СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
ГЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКА
Основан в январе
1960
Периодичность
12 раз в год
Том 51, № 9
Сентябрь
2010
Специальный выпуск
КРУПНЫЕ МАГМАТИЧЕСКИЕ ПРОВИНЦИИ АЗИИ,
МАНТИЙНЫЕ ПЛЮМЫ И МЕТАЛЛОГЕНИЯ
Предисловие .............................................................................................................................
Добрецов Н.Л., Борисенко А.С., Изох А.Э., Жмодик С.М. Термохимическая модель
пермотриасовых мантийных плюмов Евразии как основа для выявления
закономерностей формирования и прогноза медно-никелевых, благороднои
редкометалльных месторождений .............................................................................
Жао Дапенг, Пирайно Франко, Лиу Люси Структура и динамика мантии
под Восточной Россией и прилегающими регионами ................................................
Коваленко В.И., Ярмолюк В.В., Богатиков О.А. Новейший вулканизм и его связь
с процессами межплитного литосферного взаимодействия и глубинной
геодинамикой ..................................................................................................................
1155
1159
1188
1204
Гладкочуб Д.П., Донская Т.В., Иванов А.В., Эрнст Р., Мазукабзов А.М.,
Писаревский С.А., Ухова Н.А. Фанерозойский базитовый магматизм южного
фланга Сибирского кратона и его геодинамическая интерпретация ......................... 1222
Лазаренков В.Г. Щелочные плюмы континентов и океанов ............................................... 1240
Цыганков А.А., Литвиновский Б.А., Джань Б.М., Рейков М., Лю Д.И., Ларионов А.Н.,
Пресняков С.Л., Лепехина Е.Н., Сергеев С.А. Последовательность
магматических событий на позднепалеозойском этапе магматизма Забайкалья
(результаты U-Pb изотопного датирования) ............................................................ 1249
Симонов В.А., Клец А.Г. , Ковязин С.В., Ступаков С.И., Травин А.В.
Физико-химические условия плюмового магматизма Западной Сибири ................. 1277
Патон М.Т., Иванов А.В., Фиорентини М.Л., МакНаугтон Н.Ж., Мудровская И.,
Резницкий Л.З., Демонтерова Е.И. Позднепермские и раннетриасовые
магматические импульсы в Ангаро-Тасеевской синклинали, южно-сибирские
траппы и их возможное влияние на окружающую среду ........................................... 1298
Буслов М.М., Сафонова И.Ю., Федосеев Г.С., Рейков М., Дэвис К., Бабин Г.А.
Пермотриасовый плюмовый магматизм Кузнецкого бассейна (Центральная Азия):
геология, геохронология и геохимия ............................................................................ 1310
Шарапов В.Н., Томиленко А.А., Перепечко Ю.В., Чудненко В.К., Мазуров М.П.
Физико-химическая динамика развития флюидных надастеносферных систем
под Сибирской платформой .......................................................................................... 1329
Спиридонов Э.М. Рудно-магматические системы Норильского рудного поля ................. 1356
Третьякова И.Г., Борисенко А.С., Лебедев В.И., Павлова Г.Г., Говердовский В.А.,
Травин А.В. Возрастные рубежи формирования кобальтового оруденения
Алтае-Саянской складчатой области и его корреляция с магматизмом .................... 1379
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
НОВОСИБИРСК
Стр.1
SIBERIAN BRANCH
RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES
SCIENTIFIC JOURNAL
GEOLOGIYA I GEOFIZIKA
Founded in
January 1960
Monthly
Vol. 51, № 9
September
2010
Special Issue
LARGE IGNEOUS PROVINCES OF ASIA:
MANTLE PLUMES AND METALLOGENY
Preface ........................................................................................................................................
Zhao Dapeng, Pirajno Franco, and Liu Lucy. Mantle structure and dynamics under
East Russia and adjacent regions......................................................................................
1155
Dobretsov N.L., Borisenko A.S., Izokh A.E. and Zhmodik S.M. A thermochemical model
of Eurasian Permo-Triassic mantle plumes as a basis for prediction and exploration
for Cu-Ni-PGE and rare-metal ore deposits .................................................................... 1159
1188
Kovalenko V.I., Yarmolyuk V.V., and Bogatikov O.A. Recent volcanism in relation to plate
interaction and deep-level geodynamics .......................................................................... 1204
Gladkochub D.P., Donskaya T.V., Ivanov A.V., Ernst R., Mazukabzov A.M.,
Pisarevsky S.A., and Ukhova N.A. Phanerozoic mafi c magmatism in the southern
Siberian craton: geodynamic implications ....................................................................... 1222
Lazarenkov V.G. Alkaline plumes of continents and oceans .................................................... 1240
Tsygankov A.A., Litvinovsky B.A., Jahn B.M., Reichow M., Liu D.Y., Larionov A.N.,
Presnyakov S.L., Lepekhina Ye. N., and Sergeev S.A. Sequence of magmatic events
in the Late Paleozoic of Transbaikalia, Russia (U-Pb isotope data) ................................ 1249
Simonov V.A., Klets A.G. , Kovyazin S.V., Stupakov S.I., and Travin A.V.
The physicochemical conditions of early plume magmatism in West Siberia ................. 1277
Paton M.T., Ivanov A.V., Fiorentini M.L., McNaughton N.J., Mudrovska I., Reznitskii L.Z.,
and Demonterova E.I. Late Permian and Early Triassic magmatic pulses
in the Angara-Taseeva syncline, southern Siberian Traps and their possible infl uence
on the environment ...........................................................................................................
1298
Buslov M.M., Safonova I.Yu., Fedoseev G.S., Reichow M., Davies C., and Babin G.A.
Permo-Triassic plume magmatism in the Kuznetsk Basin (Central Asia): geology,
geochronology, and geochemistry .................................................................................... 1310
Sharapov V.N., Tomilenko A.A., Perepechko Yu.V., Chudnenko V.K., and Mazurov M.P.
The physicochemical dynamics of evolution of fl uid above-asthenosphere systems
beneath the Siberian Platform .......................................................................................... 1329
Spiridonov E.M. Ore-magmatic systems of the Noril’sk ore fi eld ............................................ 1356
Tret’yakova I.G., Borisenko A.S., Lebedev V.I., Pavlova G.G., Goverdovskii V.A.,
and Travin A.V. Cobalt mineralization in the Altai–Sayan orogen: age and correlation
with magmatism ...............................................................................................................
1379
SIBERIAN BRANCH OF THE RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES
NOVOSIBIRSK
© Сибирское отделение РАН, 2010
© ИГМ СО РАН, 2010
© ИНГГ СО РАН, 2010
Стр.2
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
ГЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКА
Геология и геофизика, 2010, т. 51, № 9, с. 1155—1158
ПРЕДИСЛОВИЕ
Одной из наиболее актуальных и фундаментальных проблем внутриплитной эндогенной геологии
Земли является динамика термохимического и динамического взаимодействия литосферная континентальная
плита–верхняя мантия. Ее содержательная конкретизация стала приобретать геодинамические
формы после появления понятий «плюм-тектоника» [Maruyma, 1994] и «крупные изверженные провинции»
(LIP) [Coffi n, Eldholm, 1994]. Международные симпозиумы «Крупные магматические провинции
Азии: мантийные плюмы и металлогения», прошедшие в Новосибирске в 2007, 2009 гг., отразили полученные
в этих областях как накопленную геологическую и геофизическую информацию, так и новый
аспект в существующих дискуссиях – металлогению LIP.
В августе 2009 г. на базе Института геологии и минералогии СО РАН проходил Второй Международный
симпозиум и была проведена полевая экскурсия по месторождениям Хакассии и Тувы (Абаза,
Ак-Довурак, Хову-Аксы, Кызыл-Таштып). Более 100 специалистов по магматизму, геодинамике и металлогении
приняли участие в симпозиуме. Среди них были иностранные ученые из Австралии, Канады,
Великобритании, Германии, Японии, Вьетнама, Казахстана, Киргизии и других стран.
В предлагаемом вниманию читателей специальном выпуске журнала «Геология и геофизика»
поме щены статьи, основанные на докладах на прошедшем симпозиуме и касающиеся теоретических
вопро сов моделирования процессов зарождения, развития и «отмирания» мантийных плюмов (статьи
Н.Л. Доб рецова и др., В.Н. Шарапова и др.), связи внутриплитного магматизма с погребенными слэбами
зон субдукции (В.И. Коваленко и др., Д. Жао и др., Д.П. Гладкочуб и др., М.Т. Патон и др.), длительности
и дискретности возрастов формирования крупных магматических провинций Азии (Н.Л. Добрецов и
др., М.М. Буслов и др., А.А. Цыганков и др., В.А. Симонов и др.), специфики металлогении LIP (Н.
Л. Добрецов и др., Э.М. Спиридонов, И.Г. Третьякова и др.).
На конференции обсуждались проблемы глубинной геодинамики как с использованием экспериментального
и численного моделирования, так и высокоточной сейсмотомографии. Во многих докладах
обсуждались проблемы диагностики плюмового магматизма и связи магматизма и металлогении крупных
изверженных провинций на примерах Сибири, Китая, Вьетнама и Казахстана. Следует отметить, что во
многих докладах приведены новые геохронологические данные по магматизму и оруденению. В частности,
в докладах Н.Л. Добрецова с соавторами, В.В. Дистлера и К.Н. Малича приведены новые данные
по U-Pb (SHRIMP-II) и Ar-Ar датированию магматических пород и оруденения Норильского района,
Каменской провинции, Новосибирскому Приобью, Алтаю, Кузбассу и другим районам в ареале Сибирской
LIP, которые позволили существенно уточнить длительность развития Сибирского супер плюма и
выделить три основных этапа в формировании крупных изверженных провинций, в том числе и регрессивный,
что согласуется с моделью развития термохимических плюмов. Ранний этап (около 260 млн лет)
подтверждается и в других публикациях спецвыпуска и соответствует главному этапу Эмейшаньского
плюма, что сближает историю развития последнего с Сибирским плюмом.
Своеобразие магматизма областей влияния мантийных плюмов и связанных с ними крупных магматических
провинций неизбежно определяет специфику их металлогении. Показано, что в контурах
LIP проявлен широкий комплекс эндогенного оруденения, который включает Cu-Ni-Pt, Ni-Co-As, CuMo(Au)
порфировое, Mo-W, Sb-Hg, Au-Hg, Ag-Sb и другие типы месторождений, синхронизированных
по времени формирования с проявлениями плюмового магматизма. Однако наиболее тесные пространственно-временные
и генетические связи такого магматизма выявляются для Cu-Ni-Pt, Ni-Co-As, Sb-Hg,
Au-Hg и Ag-Sb оруденений. На примерах Сибирского, Таримского, Эмейшаньского и Центрально-Европейского
плюмов в статье Н.Л. Добрецова с соавторами впервые показана специфика металлогении LIP
и ее отличия от металлогении других геодинамических обстановок (субдукционных, островодужных,
рифтогенных и др.).
В статье В.И. Коваленко, В.В. Ярмолюка и О.А. Богатикова
представлены результаты анализа
пространственного распределения новейшего (менее 2 млн лет) вулканизма Земли, связи его с эволюцией
современного суперконтинента Северная Пангея и пространственным распределением горячих
точек мантии. Вслед за работой [Maruyama, 2007] предполагается, что продолжительная устойчивая
1155
Стр.3
субдукция литосферных плит под Евразию, а также под Северную Америку не только способствовала
интенсивному вулканизму островных дуг и активных континентальных окраин, но и привела к накоплению
холодного литосферного материала в глубокой мантии, замещению им горячей глубинной мантии
и отжатию последней к краям суперконтинента, а затем подъему этого материала вверх в виде мантийных
плюмов. В отличие от модели Н.Л. Добрецова с соавторами [2006] и А.Г. Кирдяшкина и др. [2005]
источником тепла и вещества предполагается рециклинг океанической литосферы, а не перепад температур
и обмен веществом на границе ядро–мантия.
В работе Д.П. Гладкочуба с соавторами показано, что для южного фланга Сибирского кратона
обосновано выделение трех основных этапов плюмового фанерозойского базитового магматизма (500,
275–290, 240–245 млн лет). Первое событие фиксируется дайками долеритов (500 млн лет), внедрение
которых происходило на фоне аккреционно-коллизионных событий, связанных с начальными этапами
становления Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП). Позднепалеозойский этап базитового
магматизма фиксируется дайками с возрастом около 275 млн лет, их внедрение связывается с процессами
растяжения, имевших место в тылу активной окраины Сибирского континента на фоне субдукции
под нее коры Монголо-Охотского океана. Трапповый магматизм раннего мезозоя на юге Сибирского
кратона проявлен многочисленными базитовыми интрузиями Ангаро-Тасеевской синеклизы с возрастами
240–245 млн лет, хотя в статье М.Т. Патона и др. обосновывается U-Pb возраст – 254–260 и 249.6 млн
лет тех же силлов. Предполагается,что образование траппов происходило при взаимодействии вещества
нижнематийного плюма с материалом слэба Монголо-Охотского океана. Более молодые возрасты траппов
по сравнению с выше рассмотренными базитами позднего палеозоя (290–275 млн лет) отражают
прогрессирующее продвижение слэба под южной окраиной Сибирского кратона (в северо-западном направлении
в современных координатах), прекратившееся, по-видимому, после достижения слэбом области
распространения вещества Сибирского суперплюма. Следует отметить, что выделенные авторами
возрастные рубежи проявления базитового магматизма в большей мере отвечают этапам формирования
трех крупных магматических провинций: раннепалеозойской (500±10 млн лет) [Izokh et al., 2007; Врублевский
и др., 2009], Таримской (285–275 млн лет) [Борисенко и др., 2006] и Сибирской (260–245 млн
лет.), связанных с соответствующими мантийными плюмами, а модель взаимодействия с предполагаемым
слэбом вызвала серьезные замечания рецензентов.
Д. Жао с соавторами представили сейсмотомографические модели строения мантии Северо-Восточной
Азии и обсудили геодинамические следствия. Результаты мантийной томографии показывают,
что поддвигаемый Тихоокеанский слэб становится неподвижным в переходной зоне мантии под Западной
Аляской, Беринговым, Охотским, Японским морями и Северо-Восточной Азией. В этих областях
существует множество внутриплитных вулканов, которые локализуются над зонами низких скоростей в
верхней мантии поверх застойного слэба. Это позволяет предположить наличие связи между внутриплитными
вулканами и динамическими процессами в пределах крупного мантийного клина над застойным
слэбом и глубинную дегидратацию последнего, что согласуется с построениями В.И. Коваленко и
др. В то же время высокоразрешающая региональная томография выявила низкоскоростную аномалию,
которая фиксируется под Байкальской рифтовой зоной вплоть до глубины 600 км и может представлять
Байкальский плюм, не связанный со слэбом. Для решения вопросов о глубинности современных плюмов
необходимы дополнительные работы по развертыванию сетей стационарных или мобильных сейсмостанций
в Евразийском континентальном сегменте, а также установка донных сейсмометров в акваториях
окраинных морей с целью установления детальной 3-мерной структуры коры и мантии под
территорией России и прилегающих регионов. Это существенно улучшит наши представления о сейсмотектонике,
вулканизме и динамике мантии в этой обширной и сложной тектонической среде.
В работе В.Н. Шарапова с соавторами предложена математическая модель двухскоростной неизотермической
динамики взаимодействия конвектирующая верхняя мантия–многослойная литосфера с
локальными проницаемыми зонами. Эта модель представляет попытку объединить модели конвекции и
плюмов, хотя геолого-геофизические и начальные условия требуют уточнения. На основе статистической
обработки базы данных валовых составов флюидов из мантийных пород под алмазоносными кратонами
Сибирской платформы и метаморфических пород гранулитовой и амфиболитовой фаций земной
коры обсуждаются проблемы задания начальных и граничных условий для описания процессов динамики
конвективного плавления в проницаемых зонах над астенолинзами.
В работе М.Т. Патона и др. для двух долеритовых силлов были получены датировки по цирконам
U-Pb SHRIMP методом: 254.2 ± 2.3 и 249.6 ± 1.5 млн лет, хотя в первой датировке выделяется более
древняя генерация цирконов с возрастом 260 млн лет. Первая датировка согласуется в пределах ошибки
с ранее опубликованным возрастом долеритовых силлов [Svensen et al., 2009], а вторая – с U-Pb датировками,
полученными для лав и интрузий северной части площади развития сибирских траппов [Kamo et
al., 2003]. Новые датировки соответствуют внутрипермским рубежам (Cahngshingian/Wuchiapingian и
Spathian/Smithian). Анализ 40Ar/39Ar и U-Pb SHRIMP датировок, опубликованных для юго-восточной
1156
Стр.4
части провинции сибирских траппов [Ivanov et al., 2005; 2009; Vernikovskaya et al., 2009], показывает,
что на рубежах Анишьянь/Спатьянь, поздний/средний Анишьянь и Ландиань/Анишьянь соответственно,
по-видимому, имели место три другие импульса магматизма. Таким образом, возможно, модель ВСГ
применима также к более мелкомасштабным эпизодам исчезновения и возрождения биоты, приуроченным
к пермотриасовому вымиранию биологических видов.
В статье А.А. Цыганкова и др. приведено обобщение современных U-Pb геохронологических данных
по Ангаро-Витимскому батолиту в Забайкалье. Показано, что гранитоидный магматизм в этом сегменте
ЦАСП сформировался за 55—60 млн лет с 330 до 275 млн лет. Основной объем гранитоидов
приходится на поздний карбон — раннюю пермь (305—276 млн лет). Авторы статьи рассматривают
гранитоиды этого этапа как постколлизионные, тогда как, по нашему мнению, они по времени совпадают
с проявлениями Таримского плюма (см. статью Н.Л. Добрецова и др. в настоящем спецвыпуске). В
составе Ангаро-Витимского батолита фиксируются раннетриасовые гранитоиды, которые можно связывать
с завершающим этапом Сибирской изверженной провинции.
В статье М.М. Буслова и др. приведены оригинальные геохронологические и геохимические данные
для траппов Кузнецкого бассейна. Выявлено, что они представлены силлами с возрастом в 250–248
млн лет, т.е. синхронными с траппами Сибирского кратона и рифтогенного магматизма Западной Сибири.
Показано, что толеитовые базальты Кузбасса близки по составу к раннетриасовым базальтам сыверминской
свиты cибирских траппов из Уренгойского рифта Западно-Сибирского бассейна и триасовым
базальтам Северо-Монгольской рифтовой системы. Резкая смена мощности и фациальная изменчивость
позднепермско-среднетриасовых пород Кузнецкого бассейна свидетельствует об их формировании в
структуре растяжения, вероятно, в единой геодинамической обстановке с рифтогенными структурами
Южного Урала, Северной Монголии и фундамента Западно-Сибирского бассейна.
В статье В.А. Симонова с соавторами рассмотрены условия формирования базальтовых пород,
отобранных из керна параметрической скважины Майзасская-1, располагающейся в Нюрольской структурно-фациальной
зоне Западной Сибири. Комплексные петролого-геохимические и изотопные исследования
образцов магматических пород, отобранных из скв. Майзасская-1, свидетельствуют о преобладании
в разрезе долеритовых силлов, формирование которых происходило около 263 ± 4 млн л. н. в ходе
кристаллизации базальтового расплава в интрузивных межпластовых камерах. Это отвечало начальному
этапу проявления Сибирского суперплюма и соответствует раннему этапу модели развития термохимического
плюма. Исследования расплавных включений позволили установить условия генерации из мантийного
субстрата первичных расплавов: температура – до 1570 °С, глубины – до 105–120 км и параметры
кристаллизации долеритов скв. Майзасская-1 – 1130–1155 °С, давление до 1.5–2 кбар. Полученные
результаты позволяют связать образование рассмотренных базальтовых комплексов Западной Сибири с
действием мантийного плюма и подъемом области магмогенерации, что привело к расколу древней коры
и развитию рифтогенеза. В наиболее крупных рифтах происходило формирование фактически коры океанического
типа.
В работе В.Г. Лазаренкова приведено сравнение рядов щелочных формаций континентов и океанов.
Предполагается, что источником щелочных плюмов было жидкое ядро под континентами, реже –
под океанами. Анализ пространственного размещения щелочных комплексов с позиций плюм-магматической
гипотезы позволяет предполагать, что зональность и латеральная миграция щелочных
магматических центров в щелочных провинциях определялась миграцией щелочного плюма (мультиплюма)
и его производных (щелочно-базальтового, щелочно-ультраосновного, карбонатитового, кимберлитового
и др.). В химической истории щелочного плюм-магматизма отчетливо прослеживаются две
составляющие. Первая – фойдафильная, устойчиво присутствующая во всех магматических и метасоматических
горных породах разных щелочных комплексов (Na, K, Li, Ce, РЗЭ). Они представляют ту важную
часть плюма, которая, вероятно, отделялась от жидкого ядра. Вторая – петрогенная, мантийно-литосферная,
возникшая в надастеносферной зоне в ходе процессов дифференциации и ассимиляции
плюмовых и литосферных источников при подъеме плюма к поверхности Земли.
Э.М. Спиридонов рассмотрел рудно-магматические системы Норильского рудного поля. В работе
приведен обзор данных по магматическим сульфидным рудам Норильского и Талнахского рудных
узлов и показано поведение ЭПГ при их кристаллизации. Кроме того, представлены данные по другим
типам оруденения, связанного с эволюцией трапповых интрузивов (пневматолитовой Ag-Au-Pt-Pd и
эпигенетической метаморфогенно-гидротермальной минерализации). Показано, что исходный глубинный
источник всех рудно-магматических систем Норильского рудного поля – единый мантийный. Столь
же несомненно, что промежуточные глубокозалегающие магматические очаги для Норильского и Талнахского
рудных узлов были различными. Для реализации Pt-Pd потенциала гипербазит-базитовых магм
необходимо, чтобы произошли процессы их контаминации коровым материалом.
В статье И.Г. Третьяковой с соавторами для западной части Алтае-Саянской складчатой области
обосновано выделение четырех этапов проявления гидротермального кобальтового оруденения: ранне1157
Стр.5
девонский (D1), позднедевонско-раннекарбоновый (D3-C1), пермотриасовый (P2-T) и раннемеловой (K1),
которые отвечают соответствующим возрастным рубежам масштабного развития базитового и щелочнобазитового
магматизма, связанного с мантийными плюмами. По данным геологических и изотопно-геохронологических
исследований в контурах конкретных кобальтоносных узлов (Абаканский, Хову-Аксынский,
Юстыдский, Актепинский и др.) установлена хронология развития процессов магматизма и
рудообразования, выявлен многоэтапный характер их проявления и установлена возрастная корреляция
кобальтового оруденения с базитовыми, щелочно-базитовыми и гранитоидными комплексами. Данными
по изотопному составу гелия обосновано участие мантийных флюидов в формировании кобальтовых
месторождений и их связь с мантийными очагами базитовых и щелочно-базитовых расплавов (3He/4He =
= 1.75–7.07⋅10-6). Обоснован стадиально-фациальный характер эндогенной зональности кобальтовых
месторождений, кобальтоносных рудных узлов и зон с высокотемпературным Co-As и низкотемпературным
Ni-Co-As оруденением.
Редакторы надеются, что представленные статьи содержат новые важные материалы и дискуссионные
моменты, которые будут способствовать прогрессу в понимании плюмовой геодинамики и металлогении.
ЛИТЕРАТУРА
Борисенко
А.С., Сотников В.И., Изох А.Э., Поляков Г.В., Оболенский А.А. Пермотриасовое
оруденение Азии и его связь с проявлением плюмового магматизма // Геология и геофизика, 2006, т. 47
(1), с. 166–182.
Врублевский В.В., Изох А.Э., Поляков Г.В., Гертнер И.Ф., Юдин Д.С., Крупчатников В.И.
Раннепалеозойский щелочной магматизм Горного Алтая: 40Ar-39Ar-геохронологическое свидетельство
комплекса эдельвейс // Докл. РАН, т. 247, № 1, 2009, с. 96—101.
Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г., Гладков И.Н., Сурков Н.В. Параметры горячих
точек и термохимических плюмов в процессе подъема и излияния // Петрология, 2006, т. 14, № 5,
с. 508–523.
Кирдяшкин А.А., Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Гладков И.Н., Сурков Н.В. Гидродинамические
процессы при подъеме мантийного плюма и условия формирования канала излияния // Геология
и геофизика, 2005, т. 46 (9), с. 891–907.
Coffi n M.F., Eldholm O. Large Igneous Provinces – сrustal structure, dimensions, and external con sequen
ces // Rev. Geophys., 1994, v. 32, № 1, p. 1–36.
Ivanov A.V., Rasskazov S.V., Feoktistov G.D., He H., Boven A. 40Ar/39Ar dating of Usol’skii sill in the
southeastern Siberian traps large igneous province: evidence for long-lived magmatism // Terra Nova, 2005, v.
17, p. 203–208.
Ivanov A.V., He H., Yang L., Nikolaeva I.V., Palesskii S.V. 40Ar/39Ar dating of intrusive magmatism in
the Angara-Taseevskaya syncline and its implication for duration of magmatism of the Siberian traps // J. Asian
Earth Sci., 2009, v. 35, p. 1–12.
Izokh A.E., Polyakov G.V., Shelepaev R.A., Vrublevsky V.V., Egorova V.V., Lavrenchuk A.V., Boro
dina E.V., Oyunchimeg T. Early Paleozoic large igneous province of the Central Asia mobile belt // Large
Igneous Provinces of Asia, Mantle Plumes and Metallogeny: Abstracts of the International Symposium, No vosibirsk,
13—16 August 2007. Novosibirsk, Publishing House of SB RAS, 2007, p. 30—32.
Kamo S.L., Czamanske G.K., Amelin Yu., Fedorenko V.A., Davis D.W., Trofi mov V.R. Rapid eruption
of Siberian fl ood-volcanic rocks and evidence for coincidence with the Permian-Triassic boundary and mass
extinction at 251 Ma // Earth Planet. Sci. Lett., 2003, v. 214, p. 75–91.
Maruyama S. Plume tectonics // Geol. Soc. Japan. 1994, v. 100, № 1, p. 24–34.
Maruyama S., Santosh M., Zhao D. Superplume, supercontinent and postperovskite: mantle dynamics
and anti-plate tectonics on the core-mantle boundary // Gondwana Res., 2007, v. 11, р. 7–37.
Svensen H., Planke S., Polozov A.G., Schmidbauer N., Corfu F., Podladchikov Y.Y., Jamtveit B. Siberian
gas venting and the end-Permian environmental crisis // Earth Planet. Sci. Lett., 2009, v. 277, p. 490–500.
Vernikovskaya A.E., Matushkin N.Yu., Vernikovsky V.A., Romanova I.V., Berezhnaya N.G.,
Larionov A.N., Travina A.V. Phanerozoic continental intraplate magmatism at South Enisei Kryazh: First
geochemical and geochronological data // Geodynamic evolution of lithosphere of the Central-Asian mobile
belt (from ocean to continent) / Ed. E.V. Sklyarov. Proceedings of scientifi c meeting for integration program of
Earth Science Division of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 2009, v. 1, № 7, p. 53–55
(In Russian).
Н.Л. Добрецов, Ф. Пирайно, А.С. Борисенко, А.Э. Изох
1158
Стр.6
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
ГЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКА
Геология и геофизика, 2010, т. 51, № 9, с. 1159—1187
УДК 553.29:553.3/4+553.29:553.3
ТЕРМОХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЕРМОТРИАСОВЫХ МАНТИЙНЫХ ПЛЮМОВ ЕВРАЗИИ
КАК ОСНОВА ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ И ПРОГНОЗА
МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ, БЛАГОРОДНО- И РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Н.Л. Добрецов, А.С. Борисенко, А.Э. Изох, С.М. Жмодик
Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН,
630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
Четыре стадии термохимического взаимодействия плюма и литосферы, формирующего грибовидную
форму плюма с широкой «шляпой» (особенно четвертая, регрессивная фаза охлаждения) играют
важную роль в металлогении. На основе анализа термохимической модели мантийных плюмов, а также
новых геологических и изотопно-геохронологических данных по магматизму и оруденению Сибирской,
Таримской, Эмейшаньской, Центрально-Европейской и других крупных изверженных провинций (LIP)
установлено, что главными чертами, определяющими специфику металлогении ареалов LIP, являются:
1) развитие своеобразного комплекса оруденения, включающего — магматическое Cu-Ni-Pt и Fe-Pt;
гидротермальное Ni-Co-As (±Ag, U, Au), Au-As, Ag-Sb, Au-Hg, Sb-Hg и стратиформное Cu (медистые
песчаники и сланцы, обогащенные Co, Ni, Ag, Pt); 2) ареально-очаговый характер размещения оруденения
(в отличие от линейно-поясового для субдукционных и рифтогенных обстановок); 3) зональное
распределение разных типов оруденения относительно центров LIP: преимущественная локализация
Cu-Ni-Pt, Fe-Pt и стратиформного Cu в центральных их зонах, а гидротермального — в периферических
частях LIP; 4) высокая синхронизация по времени формирования каждого из типов оруденения в ареалах
крупных магматических провинций, а также временная сопряженность Cu-Ni-Pt, Ni-Co-As и Au-As, локализованных
в разных зонах LIР; 5) отчетливая корреляция разных типов оруденения с определенными
этапами проявления базитового, щелочно-базитового и гранитоидного мазматизма; 6) единая последовательность
формирования разных типов оруденения; 7) зависимость масштабов развития оруденения от
объемов LIР и мощности плюмов.
Выявленные особенности локализации разных типов оруденения в ареалах LIР, его возрастные
и генетические связи с определенными типами магматизма, своеобразие геологических обстановок
формирования оруденения являются основой для разработки комплекса геологических, магматических,
литологических и геохимических критериев прогноза и оценки перспектив выявления новых промышленных
объектов в ареалах LIP
Мантийные плюмы, металлогения, термохимическая модель, геохронология, Ar-Ar, U-Pb, магматизм,
Евразия.
A THERMOCHEMICAL MODEL OF EURASIAN PERMO-TRIASSIC MANTLE PLUMES AS A BASIS
FOR PREDICTION AND EXPLORATION FOR Cu-Ni-PGE AND RARE-METAL ORE DEPOSITS
N.L. Dobretsov, A.S. Borisenko, A.E. Izokh, and S.M. Zhmodik
Four stages of the thermochemical plume—lithosphere interaction generating a broad mushroom-like
head of plume and especially fourth regressive cooling phase have the important role for metallogeny. The analysis
of a thermochemical plume model together with recent geological and geochronological data on magmatic
ore systems in the Siberian, Tarim, Emeishan, Central European, and some other large igneous provinces (LIPs)
enabled the following characteristics of the metallogeny in large igneous provinces to be revealed: (1) the specifi
c combination of mineralization types, which include magmatic Cu-Ni-Pt and Fe-Pt, hydrothermal Ni-Co-As
(±Ag, U, Au), Au-As, Ag-Sb, Au-Hg, Sb-Hg, and stratiform Cu (copper-bearing sandstones and shales enriched
in Co, Ni, Ag, Pt); (2) the areal or spot-like pattern of the location of mineralization types (opposed to the linearbelt
localization in subduction and rift settings); (3) the zoned distribution of mineraliza tion types relative to
LIP centers, with Cu-Ni-Pt, Fe-Pt and stratiform Cu mineralization localized in a LIP center, and hydrothermal
mineralization bound to a LIP periphery; (4) the essential contemporaneity of the for mation of each mineralization
type in LIPs, and the existence of coeval but spatially separated Cu-Ni-Pt, Ni-Co-As, and Au-As deposits;
(5) the close linkage between different mineralization types and particular pulses of mafi c, alkaline mafi c, and
felsic magmatism; (6) the unifi ed succession of ore-forming events; (7) the close rela tionship between the extent
of mineralization and LIP igneous volumes, which, in turn, depend on the plume heat power.
The major characteristics of localization of different mineralization types within LIPs, the timing and
genetic relationships between mineralization and types of magmatism, as well as specifi c geological controls on
ore formation provide a basis for establishing new geological, magmatic, lithological, and geochemical criteria
crucial for predicting and targeting new mineralization within LIPs.
Mantle plumes, metallogeny, thermochemical model, geochronology, Ar-Ar, U-Pb, magmatism, Eurasia
© Н.Л. Добрецов, А.С. Борисенко, А.Э. Изох, С.М. Жмодик, 2010
1159
Стр.7