Эволюция мантийного субстрата САХ, 14-16o с.ш. и 33o 40' с.ш.: временные и вещественные ограничения процессов аккреции океанической литосферы по данным исследования Sm-Nd изотопной системы

4.1. Северный сегмент САХ (15o 20-16o с.ш.)

Рис. 5. Расчетные тренды эволюции во времени изотопного состава Nd в мантийных реститах и ассоциирующих магматических породах станции FR12

Модельное датирование главных событий магматической эволюции мантийного субстрата, представленного образцом FR12-04, и сопоставление изотопных характеристик этого перидотита с таковыми в ассоциирующих габброидах и базальтах позволяет как и в [Silantyev et al., 1995a, 1995b] констатировать, что флогопитовый дунит со станции FR12 генетически не связан с комплексом магматических пород этого района восточного склона рифтовой долины. Этот перидотит, судя по его изотопным характеристикам, не имеет отношения к мантийным источникам типа DM, ответственным за происхождение родоначальных для MORB расплавов. Как следует из рис. 5, при предположении, что базальты этой станции комплементарны ассоциирующим перидотитам, следует допускать, что магматическое разделение этих пород произошло 1,2 млрд лет т.н. В случае комплементарности

Рис. 6. Расчетные тренды эволюции во времени изотопного состава Nd в мантийных реститах и ассоциирующих магматических породах станции FR23.

флогопитовому дуниту ассоциирующих с ним габброидов, возраст разделения продуктов плавления и мантийного рестита оказывается еще более неправдоподобно древним - 1,7 млрд лет. Характер модельной эволюции изотопных характеристик неодима в породах, слагающих магматический комплекс станции FR12, позволяет предполагать, что базальты (обр. FR12-11) и габброиды, представленные обр. FR12-05, были сформированы из магматических расплавов, отделившихся от мантии типа DM. С другой стороны, приведенные на рис. 5 данные указывают на возможность вещественной гетерогенности расплавов, при эволюции которых образовался плутонический комплекс станции FR12, поскольку они могли различаться по степени деплетированности. При сопоставлении рассчитанных трендов эволюции изотопного состава неодима в изученных породах с трендами эволюции DM и CHUR можно прийти к выводу, что все представители магматического комплекса станции FR12 являются производными расплавов, отделившихся от источника DM, в то время как флогопитовый дунит относится к мантийному веществу, отделившемуся от CHUR 1,2 млрд лет т.н. и с тех пор не вовлекавшемуся в процесс плавления. Имея в виду характер наклона расчетных трендов для обр. FR12-05 (габбро) и FR12-11 (базальт) можно также предположить, что изотопные параметры этих пород отражают как минимум повторное плавление мантийного субстрата, уже отделившегося от CHUR, и не соответствуют канонической модели одноактной магматической сепарации EM и DМ.

Отобранные в том же борту рифтовой долины, немного к югу от станции FR12, шпинелевые гарцбургиты (обр. FR23-01), являясь несомненным представителем DM, обнаруживают вместе с тем признаки обогащения ЛРЗЭ. Очевидно, это обогащение отражает воздействие на мантийное вещество процессов, напрямую не связанных с плавлением в мантийном источнике и заключающихся во взаимодействии расплава (или флюида) с вмещающим деплетированным мантийным субстратом. Ниже это повторное обогащение деплетированных мантийных реститов ЛРЗЭ, проявленное в уменьшении отношения Sm/Nd, обозначается как "наведенное". Долериты, ассоциирующие с гарцбургитами станции FR23, могли быть сформированы из расплавов, отделившихся от источника DM при модельном возрасте плавления 400 млн лет (рис. 6). С другой стороны, при допущении комплементарности долеритов и мантийных реститов станции FR23 время отделения от источника, подобного FR23-01, расплава, родоначального для долеритов, можно оценивать как 100 млн лет.

Рис. 7. Расчетные тренды эволюции во времени изотопного состава Nd в мантийных реститах и ассоциирующих магматических породах станции 16АВР56 и мантийных реститах станции FR16.

Мантийные реститы западного борта северного сегмента САХ по их изотопным характеристикам можно подразделить на две группы: 1) реститы станции FR16 (обр. FR16-07) - более деплетированные по сравнению с перидотитами соседней станции 16АВР56, но одновременно с более ярко выраженным наведенным обогащением; 2) шпинелевые гарцбургиты станции 16АВР56 (обр. 16АВР56-39, 76 и 99), однотипные в изотопном отношении, характеризующиеся расчетными трендами эволюции изотопного состава, конформными модельному тренду эволюции DM, но также обнаруживающие признаки наведенного обогащения. Анализ данных, отображенных на рис. 7, дает основания для допущения, что мантийные перидотиты, представленные обр. FR16-07, могут являться представителями мантийного источника, продуцировавшего расплавы, родоначальные для базальтов (обр. FR12-11) и габброидов (обр. FR12-02 и 05) станции FR12, а также габбро со станции 16АВР56 (обр. 16АВР56-90). В последнем случае отделение расплава от мантийного источника должно было произойти 150-200 млн лет т.н. Следует заметить, что ни одна из двух выделенных в западном борту рифтовой долины северного сегмента САХ групп мантийных реститов, судя по приведенным выше данным, не могла быть образована при одноактном плавлении, которое постулируется канонической моделью разделения CHUR на DM и EM [De Paolo and Wasserburg, 1976].

Из анализа приведенных данных вытекает предположение, что из всех рассмотренных выше мантийных перидотитов только породы, представленные обр. FR23-01 и FR16-07, могут являться претендентами на право считаться возможными представителями мантийного вещества, плавление которого обусловило генерацию расплавов, родоначальных для магматического комплекса сегмента САХ, расположенного к северу от разломной зоны 15^o 20.