LATE PALEOZOIC CONTRASTING MAGMATISM OF THE EASTERN KAAKHEM MAGMATIC AREA (CENTRAL ASIAN OROGENIC BELT)

Based on the isotope-geochronological (zircons, U-Pb method), petrogeochemical, and structural and petrologic data, the following paper provides a detailed description of the characteristics of the Late Paleozoic basic and granitoid magmatism in the eastern part of the Kaakhem magmatic area (Eastern Tuva). During the formation of the Shivey alkaline-granitoid and Chadal gabbroid massifs in the period of 292–283 Ma, there were revealed two stages of contrasting magmatism. The early stage is characterized by the formation of plutonic mingling structures and intermediate rocks. Deformation structures, widespread in the early-mingling rocks, are superimposed and formed in extensional regime. At a later stage, there occurred a sequential intrusion of salic and mafic magmas into the zones of local extension in the early-mingling host rocks. A similar petrogeochemical composition of basic rocks of the early and late mingling indicates that they all formed from enriched magma. Granosyenites and granites are derived from melting of tonalities and metasedimentary rocks with a significant contribution of the mantle component. The simultaneous formation of the Chadal gabbroid and Shivei granitoid massifs took place at the intraplate stage of the development of geological structures of Eastern Tuva in the Late Paleozoic

МЕХАНИЗМЫ МАГМАТИЧЕСКОГО МИНГЛИНГА В КОМПОЗИТНЫХ ДАЙКАХ: МОДЕЛИ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ И СДВИГОВОЙ ДИЛАТАЦИИ

This article is focused on the intrusion and formation of combined dykes. Two main groups of conventionally magmatic mingling are distinguished: (1) plutonic bodies, and (2) combined dykes. The first group is represented by small basite inclusions that are uniformly scattered in granitoid bodies, and includes elongated swarms and tails of small bodies. The second group includes composite dykes with the indicators of mechanical mingling of basic and acid melts. Despite the similarities in the structural and textural features and the indicators of mechanical mingling of melts, these two groups are characterized by clearly different proportions of the volumes of contrasting melts and differ in the duration of formation, place of melt mingling, and tectonic setting. None of the available models was able to explain the occurrence of magmatic mingling structures in individual dykes. In our study, the mingling mechanisms of contrasting melts are discussed using the data on the geological objects located in West Sangilen, an area of the Central Asian Orogenic Belt (CAOB). The general and specific parameters of combined dikes of the Saizyral and Tavyt‐ Dag sites are considered. The models of shear dilatation and dispersion are proposed for explaining the mechanisms of magmatic mingling in combined dykes.В работе рассматриваются вопросы интрудирования и становления комбинированных даек. Условно магматический минглинг разделен на две основные группы. Первая группа («плутоническая») – это небольшие базитовые включения, равномерно распределенные в объеме гранитоидных тел, либо вытянутые рои и шлейфы мелких тел. Вторая группа («комбинированные дайки») представлена композитными дайками, в пределах которых наблюдаются признаки механического смешения базитовых и кислых расплавов. Несмотря на сходство структурно‐текстурных особенностей и признаков механического смешения расплавов, обе группы имеют явные различия: пропорции объемов контрастных расплавов, длительность становления, место смешения расплавов, тектонические обстановки. Существующие модели не могут объяснить появление структур магматического минглинга в отдельных дайках. В данной работе вопросы механизмов смешения контрастных по составу расплавов рассмотрены на примере геологических объектов Западного Сангилена (ЦАСП). Рассмотрены общие и частные параметры комбинированных даек участков «Тавыт‐Даг» и «Сайзырал». Предложены модели сдвиговой дилатации и диспергирования для объяснения механизмов магматического минглинга в композитных дайках жильного типа

ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКИЙ КОНТРАСТНЫЙ МАГМАТИЗМ ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ КААХЕМСКОГО МАГМАТИЧЕСКОГО АРЕАЛА (ЦЕНТРАЛЬНО-АЗИАТСКИЙ СКЛАДЧАТЫЙ ПОЯС)

Based on the isotope-geochronological (zircons, U-Pb method), petrogeochemical, and structural and petrologic data, the following paper provides a detailed description of the characteristics of the Late Paleozoic basic and granitoid magmatism in the eastern part of the Kaakhem magmatic area (Eastern Tuva). During the formation of the Shivey alkaline-granitoid and Chadal gabbroid massifs in the period of 292–283 Ma, there were revealed two stages of contrasting magmatism. The early stage is characterized by the formation of plutonic mingling structures and intermediate rocks. Deformation structures, widespread in the early-mingling rocks, are superimposed and formed in extensional regime. At a later stage, there occurred a sequential intrusion of salic and mafic magmas into the zones of local extension in the early-mingling host rocks. A similar petrogeochemical composition of basic rocks of the early and late mingling indicates that they all formed from enriched magma. Granosyenites and granites are derived from melting of tonalities and metasedimentary rocks with a significant contribution of the mantle component. The simultaneous formation of the Chadal gabbroid and Shivei granitoid massifs took place at the intraplate stage of the development of geological structures of Eastern Tuva in the Late Paleozoic.В настоящей работе на основе изотопно-геохронологических (цирконы, U-Pb метод), петрогеохимических и структурно-петрологических данных приводится характеристика позднепалеозойского магматизма Каахемского ареала (Восточная Тува). Выявлены два этапа контрастного по составу магматизма при становлении Шивейского щелочно-гранитоидного и Чадалского габброидного массивов в период 292–283 млн лет. Ранний этап характеризуется формированием структур плутонического минглинга и образованием пород промежуточного состава. Деформационные структуры, широко распространенные в породах раннего минглинга, имеют наложенный характер и формировались в обстановках растяжения. На позднем этапе последовательное внедрение салических и мафических магм происходило в зоны локального растяжения во вмещающих породах раннего минглинга. Мафические породы раннего и позднего минглинга идентичны по петрогеохимическому составу, что указывает на их происхождение из единого глубинного обогащенного источника. Образование граносиенитов и гранитов связано с плавлением тоналитов и метаосадочных пород со значительным вкладом мантийного компонента. Одновременное становление Чадалского габброидного и Шивейского гранитоидного массивов происходило на внутриплитном этапе развития геологических структур Восточной Тувы в позднем палеозое

ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ МИНГЛИНГ-ДАЕК В АККРЕЦИОННО- КОЛЛИЗИОННОЙ СИСТЕМЕ РАННИХ КАЛЕДОНИД ЗАПАДНОГО САНГИЛЕНА (ЮГО-ВОСТОЧНАЯ ТУВА)

Dykes composed of basic rocks and granite are formed due to interactions between melts in a wide range of conditions, from contrasting compositions and fluid saturation rates to various tectonic settings and processes at different depths. Textures and petrochemical characteristics of the dykes are thus widely variable. This paper is focused on composite dykes observed in the West Sangilen region in South-East Tuva, Russia.The Sangilen wedge is a fragment of the Early Caledonian orogenic structure of the Tuva-Mongolia Massif which evolved in a succession of geodynamic settings, from collision (transpression, 570–480 Ma) to transform faulting (transtension, 480–430 Ma). Intensive tectonic deformation facilitated massive basic-rock and granite magmatism at various layers of the crust and associated heating and metamorphism of the rocks (510–460 Ma). Basic-rock–granite composite dykes were formed in the above-mentioned period in various tectonic settings that controlled conditions of dyke intrusions and their compositions.We distinguish two groups of composite dykes observed on two sites, in the area between the Erzin and Naryn rivers and on the right bank of the Erzin river (Strelka and Erzin Sites, respectively) (Fig. 1). The dykes in both groups originated from one and the same basic-rock melt source. However, mingling of the contrasting melts was carried out by different mechanisms as suggested by the proposed intrusion models.In the area between the Erzin and Naryn rivers (Strelka Site), the host rock of the composite dykes is granite of the Nizhneerzin massif. The mingling dykes are composed of amphibole gabbro and monzogabbro, granosyenite and twofeldspar granite. Contacts between basic and felsic rocks vary from smooth contrasting to complex ‘lacerated’ flameshaped, and gradual transition zones are present (Fig. 6).The dykes were formed at mesoabyssal or abyssal depths, and the subliquidus heat regime was thus maintained for a long time, and even the smallest portions of the basic-rock melt were consolidated through quite a long period of time. As a consequence, indicators of deformation are lacking in the composite dykes, while transition zones and hybridization are present.On the right bank of the Erzin river (Ersin Site), the dykes cut through migmatite-granite of the Erzin formation in the same-name tectonic zone. Contacts with host rocks are transverse. Melanocratic rocks are represented by smallgrained diorite and quartz diorite, and the felsic composite dykes are composed of medium- and small-grained twofeldspar granite and leukogranite. Transition zones, hornfelsing and contact alterations are absent at contacts of all the types (Fig. 8).The composite dykes of this type intruded and emplaced when the shear zone was subject to extension and fragmentation, which predetermined active intrusion of basic and, possibly, felsic melts through conjugated faults. Crystallization of the melts was rapid, and their potential heat impact on the adjoining rocks was thus excluded, as evidenced by the presence of oxygonal chips of igneous and host metamorphic rocks, vein pegmatoid intrusions, and composite dykes of the reticulate-cuspate texture with the dominant basic-rock component.The mingling dykes classified in the first group intruded when the Erzin and Kokmolgarga shear zones were formed at the early stage of the tectonic-magmatic evolution of the Sangilen orogen (510–490 Ma). Intrusions of the basic-rock melts were accompanied by the formation of relatively large massifs of the basic composition, i.e. the Erzin and Bayankol gabbro-monzodiorite massifs, as well as by the occurrence of composite dykes that are abundant in the area between the Erzin and Naryn rivers. In the second stage (460–430 Ma), the composite dykes occurred when the orogen was subject to extension along the system of tectonic zones, the Bashkymugur gabbro-monzodiorite massif was emplaced, and fracture-vein structures, including the dykes, were formed.Формирование базит-гранитных комбинированных даек происходит в широком спектре условий и обстановок взаимодействия контрастных по составу расплавов, начиная от специфики состава и флюидонасыщенности расплавов и заканчивая тектоническими обстановками и глубинностью процессов. Все эти факторы отражаются на структурно-текстурных и петрогеохимических характеристиках даек. В настоящей работе данные вопросы рассмотрены на примере комбинированных (минглинг) даек Западного Сангилена (Юго-Восточная Тува).Сангиленский выступ представляет собой фрагмент раннекаледонской орогенной структуры Тувино-Монгольского массива, тектоническая эволюция которой отражает смену геодинамических обстановок – от коллизионной (режим сжатия, 570–480 млн лет) до сдвиговой (режим растяжения, 480–430 млн лет). Интенсивные тектонические деформации способствовали проявлению масштабного базитового и гранитоидного магматизма на различных уровнях земной коры и связанного с ним теплового прогрева и метаморфизма пород в период 510–460 млн лет. С этим же периодом связано проявление базит-гранитных комбинированных даек, формирование которых происходило в различных тектонических обстановках, контролирующих условия их внедрения и становления.В статье рассматривается две группы минглинг-даек, изученных в междуречье Эрзина и Нарына и на правобережье р. Эрзин (рис. 1). В обоих случаях их происхождение связано с одним источником базитового расплава. Однако, механизмы смешения контрастных расплавов отвечают различным моделям внедрения.В междуречье Эрзина и Нарына вмещающими породами комбинированных даек являются гранитоиды Нижнеэрзинского массива. Минглинг-дайки сложены амфиболовыми габбро и монцогаббро, граносиенитами и двуполевошпатовыми гранитами. Контакты между основными и кислыми породами различны и изменяются от ровных и контрастных до пламеневидных и микрофестончатых с образованием зон постепенных переходов (рис. 6).Формирование даек этого типа происходило на мезоабиссальных либо абиссальных уровнях глубинности, что обеспечило при их становлении сохранность длительного субликвидусного теплового режима и относительно продолжительный период консолидации даже мелких порций базитового расплава. Как следствие, в комбинированных дайках отсутствуют признаки деформаций, но наблюдаются переходные зоны и гибридизация.Дайки на правобережье р. Эрзин прорывают мигматит-граниты эрзинского комплекса в одноименной тектонической зоне. Контакты с вмещающими породами секущие. Меланократовые породы представлены мелкозернистыми диоритами и кварцевыми диоритами, кислая часть комбинированных даек сложена средне-, мелкозернистыми двуполевошпатовыми гранитами и лейкогранитами. Для всех типов контактов характерно отсутствие зон перехода, ороговикования и контактовых изменений (рис. 8).Внедрение и становление комбинированных даек данного типа происходило в условиях обстановок растяжения и фрагментации сдвиговой зоны, что обусловило как активное внедрение базитовых и, возможно, кислых расплавов по сопряженным трещинам, так и их быструю кристаллизацию. Наличие остроугольных обломков магматических и вмещающих метаморфических пород, существование жильных пегматоидных образований, сетчато-фестончатый характер минглинг-даек с преобладанием базитовой составляющей прямо указывают на быструю кристаллизацию базитовых расплавов без возможности их последующего теплового воздействия на окружающие породы.Внедрение первой группы минглинг-даек связывается с заложением Эрзинской и Кокмолгаргинской тектонических зон и отвечает раннему этапу тектономагматической эволюции Сангиленского орогена на рубеже 510–490 млн лет. Данный этап сопровождался как внедрением базитовых расплавов с формированием относительно крупных массивов основного состава (Эрзинский и Баянкольский габбро-монцодиоритовые массивы), так и появлением комбинированных даек, распространенных в междуречье Эрзина и Нарына. Второй этап формирования минглинг-даек связывается с тектономагматической активностью в регионе на рубеже 460–430 млн лет, когда происходило активное растяжение орогенной структуры по системе тектонических зон, внедрение и становление Башкымугурского массива габбро-монцодиоритов и развитие трещинно-жильных образований, в том числе комбинированных даек

ТЕРМОХРОНОЛОГИЯ МИНГЛИНГ‐ДАЕК ЗАПАДНОГО САНГИЛЕНА (ЮГО‐ВОСТОЧНАЯ ТУВА): СВИДЕТЕЛЬСТВА РАЗВАЛА КОЛЛИЗИОННОЙ СИСТЕМЫ НА СЕВЕРО‐ЗАПАДНОЙ ОКРАИНЕ ТУВИНО‐МОНГОЛЬСКОГО МАССИВА

In West Sangilen (South‐East Tuva, Russia), there are outcrops of metamorphic and magmatic complexes of early Caledonides, which are related to the period of long‐term collisional and post‐collisional events in the north‐ western edge of the Tuva‐Mongolian massif. The evolution of orogenic structures in West Sangilen is an example of the collapse of folded structures in case of changes in tectonic regimes from compression and transpression (collision period) to intra‐ and marginal continental transform‐shear extension (post‐collision period). Numerous geologic fea‐ tures give evidence of changes in the kinematics and characteristics of deformations, as well as in the conditions of metamorphism and magmatism in the study region. However, thinning of the crust during the collapse of the colli‐ sional orogenic structure has not been supported by any direct data. Indicators of such events are the complexes of combined dykes, which are abundant in West Sangilen, especially in the area between the Erzin and Naryn rivers and on the right bank of the Erzin river. The most representative object is a combined basite‐granite dyke at the foot of the Tavit‐Dag mountain. Its position is controlled by the strike‐slip fault system. The thermochronological analysis of mingling rocks shows different ages of the closure of isotope systems: 494.8±5.4 Ma (U/Pb, zircon, basites), 489.7±7 Ma (U/Pb, zircon, granitoids), 471.2±1.9 Ma (Ar/Ar , amphibole, basites), and 462.5±1.0 Ma (Ar/Ar, biotite, basites). Taking into account the parameters of the closure of isotope systems (~800–900 °C, zircon, U/Pb; ~500 °C, amphi‐ bole, Ar/Ar; ~300 °C, biotite, Ar/Ar), the cooling curve of the mingling dyke is estimated. It corresponds to lowering of the temperature by 600 °C (900 °С 500 °С 300 °C) in the period from 500 (494.8±5.4) Ma to 461 (462.5±1.0) Ma. It is shown that the recent thermal events did not affect the mingling dyke located on the Tavit‐Dag site. The sequen‐ tial changes in the age of the closure of isotope systems are indicative of thinning of the crust in the study region during the post‐collisional collapse of the orogenic structure. According to the geological and thermochronological data, the mingling dykes on the Tavit‐Dag site were moved from the deep crust (~27 km) to a more shallow level (10 km) at a rate of about 0.5 km per 1.0 Ma. This process lasted for about 32 Ma, and the temperature was decreasing by 18.6 °С per 1.0 Ma.В пределах Западного Сангилена (Юго‐Восточная Тува) обнажены метаморфические и магматические комплексы ранних каледонид, относящихся к периоду длительных коллизионных и постколлизионных событий на северо‐западной окраине Тувино‐Монгольского массива. Эволюция орогенных структур в пределах Западного Сангилена может служить примером развала складчатых сооружений при смене режимов сжатия и транспрессии (период коллизии) режимом внутри‐ и окраинно‐континентального трансформно‐сдвигового растяжения (постколлизионный период). Существуют многочисленные геологические свидетельства, указывающие на происходившие при этом изменения в кинематике и характере деформаций, а также в условиях метаморфизма и магматизма региона. Однако данных, прямо подтверждающих утонение земной коры в процессе развала коллизионной орогенной структуры, до настоящего времени не было. В качестве индикаторов этих событий на Западном Сангилене могут выступать комплексы комбинированных даек, широко распространенные в междуречье рек Эрзин и Нарын и на правобережье реки Эрзин. Наиболее представительным объектом является комбинированная базит‐гранитная дайка у подножия г. Тавыт‐Даг, положение которой контролируется системой трещинных нарушений сдвигового генезиса. Термохронологические исследования пород минглинга показали различный возраст закрытия изотопных систем: 494.8±5.4 млн лет (U/Pb, циркон, базиты), 489.7±7 млн лет (U/Pb, циркон, гранитоиды), 471.2±1.9 млн лет (Ar/Ar, амфибол, базиты) и 462.5±1 млн лет (Ar/Ar, биотит, базиты). С учетом параметров закрытия изотопных систем (~800–900 °С, циркон, U/Pb; ~500 °С, амфибол, Ar/Ar; ~300 °С, биотит, Ar/Ar) оценена кривая остывания минглинг‐дайки. Она отвечает понижению температур на 600 °С (900 °С 500 °С 300 °С) в период с 500 (494.8±5.4) до 461 (462.5±1) млн лет. Показано, что поздние термальные события не затронули минглинг‐дайку участка Тавыт‐Даг. Последовательное изменение возраста закрытия изотопных систем отражает утонение земной коры в регионе в процессе постколлизионного развала орогенной структуры. На основе геологических и термохронологических данных показано, что выведение минглинг‐дайки участка Тавыт‐Даг с глубинных уровней земной коры (~27 км) на уровень, отвечающий 10 км, происходило со скоростью около 0.5 км / 1 млн лет и длилось ~32 млн лет при динамике понижения температуры 18.6 °С за 1 млн лет

ЧИСЛЕННАЯ МОДЕЛЬ МАГМАТИЧЕСКОГО МИНГЛИНГА (НА ПРИМЕРЕ БАЯНКОЛЬСКОЙ ГАББРО‐ГРАНИТНОЙ СЕРИИ, САНГИЛЕН, ТУВА)

A new numerical model has been developed that makes it possible to describe the process of formation of a dyke of a combined composition on the basis of the dynamics of a viscous compressible fluid. The numerical thermo‐mechanical model shows the processes of magma mingling and taking into account multiphase interaction of melts which are different in composition and properties. The models suggest a mechanism for uplifting of high‐density mafic enclaves in a chamber/dyke filled with salic magma by gravitational floating in the enclosing gran‐ ite magma that has been cooled and lost volatile components. The performed simulation shows that the main parame‐ ter controlling the shape and size of the ascending bodies is the difference in densities. The viscosity contrast determines whether interpenetration and hybridization of magmas occur. The limiting ratio of felsic material in the mix‐ ture, which is capable of uplifting denser mafic enclaves, is estimated. The duration of melt uplifting in combined dykes is estimated with respect to the viscosity parameters. At a typical rate of 2–3 km per year, it amounts to almost 12 months.Впервые разработана численная модель, позволяющая описывать процесс формирования дайки комбинированного состава на основе динамики вязкой сжимаемой жидкости, а также численная термомеханическая модель процессов магматического минглинга, учитывающая многофазное взаимодействие разных по составу и свойствам расплавов. На основе моделирования предложен механизм подъема высокоплотных базитовых включений в камере или дайке, заполненной салической магмой, путем гравитационного всплывания во вмещающей гранитной магме, охлажденной и потерявшей летучие компоненты. Выполненное моделирование показывает, что основным параметром, контролирующим форму и размер поднимающихся тел, является разность плотностей. В свою очередь, контрастность вязкости определяет, происходит ли взаимопроникновение и гибридизация магм. Установлено предельное содержание доли кислого материала в смеси, способного транспортировать вверх более плотные базитовые включения. В зависимости от параметров вязкости оценена длительность подъема расплавов в комбинированных дайках, которая составляет около года при характерной скорости 2–3 км/год

MECHANISMS OF MAGMATIC MINGLING IN COMPOSITE DYKES: MODELS OF DISPERSION AND SHEAR DILATATION

This article is focused on the intrusion and formation of combined dykes. Two main groups of conventionally magmatic mingling are distinguished: (1) plutonic bodies, and (2) combined dykes. The first group is represented by small basite inclusions that are uniformly scattered in granitoid bodies, and includes elongated swarms and tails of small bodies. The second group includes composite dykes with the indicators of mechanical mingling of basic and acid melts. Despite the similarities in the structural and textural features and the indicators of mechanical mingling of melts, these two groups are characterized by clearly different proportions of the volumes of contrasting melts and differ in the duration of formation, place of melt mingling, and tectonic setting. None of the available models was able to explain the occurrence of magmatic mingling structures in individual dykes. In our study, the mingling mechanisms of contrasting melts are discussed using the data on the geological objects located in West Sangilen, an area of the Central Asian Orogenic Belt (CAOB). The general and specific parameters of combined dikes of the Saizyral and Tavyt‐ Dag sites are considered. The models of shear dilatation and dispersion are proposed for explaining the mechanisms of magmatic mingling in combined dykes

TECTONIC POSITION OF MINGLING DYKES IN ACCRETION-COLLISION SYSTEM OF EARLY CALEDONIDES OF WEST SANGILEN (SOUTH-EAST TUVA, RUSSIA)

Dykes composed of basic rocks and granite are formed due to interactions between melts in a wide range of conditions, from contrasting compositions and fluid saturation rates to various tectonic settings and processes at different depths. Textures and petrochemical characteristics of the dykes are thus widely variable. This paper is focused on composite dykes observed in the West Sangilen region in South-East Tuva, Russia.The Sangilen wedge is a fragment of the Early Caledonian orogenic structure of the Tuva-Mongolia Massif which evolved in a succession of geodynamic settings, from collision (transpression, 570–480 Ma) to transform faulting (transtension, 480–430 Ma). Intensive tectonic deformation facilitated massive basic-rock and granite magmatism at various layers of the crust and associated heating and metamorphism of the rocks (510–460 Ma). Basic-rock–granite composite dykes were formed in the above-mentioned period in various tectonic settings that controlled conditions of dyke intrusions and their compositions.We distinguish two groups of composite dykes observed on two sites, in the area between the Erzin and Naryn rivers and on the right bank of the Erzin river (Strelka and Erzin Sites, respectively) (Fig. 1). The dykes in both groups originated from one and the same basic-rock melt source. However, mingling of the contrasting melts was carried out by different mechanisms as suggested by the proposed intrusion models.In the area between the Erzin and Naryn rivers (Strelka Site), the host rock of the composite dykes is granite of the Nizhneerzin massif. The mingling dykes are composed of amphibole gabbro and monzogabbro, granosyenite and twofeldspar granite. Contacts between basic and felsic rocks vary from smooth contrasting to complex ‘lacerated’ flameshaped, and gradual transition zones are present (Fig. 6).The dykes were formed at mesoabyssal or abyssal depths, and the subliquidus heat regime was thus maintained for a long time, and even the smallest portions of the basic-rock melt were consolidated through quite a long period of time. As a consequence, indicators of deformation are lacking in the composite dykes, while transition zones and hybridization are present.On the right bank of the Erzin river (Ersin Site), the dykes cut through migmatite-granite of the Erzin formation in the same-name tectonic zone. Contacts with host rocks are transverse. Melanocratic rocks are represented by smallgrained diorite and quartz diorite, and the felsic composite dykes are composed of medium- and small-grained twofeldspar granite and leukogranite. Transition zones, hornfelsing and contact alterations are absent at contacts of all the types (Fig. 8).The composite dykes of this type intruded and emplaced when the shear zone was subject to extension and fragmentation, which predetermined active intrusion of basic and, possibly, felsic melts through conjugated faults. Crystallization of the melts was rapid, and their potential heat impact on the adjoining rocks was thus excluded, as evidenced by the presence of oxygonal chips of igneous and host metamorphic rocks, vein pegmatoid intrusions, and composite dykes of the reticulate-cuspate texture with the dominant basic-rock component.The mingling dykes classified in the first group intruded when the Erzin and Kokmolgarga shear zones were formed at the early stage of the tectonic-magmatic evolution of the Sangilen orogen (510–490 Ma). Intrusions of the basic-rock melts were accompanied by the formation of relatively large massifs of the basic composition, i.e. the Erzin and Bayankol gabbro-monzodiorite massifs, as well as by the occurrence of composite dykes that are abundant in the area between the Erzin and Naryn rivers. In the second stage (460–430 Ma), the composite dykes occurred when the orogen was subject to extension along the system of tectonic zones, the Bashkymugur gabbro-monzodiorite massif was emplaced, and fracture-vein structures, including the dykes, were formed

NUMERICAL SIMULATION OF MAGMA MINGLING (CASE OF BAYANKOL GABBRO‐GRANITE SERIES, SANGILEN, TUVA)

A new numerical model has been developed that makes it possible to describe the process of formation of a dyke of a combined composition on the basis of the dynamics of a viscous compressible fluid. The numerical thermo‐mechanical model shows the processes of magma mingling and taking into account multiphase interaction of melts which are different in composition and properties. The models suggest a mechanism for uplifting of high‐density mafic enclaves in a chamber/dyke filled with salic magma by gravitational floating in the enclosing gran‐ ite magma that has been cooled and lost volatile components. The performed simulation shows that the main parame‐ ter controlling the shape and size of the ascending bodies is the difference in densities. The viscosity contrast determines whether interpenetration and hybridization of magmas occur. The limiting ratio of felsic material in the mix‐ ture, which is capable of uplifting denser mafic enclaves, is estimated. The duration of melt uplifting in combined dykes is estimated with respect to the viscosity parameters. At a typical rate of 2–3 km per year, it amounts to almost 12 months