Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

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.

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).

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

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.

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).

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).

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).

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.