из осевой зоны Срединно-Атлантического хребта: U-Pb возраст и 176Hf/177Hf отношение (результаты исследования с помощью лазерной абляции) / Ю. А. Костицын, Е. А. Белоусова, Н. С. Бортников, Е. В. Шарков // Докл. РАН. – 2009. – Т. 428, № 5. – С. 654–658.

8. Костицын Ю. А. Современные проблемы геохимических и U-Pb геохронологических исследований циркона в океанических породах / Ю. А. Костицын, Е. А. Белоусова, С. А. Силантьев, Н. С. Бортников, М. О. Аносова // Геохимия. – 2015. – № 9. – С. 771–800.

9. Краснобаев А. А., Анфилогов В. Н. Цирконы и проблема происхождения дунитов // Докл. РАН. – 2014. – Т. 456. – С. 310–313.

10. Кременецкий А. А., Громалова Н. А. Природа древних цирконов из пород Срединно-Атлантического хребта и поднятия Менделеева в Северном Ледовитом океане // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 10 (3). – С. 594–600.

11. Кременецкий А. А. Источники вещества магматических пород глубоководного ложа Северного Ледовитого океана и Центральной Атлантики по данным U-Pb возраста, изотопии гафния и геохимии РЗЭ цирконов / А. А. Кременецкий, Н. А. Громалова, С. Г. Сколотнев, О. Г. Шулятин, Е. А. Белоусова // Докл. РАН. – 2017. – Т. 481, № 1. – С. 852–856.

12. Пейве А. В. Тектоника Срединно-Атлантического хребта // Геотектоника. – 1975. – № 5. – C. 3–17.

13. Петрова В. В., Сколотнев С. Г., Чистякова Н. И. Особенности состава акцессорного циркона из туфов горы Картера (поднятие Сьерра-Леоне, Восточная Атлантика) // Докл. РАН. – 2010. – Т. 431, № 1. – С. 67–71.

14. Погребицкий Ю. Е., Трухалев А. И. Происхождение глубинных базит-гипербазитовых пород – ключевая проблема геологии Срединно-Атлантического хребта // Российская Арктика: геология, история, минералогия, геоэкология. – СПб.: ВНИИОкеангеология, 2002. – С. 49–62.

15. Савельева Г. Н. Полихронное образование мантийных комплексов в офиолитах / Г. Н. Савельева, В. Г. Батанова, Н. Г. Бережная, С. Л. Пресняков, А. В. Соболев, С. Г. Скублов, И. А. Белоусов // Геотектоника. – 2013. – Т. 47, № 3. – С. 43–57.

16. Силантьев С. А. Геохимическая природа и возраст плагиогранит/габброноритовой ассоциации в океаническом плутоническом комплексе Срединно-Атлантического хребта на 5°10ʹ ю. ш. / С. А. Силантьев, Й. Кепке, А. А. Арискин, М. О. Аносова, Е. А. Краснова, Е. О. Дубинина, Г. Зур // Петрология. – 2014. – Т. 22, № 2. – С. 126–146.

17. Сколотнев С. Г. Молодые и древние цирконы из пород океанической литосферы Центральной Атлантики, геотектонические следствия / С. Г. Сколотнев, В. Е. Бельтенев, Е. Н. Лепехина, И. С. Ипатьева // Геотектоника. – 2010. – № 6. – С. 24–59.

18. Трухалев А. И. Древний K-Ar возраст метагаббро и гранитогнейса, драгированных в осевой части Срединно-Атлантического хребта, 26° с. ш. / А. И. Трухалев, С. А. Силантьев, Н. А. Куренцова, Ю. Ю. Одиноков, Г. Б. Удинцев, О. И. Колосов, И. П. Федоров, А. М. Ленников, И. М. Васильева, Е. Р. Друбецкой // ДАН СССР. – 1990. – Т. 311, № 6. – С. 1447–1452.

19. Шарков Е. В. Мезозойский циркон из габброидов осевой зоны Срединно-Атлантического хребта, 6° с. ш. / Е. В. Шарков, Н. С. Бортников, О. А. Богатиков, Б. В. Беляцкий, Т. Ф. Зингер, С. Г. Сколотнев // Докл. РАН. – 2004. – Т. 396, № 5. – С. 675–679.

20. Шарков Е. В. Третий слой океанической коры в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта (сегмент Сьерра-Леоне САХ, 6° с. ш.) / Е. В. Шарков, Н. С. Бортников, О. А. Богатиков, Т. Ф. Зингер, В. Е. Бельтенев, А. В. Чистяков // Петрология. – 2005. – Т. 13, № 6. – С. 592–625.

21. Шулятин О. Г. Структурно-тектоническая позиция и возраст плутонических мафических-ультрамафических комплексов САХ / О. Г. Шулятин, С. И. Андреев, Б. В. Беляцкий, А. И. Трухалев // 60 лет в Арктике, Антарктике и Мировом океане. – СПб.: ВНИИОкеангеология, 2008. – С. 392–408.

22. Шулятин О. Г. Возраст и этапность формирования магматических пород Срединно-Атлантического хребта по геологическим и радиологическим данным / О. Г. Шулятин, С. И. Андреев, Б. В. Беляцкий, А. И. Трухалев // Регион. геология и металлогения. – 2012. – № 50. –

23. С. 28–36.

24. Aumby M. P. et al. Paleontological evidence for early exposure of deep oceanic crust on the Vema Fracture Zone Southern Wall (Atlantic Ocean, 10°45’) // Mar. Geology. – 1992. – Vol. 107, N 1/2. – P. 1–7.

25. Bea F., Fershtater G. B., Montero P., Whitehouse M., Levin V. Ya., Scarrow J. H., Austrheim H., Pushkarev E. V. Recycling of continental crust into the mantle as revealed by Kytlym dunite zircons, Ural Mts, Russia // Terra Nova. – 2001. – Vol. 13. – Р. 407–412.

26. Bindeman I., Gurenko A., Carley T., Miller C., Martin E., Sigmarsson O. Silisic magma petrogenesis in Iceland by remelting of hydrothermally altered crust based on oxygen isotope diversity and disequilibria between zircon and magma with implications for MORB // Terra Nova. – 2012. – Vol. 24. – Р. 227–232.

27. Cherniak D. J. Diffusion in accessory minerals: zircon, titanite, apatite, monazite and xenotime // Reviews in Mineralogy & Geochemistry. – 2010. – Vol. 72. – Р. 827–869.

28. Dosso L., Bougault H., Langmuir C. et al. The age and distribution of mantle heterogeneity along the Mid-Atlantic Ridge (31°–41°N) // Earth Planet. Sci. Lett. – 1999. – Vol. 170. – Р. 269–286.

29. Froitzheim N., Rubatto D. Continental breakup by detachment faulting: field evidence and geochronological constraints (Tasna nappe, Switzerland) // Terra Nova. – 1998. – Vol. 10. – Р. 171–176.

30. Gardien V., Paquette J. L. Ion microprobe and IDTIMS U-Pb dating on zircon grains from leg 173 amphibolites: evidence for Permian magmatism on the West Iberian margin // Terra Nova. – 2004. – Vol. 16. – Р. 226–231.

31. Grimes C. B., John B. E., Cheadle M. J., Mazdab F. K., Wooden J. L., Swapp S., Schwartz J. J. On the occurrence, trace element geochemistry, and crystallization history of zircon from in situ ocean lithosphere // Contrib. Mineral. Petrol. – 2009. – Vol. 158. – Р. 757–783.

32. Lagabrielle Y., Bodinier J. -L. Submarine reworking of exhumed subcontinental mantle rocks: field evidence from the Lherz peridotites, French Pyrenees // Terra Nova. – 2008. – Vol. 20. – Р. 11–21.

33. Melson W. G., Hart S. R., Thompson G. St. Paul’s rocks, equatorial Atlantic: petrogenesis, radiometric ages and implications on sea-floor spreading // Memor. Geol. Soc. Amer. – 1972. – Vol. 132. – Р. 241–272.

34. Michael P. J., Cheadle M. Making a crust // Science. – 2009. – Vol. 323. – Р. 1017–1018.

35. Muntener O., Pettke Th., Desmurs L., Meier M., Schaltegger U. Refertilization of mantle peridotite in embryonic ocean basins: trace element and Nd isotopic evidence and implications for crust-mantle relationships // Earth Planet. Sci. Lett. – 2004. – Vol. 221. – Р. 293–308.

36. O’Reilly S. Y., Zhang M., Griffin W. L., Begg G., Hronsky J. Ultradeep continental roots and their oceanic remnants: a solution to the geochemical “mantle reservoir” problem? // Lithos. – 2009. – Vol. 211. – Р. 1043–1054.

37. Pilot J., Werner C. D., Haubrich F., Baumann N. Paleozoic and Proterpozoic zircons from the Mid-Atlantic Ridge // Nature. – 1998. –Vol. 393. – Р. 676–679.

38. Puga E., Fnning C. M., Nieto J. M., Federico A. D. Recrystallization textures in zircon generated by ocean-floor and eclogite-facies metamorphism: a cathodoluminescence and U-Pb SHRIMP study, with constraints from REE elements // The Canadian Mineralogist. – 2005. – Vol. 43. – Р. 183–202.

39. Rudge J. F. Mantle pseudo-isochrons revisited // Earth Planet. Sci. Lett. – 2006. –Vol. 249. – Р. 494–513.

40. Schmitt A. K., Perfit M. R., Rubin K. H., Stockli D. F., Smith M. C., Cotsonika L. A., Zellmer G. F., Ridley W.I., Lovera O. M. Rapid cooling rates at an active mid-ocean ridge from zircon thermochronology // Earth Planet. Sci. Lett. – 2011. – Vol. 302. – Р. 349–358.

41. Schulz B., Klemd R., Bratz H. Host rock compositional controls on zircon trace element signatures in metabasites from the Australpine basement // Geochim. Cosmochim. Acta. – 2006. – Vol. 70. – Р. 697–710.

42. Sharkov E. V. Cyclic development of axial parts of slow-spreading ridges: evidence from Sierra Leone area, the Mid-Atlantic Ridge, 5–7°N // Tectonics – recent advances. – 2012. – Р. 3–36.