Сотрудники лаборатории геохимии магматических и метаморфических пород и лаборатории изотопной геохимии и геохронологии Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) исследовали химический состав базальтов, слагающих океаническое ложе в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта. Результаты исследований позволили установить, что характер вариаций химического состава этих пород может отражать влияние взаимодействия магматических и гидротермальных процессов, протекающих в рифтовой долине Срединно-Атлантического хребта. Результаты опубликованы в журнале «Петрология» (Силантьев и др., 2023).

В ходе проведенного исследования были изучены геохимические особенности образцов закалочных стекол MORB (от англ. Mid-Ocean Ridge Basalt), отобранных в шести районах осевой зоны Срединно-Атлантического хребта, расположенных между 31°–12° северной широты (с. ш.). Некоторые образцы из изученной коллекции были драгированы в ходе проведения 2-го рейса научно-исследовательского судна «Академик Борис Петров», принадлежавшего ГЕОХИ РАН (Рис. 1).

Закалочные стекла образуются при быстром остывании базальтового расплава во время его излияния на поверхности океанического дна. Полученные результаты предоставили информацию о составе родительских для этих закалочных стекол расплавов и позволили оценить возможные геохимические эффекты, отражающие взаимодействие расплавов с гидротермальными системами осевой зоны Срединно-Атлантического хребта или с измененным породами океанической коры. Показано, что базальты, обогащенные некоторыми редкими и летучими элементами, к которому относится бóльшая часть образцов изученных закалочных стекол, локализованы преимущественно в сегментах Срединно-Атлантического хребта, в строении корового разреза которых преобладают серпентиниты (Рис. 2).

Рисунок 2. Характер распределения вдоль оси Срединно-Атлантического хребта между 10° и 40° с. ш. величины параметра K₂O/TiO₂ (а) и содержания хлора (б) в закалочных стеклах базальтов рифтовой долины. Голубые крестики соответствуют составам, заимствованным из (RIDGE…,1999). Красным цветом и его оттенками обозначены районы осевой зоны Срединно-Атлантического хребта, в которых расположены гидротермальные поля, связанные с базальтовым субстратом и точки составов изученных закалочных стекол, добытых в этих районах. Зеленым цветом показаны районы гидротермальных полей, ассоциирующих с серпентинитами и составы изученных закалочных стекол из этих акваторий.

С другой стороны, образцы закалочных стекол, обедненных этими элементами, относятся к сегментам осевой зоны Срединно-Атлантического хребта, в которых обнажения серпентинитов или отсутствуют, или играют подчиненную роль. В закалочных стеклах первой группы установлены признаки контаминации («заражения») базальтовых расплавов компонентами, заимствованными или из вмещающих серпентинитов, или из водно-солевых флюидов, циркулирующих в гидротермальных системах, расположенных в серпентинитах. Судя по полученным данным о характере вариаций содержания Cl, U и Sr в изученных закалочных стеклах, относящихся ко второй группе, признаки внутрикоровой контаминации в них отсутствуют. Предположено, что в образовании обогащенных базальтовых расплавов в некоторых сегментах Срединно-Атлантического хребта принимали участие реликты древней континентальной литосферы, сохранившиеся под осевой зоной хребта и вовлекавшиеся в процесс частичного плавления мало-глубинной мантии.

Полученные данные позволяют предполагать, что взаимодействие гидротермальных и магматических систем, возможно, является универсальным механизмом, ответственным за наблюдаемые вариации изотопного и химического состава закалочных стеклах базальтов срединно-океанических хребтов.

Источник: ГЕОХИ РАН.