Відтворення глибинного процесу за складом магматичних порід (на прикладі осницького та букинського комплексів Волинського мегаблока Українського щита)
DOI:
https://doi.org/10.24028/gj.v47i1.309811Ключові слова:
Український щит, палеопротерозой, Осницько-Мікашевицький пояс, континентальна окраїна, інтрузивні породиАнотація
У статті узагальнено дані щодо складу осницького та букинського магматичних комплексів, розвинутих у межах Осницько-Мікашевицького вулканоплутонічного поясу та Волинського мегаблока Українського щита. Встановлено РТ-умови утворення розплавів, з яких кристалізувалися породи зазначених комплексів. Це дає можливість визначити глибини розміщення термальної астеносфери, з якої надходили розплави, склад флюїдів, що супроводжували диференціацію, та окреслити ймовірні тектонічні обстановки, за яких ці умови могли бути реалізовані.
Аналіз складу порід обох комплексів дає можливість припускати, що базальти та магнезіальні андезити кристалізувалися з розплавів, утворених у мантійному шарі плавлення за Р~1,2÷1,5 ГПа і Т>1400°С. Тут відбувалось змішування ультраосновних розплавів, утворених за участі карбонатних флюїдів, що надходили з глибинного джерела, та андезито-базальтових, які формувались в присутності водних флюїдів із хлором. Останні могли виникнути внаслідок плавлення кори, що занурювалася в астеносферу, розташовану на глибині близько 50 км. У межах Осницько-Мікашевицького вулканоплутонічного поясу розвинені гранітоїди, що визначає необхідність існування осередку плавлення в корі, потужність якої не менша за 40 км.
Розшарування в масивах, розміщених біля поверхні, є наслідком неодноразового надходження розплаву з шарів плавлення під час періодичних тектонічних рухів.
Визначені умови диференціації розплавів, з яких кристалізувались породи осницького та букинського магматичних комплексів 2,0―1,97 млрд років тому, не суперечать існуючий схемі виникнення Осницько-Мікашевицького вулканоплутонічного поясу внаслідок субдукції Фенноскандії під Сарматію. Обов’язковою умовою є залучення до цієї схеми адвективної ланки — плюмового процесу на суміжній території.
Посилання
Bogatikov, O.A., Kovalenko, V.I., & Sharkov, E.V. (2010). Magmatism, tectonics and geodynamics of the Earth: Connection in time and space. Moscow: Nauka, 606 p. (in Russian).
Burakhovych, Т.K., & Kushnir, А.M. (2023). History, current status and future prospets of geoelectromagnetic research in Ukraine. Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, 1(100), 58―66. https://doi.org/10.17721/1728-2713.100.07 (in Ukrainian).
Burakhovych, T.K., & Kushnir, A.M. (2024). Geoelectrical inhomogeneities of the lithosphere of the Pripyat-Dnieper-Donetsk basin along the GEORIFT 2013 profile. Geofizychnyi Zhurnal, 46(3), 32―49. https://doi.org/10.24028/gj.v46i3.299169 (inUkrainian).
Gintov, O.B. (2019). Plate-plume tectonics as an integrated mechanism of geodynamic development of the tectonosphere of Ukraine and adjacent regions. Geofizicheskiy Zhurnal, 41(6), 3―34. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i6.2019.190064 (inRussian).
Gintov, O.B. (2014). Scheme of periodization of faulting stages in the Earth’s crust of the Ukrainian shield ― new data. Geofizicheskiy Zhurnal, 36(1), 3―18. https://doi.org/10.24028/gzh. 0203-3100.v36i1.2014.116145 (in Russian).
Gordienko, V.V. (2007). Advection-polymorphic hypothesis of processes in the tectonosphere. Kyiv: Korvin press, 172 p. (in Russian).
Gordienko, V.V., & Usenko, O.V. (2003). Deep processes in the tectonosphere of Ukraine. Kyiv: Publ. IGF NAS of Ukraine, 147 p. (in Russian).
Kadik, A.A., Lukanin, O.A., & Portnyagin, A.L. (1990). Magma formation during ascending movement of mantle matter: temperature regime and composition of melts formed during adiabatic decompression of mantle ultrabasites. Geochemistry, (9), 1263―1276 (in Russian).
Kostenko, M.M. (2019). Metallogenic features and prospects for ore bearing of basic dike complexes of the Volyn megablock of the Ukrainian Shield. Collection of scientific papers of the UkrSDRI, (3-4), 9—23 (in Ukrainian).
Kotelnikova, Z.A., & Kotelnikov, A.R. (2002). Synthetic NaF-containing fluid inclusions. Geochemistry, (6), 657―666 (in Russian).
Makarenko, I., Savchenko, O., Dererova, J., Murovska, A., Starostenko, V., Bielik, M., & Legostaeva, O. (2023). Depth structure of the Transcarpathian Depression (Ukrainian part) according to density modeling data. Geofizicheskiy Zhurnal, 45(4), 43―83. https://doi.org/ 10.24028/gj.v45i4.286285 (in Ukrainian).
Mychak, S.V., Usenko, O.V., Makarenko, I.B., & Savchenko, O.S. (2024). Proterozoic stages of deformation of the western part of the Ukrainian Shield: faulting, magmatism and density heterogeneity of the Earth’s crust. Collection of materials of the scientific conference «Geological structure and history of geological development of the Ukrainian Shield (to the 100th anniversary of the birth of Academician of the National Academy of Sciences of Ukraine M.P. Shcherbak)» (pp. 270―274). Kyiv: Publ. M.P. Semenenko Institute of Geochemistry, Mineralogy and Ore Formation of the National Academy of Sciences of Ukraine. https://doi.org/10.30836/gbhgd.2024.56 (in Ukrainian).
Shcherbakov, I.B. (Ed.). (1990). Petrology, geochemistry and ore-bearing of intrusive granitoids of the Ukrainian Shield. Kiev. Naukova Dumka, 236 p. (in Russian).
Purtov, V.K., Anfilogov, V.N., & Yegorova, L.G. (2002). Interaction of basalt with chloride solutions and the mechanism of formation of acidic melts. Geochemistry, (10), 1084―1097 (in Russian).
Ryabchikov, I.D., Orlova, G.P., Kovalenko, V.I., Choporov, D.Ya., Solovova, I.P., & Muravitskaya, G.N. (1983). Experimental study of interaction of fluid with micaceous spinel lherzolite at high temperatures and pressures. Doklady AN SSSR. Ser. Geol., (3), 38―46 (in Russian).
Sobolev, A.V., Krivolutskaya, N.A., & Kuzmin, D.V. (2009a). Petrology of parental melts and mantle sources of magmas of the Siberian trap province. Petrology, 17(3), 276―310 (in Russian).
Sobolev, A.V., Sobolev, S.V., Kuzmin, D.V., Malich, K.N., & Petrunin, A.G. (2009б). The mechanism of formation of Siberian meimechites and the nature of their connection with traps and kimberlites. Geology and Geophysics, 50(12), 1293―1334 (in Russian).
Spetsius, Z.V., & Serenko, V.P. (1990). Composition of the continental upper mantle and lower crust beneath the Siberian platform. Moscow: Nauka, 271 p. (in Russian).
Usenko, O.V. (2019). Reflection of sequence of geodynamic processes in geological structure of the Bug area. Geofizicheskiy Zhurnal, 41(3), 78―95. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i3.2019.172425 (in Russian).
Usenko, O.B. (2017). Periodization and specific features of deep processes in Precambrian by example of the Ukrainian shield. Geofizicheskiy Zhurnal, 39(6), 41―83. https://doi.org/ 10.24028/gzh.0203-3100.v39i6.2017.116366 (in Russian).
Usenko, O.B. (2024). Thermodynamic conditions of granitization and metamorphism of rocks in the northwestern part of the Ukrainian shield. Geofizychnyi Zhurnal, 46(2), 34―52. https://doi.org/10.24028/gj.v46i2.294984 (in Ukrainian).
Usenko, O.V. (2014). Formation of melts: geodynamic process and physicochemical interactions. Kiev: Naukova Dumka, 240 p. (in Russian).
Tsvetkova, T.A., & Bugaenko, I.V. (2012). Seismotomography of the mantle under the East European platform: mantle velocity boundaries. Geofizicheskiy Zhurnal, 34(5), 161―172. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i5. 2012.116672 (in Russian).
Shumlyanskyy, L.V. (2012). Petrology and geochronology of rock complexes of the north-west region of the Ukrainian Shield and its western slope. Extended Doctor’s thesis. Kyiv, 489 p. (in Ukrainian).
Shumlyanskyy, L.V., Mazur, M.D., Zinchenko, O.V., & Kryvdyk, S.G. (2009). Isotopic (U-Pb by zircons) age and geological setting of the Kishin massif and rocks of its border (northwestern region of the Ukrainian Shield). Mineralogical Journal, 31(2), 83―91 (in Ukrainian).
Shumlyanskyy, L.V., Stepanyuk, L.M., Claesson, S., Rudenko, K.V., & Becker, A.Yu. (2018).U-Pb on zircon and monazite geochronology of granites of the Zhitomir and Sheremetiv complexes, the north-western region of the Ukrainian Shield. Mineralogical Journal, 40(2), 63―85. https://doi.org/10.15407/mineraljournal.40.02.063 (in Ukrainian).
Shcherbak, N.P., Artemenko, G.V., Lesnaya, I.M., Ponomarenko, A.N., & Shumlyanskiy, L.V. (2008). Geochronology of the Early Precambrian of the Ukrainian Shield. Proterozoic. Kyiv: Naukova Dumka, 240 p. (in Russian).
Shcherbakov, I.B. (2005). Petrology of the Ukrainian Shield. Lviv: ZuKTs, 366 p. (in Russian).
Best, M.G. (2003). Igneous and Metamorphic Petrology, 2nd Edition. Wiley-Blackwell, 752 p.
Bogdanova, S., Gorbatschev, R., Grad, M., Guterch, A., Janik, T., Kozlovskaya, E., Motuza, G., Skridlaite, G., Starostenko, V., Taran, L., & EUROBRIDGE and POLONAISE Working Groups. (2006). EUROBRIDGE: new insight into the geodynamic evolution of the East European Craton. In D.G. Gee, R.A. Stephenson (Eds.), European Lithosphere Dynamics (Vol. 32, pp. 599—628). Geol. Soc., London, Memoirs. https://doi.org/10.1144/GSL.MEM. 2006.032.01.3.
Bogdanova, S., Gintov, O.B., Kurlovich, D.M., Lubnina, N.V., Nilsson, M., Orlyuk, M.I., Pashkevich, I.K., Shumlyanskyy, L.V., & Starostenko, V.I. (2013). Late Palaeoproterozoic mafic dyking in the Ukrainian Shield of Volgo-Sarmatia caused by rotation during the as-sembly of supercontinent Columbia (Nuna). Lithos, 174, 196—216. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2012.11.002.
Bogdanova, S.V., Gorbatschev, R., & Garetsky, R.G. (2016). EUROPE|East European Craton. In Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences (pp. 1—18). Amsterdam: Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409548-9.10020-X.
Boyd, F.R., Pearson, D.G., Hoal, K.O., Hoal, B.J., Nixon, P.H., Kingston, M.J., & Mertzman, S.A. (2004). Garnet lherzolites from Louwrensia, Namibia: bulk composition and P/T relations. Lithos, 77(1-4), 573―592. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2004.03.010.
Carlson, R.W., Pearson, D.G., & James, D.E. (2005). Physical, chemical and chronological characteristics of continental mantle. Reviews of Geophysics, 43, RG1001. https://doi.org/10.1029/2004RG000156.
Сondie, K.C. (2011). Earth and Evolving Planetary System. Elsеvier, 574 p.
Créon, L, Delpech, G., Rouchon, V., & Guyot, F. (2017). Slab-derived metasomatism in the Carpathian-Pannonian mantle revealed by investigations of mantle xenoliths from the Bakony-Balaton Highland Volcanic Field. Lithos, 286-287, 534—552. http://dx.doi.org/10.1016/j.lithos.2017.06.004.
Dawson, J.B. (2002). Metasomatism and partial melting in upper-mantle peridotite xenoliths from the Lashaine volcano, Northern Tanzania. Journal of Petrology, 43(9), 1749—1777. https://doi.org/10.1093/petrology/43.9.1749.
Green, D.Н., Falloon, T.J., Eggins, S.M., & Yaxley, G.M. (2001). Primary magmas and mantle temperatures. European Journal of. Mineralogy, 13, 437—451. https://doi.org/10.1127/0935-1221/2001/0013-0437.
Green, D.Н., Hibberson, W.О., Kovács, I., & Rosenthal, А. (2010). Water and its influence on the lithosphere-asthenosphere boundary. Nature, 467, 448—452. https://doi.org/10.1038/nature09369.
Green, T.H. (1982). Anatexis of mafic crust and high pressure crystallization of andesite. American Society of Mechanical Engineers (Paper), 465―487.
Griffin, W., Belousova, E., O’Neill, C., O’Reilly, S.Y., Malkovets, V., Pearson, N., Spetsius, S., & Wilde, S. (2014). The world turns over: Hadean-Archean crust-mantle evolution. Lithos, 189, 2—15. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2013.08.018.
Gudfinnsson, G.H., & Presnal, D.C. (2005). Continuоus gradations among primary carbonatic, melilitic, basaltic, picritic, and komatiitic melts in equilibrium with garnet lherzolite at 3―8 GPa. Journal of Petrology, 46, 1645—1659. https://doi.org/10.1093/petrology/egi029.
Holland, H.D. (2002). Volcanic gases, black smokers, and the great oxidation event. Geochimica et Cosmochimica Acta, 66(21), 3811—3826. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(02)00950-X.
Ionov, D.A., Bodinier, J.-L., Mukasa, S.B., & Zanetti, A. (2002). Mechanisms and sources of mantle metasomatism: major and trace element compositions of peridotite xenolits from Spitsbergen in the context of numerical modeling. Journal of Petrology, 43(12), 2219—2259. https://doi.org/10.1093/petrology/43.12.2219.
Ionov, D.A., Carlson, R.W., Doucet, L.S., Golovin, A.V., & Oleinikov, О.B. (2015). The age and history of the lithospheric mantle of the Siberian craton: Re-Os and PGE study of peridotite xenoliths from the Obnazhennaya kimberlite. Earth and Planetary Science Letters, 428, 108—119. https://doi.org/10.1016/j.epsl. 2015.07.007.
Ivanov, A.V., Mukasa, S.B., Kamenetsky, V.S., Ackerson, M., Demonterova, E.I., Pokrovsky, B.G., Vladykin, N.V., Kolesnichenko, M.V., Litasov, K.D., & Zedgenizov, D.A. (2018). Volatile concentrations in olivine-hosted melt inclusions from meimechite and melanephelinite lavas of the Siberian Traps Large Igneous Province: Evidence for flux-related high-Ti, high-Mg magmatism. Chemical Geology, 483, 442—462. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo. 2018.03.011. https://www.sciencedirect.com/science/journal/00092541.
Janik, T., Starostenko, V., Aleksandrowski, P., Yegorova, T., Czuba, W., Środa, P., Murovskaya, A., Zayats, K., Mechie, J., Kolomiyets, K., Lysynchuk, D, Wójcik, D, Omelchenko, V, Legostaieva, O., Głuszynski, A., Tolkunov, A., Amashukeli, T., Gryn, D., & Chulkov, S. (2022). Lithospheric Structure of the East European Craton at the Transition from Sarmatia to Fennoscandia Interpreted from the TTZ-South Seismic Profile (SE Polandto Ukraine). Minerals, 12(2), 112. https://doi.org/10.3390/min12020112.
Jones, A.G., Plomerova, J., Korja, T., Sodoudi, F., & Spakman, W. (2010). Europe from the bottom up: A statistical examination of the central and northern European lithosphere-asthenosphere boundary from comparing seismological and electromagnetic observations. Lithos, 120(1-2), 14—29. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2010.07.013.
Kaeser, B., Kalt, A., & Pettke, T. (2006). Evolution of the Lithospheric Mantle beneath the Marsabit Volcanic Field (Northern Kenya): Constraints from Textural, P-T and Geochemical Studies on Xenoliths. Journal of Petrology, 47(11), 2149—2184. https://doi.org/10.1093/petrology/egl040.
Kamenetsky, M.B., Sobolev, A.V., Kamenetsky, V.S., Maas, R., Danyushevsky, L.V., Thomas, R., Pokhilenko, N.P., & Sobolev, N.V (2004). Kimberlite melts rich in alkali chlorides and carbonates: A potent metasomatic agent in the mantle. Geology, 32(10), 843—848. https://doi.org/10.1130/G20821.1.
Klein-Ben David, O., Izraeli, E.S., Hauri, E., & Navon, O. (2007). Fluid inclusions in diamonds from the Diavic mine (Canada) and the evolution of diamond- forming fluids. Geochimica et Cosmochimica Acta, 74(3), 723―744. https://doi.org/10.1016/j.gca.2006.10.008.
Lay, T., Garnero, E.J., & Williams, Q. (2004). Partial melting in a thermo-chemical boundary layer at the base of the mantle. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 146, 441—467. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2004.04.004.
Lesher, C.E., Pickering-Witter, J., Baxter, G., & Walter, M. (2003). Melting of garnet peridotite: Effects of capsules and thermocouples, and implications for the high-pressure mantle solidus. American Mineralogist, 88(8-9), 1181—1189. https://doi.org/10.2138/am-2003-8-901.
Mężyk, M., Malinowski, M., & Mazur, S. (2021). Structure of a diffuse suture between Fennoscandia and Sarmatia in SE Poland based on interpretation of regional reflection seismic profiles supported by unsupervised clustering. Precambrian Research, 358, 106176. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2021.106176.
O’Reilly, S.Y., & Griffin, W.L. (2010). The continental lithosphere-asthenosphere boundary: Can we sample it? Lithos, 120, 1—13. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2010.03.016.
Pavlenkova, G.A., & Pavlenkova, N.I. (2006). Upper mantle structure of the Northern Eurasia from peaceful nuclear explosion data. Tectonophysics, 416(1-4), 33—52. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2005.11.010.
Ryabchikov, I.D., Solovova, I.P., Ntaflos, Th., Büchl, A., & Tikhonenkov, P.I. (2001). Subalkaline picrobasalts and plateau basalts from Putorana plateau (Siberian CFB province). II. Melt inclusion chemistry, composition of «primary» magmas and P-T regime at the base of superplume. Geokhimiya, (5), 484—497.
Shumlyanskyy, L.V. (2014). Geochemistry of the Osnitsk-Mikashevichy Volcano plutonic Complex of the Ukrainian Shield. Geochemistry International, 52, 912—924. https://doi.org/10.1134/S0016702914110081.
Shumlyanskyy, L., Ernst, R.E., Albekov, A., Soderlund, U., Wilde, S.A., & Bekker, A. (2021). The early Statherian (ca. 1800—1750 Ma) Prutivka-Novogol large igneous province of Sarmatia: Geochronology and implication for the Nuna/Columbia supercontinent. Precambrian Research, 358, 106185. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2021.106185.
Shumlyanskyy, L., Ernst, R., Söderlund, U., Billström, K., Mitrokhin, O., & Tsymbal, S. (2016). New U-Pb ages for mafic dykes in the Northwestern region of the Ukrainian shield: coeval tholeiitic and jotunitic magmatism. Geologiska Föreningens Förhandlingar, 138(1), 79—85. https://doi.org/10.1080/11035897.2015.1116602.
Shumlyanskyy, L., Hawkesworth, C., Billstrom, K., Bogdanova, S., Mytrokhyn, O., Romer, R., Dhuime, B., Claesson, S., Ernst, R., Whitehouse, M., & Bilan, O. (2017). The origin of the Palaeoproterozoic AMCG complexes in the Ukrainian shield: New U-Pb ages and Hf isotopes in zircon. Precambrian Research, 292, 216—239. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2017.02.009.
Starostenko, V., Janik, T., Yegorova, T., Czuba, W., Środa, P., Lysynchuk, D., Aizberg, R., Garetsky, R., Karataev, G., Gribik, Y., Farfuliak, L., Kolomiyets, K., Omelchenko, V., Komminaho, K., Tiira, T., Gryn, D., Guterch, A., Legostaeva, O., Thybo, H., & Tolkunov, A. (2018). Lithospheric structure along wide-angle seismic profile GEORIFT 2013 in Pripyat-Dnieper-Donets Basin (Belarus and Ukraine). Geophysical Journal International, 212, 1932—1962. https://doi.org/10.1093/gji/ggx509.
Takahashi, E. (1986). Melting of a dry peridotite KLB-1 up to 14 GPa implications on the origin of peridotite upper mantle. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 91(B9), 9367—9382. https://doi.org/10.1029/JB091iB09p09367.
Walter, M.J. (2005). Melt Extraction and Compositional Variability in Mantle Lithosphere. In R.W. Carlson (Ed.), The Mantle and Core (pp. 363—394). Elsevier.
Walter, M.J. (1998). Melting of garnet peridotite and the origin of komatiiteand depleted lithosphere. Journal of Petrology, 39, 29—60. https://doi.org/10.1093/petroj/39.1.29.
Wyllie, P.J. (1977). Effects of Н2О and СО2 on magma generation in the crust and mantle. Journal of the Geological Society, 134, 215—234. https://doi.org/10.1144/gsjgs.134.2.0215.
Wyllie, P.J. (1995). Experimental petrology of upper mantle materials, process and products. Journal of Geodinamics, 20(4), 429―468. https://doi.org/10.1016/0264-3707(95)00023-3.
Wyllie, P.J., & Ryabchikov, I.D. (2000). Volatile components, magmas, and critical fluids in upwelling mantle. Journal of Petrology, 41(7), 1195—1205. https://doi.org/10.1093/petrology/41.7.1195.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Olga Usenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
