Magma mingling: Tectonic and geodynamic implications

Abstract:Our study investigates a possibility of using isotope ratios of U-Th-Pb system in zircon analysis by the LA-ICP-MS technique and monitoring of precision, convergence and accuracy. New U-Pb isotope-geochronological data has been obtained for the salic and mafic members of the bimodal Late Paleozoic series of subparallel dykes in the central part of the Western Transbaikalia. It is shown that a series of subparallel dykes (290-280 Ma) gives evidence of extension of the continental crust at the final stage of the Late Paleozoic granitoid magmatism. Similar ages of zircons in the salic and mafic subvolcanic rocks confirm the geological indicators of the coexistence and interactions between the magmas of contrasting compositions.

Section: Introductionunclassified

U‐pb La‐icp‐ms Dating of Zircons From Subvolcanics of the Bimodal Dyke Series of the Western Transbaikalia: Technique, and Evidence of the Late Paleozoic Extension of the Crust

Буянтуев¹,

Хубанов²,

Врублевская³

2017

“…В качестве основного инструмента при доказа-тельстве синхронности этих процессов использу-ются геологические, изотопно-геохимические и геохронологические критерии, позволяющие оха-рактеризовать бимодальные вулканические ассо-циации и габбро-гранитные интрузивные серии как парные петрологические индикаторы, отражающие мантийно-коровое взаимодействие на разноглу-бинных уровнях земной коры [Vladimirov et al, 2012. Прямыми парными петрологическими инди-каторами являются также комбинированные дай-ки, минглинг-дайки и сетчатые интрузии [Wiebe, 1973;Ermolov et al, 1977;Gamble, 1979;Didier, Barbarin, 1991;Litvinovsky et al, 1995;Dokukina, Vladimirov, 2005;Sklyarov, Fedorovskii, 2006;Karmysheva et al, 2015; см. также настоящий выпуск журнала Geodynamics & Tectonophysics].…”

Section: Introductionunclassified

“…обзор [Melnikov, 2011]). Первые идеи «о метаморфическом магма-минглинге» были выска-заны на примере Ольхонского региона, Западное Прибайкалье, где были обнаружены синметамор-фические минглинг-дайки [Sklyarov et al, 2001;Sklyarov, Fedorovskii, 2006], дана характеристика мраморного меланжа с включениями метабазитов [Fedorovsky et al, 2014], а также изучены синме-таморфические габбро-пироксенитовые массивы Улан-Харгана и Черноруд, для которых предпола-гается тесная пространственно-временная связь с гранулитами [Mekhonoshin et al, 2001Khromykh, 2006;Vladimirov et al, 2016а].…”

Section: Introductionunclassified

Mechanisms of Mantle‐crust Interaction at Deep Levels of Collision Orogens (Case of the Olkhon Region, West Pribaikalie)

Владимиров¹,

Мехоношин²,

Хромых³

et al. 2017

Abstract:In the Chernorud granulite zone in the Olkhon region of West Pribaikalie, we studied gabbro-pyroxenites composing tectonic plates (Chernorud, Tonta) and synmetamorphic intrusive bodies (Ulan-Khargana), as well as numerous disintegrated boudins and inclusions embedded in the metamorphic matrix. Based on the results of comparative analysis of the chemical compositions, the gabbro-pyroxenites are classified into a single island-arc tholeiitic series. The COMAGMAT software was used to simulate this series and to estimate the initial composition of the parent magma (magnesian basalt: SiO2=46.0 wt. %, TiO2=0.8 wt. %, Al2O3=15.3 wt. %, ΣFeO=9.0 wt. %, MnO=0.15 wt. %, MgO=10.5 wt. %, CaO=17.0 wt. %, Na2O=1.0 wt. %, K2O=0.2 wt. %, P2O5=0.05 wt. %, total = 100.0 %, Mg# = 67.5 %). It is concluded that the granulite metamorphism (P=7.7 to 8.6 kbar, T=770 to 820 °C) was due not only to dipping of the initial sedimentary-volcanic series to a depth of 25-28 km, but also to the presence of a deep chamber of magnesian basalt magma. In our estimations, garnet-pyroxenites (i.e. mafic rocks of the top facies in the above-mentioned chamber) originated at P=8.0-8.3 kbar and T=900-930 °C. Considering petrology, the deep mafic chamber under the layer of granulite facies is evidenced by metamorphic magma mingling, as well as pipe-shaped intrusions characterized by the specific morphology, internal structure and bulk rock compositions. Based on the data on the Ulan-Khargana massif and gabbro-pyroxenite bodies involved in the structure of the marble melange, we propose a petrological model showing two stages of mafic injection -Stage 1: hydraulic fracturing of granulite series and the emergence of tubular structures and bodies, which are similar to kimberlite pipes or channels of different shapes; Stage 2: rising of the fluidized residual alkaline melt through the emerging 'pipes' and fractures armored by hardened zones, which is followed by metamorphic magma mingling under viscous deformation conditions. The mafic magmas intruding to the

“…Струк-туры механического взаимоотношения двух рас-плавов получили название минглинга, а сами тела -комбинированных или минглинг-даек и сетчато-жильных (net-veined) интрузий. Проблема смеше-ния контрастных по составу базитовых и кислых расплавов неоднократно привлекала внимание ис-следователей [Wiebe, 1973;Gamble, 1979;Marshall, Sparks, 1984;Furman, Spera, 1985;Frost, Mahood, 1987;Cook, 1988;Huppert, Sparks, 1988;Didier, Barbarin, 1991;Litvinovsky et al, 1995Litvinovsky et al, , 2017Nardi, de Lima, 2000;Fedorovsky et al, 2003;Perugini, Poli, 2005;Dokukina, Vladimirov, 2005;Sklyarov, Fedorovskii, 2006]. Первые систематические описания мин-глинг-процессов, представленные в виде петроло-гических моделей, приведены в работах [Wager, Bailey, 1953;Eberz, Nicholls, 1990;Holden et al, 1991].…”

unclassified

“…В большинстве случаев они участвуют в строении гранитоидных батоли-тов мезоабиссальной фации глубинности. Призна-ки мантийно-корового взаимодействия, связанного с внедрением базит-ультрабазитовых расплавов и подплавлением метаморфических толщ в условиях гранулитовой фации, позволили охарактеризовать новое явление и выделить особый класс пород -«синметаморфический магма-минглинг» [Sklyarov et al, 2001;Sklyarov, Fedorovskii, 2006;. Таким образом, можно считать доказан-ным, что процессы механического смешения рас-плавов повсеместно фиксируются на разноглубин-ных уровнях земной коры и могут рассматриваться как прямой индикатор мантийно-корового взаи-модействия.…”

unclassified

Mingling Processes in the Earth's Crust: Geological Observations and Mathematical Simulation

Владимиров¹,

Владимиров²,

Polyansky³

2017

This issue of Geodynamics & Tectonophysics presents the state-of-the-art studies of mingling processes and investigations of the interactions between the mafic and acidic melts of contrasting compositions at various depths of the Earth's crust. The diagnostic features and the genesis of magmatic and synmetamorphic mingling are discussed with respect to the reference objects of Altaides and Uralides. Several papers report on the results of mathematical simulation used to discover the mechanism for lifting the high-density basite inclusions in a chamber or a dyke filled with salic magma. This special issue is intended for researchers and specialists in geology, petrology and geodynamics of magmatic processes in the crust, as well as for lecturers, post-graduate students and university students.