Early Paleozoic gabbroids of the Arkhyz intrusive complex (North Caucasus): geodynamic typification and mineralogy

На Большом Кавказе известны мезозойские и раннепалеозойские аллохтонные офиолитовые комплексы, приуроченные к разным структурно-формационным зонам. Изучение пород слагающих офиолитовые разрезы проводится в различных регионах земного шара. Однакогеохимических исследований на основе анализа распределения редких и редкоземельных элементов все еще недостаточно и, в первую очередь, это касается раннепалеозойских образований Северо-Кавказского региона. Целью исследования является получение (количественных) аналитических данных и расшифровка на их основе геодинамических процессов, имевших место в раннем палеозое. Объектом для исследований были выбраны среднеордовикские габброиды архызского комплекса, распространенные в пределах Марухского офиолитового покрова в структурно-формационной зоне Передового хребта Большого Кавказа. Методы исследования включали: петрографическое описание пород, количественные анализы методами RFA, ICP-MS; расчеты геохимических характеристик; анализ дискриминационных диаграмм; сравнение величин усредненных содержаний элементов с их содержанием в породах (эталонах) близкого петрохимического типа из различных геодинамических обстановок. Результаты. В результате изучения установлено, что габброиды являются высокоглиноземистыми, низкотитанистыми, умеренномагнезиальными, низкокалиевыми породами с натровым типом щелочности. Предполагается, что они являются производными расплава образовавшегося при плавлении деплетированных шпинелевых перидотитов. Положительные аномалии европия Eu/Eu* =1,27‑2,65, и Sr допускают изначальную аккумуляцию плагиоклаза в исходном расплаве. Несовместимые элементы и REE, нормированные по N-MORB и хондриту, образуют спектры линий, близких к N-MORB, но в целом, с существенно более низкими концентрациями большинства элементов. Σ REE в габбро =10,5‑21,5 г/т. Отмечаются: незначительное повышение содержаний гидромагматофильных, крупноионных элементов Rb, Ba, К, Sr и отрицательные аномалии высоко зарядных элементов Nb, Р, Zr, Hf. Анализ петрогенетических диаграмм показал, что фигуративные точки габброидов группируются в полях островодужных толеитов. Их сравнение с породами близких петрогеохимических типов, показывает, что они наиболее сопоставимы с породами юных островных дуг. Сопутствующее габброидам оруденение подразделяется на образования магматической стадии (титан-магнетитовые и магнетитовые рудные концентрации) и постмагматической стадии (карбонатные прожилки с пиритом, халькопиритом). По совокупности полученных результатов предполагается, что аллохтонная структура, известная как «Марухский покров» Передового хребта, не является классической офиолитовой Geology and Geophysics of Russian South 10 (3) 2020 Геология и геофизика Юга России 7 ассоциацией, а сформирована в результате серии надвигов, в которых участвуют образования литосферной мантии и юной островной дуги. The Mesozoic and Early Paleozoic allochthonousophiolite complexes, confined todifferent structural and formation zones are known in the Greater Caucasus. The study of rocks composingophiolite sections is carried out in various regions of the globe However, geochemical studies based on an analysisof the distribution of rare and rare-earth elements are still insufficient and, first of all, this concerns the EarlyPaleozoic formations of the North Caucasus region. The aim of the study is to obtain (quantitative) analytical dataand decipher the geodynamic processes that took place in the Early Paleozoic. The Middle Ordovician gabbroidsof the Arkhyz complex, which were distributed within the Marukhophiolite cover in the structural and formationzone of the Front Range of the Greater Caucasus, were chosen as the object of research. Research methodsincluded: petrographic description of rocks, quantitative analyzes by RFA, ICP-MS; calculations of geochemicalcharacteristics; analysis of discriminatory charts; comparing the values of the average contents of elements withtheir content in rocks (standards) of a close petrochemical type from various geodynamic settings. Results.As a result of the study, it was found that gabbroids are high alumina, low titanium, moderately magnesian,low potassium rocks with a sodium type of alkalinity. It is assumed that they are derivatives of the melt formedduring the melting of depleted spinel peridotites. The positive europium anomalies Eu / Eu * = 1.27‑2.65, andSr allow the initial accumulation of plagioclase in the initial melt. Incompatible elements and REE normalized toN-MORB and chondrite form line spectra close to N-MORB, but in general, with significantly lower concentrationsof most elements. Σ REE in gabbro = 10.5‑21.5 g / t. The following are noted: a slight increase in the contentsof hydromagmatophilic, coarse-ionic elements Rb, Ba, K, Sr and negative anomalies of highly charged elementsNb, P, Zr, Hf. The analysis of petrogenetic diagrams showed that the figurative points of gabbroids are groupedin the fields of island-arc tholeiites. Their comparison with the rocks of close petro-geochemical types shows8 Geology and Geophysics of Russian South 10 (3) 2020 Геология и геофизика Юга Россииthat they are most comparable with the rocks of young island arcs. The mineralization associated with gabroidsis subdivided into the formation of the magmatic stage – titanium-magnetite and magnetite ore concentrationsand the post-magmatic stage – carbonate veins with pyrite and chalcopyrite. Based on the totality of the resultsobtained, it is assumed that the allochthonous structure, known as the “Marukh Veil” of the Front Ridge, is not aclassical ophiolite association, but is formed as a result of a series of overthrusts in which the lithospheric mantleand young island arc formations.