Состав, источники и обстановки формирования постаккреционного ранне-среднепалеозойского магматизма северо-восточной части Алтае-Саянской складчатой области (по данным геологических, геохронологических, геохимических и изотопных исследований)

Цель: получение геологической, возрастной (Ar-Ar-, U-Pb-датирование), геохимической (LILE, HSFE, REE) и изотопной (Sr-, Nd-, O-системы) информации о проявлениях ордовикского и девонского магматизма в минусинском секторе складчатой области для определения состава магматических источников, их эволюции во времени и оценки петрологических и геодинамических механизмов их образования. Установлено, что ордовикский магматизм проявился в горном складчатом обрамлении Минусинского прогиба в палеовулканах центрального (Кошкулакский, Катюшкинский, Ефремкинский) и трещинного (Большесырский) типов и в тектонических депрессиях, наиболее крупной из которых является Качинско-Шумихинская. В отличие от него девонский магматизм связан с формированием Минусинского прогиба, компенсировал погружение его основания в период извержений. Строение ордовикских и девонских вулканических толщ определяет умеренно-щелочная дифференцированная гомодромная серия пород полного спектра по кремнекислотности, включающая умеренно-щелочные базальты, базальтовые андезиты, трахиандезиты, трахиты, трахидациты и трахириолиты. Особенностью девонских ассоциаций является участие редких покровов фонотефритов и лейцитовых базальтов, приуроченных к нижним уровням вулканических толщ. Особенностью ордовикских ассоциаций является широкое развитие субвулканических тел – сиенитов и граносиенитов. Получены результаты датирования пород Катюшкинского палеовулкана (475,6 ± 1,8 млн лет) на основе изучения U-Pb-системы в цирконах субщелочных сиенитов и вулканитов Минусинского прогиба (407,9 ± 4,8 млн лет и 390,9 ± 7,5 млн лет) на основе определения возраста плагиоклазов базальтов Ar-Ar-методом. Предложена модель формирования девонской дифференцированной базальт-андезит-трахит-трахириолитовой ассоциации Батеневского поднятия Минусинского прогиба. На примере этой ассоциации показано, что дифференцированные по составу серии вулканических пород Минусинского прогиба являются продуктами мантийного плавления. Кислые магматические породы этих ассоциаций возникли в результате воздействия мантийного плюма на кору, в том числе в форме инъекций в неё базитовых магм. Возникшие внутрикоровые камеры базитовых магм служили местом глубокой дифференциации расплавов и, кроме того, источником тепла, вызвавшего коровый анатексис. Показано, что ордовикские и девонские умеренно-щелочные базальты характеризуются промежуточными геохимическими параметрами между внутриплитовыми породами типа OIB и окраинно-континентальными типа IAB, в то же время проявляют четкие различия между собой по уровню содержания литофильных элементов. Так, ордовикские базальты по сравнению с девонскими обогащены Rb, Ba, Th, U, K, Nb, Ta, Zr, Hf, лёгкими редкими землями относительно тяжелых. Полученные данные с учетом предыдущих исследований пород северо-восточной части Алтае-Саянской области свидетельствуют о воздействии двух разновозрастных мантийных плюмов (позднекембрийского-ордовикского и девонского) на надсубдукционные геологические комплексы активных континентальных окраин. Подобное воздействие привело к формированию сложных геодинамических обстановок в пределах "каледонского" террейна, который в начале ордовика был аккретирован к юго-западному обрамлению Сибирского континента.