Геохімія та ізотопний склад Sr і Nd в інтрузивних тілах високотитанистих долеритів Волині

Abstract

Субвулканічні тіла високотитанистих долеритів широко розповсюджені на Волині у потужній товщі теригенних відкладів поліської серії. Відомо понад 10 ділянок розвитку інтрузивних тіл долеритів, кожне з яких — це силоподібне тіло площею до сотень квадратних кілометрів. Більшість тіл належать до внутрішньоформаційних утворень, але в поодиноких випадках зафіксовано залягання інтрузиву між відкладами поліської та волинської серій. Вік цих порід надійно не визначений. Інтрузивні тіла слабодиференційовані. На загал вони складені мезократовими габро-долеритами, що в біляконтактових ділянках тіл переходять у вітрофірові базальти, а в центральних зонах іноді спостерігаються пегматоїдні габро. Головними породоутворювальними мінералами є плагіоклаз (An₆₇Ab₃₁Or₂ — An₆₃Or₃₅Or₂), авгіт (En₄₁Fs₁₆Wo₄₃ — En₃₁Fs₂₅Wo₄₄), олівін (Fa₃₇₋₄₂), ільменіт та титаномагнетит. Габро-долерити належать до високотитанистих (вміст ТіО₂ зазвичай перебільшує 2,5 %) порід. Крім того, вони збагачені на K₂O, Р₂О₅ і Sr. РЗЕ значно фракціоновані у порівнянні з базальтами трапової формації Волині. Крім того, долеритам притаманна незначна позитивна європієва аномалія, на відміну від базальтів, які зазвичай демонструють негативну аномалію. В цілому габро-долерити збагачені на некогерентні елементи. На хондрит-нормованій спайдерграмі мікроелементного складу виразно проявлені негативні піки вмісту торію та стронцію, позитивні піки калію, фосфору та титану; ніобій-танталова аномалія відсутня. Перерахована на 550 млн рр. тому величина εSr варіює від 29 до 34, а εNd — від –0,9 до –2,7 (середнє –2,1 ± 0,4). В цілому за ізотопним складом стронцію та неодиму високотитанисті долерити відповідають високотитанистим базальтам трапової фор мації Волині. За своїм речовинним складом високотитанисті долерити не мають аналогів серед базальтів. Най ближчими до них є високотитанисті базальти якушівських верств ратнівської світи. Значимою відмінністю високотитанистих базальтів від долеритів є наявність у перших піжоніту, а в других — олівіну. Високотитанисті долерити є більш диференційованими, ніж ефузиви трапової формації Волині. Якщо розглядати ці породи як найбільш пізні фракціонати вихідних розплавів трапової формації, то вони вкладаються в загальний тренд еволюції. Згідно з іншою моделлю, високотитанисті долерити є найпершими продуктами плавлення гранатового лерцоліту.

Субвулканические тела высокотитанистых долеритов широко распространены на Волыни в мощной толще терригенных отложений полесской серии. Известно более 10 участков развития интрузивных тел долеритов, каждый из которых — силоподобное тело площадью до сотен квадратных километров. Большинство тел принадлежит к внутриформационным образованиям, но в одиночных случаях зафиксировано залегание интрузива между отложениями полесской и волынской серий. Возраст этих пород надежно не определен. Интрузивные тела слабодифференцированные. В целом они сложены мезократовыми габбро-долеритами, которые в приконтактовых участках тел переходят в витрофировые базальты, а в центральных зонах иногда наблюдаются пегматоидные габбро. Главные породообразующие минералы — плагиоклаз (An₆₇Ab₃₁Or₂ — An₆₃Or₃₅Or₂), авгит (En₄₁Fs₁₆Wo₄₃ — En₃₁Fs₂₅Wo₄₄), оливин (Fa₃₇₋₄₂), ильменит и титано-магнетит. Габбро-долериты принадлежат к высокотитанистым (содержание ТiО₂ обычно превышает 2,5 %) породам. Кроме того, они обогащены K₂O, Р₂О₅ и Sr. Распределение РЗЭ значительно фракционированное по сравнению с базальтами трапповой формации Волыни. Кроме того, долериты характеризуются незначительной позитивной европиевой аномалией, в отличие от базальтов, которым обычно присуща негативная аномалия. В целом габбро-долериты обогащены некогерентными элементами. На хондрит-нормированной спайдерграмме микроэлементного состава четко проявлены негативные пики содержания тория и стронция, позитивные — калия, фосфора и титана; ниобий-танталовая аномалия отсутствует. Пересчитанная на 550 млн лет тому назад величина εSr варьирует от 29 до 34, а εNd — от –0,9 до –2,7 (среднее –2,1 ± 0,4). В целом по изотопному составу стронция и неодима высокотитанистые долериты отвечают высокотитанистым базальтам трапповой формации Волыни. По своему вещественному составу высокотитанистые долериты не имеют аналогов среди базальтов. Наиболее близки к ним высокотитанистые базальты якушевских слоев ратнивской свиты. Существенным отличием высокотитанистых базальтов от долеритов является наличие в первых пижонита, а во вторых — оливина. Высокотитанистые долериты более дифференцированные, чем эффузивы трапповой формации Волыни. Если рассматривать эти породы как наиболее поздние фракционаты исходных расплавов трапповой формации, то они укладываются в общий тренд эволюции. Согласно другой модели, высокотитанистые долериты представляют собой самые первые продукты плавления гранатового лерцолита.

There is a large number of subvolcanic bodies of high-Ti dolerites that are widely distributed in the Volyn region within the thick sequence of the terrigenous sediments that belong to the Polissya Series. There are more than 10 individual bodies are known. Each of these appears as sheet-like intrusion exceeding 100 km². Most of the intrusions belong to intraformational type, i. e. occur entirely among Polissya Series sediments while in a single case interformational body was revealed between rocks of the Polissya and Volyn Series. Age of these rocks is poorly known. Intrusive bodies are weakly differentiated and in general composed by gabbro-dolerites that nearby contacts turn into glassy basalts while in the central parts of the thick bodies pegmatitic gabbro locally occur. Main rockforming minerals include plagioclase (An₆₇Ab₃₁Or₂ — An₆₃Or₃₅Or₂) , augite (En₄₁Fs₁₆Wo₄₃ — En₃₁Fs₂₅Wo₄₄) , olivine (Fa₃₇₋₄₂), ilmenite and Ti-magnetite. Gabbrodolerite belongs to high-Ti rocks (amount of TiO₂ usually exceeds 2.5 wt. %). These rocks are enriched in K₂O, Р₂О₅ and Sr. REE are highly fractionated compared to the continental flood basalts of the Volynian province. Moreover, they display moderate positive Eu anomaly, in contrast to basalts that commonly reveal negative Eu anomaly. In whole, gabbro-dolerites are enriched in incompatible trace elements. At chondrite-normalized spidergram gabbro-dolerites display deep troughs in Th and Sr concentrations and positive spikes of K, P and Ti; Nb-Ta anomaly is absent. Calculated back to 550 Ma εSr value varies from 29 to 34 while εNd from –0.9 to –2.7 (average is –2.1 ± 0.4). With respect to these parameters high-Ti dolerites are very close to high-Ti basalts of the Volynian flood basalt province. Whoever, accordingly to their composition high-Ti dolerites do not have direct counterparts among Volynian flood basalts. Closest analogues are high-Ti basalts of the Yakushivsky horizon of the Ratne suite. However, important difference is revealed by presence of pigeonite in basalts and olivine in dolerites. In general, high-Ti dolerites are the most differentiated rocks of the Volynian flood basalt province. Being con sidered as latest differentiates of the initial melts these confine to the general pattern of evolution of the Volynian flood basalt province. Accordingly to another model high- Ti dolerites can be considered as very first low-degree partial melts of the garnet lherzolite.