Новые горизонты в изучении древних магм: что рассказали ультрамафитовые породы Сонг Да?

Земная мантия хранит в себе следы событий, происходивших миллиарды лет назад, но иногда они проявляются в породах, сформировавшихся значительно позже. Одним из таких удивительных примеров стали ультрамафитовые вулканические породы Сонг Да на севере Вьетнама, возраст которых оценивается примерно в 260 миллионов лет. Эти образования — часть Эмэйшаньской крупной магматической провинции (ELIP), и они представляют собой редкий фанерозойский аналог архейских коматиитов — древнейших магматических пород, возникавших в условиях экстремально высоких температур.

Международная команда ученых из Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) совместно с коллегами из Франции, Вьетнама и США провела детальное исследование этих пород, раскрыв новые детали их происхождения. Результаты, опубликованные в журнале Chemical Geology, не только проливают свет на природу магматизма провинции Сонг Да, но и позволяют лучше понять процессы, происходившие в мантии Земли в далеком прошлом.

Ключ к разгадке — в микроскопических включениях

Основой исследования стали микроскопические включения расплава и кристаллы хромита, заключенные в оливине — минерале, который одним из первых кристаллизуется из магмы. Эти включения играют роль своеобразных «капсул времени», сохраняя состав и условия формирования магмы на момент ее захвата.

Ученые выделили два принципиально разных типа магм:

• Низкотитанистые лавы, близкие по составу к архейским коматиитам, кристаллизовались при температуре до 1450 °C, что соответствует потенциальной температуре мантийного источника (Tp) около 1590–1600 °C. Такие экстремальные значения указывают на формирование в условиях горячего мантийного плюма.
• Высокотитанистые пикриты образовались при более низких температурах (~1330 °C), что соответствует Tp около 1450 °C, и, вероятно, происходили из более холодной части того же плюма.

Особый интерес представляют данные о содержании воды в магме. В низкотитанистых включениях зафиксированы аномально высокие значения H₂O/Ce (до 5500), что значительно превышает типичные показатели для мантийных магм. Это говорит о том, что источник магм мог быть гидратированным, возможно, связанным с переходной зоной мантии (глубины 410–660 км).

Связь с древними процессами и эволюцией Земли

Полученные результаты свидетельствуют о том, что даже в пермском периоде, спустя миллиарды лет после архея, в мантии Земли сохранялись условия, близкие к тем, что существовали в эпоху формирования древнейших коматиитов. Это открытие ставит новые вопросы о природе мантийных плюмов и их роли в эволюции планеты.

Как отметил Евгений Асафов, научный сотрудник ГЕОХИ РАН, работа демонстрирует, что механизмы высокотемпературного плавления мантии с участием летучих компонентов могли действовать и в относительно недавние геологические эпохи. Это не только углубляет наше понимание плюмового магматизма, но и позволяет по-новому взглянуть на процессы, формировавшие литосферу Земли на протяжении ее истории.

Таким образом, исследование пород Сонг Да — это не просто изучение древних лав, а важный шаг к расшифровке ключевых этапов эволюции нашей планеты.