Размер имеет значение: российские геофизики сформулировали закон магматических тел
Ученые нашли парадоксальную закономерность в глубинах приполярной Сибири: размер магматического массива может определять, насколько однородным окажется его состав.
Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail
Огромное магматическое тело на севере Сибирской платформы помогло геологам обнаружить неочевидную закономерность, которая может многое сказать о рождении крупнейших магматических систем Земли. Исследователи ГЕОХИ РАН и ИГЕМ РАН изучили Гулинский массив и обнаружили: несмотря на большое разнообразие пород, их изотопный «почерк» оказался удивительно похожим. Результаты работы опубликованы в журнале Geochemistry International.
Гулинский массив занимает около 1600 кв. км. Это крупнейший интрузив Маймеча-Котуйской провинции и один из самых крупных подобных объектов в мире. Сама провинция известна необычным набором пород, включая ультраосновные и щелочные породы, вулканиты и карбонатиты. Как именно сформировались такие системы, геологи продолжают выяснять уже много лет.
Чтобы разобраться в происхождении вещества, из которого возник Гулинский массив, ученые взяли 27 образцов. Они представляли разные этапы его формирования — от ранних ультраосновных пород до более поздних щелочных пород, вулканитов и карбонатитов.
В каждом образце определили изотопный состав стронция и неодима. Эти показатели позволяют понять, откуда пришло вещество расплава, насколько велик был вклад мантии и могли ли окружающие породы заметно изменить его первоначальный состав.
Ответ оказался неожиданным: исходные изотопные характеристики Sr и Nd у пород Гулинского массива очень близки. Причем такая однородность сохранялась на протяжении разных этапов его формирования.
Иными словами, разнообразие минералов здесь не сопровождалось таким же разнообразием их первоначального изотопного состава. По мнению исследователей, это указывает на достаточно гомогенный исходный расплав и сравнительно небольшое влияние окружающих пород.
Маленький сосед оказался гораздо «пестрее»
Особенно интересно выглядит сравнение с другим массивом той же провинции — Одихинчей. Его площадь составляет примерно 56 кв. км, то есть он почти в 30 раз меньше Гулинского. При этом в породах Одихинчи ранее обнаружили значительное изотопное разнообразие.
Здесь и появляется главная интрига исследования. Оба массива относятся к одной провинции, сформировались примерно в одно время и имеют сходный набор пород. Но их изотопные характеристики заметно различаются.
Исследователи расширили сравнение и обратились к другим щелочно-карбонатитовым комплексам мира. Картина оказалась похожей: у крупнейших массивов, включая Гули, Хибины и Ловозеро, диапазон изотопных значений узок. У магматических тел среднего и небольшого размера разброс значительно шире.
Одна из возможных причин связана с самим масштабом магматической системы. Большой объем расплава, вероятно, помогал сохранять первоначальный состав вещества, одновременно уменьшая относительное влияние окружающих субстратов.
Получается своеобразный геологический парадокс: чем больше магматическое тело, тем более однородным оно должно выглядеть на изотопной карте.
Наши выводы важны для понимания происхождения щелочно-ультраосновных и карбонатитовых комплексов и позволяют по-новому рассматривать закономерности формирования крупнейших магматических систем Маймеча-Котуйской провинции. Анна Цховребованаучный сотрудник лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ГЕОХИ РАН .
Еще по теме геофизики и геохимии на Hi-Tech Mail
О разломе, который разорвал древнее соединение двух массивов суши, мы писали здесь.
Другая статья рассказывает об уникальном редкоземельном минерале, найденном на Таймыре.
А в этом свежем материале Hi-Tech Mail описал невероятный коктейль органических веществ из газовых пузырьков застывшей магмы.
российские ученыеприродаПоделиться
