Геохимики изучили изотопный составе одного из крупнейших щелочно-карбонатитовых комплексов мира

Ученые Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) совместно с коллегами из Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН) исследовали породы Гулинского массива — гигантского магматического комплекса на севере Сибирской платформы — и установили, что несмотря на разнообразие пород и принадлежность их к разным этапам формирования интрузива, все они характеризуются сходными начальными изотопными отношениями стронция и неодима. Сравнение с другими подобными комплексами показало четкую связь между размером интрузивов и их изотопным составом: чем крупнее массив, тем гомогеннее его изотопные характеристики.

Площадь Гулинского массива составляет около 1600 кв. км, что делает его крупнейшим в Маймеча-Котуйской провинции и одним из крупнейших подобных магматических тел в мире. Маймеча-Котуйская провинция известна сочетанием редких и уникальных пород, история формирования которых до сих пор вызывает у геологов множество вопросов.

Чтобы понять происхождение и особенности состава источника вещества, из которого сформировались породы интрузива, авторы исследовали 27 образцов, представляющих разные этапы формирования Гулинского массива — от ранних ультраосновных пород до более поздних щелочных пород, вулканитов и карбонатитов.

Основным параметром для изучения был выбран изотопный состав стронция и неодима, позволяющий оценить, был ли источник материнских расплавов связан преимущественно с мантией, присутствовали ли в нем аномальные компоненты, а также насколько существенным было влияние вмещающих пород. Анализы проводились методом термо-ионизационной масс-спектрометрии.

Полученные результаты показали, что несмотря на большое разнообразие пород, их первичный изотопный состав стронция и неодима очень гомогенен. Причем эта однородность сохраняется на разных этапах формирования массива — от ранних пород до самых поздних. По мнению исследователей, это означает, что материнский расплав имел достаточно однородный исходный состав, а влияние окружающих пород на него было минимальным.

Авторы провели сравнение с массивом Одихинча — вторым по величине интрузивом Маймеча-Котуйской провинции. Площадь интрузива составляет около 56 кв. км, и ранее ученые обнаружили в его породах значительную изотопную неоднородность. Таким образом, два массива одной провинции, сформировавшиеся примерно в одно и то же время и имеющие сходный набор пород, демонстрируют заметные различия в начальных изотопных отношениях, отмечают исследователи.

Это наблюдение позволило ученым обратить внимание на более масштабную закономерность. Сравнение Гулинского массива с другими щелочно-карбонатитовыми комплексами мира показало: чем меньше магматическое тело, тем больше варьирует изотопный состав его пород. Крупнейшие массивы — Гули, Хибины и Ловозеро — отличаются наиболее узким диапазоном изотопных характеристик. В массивах средней и малой площади разброс значений значительно шире. Вероятно, большой объем расплава в крупных магматических системах способствовал сохранению первичного состава и снижал относительное влияние окружающих пород, считают ученые.

«Отмеченные выводы важны для понимания происхождения щелочно-ультраосновных и карбонатитовых комплексов и позволяют по-новому рассматривать особенности формирования крупнейших магматических систем Маймеча-Котуйской провинции», — прокомментировала один из авторов исследования, младший научный сотрудник лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ГЕОХИ РАН Анна Цховребова.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России.

 

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации