В онлайне: 1 (гостей - 1, участников - 0)  Вход | Регистрация

 
УДК 553.463(470.64)

О происхождении пород габбро-пироксенитового комплекса рудного поля месторождения Тырныауз (Северный Кавказ)


Исаев В.С.,доцент, Бабенко Т.А., студентка
Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, Россия

Рассмотрено геологическое строение, петрография и петрохимия габбро - пироксенитового комплекса Тырныаузского рудного поля, подтверждается его самостоятельность и отнесение к особой субформации. Обосновывается его связь с палеозойским островодужным бонинитовым вулканизмом и предлагается ликвационная модель формирования пироксенитов и фильтр - прессинговая модель габброидов.

В пределах Тырныаузского рудного поля, известны многочисленные линзовидные и дайкообразные тела ультрамафитов, приуроченные, как правило, к крупным тектоническим нарушениям и установленные в составе всех трех структурно - формационных зон Большого Кавказа. Геологическая позиция, формационная принадлежность, вещественный состав и петрохимия ультрамафитов Тырныауза рассматривались целым рядом исследователей [12,6,10, и др.]. В процессе изучения ультрамафитов Северного Кавказа Е.А. Снежко [12] пришел к выводу о самостоятельности наиболее значительных тел ультрамафитов оливинит - клинопироксенитового типа Тырныауза и предлагает рассматривать их как особую субформацию. Этот вывод, основанный на обширных петрохимических данных, следует связывать с особой геологической позицией и особенностями происхождения тел ультраосновных пород Тырныауза - ультрамафитов Северного участка (рис.1). Последние тесно ассоциируют с эффузивно - сланцевым комплексом нижнего - среднего девона палеозоны островной дуги [9,13], в составе которого в последние годы установлены вулканиты бонинитовой серии [13]. Геологическое и петрографическое исследование, проведанное в процессе детального геологического картирования рудного поля месторождения Тырныауз, показало, что для них характерна латеральная и вертикальная зональность, они обнаруживают существенно клинопироксеновый состав и в них отмечается значительное развитие полевошпатовых дифференциатов. Кроме этого, на некоторых интервалах разрезов в их составе выделяются многочисленные согласные с внешними контактами дайки основных и кислых пород. Эти особенности геологического строения рассматриваемой мафит - ультрамафитовой ассоциации оставались недостаточно изученными и являются объектом исследования данной статьи.

Геологическая карта района участка балок № 4,5,6

Рис.1 – Геологическая карта района участка балок № 4,5,6
1 - сланцы углисто - глинистые; 2 - песчаники; 3 - туфопесчаники и туфы; 4 - вулканиты нижней и верхней толщ; 5 - филлиты; 6 - сланцы кремнистые; 7 - биотитовые роговики; 8 - серпентиниты, тальково-карбонатные и кварцево-карбонатные породы; 9 - габброиды, пироксениты, ультрамафиты; 10 - плагиограниты; 11 - граниты Эльджуртинские; 12 - тектонические контакты; 13 - элементы залегания: а) слоистости; б) тектонических контактов; 14 - контакты: а) прослеженные; б) предполагаемые; 15 - устье разведочных и эксплуатационных горных выработок.


Одно из наиболее значительных габбро - пироксенитовых тел Северного участка залегает по контакту филлитов и вулканитов девона, (рис.1), и в связи с этим рассматривается нами как межпластовая интрузия - силл. Оно детально охарактеризовано на различных гипсометрических уровнях и представляет собой протяжённую с южным падением под углом около 500 дайку. В целом ряде пересечений по скважинам, горным выработкам и в естественных обнажениях она обнаруживает отчетливую расслоенность на три составные части. В наиболее обобщенном виде расслоенность выглядит следующим образом: нижняя часть (5-28 м) сложена карбонат - антофиллит - тальк - серпентиновыми породами с редкой вкрапленностью шпинели, примесью магнетита, реликтами оливина и ортопироксена; средняя часть (27-50 м) сложена пироксенитами с переменным содержанием (0-35%) оливина; в верхней части эпизодически отмечается габбро (0-20 м).

Результатами химического анализа пород из нижней части разреза силла и рассчитанным на основании этих данных нормативным составом подтверждается их существенно оливинитовый и гарцбургитовый состав, но в ряде проб отмечается и заметная примесь клинопироксена.

Пироксенитовая часть разреза тела характеризуется менее значительными вторичными преобразованиями минералов и заметной сохранностью первичных магматических структур. В своей основе это крупнозернистые клинопироксениты (диаллагиты), содержащие различное количество оливина (рис. 2). Химический состав пород из этой части разреза рассматриваемого тела ультрамафитов, приведённый в табл. 1, указывает на непостоянство их состава, и отражает отчётливо проявленную неоднородность в его строении.

Таблица 1 - Состав пород (% по массе) средней пироксенитовой части разреза силла

КомпонентыНомера проб
1432166382А1716196-1
SiO[sub]2[/sub]45,3854,7751,5251,5651,5952,5253,25
TiO[sub]2[/sub]0,300,320,280,240,270,100,50
Al[sub]2[/sub]O[sub]3[/sub]0,931,842,964,272,512,437,21
Fe[sub]2[/sub]O[sub]3[/sub]6,831,703,313,882,723,390,46
FeO4,206,664,233,833,673,806,29
MnO0,140,080,140,120,180,140,20
MgO29,4623,1623,6118,1321,1621,8017,87
CaO11,0311,8513,6616,4617,6615,6013,29
Na[sub]2[/sub]O0,430,460,221,480,040,180,46
K[sub]2[/sub]O0,170,110,050,030,060,020,26
P[sub]2[/sub]O[sub]5[/sub]0,100,050,02н/о0,140,020,11
Сумма100,00100,00100,00100,00100,00100,00100,00


Примечание: анализы выполнены в химической лаборатории ПГ0 "Южгеология", аналитик Л.И. Зорина

Второе, достаточно крупное тело ультрамафитов имеющее вид штока, обнажающееся в балке № 5 (рис. 1), ясно выраженной расслоенности не обнаруживает. Внутренняя структура его может быть определена как линзовидно - полосчатая, обусловленная чередованием линзовидных и неправильных по форме тел амфиболизированных пироксенитов, вебстеритов, тремолит-актинолитовых, актинолитовых и полевошпатовых пород. Особенностью данного тела является также и то, что в его центральной части располагается достаточно крупное тело плагиогранитов (рис. 1).

Полевошпатовые породы, ассоциирующие с ультрамафитами, представлены полевошпатовыми клинопироксенитами, габбро и более кислыми породами. В одних случаях они образуют сравнительно небольшие (5х2 м и реже более) линзовидные, жилообразные и неправильной формы тела (рис. 3), распространённые практически по всему разрезу тела ультрамафитов балки № 5, а в других образуют сравнительно крупные, значительной протяженности (до 150 м) и мощности (до 16 м) тела, приуроченные к верхней части разреза силла.

Шлиф 153-82

Рис.2 – Шлиф 153-82
Оливиновый клинопироксенит (диаллагит). Ник. парал.d п з 3,6 мм


Морфология тел габброидов в габбро - клинопироксенитовом штоке балки №5

Рис.3 – Морфология тел габброидов в габбро - клинопироксенитовом штоке балки №5
1 - клинопироксениты и вебстериты;2 - амфиболизированные клинопироксениты;3-габброиды


Все полевошпатовые породы по размерам слагаемых тел разделены на группы: жилы, тела средних и крупных размеров. Первые из них это сравнительно маломощные образования от 3 до 10 см мощностью. Жилы вмещают амфиболизированные пироксениты, состоящие из агрегата идиоморфных кристаллов клинопироксена (60 %), роговой обманки (7-10 %) и тонковолокнистых актинолитовых образований, заполняющих промежутки между отмеченными минералами. Центральные части жил выполнены тонковолокнистым актинолитовым агрегатом (50 %), включающим часто идиоморфные выделения соссюритизированного плагиоклаза (25 %) и другие минералы (рис. 4).

Шлиф 177-82

Рис.4 – Шлиф 177-82
Идиоморфные выделения соссюритизированного плагиоклаза в актинолитовом агрегате. Ник. парал. d п з 3,6 мм


Образец №1.

Рис.5 – Образец №1.
Полевошпатовые прожилки в амфиболизированном клинопироксените


Тела полевошпатовых пород средних размеров не превышают 7х3 м. Они, как правило, сопровождаются апофизами, которые проникают в пироксениты на расстояние до 2 м. По мере приближения к центру тел габброидов мощность апофиз возрастает, они сгущаются, и пироксениты в виде темных участков на фоне светлых габброидов начинают выступать в виде шлиров (рис. 5, рис. 6). В составе последних преобладает амфиболизированный клинопироксен (75%), бурая роговая обманка (5 %) и соссюритизированный основной плагиоклаз (10 %). В эндоконтактах этих образований с габброидами появляются редкие выделения кварца. Сами габброиды сложены мелкозернистым агрегатом гипидиоморфного зонального плагиоклаза (60 %), бурой роговой обманки (до 35 %) и кварцем (до 5-7 %) (рис. 7).


Образец №2

Рис.6 – Образец №2
Прожилок габброидного состава в клинопироксените с шлирами клинопироксенитового состава


Шлиф 6376-а

Рис.7 – Шлиф 6376-а
Габбро амфибол -плагиоклазовое. Ник. парал. d п з 3,6 мм



Рис.8 – Шлиф 6384-б
Габбро пегматоидное амфибол -плагиоклазовое. Ник. скрещ. d п з 3,6мм


Наиболее лейкократовые разновидности полевошпатовых пород, слагающие центральные части тел средних размеров, обнаруживают крупнокристаллическую структуру и образованы идиоморфным серицитизированным плагиоклазом (65-70 %), бурой роговой обманкой и кварцем в количествах, не превышающих 10 %. В отдельных случаях в габброидах отмечаются пегматоидные структуры, обусловленные взаимным прорастанием плагиоклаза и роговой обманки (рис. 8).

Химический состав полевошпатовых пород и ассоциирующих с ними пироксенитов приведен в таблице 2. Судя по соотношению породообразующих компонентов, первые приближаются по составу к кварцевым диоритам, а вторые отвечают составу полевошпатовых пироксенитов.

Таблица 2 - Состав (% по массе) полевошпатовых клинопироксенитов, габбро и диоритов, ассоциирующих с ультрамафитами

КомпонентыНомера проб
6382А63786380Е1761756/112196-2
SiO[sub]2[/sub]49,5752,5054,0649,2850,0656,1861,04
TiO[sub]2[/sub]0,230,320,520,360,290,410,55
Al[sub]2[/sub]O[sub]3[/sub]4,1010,0011,8515,5419,2511,4313,99
Fe[sub]2[/sub]O[sub]3[/sub]3,731,521,950,141,021,680,54
FeO3,685,535,606,052,595,543,17
MnO0,120,150,260,140,070,180,10
MgO17,4311,807,8011,935,178,148,30
CaO15,8213,169,4511,9916,067,746,16
Na[sub]2[/sub]O1,421,914,001,102,153,563,00
K[sub]2[/sub]O<0,030,520,220,940,310,351,10
P[sub]2[/sub]O[sub]5[/sub]н/о0,050,070,080,060,070,10
П. п. п3,442,282,303,023,745,582,47
Сумма99,5499,54100,17100,49100,77100,81100,52
alt="Шлиф 6384-б" border=0>

Примечание: анализы выполнены в химической лаборатории ПГО "Южгеология", аналитик Л.И.Зорина.

Крупные тела габброидов отмечаются в составе силла ультрамафитов. Контакт их с подстилающими пироксенитами производит впечатление постепенного и фиксируется только по сравнительно быстрому увеличению полевошпатовой составляющей в пироксенитах. В то же время, в габброидах вдоль контакта и до 0,5 м от него прослеживаются неправильной формы и изометричные обособления пироксенитов, достигающие 1х0,3 м (рис. 8).

Характер контакта оливиновых клинопироксенитов и габброидов в силле

Рис.8 – Характер контакта оливиновых клинопироксенитов и габброидов в силле
1 - оливиновые клинопироксениты;2 - габброиды


В контакте с пироксенитами габброиды характеризуются мелкозернистой структурой и состоят на 40-50 % из ксеноморфных выделений соссюритизированного основного плагиоклаза, сцементированного актинолит - роговообманковым агрегатом. На некотором удалении от контакта породы обнаруживают тот же состав, но с примесью амфиболизированного клинопироксена и других минералов.

Обобщения и выводы. Рассмотренные тела ультраосновных пород Северного участка одними исследователями рассматриваются как протрузии [2], а другими как интрузивные образования, внедрившиеся по крутопадающим тектоническим нарушениям в среднем палеозое [6], либо юре [10]. Анализ соотношений дифференцированных ультрамафитов с различными комплексами отложений указывает на их тесную пространственную ассоциацию с вулканогенно - осадочными образованиями среднего девона и, вероятно, на их среднедевонский возраст. Об этом свидетельствует и то, что на значительном протяжении одно из тел ультрамафитов приурочено к согласному [11] контакту вулканитов с подстилающими их филлитами.

Ультрамафиты Северного участка довольно разнообразны и среди них встречаются апоперидотитовые серпентиниты, талькиты, гарцбургиты, вебстериты, пироксениты, габбро и кварцевые диориты. Однако, особое место среди них занимают габбро - пироксенитовые тела, которые характеризуются, как это показано выше, отчётливо выраженной неоднородностью, как по простиранию, так и в поперечных сечениях. Наиболее значительное из них, имеющее вид протяжённой дайки, отчетливо стратифицировано (расслоено), что выразилось в последовательной смене в разрезе от лежачего бока к висячему, апоперидотитовых серпентинитов и талькитов пироксенитами, а последних габброидами. Менее определенно пространственное обособление различных типов пород в теле ультрамафитов балки №5, имеющем в целом линзовидно - полосчатое строение.

Включение полевошпатовых образований, ассоциирующих с ультрамафитами, в состав продуктов дифференциации единой с ультрамафитами магмы - один из наиболее сложных моментов в генезисе ультрамафитовых формаций. В настоящее время сложилось представление о парагенетических соотношениях габбро и ультрамафитов [7], но повсеместно отмечается более позднее внедрение габбро. При этом выделяются два типа контактов габбро с ультрабазитами [7] - резкие и постепенные. Как первые, так и вторые рассматриваются как результат интрудирования базальтоидной магмой ультрамафитов. При этом считается, что постепенные контакты возникают вследствие метаморфических преобразований ультрамафитов с образованием за счет серпентинитов пироксенитов и других промежуточных типов пород. Такие соотношения характерны в основном для случаев интрудирования ультрамафитов оливиновыми габбро.

Соотношения полевошпатовых пород и ультрамафитов на Северном участке характеризуются постепенными контактами. Габбро, габбро - диориты и кварцевые диориты относятся к роговообманково - соссюритовым породам с непостоянным содержанием клинопироксена, представленного как амфиболизированным диопсидом, так и сравнительно "свежим" авгитом. Они постоянно ассоциируют с клинопироксенитами или оливиновыми клинопироксенитами, имеющими, несомненно, магматическое происхождение. Эти данные, а также признаки кристаллизации ультрамафитов из магмы, содержащей полевошпатовые компоненты, и отчетливая дифференциация габброидов до кварцнормативных составов, свидетельствуют об их генетической связи с ультрамафитами. Такая связь установлена в офиолитовых ассоциациях [5 и др.], в которых габбро и ультрамафиты расслоенной серии занимают стратифицированное положение. Считается, что расслоенность в офиолитах возникает вследствие гравитационного фракционирования кристаллических фаз базальтового или более высокомагнезиального расплава, близкого по составу к коматиитам [5].

В габбро - пироксенитовом силле отмечается сходная с кумулятивными комплексами офиолитов расслоенность [8], но она имеет несоизмеримо меньшие масштабы и иные количественные соотношения главных типов пород. Наряду с этим следует учесть, что включение серпентинитов основания силла в единый магматический комплекс с габбро - пироксенитами, по последним данным является ошибочным. Серпентиниты резко контрастируют по степени метаморфизма с породами габбро - пироксенитового комплекса и являются типичными альпинотипными образованиями. Поэтому, рассматриваемая габбро - клинопироксенитовая мафит - ультрамафитовая ассоциация является более поздним и самостоятельным комплексом.

На происхождение магматической расслоенности существуют две основные точки зрения. Согласно одной из них, расслоенность интрузивов является результатом кристаллизационного фракционирования расплава [14 и др.], а согласно другой, расслоенность имеет до кристаллизационное происхождение и возникает вследствие его ликвации [3, 8 и др.]. Последняя гипотеза как будто удовлетворительно объясняет наблюдаемые соотношения и не требует введения дополнительных условий, как это делается последователями гипотезы кристаллизационной дифференциации для объяснения ритмичной расслоенности в интрузивах [15 и др.].

Проблема генезиса расслоенных интрузивов является частью более общей и широкой проблемы генезиса контрастных ассоциаций магматических пород, т.к. именно контрастность является характерной чертой их внутреннего сложения [8 с. 5], стратификация в интрузивах не является главным результатом ликвации, а есть лишь одна из форм её проявления. Важно здесь то, что даже в случае иных, линзовидно - полосчатых, шлировых, такситовых соотношений контрастных магматических образований, совмещенных в геологически единые тела и массивы, остается проблематичным их генезис.

Следует учитывать, что отмеченные соотношения могут являться результатом последующего разрыва сплошности жидких слоев раздифференцированной магмы [3], а также они могут возникать на стадии магматического расслоения [4]. Наряду с этим, как на стадии фракционирования эмульсии расплава, так и на стадии его кристаллизации, могут образовываться постепенные переходные зоны между различными слоями раздифференцированного магматического расплава [4].

Таким образом, наблюдаемые взаимоотношения между габброидами, пироксенитами и перидотитами в ультрамафитах Северного участка наиболее удовлетворительно можно объяснить с позиции ликвации магмы близкой по составу к марианит - бонинитам. На вероятность происхождения рассматриваемой ассоциации пород вследствие ликвации такого расплава указывает неоднородность строения ультрамафитовых тел, включающих сходные по составу продукты дифференциации и являющиеся, скорее всего, производными единого магматического источника. Наряду с этим, повышенное содержание в расплаве флюидных компонентов, о чем свидетельствует повсеместное присутствие в породах роговой обманки, поздняя кристаллизация плагиоклазов, автометасоматическая актинолитизация, тремолитизация и соссюритизация пород, является благоприятным и необходимым условием для реализации процесса ликвации. Признаки ликвации в ультрамафитах - маломощные линзовидные и жилообразные обособления базальтоидного состава в габброидах, а также отчетливая расслоенность в породах дайкового комплекса, ассоциирующего с ультрамафитами.

Ярким примером расслоения бонинитового расплава с образованием пироксенитов и плагиогранитов, является ликвация, установленная в вулканитах данной серии вмещающих рассматриваемый габбро - пироксенитовый комплекс [13]. В настоящее время твёрдо установлено, что вулканиты марианит - бонинитовой серии залегают в основании разрезов энсиматических островных дуг, развивающихся на коре океанического типа. Они характеризуются высоким содержанием флюидных компонентов, повышенным содержанием магния при сравнительно высоком содержании кремнезема, поэтому эти магмы исключительно склонны к ликвации и могут явиться источником габброидов, пироксенитов и других изверженных пород.
При этом, модель образования рассматриваемой габбро - клинопироксенитовой ассоциации может быть следующая: очаговая ликвация бонинитового расплава с образованием контрастных по составу магм - плагиогранитной и высокофлюидной пироксенитовой с повышенным содержанием Al и Ca. В дальнейшем при её кристаллизации происходит отделение глинозёмистого высокофлюидного габброидного расплава по принципу фильтр - прессинга с образованием роговообманковых габброидов и более кислых пород.

Библиографический список

  1. Адамия Ш.А., Шавишвили И.Д. Модель тектонической эволюции земной коры Кавказа и сопредельных территорий (доальпийский этап) // Геотектоника, 1979 №1. С. 77-84.
  2. Блинов И.Ю., Медведкова А.А. Формационная принадлежность ультраосновных пород Тырныауза (Северный Кавказ) //Изв. АН СССР, сер. геолог., 1982 №12. С.77-86.
  3. Буссен А.В., Сахаров А.С. Первичная расслоенность и первичнорасслоенные массивы // Проблемы минералогии и петрологии - Л., 1972. С.115-126.
  4. Делицин Л.М., Мелентьева В.М. Механизм формирования полосчатости горных пород // Бюлл. Московского общества испытателей природы. Отдел. геолог., 1972 Т.54. Вып. 4. C. 102 - 113.
  5. Колман Р.Г. Офиолиты М.: Мир, 1979. 261 с.
  6. Курдюков А.А., Исаев В.С., Курдюкова З.И. Альпинотипные и базальтоидные гипербазиты Тырныауза // Тез. докл. 5-й конф. по геологии и полезным ископаемым Северного Кавказа. Ессентуки, 1980. С. 97 - 98.
  7. Леснов Ф. П., Пинус Г.В., Велинский В.В. Взаимоотношение ультраосновных пород и ассоциирующих с ними габброидов в складчатых областях // Проблемы петрологии гипербазитов складчатых областей. Новосибирск, 1973. С. 44 - 56.
  8. Маракушев А.А. Проблема генезиса расслоенных интрузивов // Контактовые процессы и оруденения в габбро - перидотитовых интрузиях. М.: Наука, 1978. С. 5 - 29.
  9. Омельченко В.Л., Белов А.А., Греков И.И. Раннесреднепалеозойский вулканизм Передового хребта и палеотектоническая зональность Большого Кавказа // Геотектоника, 1984. №5. С. 61-72.
  10. Пэк А. В., Снежко Е.А. О генезисе ультрабазитов Тырныаза // Изв. АН СССР, сер. геолог., 1984 №10. С. 71-79.
  11. Снежко Е.А., Исаев В.С. О месте формирования палеозойских колчеданоносных формаций Северного Кавказа // ДАН СССР, т. 267, №2. 1982. С. 432 - 434.
  12. Снежко Е.А. Петрохимические типы ультрабазитов Северного Кавказа и их структурная позиция // Рукопись деп. В ВИНИТИ. - М.: ВИНИТИ, 1985. Деп. Рук. № 7884 - 85. 162 с.
  13. Снежко Е.А., Исаев В.С. Марианит - бониниты рудоносной формации палеозоя Северного Кавказа // ДАН СССР Т. 302, №6. 1988. С.1448 - 1450.
  14. Уайджер Л.П., Браун Г. Расслоенные изверженные породы М.: Мир, 1970. 320 с.
  15. Шарков Е.В. Ликвационно - кинетическая расслоенность в маломощных телах базитов // Изв. АН СССР, сер. геолог.,1983. №2. С.131 - 135.


 

Разделы конференции »

  1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
  2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
  3. Комплексное использование природных ресурсов
  4. Современные вопросы геологии
  5. Физика горных пород
  6. Новые технологии в природопользовании
  7. Применение современных информационных технологий
  8. Экономические аспекты недвижимости
  9. Мониторинг использования объектов недвижимости
  10. Топографо-геодезическое обеспечение кадастровых работ

 

Проекту Kadastr.ORG требуются средства на хостинг и развитие

Сумма: руб.