Механизм образования сибирских меймечитов и природа связи их с траппами и кимберлитами

В работе сочетаются методы петролого-геохимического и термомеханического численного моделирования для определения условий образования меймечитов Маймеча-Котуйской провинции и базальтов гудчихинской свиты Норильского района, представляющих соответственно конечную и начальную  стадии магматизма Сибирской трапповой провинции. Изучены составы пород, вкрапленников оливина, расплавных включений в оливине наименее измененных меймечитов, а также составы пород и состав оливина дунитов из скважин Г-1 и Г-3, пробуренных в переделах Гулинского массива, Маймеча-Котуйской магматической провинции севера Сибирской платформы. Соотношения Mn/Fe и Ni/Mg в оливине свидетельствуют о перидотитовом мантийном источнике меймечитов. Родоначальный расплав меймечитов в приповерхностных условиях был богат щелочами, содержал около 24 % MgO, был значительно дегазирован, недосыщен сульфидным расплавом и окислен. В глубинных условиях первичный расплав меймечита был, вероятно, богат СО2 (6 мас.%) и Н2О (2 мас.%) и образовался в результате частичного плавления перидотитового источника на глубинах около 200 км. Концентрации несовместимых элементов в меймечитовом расплаве указывают на значительную роль граната и глубинного калийсодержащего клинопироксена в его мантийном источнике и свидетельствуют о генетической связи с источниками расплавов гудчихинской свиты и кимберлитов. Особенности геохимии и минералогии изученных дунитов Гулинского плутона свидетельствуют об их тесной генетической связи с меймечитами. При помощи метода конечных элементов, рассчитана термомеханическая модель взаимодействия мантийной струи с литосферой щита переменной мощности с использованием реалистичной вязкоупругопластичной реологии пород, зависящей от температуры и напряжения. На основе результатов экспериментальных и модельных исследований предполагается, что мантийная струя пермотриасового возраста с потенциальной температурой около 1650оС транспортировала существенное количество древней рециклированной океанической коры (до 15%) в виде карбонатсодержащего пересыщенного SiO2 эклогита, низкие степени плавления которого на глубинах 250—300 км приводили к образованию карбонат-силикатных расплавов, метасоматизировавших корни сибирской литосферы. Дальнейший подъем мантийной струи в областях утонения литосферы (Норильский район) приводил к прогрессивному плавлению эклогита и образованию реакционного пироксенита, который затем плавился на глубинах 130—180 км. Большой объем образовавшихся магм (траппы гудчихинской свиты) внедрился в литосферу и привел к ее дестабилизации и обрушению. Погружающиеся блоки литосферы, содержащие фрагменты истощенного метасоматизированного перидотита, прогревались до высоких температур внутренних частей мантийной струи и плавились с образованием меймечитового расплава. Меймечиты проявились на поверхности лишь в области литосферы повышенной мощности, где они избежали смешения с большими объемами траппов в стороне от основной зоны мантийного плавления под более тонкой литосферой. Предполагается, что и меймечиты и первичные магмы сибирских траппов, а также кимберлиты, имеют один и тот же источник несовместимых элементов, а именно корбонатсодержащую рециклированную океаническую кору, принесенную горячей мантийной струей.