GEOLOGICAL AND ISOTOPE-GEOCHEMICAL INDICATORS OF EARLY DEVONIAN PLUME-LITHOSPHERE INTERACTIONS IN THE SOUTHWESTERN FRAMING OF THE SIBERIAN CRATON: DATA SYNTHESIS FOR MAGMATIC ASSOCIATIONS OF THE ALTAI-SAYAN RIFT SYSTEM
Authors: ВОРОНЦОВ А.А. ВОРОНЦОВ А.А. , КОВАЛЕНКО Д.В. КОВАЛЕНКО Д.В. , ЯРМОЛЮК В.В. ЯРМОЛЮК В.В. , НИКИФОРОВ А.В. НИКИФОРОВ А.В. , ПЕРФИЛОВА О.Ю. ПЕРФИЛОВА О.Ю. 
Published: June 2024

Раннедевонская Алтае-Саянская рифтовая система (АСРС) распространилась на структуры Восточного и Западного Саян, Кузнецкого Алатау, Монгольского Алтая. Наиболее крупными ее фрагментами являются Тувинский, Делюно-Юстыдский, Канский, Агульский и Минусинский прогибы, а также впадины Северо-Западной Монголии. В статье обобщены геологические, геохимические и Sr-Nd изотопные характеристики базитов, представленных в АСРС покровами умеренно-щелочных и щелочных базальтов, а также их субвулканическими и интрузивными аналогами. Они участвуют во всех магматических ассоциациях и разделяются на низкотитанистую (TiO2 от 0.2 до 2.2 мас. %) и высокотитанистую (TiO2 от 2.2 до 4.3 мас. %) подгруппы. Эти породы характеризуются широкими вариациями изотопных характеристик стронция (εSr( T ) от -16 до +30). Высокотитанистые базиты распространены в южном сегменте АСРС, выделяются слабой положительной Ta-Nb аномалией (La/Nb от 0.8 до 1.1), относительно обогащены легкими REE ((La/Yb) N от 6 до 14) и радиогенным неодимом (εNd( T ) от 3.8 до 8.7). Низкотитанистые разновидности приурочены к северо-западному сегменту АСРС, обогащены Ba, но обеднены Th, U, Nb, Ta (La/Nb от 1.2 до 2.2), Zr и Hf, легкими REE ((La/Yb) N от 3 до 7) и радиогенным неодимом (εNd( T ) от 2.0 до 6.0). Учитывая существование разных террейнов, совмещенных в структуре Алтае-Саянской складчатой области при аккреции (около 500-480 млн л. н.), предложена модель, предусматривающая разную среду магмообразования южного и северо-западного сегментов АСРС и связь магматизма в ее пределах с мантийным плюмом, вещественные характеристики которого соответствуют источникам высокотитанистых магм. Влияние подплавленной части литосферной мантии разного состава под разными группами террейнов привело к наблюдаемой изотопно-геохимической гетерогенности пород основного состава по площади АСРС, в частности отсутствию высокотитанистых базитов в Минусинском прогибе.
The Early Devonian Altai-Sayan rift system (ASRS) has spread to the structures of East and West Sayan, Kuznetsk Alatau, and Mongolian Altay. Its largest fragments are the Tuva, Delyun-Yustyd, Kan, Agul, and Minusa basins as well as depressions in northwestern Mongolia. The paper summarizes the geologic, geochemical, and Sr-Nd isotope characteristics of the ASRS mafic rocks represented by nappes of moderately alkaline and alkali basalts and their subvolcanic and intrusive rock analogues. They are present in all magmatic associations and are divided into low-Ti (TiO2 = 0.2-2.2 wt.%) and high-Ti (TiO2 = 2.2-4.3 wt.%) subgroups. These rocks are characterized by wide variations in Sr isotope characteristics (εSr(T) = -16 to +30). High-Ti mafic rocks are common at the southern segment of the ASRS; they show a weak positive Ta-Nb anomaly (La/Nb = 0.8-1.1) and are relatively enriched in LREE ((La/Yb)N = 6-14) and radiogenic Nd (εNd(T) = 3.8-8.7). Low-Ti varieties are confined to the northwestern segment of the ASRS; they are enriched in Ba but depleted in Th, U, Nb, Ta (La/Nb = 1.2-2.2), Zr, Hf, LREE ((La/Yb)N = 3-7), and radiogenic Nd (εNd(T) = 2.0-6.0). Taking into account the existence of different terranes, which were combined in the structure of the Altai-Sayan folded area during accretion (ca. 500-480 Ma), we propose a model suggesting different environments of magma formation at the southern and northwestern segments of the ASRS and the relationship of magmatism with a mantle plume within the ASRS. In composition the plume corresponds to the sources of high-Ti magmas. The effect of the melted lithospheric mantle of different compositions beneath different groups of terranes led to the observed isotope-geochemical heterogeneity of mafic rocks within the ASRS, in particular, the absence of high-Ti mafic rocks from the Minusa basin.