СОСТАВ И ВЕЩЕСТВЕННАЯ СТРУКТУРА ОКЕАНИЧЕСКИХ МАНТИЙНЫХ ПЛЮМОВ

Abstract

Оценены средние составы (включая содержания Н2O, CI, F и S) и вещественная структура океанических мантийных плюмов на основе соотношений несовместимых летучих элементов, калия и некоторых других элементов в базальтовых магмах (расплавных включениях и закалочных стеклах) океанических островов. Средние содержания К20 в мантии плюмов составляют 510 ррm, Н20 -520 ppm, C1 - 21 ppm, F - 55 ррm, S - 83 ррm, что заметно выше, чем в деплетированной мантии (за исключением S). Содержания Н20, С1 и S ниже, чем в примитивной мантии. Нормированное содержание Н20 в мантийных плюмах близко к содержанию сходных по степени совместимости La и Се, но ниже концентраций К20, С1 и Sr. Это противоречит идее о "мокрых" мантийных плюмах. Выделены три типа базальтовых магм, характеризующие три типа плюмовых источников (M1, M2, МЗ). Содержания несовместимых элементов в этих резервуарах оценены для двух моделей - изохимиче-ской мантии и умеренно обогащенного состава плюмовой мантии. По второй модели получены следующие средние содержания Н2O, С1, F и S: 130, 33, 11 и 110 ррm в Ml; 110, 12, 65 и 45 ррm в М2; 530, 29, 49 и ПО ррm в МЗ. Мантия плюмов неоднородна, и ее гетерогенность обусловлена наличием трех главных составов, один из которых (Ml) близок к мантии СОХ, а два других (М2 и МЗ) - умеренно обогащены К20, Ti02, P205, F и несовместимыми элементами-примесями. Составы М2 и МЗ резко различаются между собой по содержанию Н20, С1 и S. Мантия М2 значительно беднее этими компонентами и богаче несовместимыми элементами-примесями, чем мантия МЗ. Образование мантии плюмов происходило преимущественно за счет смешения трех источников: ультрадеплети-рованной мантии, умеренно обогащенной сравнительно сухой мантии и умеренно обогащенной богатой Н20 мантии. К трем главным компонентам мантии плюмов могут добавляться компоненты, обогащенные хлором и обедненные фтором. Предполагается, что все они участвуют в мантии плюмов через мантийный рециклинг компонентов океанической и континентальной коры. Выявленные закономерности согласуются с зональной моделью мантийного плюма, включающей горячую бедную Н20, С1 и S центральную часть, богатую летучими и нелетучими несовместимыми элементами периферию и вмещающую мантию, взаимодействующую с плюмом.