Temperate-alkaline andesibasalts and andesites of the Elbrus volcanic region (Northern Caucasus): questions of petrogenesis, geodynamic typisation and geochemical specialization
Authors: Газеев В.М. , Гурбанов А.Г. , Гурбанова О.А. 
Published: August 2021

В Центральной части Большого Кавказа в верховьях рек Баксана, Малки, Кубани расположены плейстоценголоценовые вулканические постройки Эльбрусского вулканического района, сложенные игнимбритами, лавами и туфами разнообразного состава от трахиандезитов, андезитов, до дацитов и риолитов. Преобладающей разновидностью являются лавы дацитового состава. Проведено изучение наиболее основных по составу вулканитов, представленных трахиандезибазальтами и трахиандезитами. Эти вулканиты образуют самостоятельные постройки в северной части вулканического района, а в дацитовых лавовых потоках вулкана Эльбрус они встречаются в виде ксенолитов. В статье дано краткое петрографическое описание этих разновидностей и приведены результаты RFA, ICPMS, 87Sr/86Sr анализов. Рассмотрены петрохимические и геохимические характеристики этих пород. Показано, что на дискриминационных диаграммах фигуративные точки группируются в полях характерных для внутриплитных и постколлизионных образований, а также островных дуг и зон активных континентальных окраин. Предполагается, что возникновение исходного расплава было обусловлено декомпрессионными явлениями в связи с синколлизионным рифтингом, проявившимся в пределах Транскавказской поперечной зоны. Спектры распределения редкоземельных элементов, нормированные к хондриту, у трахиандезибазальтов и трахиандезитов существенно не различаются. Они имеют вид наклонной линии, близкий к профилю ОIB, с заметной негативной европиевой аномалией. Отмечается обогащение пород LILe, LREE ,а также высокозарядными (Zr, Hf, U, Th) элементами. На фоне профиля OIB, в изученных породах заметен существенный трог по Nb, Ta и негативные аномалии Ti и Yb. На основе вариаций La/Sm и Sm/Yb отношений, с использованием модели равновесного плавления гранатовоо и шпинелевого перидотита, предполагается, что исходный расплав образовался при частичном ( 1) плавлении метасоматизированных пород литосферной мантии. Эволюционные преобразования первичного расплава связаны с процессом фракционирования, при участии плагиоклаза, оливина, титан содержащего минерала и его контаминации нижнекоровым материалом. При формировании дацитов имело место смешение этого эволюционировавшего мантийного расплава с более кислым коровым расплавом. Показано, что для трахиандезибазальтов и трахиандезитов, как и для всех пород Эльбрусского вулканического района, характерна халькофильнолитофильная (полиметальноредкометальная) геохимическая специализация. Это подтверждается тем, что в вулканитах установлены участки с аномально повыщенными концентрациями свинца, цинка, сурьмы, молибдена, ассоциирующими с зонами разрывной тектоники и маломощными зонами аргиллизации
In the central part of the Greater Caucasus, in the upper reaches of the Baksan, Malka and Kuban rivers, there are Pleistocene Holocene volcanic structures of the Elbrus volcanic region, composed of ignimbrites, lavas and tuffs of various composition from trachiandesites, andesites to dacites and rhyolites. The predominant type is lava of dacite composition. The most basic in composition volcanic rocks, represented by trachyandesibasalts and trachyandesites were investigated. These volcanic rocks form independent structures in the northern part of the volcanic region, and in the dacitic lava flows of Elbrus volcano they are found in the form of xenoliths. The article provides a brief petrographic description of these facies and the results of RFA, ICPMS, 87Sr/86Sr analysis. Petrochemical and geochemical characteristics of these rocks are considered. It is shown that in discriminatory diagrams, figurative points are grouped in fields characteristic of intraplate and postcollisional formations, as well as island arcs and zones of active continental margins. It is assumed that the occurrence of the primitive liquid was conditioned by decompression phenomena in connection with the syncollisional rifting, which appeared within the Transcaucasian transverse zone. The distribution spectra of rareearth elements normalized to chondrite are not significantly different for trachyandesibasalts and trachyandesites. They have the form of an inclined line close to the OIB profile, with a noticeable negative europium anomaly. The enrichment of LILe, LREE rocks, as well as highlycharged (Zr, Hf, U, Th) elements is noted. Against the background of the OIB profile, a significant Nb, Ta trot and negative anomalies of Ti and Yb are noticeable in the investigated rocks. Based on variations of the La/Sm and Sm/Yb ratios, using the model of equilibrium melting of garnet and spinel peridotite, it is assumed that the primitive liquid was formed during partial ( 1) melting of metasomatized lithospheric mantle rocks. The evolutionary transformations of the primitive liquid are associated with the process of fractionation, the participation of plagioclase, olivine, titaniumcontaining mineral and its contamination by lower crust material. During the formation of dacites, this evolved mantle melt was mixed with a more acidic crust melt. It is shown that chalcophiliclithophilic (polymetalraremetallic) geochemical specialization is characteristic for trachiandesibasalts and trachyandesites, as well as for all rocks of the Elbrus volcanic region. This is confirmed by the fact that areas with abnormally elevated concentrations of lead, zinc, antimony, and molybdenum, associated with zones of fault tectonics and lowpower zones of argilization, have been established in volcanics