Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

PETROLOGY AND GEODINAMIC SETTING OF GENERATION METABASALTS ZASURINSKAJA SUITE OF MOUNTAIN ALTAI

Gusev A.I. 1
1 The Shukshin Altai State Academy of Education
3538 KB
Petrographyc, petro-geochemistric data on metabasalts of Zasurinskaja suite Latter Cambrian- Early Ordovician of Mountain Altai lead. Basalts treat to high titanium variety. Accessory of metabasalts to alkaline basalts of ocean islands (type seamount) showed, forming for count little degrees partial melting spinel lherzolite. The geochemical data confirm participation and plume sources in it generation. Exhalite-sedimentation ore mineralization with gold related with basalts.
metabasalts
icelandites
petro-geochemistry
petrology
partial melting
mantle rich source
spinel lherzolite
gold

Геодинамическая обстановка формирования терригенных и вулканогенно-терригенных комплексов кембрий-ордовикского этапа Горного Алтая является неоднозначной и вызывает различные мнения у разных исследователей [1, 5]. Актуальность изучения метабазальтоидов свиты определяется тем, что с ними в пространственной и генетической связи отмечаются эксгаляционно-осадочные проявления золота и других металлов [1, 3]. Цель исследования – изучить петрологию и геодинамическую обстановку генерации метабазальтоидов засурьинской свиты.

Петрология и геодинамическая обстановка генерации метабазальтов

Засурьинский базальтовый комплекс (Є3-О1zs) объединяет вулканогенные породы засурьинской свиты, субвулканические образования и силлы долеритов, габбро-долеритов, амфиболизированных высокотитанистых габброидов, развитых вдоль южного и западного обрамления Маралихинского блока (бассейны рр. Чарыш, Сосновка, Молчаниха) и среди олистостромовых фаций Слюдянского блока Талицкой СФЗ. Основной объем комплекса составляют зелено-серые, реже вишневые массивные и миндалекаменные базальты афировой и порфировой (титан-авгит, соссюритизированный плагиоклаз) структуры с апоинтерсертальной основной массой. Они образуют пачки мощностью до 200 м среди тонкообломочных терригенных пород, обычно в ассоциации с сургучно-красными и лиловыми яшмоидами. Изредка среди базальтов, а также в олистоплаках среди крупнообломочных фаций (г. Поворот) отмечаются пестроцветные туфы основного и среднего состава. Силлы долеритов наблюдаются как среди покровных фаций, так и среди терригенных пород (чарышской свиты в районе с. Усть-Пустынка). Видимая мощность тел достигает 0,5 км при протяженности свыше 3 км, при этом отмечается слабое ороговикование вмещающих терригенных пород.

Базальты и долериты относятся к высокотитанистым толеитам (TiO2 = 1,8 %, AL2O3 = 14,7 %, FeO*/MgO = 2,1, MgO = 6,4 %, K2O = 0,3 %, P2O5 = 0,26 %), реже к глиноземистым субщелочным разностям (TiO2 = 2,1, %, AL2O3 = 17,5 %, K2O = 1,1 %). Лавы и туфы среднего состава уклоняются к исландитам (N2O = 6,5 %; TiO2 = 2,5 % при SiO2 = 55 %). По редкоэлементному составу базальты сопоставимы с толеитами различных типов СОХ и океанических островов по [5].

По нашим данным метабазальты засурьинской свиты следует относить к базальтам океанических островов (рис. 1). Метадолериты также попадают в 2 поля: толеитов океанических островов или симаунтов и щелочных базальтов океанических островов или щелочных базальтов симаунтов.

gus1.tiff

Рис. 1. Диаграмма TiO2 – 10MnO – 10 P2O5 для метабальтов и метадолеритов засурьинской свиты: 1 – метабазальты, 2 – метадолериты. Поля базальтоидов: OIT – толеитов океанических островов или симаунтов; MORB – MORB – базальтов; IAT – островодужных толеитов; BON – бонинитов; CAB – островодужных известково-щелочных базальтов; OIA – щелочных базальтов океанических островов или щелочных базальтов симаунтов

На диаграмме Zr/4 – 2Nb – Y метабазальты засурьинской свиты попадают в поля E-типов MORB и N-типов MORB и вулканических дуг (рис. 2).

gus2.tiff

Рис. 2. Диаграмма Zr/4 – 2Nb – Y по[10] для метабазальтов засурьинской свиты Поля базальтоидов: I-A – внутриплитных щелочных базальтов; II-A – внутриплитных щелочных базальтов и внутриплитных толеитов; B – E – типов MORB; C – внутриплитных толеитов и вулканических дуг; D – N – типов MORB и вулканических дуг

Следует отметить, что принадлежность базальтов соседнего Слюдянского блока, локализованных среди отложений раннеордовикско-раннесилурийской базальт-кремнисто-сланцевой и силурийско-раннедевонской кремнисто-терригенной толщ, к данному комплексу не доказана и в определенной степени условна. Базальтоиды могут представлять не олистостромовые или меланжевые образования среди склоновых фаций ордовика-девона, а синхронные с осадконакоплением вулканогенные фации. В частности, для этих базальтов характерна устойчиво более высокая титанистость (TiO2 = 2,9 %) и значительное количество субщелочных разностей, что сближает их с рифтогенными базальтоидами или магматическими проявлениями горячих точек и океанических островов. Возраст комплекса устанавливается в соответствии с Алтайской серийной легендой в интервале поздний кембрий – арениг по стратиграфическому положению засурьинской свиты, определенному по зональным видам конодонтов и радиоляриям из пластов красноцветных яшм, ассоциирующих с метабазальтами [4].

Представительные анализы базальтоидов засурьинской свиты приведены в таблице.

Химический состав базальтоидов засурьинской свиты

№ проб.

Компоненты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Si02

48,13

48,23

49,31

47,32

47,85

47,84

46,68

48,28

48,35

47,53

44,52

47,93

ТiO2

1,98

2,15

2,56

3,07

2,99

2,46

2,34

2,34

2,32

2,89

3,06

2,01

Аl203

13,79

14,91

18,9

16,42

15,95

14,14

15,99

15,28

17,68

15,36

14,54

15,41

FeO*

13,93

11,6

9,15

13,73

14,19

12,02

13,98

13,29

9,04

13,3

14,27

5,14

MnO

0,26

0,23

0,14

0,20

0,21

0,19

0,26

0,17

0,27

0,31

0,23

0,23

MgO

6,99

8,92

5,9

5,12

5,09

7,89

7,91

5,04

6,54

6,79

5,19

7,58

CaO

10,81

8,51

9,3

7,21

5,44

7,13

5,00

6,05

7,56

5,57

8,64

6,33

Na20

2,13

2,98

3,1

3,31

4,24

0,94

3,42

4,31

3,13

4,13

2,79

3,4

К20

0,15

0,95

0,68

1,00

0,27

0,05

0,65

0,25

1,05

0,72

0,12

0,44

Р205

0,16

0,21

0,64

0,38

0,37

0,32

0,25

0,30

0,62

0,7

0,34

0,39

Be

1,1

1,12

1,4

1,01

2,6

2,1

1,48

1,42

1,28

2,5

0,97

0,54

Sc

28

31

26

24,0

25

33

47,0

34,0

20

34

40

36,0

V

225

228

241

232,0

230

283

353,0

280,0

175

255

340

282,0

Cr

23

18

17

14,0

15,3

250

116,0

241,0

101

154

119

225,0

Co

31

33

35

36,0

43

47

53,0

51,0

21

45

62

47,0

Ni

10,6

11

12

5,8

8,6

122

59,0

145,0

65

74

68

141,0

Ga

20

19,1

18,6

21,0

22

21

23,0

17,9

16,4

24

23

25,0

Rb

4,1

13,5

21

24,00

5

1,55

12,90

4,60

13

14,1

2,5

1,15

Sr

232

491

302

459,0

488

406

270,0

196,0

552

180

207

790,0

Y

40,0

32

53

29,00

29

36

32,00

34,00

26

59

45

38,00

Zr

112

160

330

183,0

182

203

157,0

177,0

255

351

227

190,0

Nb

15,0

19,1

52

26,00

25

22

15,90

17,70

51

34

22

21,00

Cs

1,8

1,76

2,1

1,94

0,68

0,22

1,53

0,38

0,76

1,77

0,26

0,14

Ba

30,0

498

205

293,0

117

87

237,0

84,0

752

190

50

36,0

La

6

15,1

42

19,90

22

19

14,40

15,70

35

33

18,7

17,90

Ce

14,5

30

77

42,0

48

43

33,0

36,0

65

76

44

41,0

Pr

4,3

4,5

9,2

6,20

6,4

5,9

4,50

5,00

8,3

10,2

6

5,60

Nd

10

15,1

24

25,00

28

26

21,00

23,00

29

48

27

26,00

Sm

4,0

4,5

5,6

5,60

6,3

6,4

4,90

5,30

5,4

11,2

6,8

6,20

Eu

1,6

1,9

2,4

1,89

2,3

2,4

2,10

1,78

1,78

3,6

2,4

2,30

Gd

6,0

4,6

6,3

5,50

6,1

7,1

5,60

6,20

5,2

12,5

8,3

6,90

Tb

1,05

0,9

1,1

0,93

0,95

1,2

0,97

1,04

0,84

2

1,35

1,17

Dy

5,1

5,7

6,2

5,50

5,6

6,9

5,90

6,60

4,6

11,9

8,6

6,80

Ho

1,1

1,2

1,3

0,99

1,11

1,34

1,21

1,35

0,87

2,3

1,73

1,37

Er

2,5

2,96

3,1

2,90

3

4

3,30

3,60

2,4

6

4,7

3,80

Tm

0,98

0,68

0,4

0,42

0,46

0,57

0,50

0,53

0,33

0,92

0,71

0,55

Yb

4,2

2,5

2,7

2,50

2,8

3,8

3,10

3,20

2,2

5,5

4,5

3,60

Lu

0,64

0,38

0,4

0,38

0,43

0,54

0,46

0,49

0,33

0,8

0,66

0,54

Hf

3,86

3,5

6,1

4,50

5,1

5,3

3,90

4,80

5,5

8,9

6

4,70

Ta

0,37

0,8

3,2

1,53

1,77

1,45

1,06

1,18

2,9

2,2

1,42

1,25

W

1,2

1,3

1,1

0,41

2,4

2,7

0,58

0,37

0,82

1,47

0,92

0,44

Th

1,96

0,4

5,5

2,30

2,6

1,85

1,39

1,56

5

3,1

1,82

1,60

U

0,61

0,2

0,9

0,59

0,77

0,57

0,45

0,44

1,19

0,92

0,53

0,51

U/Th

0,31

0,5

0,16

0,25

0,30

0,31

0,32

0,28

0,24

0,29

0,29

0,32

Ba/Nb

2,0

26,0

3,9

11,26

4,68

3,95

14,9

4,74

14,74

5,58

2,27

1,71

La/Nb

0,4

0,79

0,81

0,76

0,88

0,86

0,91

0,89

0,69

0,97

0,85

0,85

La/Sm

1,5

3,3

7,5

3,55

3,49

2,97

2,94

2,96

6,48

2,95

2,75

2,89

Zr/Y

2,8

5,0

6,2

6,3

6,3

5,6

4,9

5,2

9,8

5,9

5,0

5,0

Zr/Nb

7,5

8,4

6,4

7,0

7,3

9,2

9,9

10,0

5,0

10,3

10,3

9,0

LaUSN

0,2

0,5

1,4

0,66

0,73

0,63

0,48

0,52

1,17

1,1

0,62

0,59

SmUSN

0,9

1,0

1,2

1,2

1,4

1,4

1,1

1,2

1,2

2,5

1,5

1,4

Примечание. Fe2O3t – общее суммарное содержание двух- и трёхвалентного железа.

В представительных анализах отношения U/Th весьма низкие и их величины указыают на не изменённость пород вторичными наложенными процессами (табл. 1).

На диаграмме Ba/Nb – La/Nb фигуративные точки составов базальтоидов дают широкий разброс в районе полей OIB и Dupal OIB (рис. 3), тем самым показывая, что метабазальты засурьинской свиты относятся к базальтоидам океанических островов и близки к обстановке Dupal аномалии базальтов океанических островов.

gus3.tiff

Рис. 3. Диаграмма Ba/Nb – La/Nb по [11] для метабазальтов засурьинской свиты Данные по примитивной мантии (PM) по Sun, McDonough [15]; средней кнтинентальной коры (СС) по [16]; данные по OIB, MORB, Dupal OIB по [8]; данные по составам вулканических дуг по [7]. 1 – метабазльты засурьинской свиты

Cоотношение La и Sm, нормированных на верхнее-коровые значения, указывает на то, что метабазальты засурьинской свиты образованы в результате плавления обогащённгой мантии (рис. 4).

gus4.tiff

Рис. 4. Диаграмма LaUCN – Sm UCN по [12, 13] для метабазальтов засурьинской свиты LaUCN и Sm UCN – значения концентраций лантана и самария, нормализованные на верхнее-коровые значения по [9]. Остальные условные обозначения см. на рис. 3

На диаграмме La/Sm – La cоставы пород попадают на линию плавления шпинелевого лерцолита обогащённого базальта MORB с небольшой степенью частичного плавления (0,05-0,1) и лишь один анализ попадает на линию плавления гранатового лерцолита базальта N-MORB также с небольшой степенью частичного плавления (~0,05) (рис. 5).

gus5.tiff

Рис. 5. Диаграмма La/Sm – La по [5] для метабазальтов засурьинской свиты: DMM – деплетированный мантийный источник MORB. РМ – примитивная мантия; ЕМ – обогащённый мантийный источник; E-MORB – и N-MORB – составы обогащённых (Е) и нормальных (N), базальтов срединно-океанических хребтов; точечные линии – тренды плавления источников DMM и EM, засечки с цифрами на точечных линиях – степень частичного плавления для соответствующих мантийных источников. 1 – метабазальты засурьинской свиты

На диаграмме Zr/Y – Zr/Nb составы пород попадают на кривую смешения базальтов океанических островов плюмовой природы и нормальных базальтов срединно-океанических хребтов (рис. 6).

gus6.tiff

Рис. 6. Диаграмма Zr/Y – Zr/Nb по [14] для метабазальтов засурьинской свиты. Звёздочками отмечены: Average alkaline ocean basalt (OIB) – средний состав щелочного океанического базальта (OIB); Average N-MORB – средний состав нормального океанического базальта (СОХ); OIB (plume) – N-MORB mixing line – линия смешения плюмовых (OIB) базальтов и нормальных базальтов СОХ. 1 – метабазальты засурьинской свиты

Интерпретация результатов. Наши результаты свидетельствуют, что генерация метабазальтов происходила не в области СОХ, как считают некоторые авторы [6]. Приведенные данные показали, что метабазальты засурьинской свиты формировались за счёт частичного плавления обогащённого мантийного астеносферного источника (преимущественно, шпинелевых лерцолитов) в обстановке океанических островов (типа симаунтов) при участии плюмового компонента. Генерация всех дериватов засурьинской свиты проходила в соответствии с феннеровским трендом фракционирования, что подтверждается появлением в заключительных фазах исландитов.

C метабазальтоидами связаны проявления цветных металлов с золотом, местами сопровождающихся силицилитами, яшмоидами и кремнями. Местами в таких проявлениях имеется сходство с эксгаляционно-осадочным сульфидным оруденением с золотом венд-кембрийского уровня в Салаире (проявление Сунгайское) [2].

Заключение

Метабазальты засурьинской свиты относятся к высокотитанистым базальтам, формировавшимся путём частичного плавления обогащённого мантийного источника в обстановке океанических островов при участии плюмовой обстановки. Парагенетически связанное эксгаляционно-осадочное сульфидное оруденение с золотом может иметь значительно большие масштабы.