Чтение онлайн

Рис. 10. Корреляции соотношений пироксенитового и перидотитового компонентов источника мантийных магм с изотопным составом неодима. R2-квадрат коэффициента линейной корреляции. Зеленый и синий овалы показывает изотопные составы перидотитового и пироксенитового компонентов Исландских лав соответственно. Прямые линии представляют значимую линейную регрессию между параметрами. Разноцветные параболы представляют линии смешения расплавов Исландской мантийной струи с учетом различного содержания Nd в продуктах плавления перидотита и пироксенита (Sobolev et al, 2008). Синей и красной звездами показаны оценки изотопного состава соответственно перидотитового и пироксенитового компонентов магм хребта Книповича и о. Шпицберген.

Впервые получены данные о систематическом изменении во времени состава мантийного источника и продуктов магматизма сопряженных структур Северного Ледовитого океана. Показано, что неогеновый магматизм о. Шпицберген характеризовался повышенным отношением 87Sr/86Sr и пониженным отношением 143Nd/144Nd и, вероятно, возник в результате плавления пироксенита – продукта реакции вещества рециклированной древней океанической и нижней континентальной коры и мантийного перидотита без существенного вклада чисто перидотитового мантийного источника. Поскольку реакционный пироксенит производит значительно больше расплава при данных температуре и давлении чем перидотит, именно присутствием такого вещества в мантии можно объяснить начальную стадию магматической активности данного региона. С омоложением возраста фиксируется повышение доли перидотитового компонента с параллельным закономерным изменением изотопного состава Sr и Nd. Эту тенденцию можно объяснить уменьшением глубины плавления за счет утонения (эрозии) или обрушения континентальной литосферы. К этому этапу относятся щелочные четвертичные лавы о. Шпицберген на континентальной литосфере и толеиты флангов хр. Книпович, на вновь образованной океанической литосфере. Современные проявления магматизма осевой части хр. Книповича по составу ближе к типичным БСОХ, однако, присутствие корового компонента в этих расплавах вполне различимо. Главным источником этих магм являлся перидотит, преобладание которого над пироксенитом, связано, вероятно, с малой глубиной плавления.

Авторы благодарят Д.В. Кузьмина за помощь в проведении электронно-зондового микроанализа оливина. Работа выполнена при финансовой поддержке программы Отделения Наук о Земле, РАН № 14 (2006–2008 гг.) «История формирования бассейна Северного Ледовитого океана и режим современных природных процессов Арктики (по программе Полярного года)» и программы Президиума № 16 РАН (2009 г.) «Окружающая среда в условиях изменяющегося климата: экстремальные природные явления и катастрофы».

Соболев А.В., Криволуцкая Н.А., Кузмин Д.В. Петрология родоначальных расплавов и мантийных источников магм Сибирской трапповой провинции. // Петрология 2009, т.17, № 3, 1–37.

Сущевская Н.М., Черкашов Г.А., Баранов Б.В., Томаки К., Сато Х., Нгуен Х., Беляцкий Б.В., Цехоня Т.И. Особенности толеитового магматизма в условиях ультрамедленного спрединга на примере хребта Книповича (Северная Атлантика). // Геохимия. 2005. № 3, 254–274.

Сущевская Н.М., Евдокимов А.Н., Беляцкий Б.В. и др. Условия формирования четвертичного магматизма о. Шпицберген. // Геохимия. 2008.№ 1. С. 1–17.

Сущевская Н.М., Кораго Е.А., Беляцкий Б.В., Сироткин А.Н. Геохимические особенности неогенового магматизма острова Шпицберген. // Геохимия. 2009. № 10.С. 1027–1040

Сущевская Н.М., Пейве А.А., Беляцкий Б.В. Условия формирования слабо-обогащенных толеитов в северной части хребта Книпович. 2009 // Геохимия. (в печати)

Сущевская Н.М., Соболев А.В. Оценка характера и степени гетерогенности мантии полярной Атлантики по данным изучения магматизма хребта Книпович и о. Шпицберген // Вестник Отделения Наук о Земле РАН, № 1 (27) 2009, М. ИФЗ РАН, 2009.

Amundsen H.E.F., Griffin W.L., O’Reilly S.Y. The lower crust and upper mantle beneath northwestern Spitsbergen: evidence from xenoliths and geophysics. Tectonophysics. 1987. V.139, 169–185.

Baranov B., Gusev Ye., Suschshevskaya N., Cherkashov G. Oligocene rocks of the Knipovich Ridge (Northern Atlantic) as evidence of ridge jumping and propagation. In: Geology and Geophysics of the Knipovich Ridge. // Abstracts of the K2K post-cruise meeting. St.Petersburg, 2001, 7–8.

Beattie P. (1993) Olivine-Melt and Ortho-Pyroxene-Melt Equilibria. Contributions to Mineralogy and Petrology 115(1), 103–111.

Crane K., Sundvor E., Buck R., Martinez F. Rifting in the Northern Norwegian-Greenland Sea: thermal test of asymmetric spreading. // J.Geophys.Res. 1991. V. 96.P. 14529–14550.

Czuba W., Ritzmann O., Nishimura Y., Grad M., Mjelde R., Guterch A., Jokat W. Crustal structure of the continent-ocean transition zone along two deep seismic transects in north-western Spitsbergen. // Polish Polar Res. 2004. V.25. N3-4, 205–221.

Dick, H.J.B., Lin, J. and Schouten, H., 2003. An ultraslow-spreading class of ocean ridge. Nature, 426(6965): 405–412.

Gurenko, A.A, Sobolev, A.V., Hoernle, K.A., Folkmar, H, and Schmincke, H-U. (2009). Enriched, HIMU-type peridotite and depleted recycled pyroxenite in the Canary plume: a mixed-up mantle. // Earth and Planetary Science Letters, 277, 514–524.

Hauri E.H., Whitehead J.A., Hart S.R. Fluid dynamic and geochemical aspects of entrainment in mantle plumes. // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 24275-24300.

Herzberg C. and O’Hara M. J. (2002) Plume-associated ultramafic magmas of phanerozoic age. Journal of Petrology 43(10), 1857–1883.

Humayun M., Qin L. P., and Norman M. D. (2004) Geochemical evidence for excess iron in the mantle beneath Hawaii. Science 306(5693), 91–94.

Hofmann A.W.,White W.M., Mantle plumes from ancient oceanic crust // Earth and Planetary Science Letters. 1982. V. 57. P. 421–436.

Ionov D.A., Bodinier J-L., Mukasa S.B., Zanetti A. Mechanisms and sources of mantle metasomatism: major and trace element compositions of peridotite xenoliths from Spitsbergen in the context of numerical modeling. // Jour. Petrology. 2002. V.43, N12, 2219–2259.

Ionov D.M., Mukasa S.B., Bodinier J.-L. Sr-Nd-Pb isotopic compositions of peridotites xenoliths from Spitsbergen: numerical modeling indicates Sr-Nd– decoupling in the mantle by melt percolation metasomatism. // Jour. Petrology. 2002. V 43, N12, 2261–2278.

Kinzler R. J., Grove T. L., and Recca S. I. (1990) An Experimental-Study on the Effect of Temperature and Melt Composition on the Partitioning of Nickel between Olivine and Silicate Melt. Geochimica Et Cosmochimica Acta 54(5), 1255–1265.

Michael, P.J. et al., 2003. Magmatic and amagmatic seafloor generation at the ultraslow-spreading Gakkel ridge, Arctic Ocean. Nature, 423(6943): 956-U1.

Pertermann M. and Hirschmann M. M. (2003) Partial melting experiments on a MORB-like pyroxenite between 2 and 3 GPa: Constraints on the presence of pyroxenite in basalt source regions from solidus location and melting rate. Journal of Geophysical Research-Solid Earth 108(B2).

Prestvik T. Cenozoic plateau lavas of Spisbergen – a geochemical study. Arbok. Norsk Polarinstituitt. 1977. Oslo. 1978, 129–143.