Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ПЕТРО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ГЕНЕЗИС ПОРОД ПЛАГИОДАЦИТ-АНДЕЗИТ-БАЗАЛЬТОВОЙ САДРИНСКОЙ СВИТЫ ГОРНОГО АЛТАЯ

Гусев А.И. 1
1 Алтайская государственная академия образования им. В.М. Шукшина
Приведены данные по петро-геохимии вулканитов садринской свиты раннего кембрия Горного Алтая. Показаны особенности петрологии пород в гомодромной последовательности от пикробазальтов до плагиодацитов. Обосновано отнесение пород к островодужному вулканизму. Генезис пород связан с частичным плавлением мантийных источников: гранатовых лерцолитов, шпинелевых лерцолитов мантии. В ходе эволюции происходила смена нормальных океанических базальтов к обогащённым мантийным расплавам. Не исключена возможность и плюмового источника в плавлении мантийных магм.
эффузивы
пикробазальты
меланобазальты
базальты
лейкобазальты
андезиты
плагиодациты
плавление обогащённой мантии
гранатовые лерцолиты
шпинелевые лерцолиты
1. Бабин Г.А., Крук Н.Н. Петротипы каечакского базальтового, садринского плагиодацит-андезит-базальтового и атлинского андезибазальт-базалтового комплексов раннего кембрия (Горная Шория, северо-восточная часть Горного Алтая). – Новосибирск: СНИИГГи МС, 2011. – 80 с.
2. Гусев А.И. Металлогения золота Горного Алтая и южной части Горной Шории.- Томск: Изд-во STT, 2003. – 308 с.
3. Гусев А.И. Металлогения золота: на примере Горного Алтая и Горной Шории. – Gamburgh: Palmarium Academic Publishing, 2012. – 370 c.
4. Aldanmaz E., Pearce J.A., Thirlwall M.F., Mitchell J.G. Petrogenetic evolution of late Cenozoic, postcollision volcanism in western Anatolia, Turkey // Journal of Volcanology and Geothermal Research., 2000. -V. 102. -P. 67-95.
5. Castillo P.R. Origin of the adakite – high-Nb basalt association and its implications for postsubduction magmatism in Baja California, Mexico // GSA Bull., 2008. -V. 120. -№ 3-4.- P. 451-462.
6. McLennan S.M. Relationships between the trace element composition of sedimentary rocks and upper continental crust // Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2001. – V. 2. – Paper 2000GC000109. – 24 p.
7. Pang K.-N., Zhou M.-F. et al. Erratum to “Flood basalt-related Fe-Ti oxide deposits in the Emeishan large igneous province, SW Chin” // Lithos, 2013. – V. 119. –Pp. 123-136.
8. Pearce J.F. A userۥs guid to basalt discrimination diagrams//Geological Ass. Of Canada Short Course Notes, 1996. – V. 12. – Pp. 79-113.
9. Putirka K., Busby C.J. The tectonic significance of high-K2O volcanism in the Sierra Nevada, California // Geology, 2007. – V. 35. – Pp. 923-926.
10. Saccani E., Arimzadeh Z., Dilek Y., Jahaniri A. Geochronology and petrology of the Early Carboniferous Misho Mafic Complex (NW Iran), and implications for the melt evolution of Paleo-Tethyan rifting in Western Cimmeria // Lithos, 2013. – V. 175-176. – Pp. 264-278.

Петро-геохимические особенности пород играют важную роль в расшифровке генезиса и петрологии интрузивных и эффузивных образований. В области развития эффузивных образований садринской свиты раннего кембрия в Горном Алтае и Горной Шории развиты проявления золота, меди и других металлов [2, 3]. В этой связи не вызывает сомнений актуальность изучения петро-геохимии и генезиса пород этой свиты. Цель исследований – петрогеохимическое изучение вулканитов садринской свиты для выявления генезиса пород.

Результаты исследований. Садринская свита раннего кембрия приурочена к Мрасско-Лебедской раннекаледонской складчатой зоне по рекам Мрас-су, Лебедь и её притокам – Каурчаку, Садре, Тогуне, Клыку, Байголу. Отложения свиты сложены эффузивами, тефроидами, граувакками. Изученные нами эффузивные образования (2000-2001 годы) представлены лавовыми потоками базальтов, меланобазальтов, лейкобазальтов, андезибазальтов и редкими горизонтами андезитов, плагиодацитов и пикробазальтов.

Пикробазальты приурочены к низам разреза и тесно ассоциируют с меланобазальтами. В пикробазальтах отчётливая порфировая микроструктура с интрателлурической фазой пироксена салитового состава и редкими выделениями плагиоклаза. Основная ткань породы сложена актинолитизированными и эпидотизированными зёрнами пироксена, плагиоклаза, редко- оливина. Акцессории представлены ильменитом, магнетитом, сульфидами.

Мелабазальты порфировые с интрателлурической фазой пироксена, редко оливина и плагиоклаза. Микроструктуры основной массы породы гиалопилитовая и аповитрофировая вторичная. Акцессории те же, что в пикробазалтах.

Базальты отличаются от мелабазальтов меньшим развитием темноцветных компонентов и большим – салических.

Лейкобазальты и андезибазальты отличаются обильными фенокристами плагиоклаза и отсутствием вкрапленников темноцветных минералов.

Химический состав пород садринской свиты приведен в таблице.

Представительные анализы эффузивов садринской свиты (оксиды – масс.%, элементы – г/т)

Компоненты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

SiO2

46,9

45,8

48,11

48,52

48,95

50,6

51,8

52,7

56,95

65,01

65,8

TiO2

0,41

0,54

0,57

0,58

0,91

0,58

0,47

0,49

0,38

0,3

0,25

Al2O3

8,81

9,05

16,08

19,88

15,84

14,97

15,1

18,65

17,34

16,75

16,03

Fe2O3

4,6

5,13

4,05

4,1

6,05

5,6

5,1

3,5

3,9

1,99

1,95

FeO

6,1

6,34

5,43

5,52

6,95

7,04

7,75

4,82

2,81

2,82

2,56

MnO

0,15

0,17

0,16

0,11

0,22

0,19

0,2

0,21

0,16

0,18

0,11

MgO

14,3

14,85

8,23

6,05

6,91

9,08

7,8

3,81

4,65

1,75

2,56

CaO

13,2

9,96

10,6

8,42

8,91

8,47

8,3

10,5

6,97

4,75

4,65

Na2O

0,7

1,2

1,98

2,72

2,03

1,97

1,94

2,53

2,87

3,11

3,74

K2O

0,3

0,19

0,52

1,38

0,89

0,53

0,61

0,74

1,65

1,34

0,75

P2O5

0,07

0,1

0,09

0,10

0,12

0,08

0,06

0,18

0,16

0,1

0,13

Sc

67

71,1

42,2

38,1

43,2

51

52

16,5

19

12

7

V

290

302

255

306

305

274

343

160

135

85

61

Cr

760

755

241

129

80,2

213

78

23

85

41

35

Co

53

54

34

23

33

38

35

13,1

17

14

6,2

Ni

85

90

68

15

32,9

12

9

15

8

9

5,2

Pb

1,5

2

3,1

3,1

2,3

1,4

1,5

5,1

4

5

3,4

Cu

32

30

49

20

70

5,5

5,3

21

9

10

5,6

Zn

45

50

65

13

79,8

8,5

8,3

44

8

9

5,7

Ga

10

9

13,6

10

13,6

5,8

6,4

15,2

11

12

6,6

Li

4

3

8,5

2,8

5,4

2,1

2,0

2,3

2,5

2,8

1,8

Rb

6

7

12

22

16

13

14

12

31

25

14

Cs

0,5

0,6

0,3

0,2

0,5

0,4

0,3

0,1

0,3

0,5

0,3

Be

0,3

0,3

0,4

0,2

0,3

0,2

0,2

1,1

0,4

0,5

0,2

Sr

255

310

348

445

272

265

320

695

572

501

488

Y

13,5

13,1

13,8

14,2

20,2

14,7

10,4

16,6

12,8

11,6

10,8

Zr

15

11

20,7

21,2

31,0

29,6

35,2

37,2

51

63,2

43,1

Nb

0,9

1

1,4

0,8

1,6

0,8

0,7

2,1

2,6

3,1

2,4

Ba

85

90

365

710

275

294

385

375

843

894

550

La

2,3

2,2

5,3

5,3

4,25

3,3

2,84

11,92

10,5

10,6

11,1

Ce

6,1

6,2

12,9

13,03

11,23

7,31

6,57

26,1

20,6

19,3

21,2

Pr

0,6

0,7

1,63

1,89

1,65

1,11

0,91

3,05

2,5

2,3

2,34

Nd

4,1

4,3

7,55

8,9

8,1

4,85

4,7

12,43

9,9

9,1

7,98

Sm

1,3

1,3

1,93

2,3

2,2

1,56

1,31

2,7

2,3

1,8

1,63

Eu

0,45

0,42

0,68

0,7

0,82

0,62

0,36

0,85

0,57

0,55

0,48

Gd

1,3

1,2

2,11

2,88

2,62

2,21

1,75

2,81

2,5

1,61

1,88

Tb

0,31

0,3

0,41

0,46

0,58

0,42

0,31

0,48

0,33

0,28

0,35

Dy

1,95

1,94

2,23

2,51

3,58

2,54

1,83

2,56

1,9

1,65

1,77

Ho

0,45

0,44

0,55

0,56

0,8

0,58

0,38

0,59

0,47

0,34

0,38

Er

1,31

1,3

1,55

1,61

2,21

1,57

1,17

1,77

1,28

1,18

1,06

Tm

0,19

0,2

0,23

0,25

0,35

0,26

0,19

0,3

0,21

0,2

0,18

Yb

1,11

1,2

1,52

1,45

2,15

1,54

1,25

1,8

1,32

1,48

1,32

Lu

0,19

0,2

0,22

0,21

0,36

0,23

0,18

0,29

0,21

0,22

0,22

Hf

0,63

0,61

0,67

0,79

1,1

0,96

0,58

1,21

1,55

1,83

1,53

Ta

0,08

0,1

0,07

0,1

0,12

0,1

0,1

0,11

0,19

0,45

0,19

Th

0,5

0,6

0,83

0,55

0,6

0,6

0,59

2,1

2,16

2,21

2,63

U

0,41

0,35

0,5

0,19

0,45

0,31

0,41

1,43

1,21

1,38

1,43

U/Th

0,82

0,53

0,6

0,34

0,75

0,52

0,69

0,68

0,56

0,62

0,54

Ba/Nb

94,4

90,0

260,7

887

172

367

550

178

324

288

229

La/Nb

2,6

2,2

3,8

6,6

2,6

4,1

4,06

5,7

4,03

3,4

4,6

La/Sm

1,8

1,69

2,75

2,8

1,93

2,1

2,17

4,41

4,56

5,89

6,8

Примечание. Cиликатные анализы выполнены в Лаборатории Западно-Сибирского Испытательного Центра (г. Новокузнецк), на редкие и редкоземельные элементы – методами ICP-MS и ICP-AES в Лаборатории ИМГРЭ (г. Москва). 1-2 – пикробазальты, 3-4 – меланобазальты, 5-7 – базальты; 8 – лейкобазальт; 9 – андезит; 10-11 – плагиодациты.

Отношения U/Th в породах меньше единицы и указывают на не изменённость составов пород наложенными процессами (табл. 1).

По соотношениям Ba/Nb и La/Nb все породные попадают в поле дуговых вулканитов, подтверждая их островодужную геодинамическую обстановку формирования (рис. 1).

gusev1.wmf

Рис. 1. Диаграмма Ba/Nb – La/Nb по [7] для пород садринской свиты: пикробазальты, 2 – меланобазальты, 3 – базальты, 4 – лейкобазальт, 5 – андезит, 6 – плагиодациты

По соотношениям La и Sm, нормализованных на содержания в верхней коре по [6] все породы садринской свиты имеют узкий интервал значений, в районе 0,55, отвечающий астеносферному источнику расплава, обогащённой мантии (рис. 2).

gusev2.wmf

Рис. 2. Диаграмма LaUCN – Sm UCN по [8, 9] для вулканитов садринской свиты LaUCN и Sm UCN – значения концентраций лантана и самария, нормализованные на верхне коровые значения по [6]. Остальные условные обозначения см. на рис. 1

На экспериментальной диаграмме по плавлению различных мантийных источников в координатах La/Sm – La наблюдается значительный разброс фигуративных точек, указывающих на различные источники мантийного плавления (рис. 3).

gusev3.wmf

Рис. 3. Диаграмма La/Sm – La по [4] для вулканитов садринской 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. Остальные условные обозначения см. на рис. 1

Пикритовые базальты тяготеют к тренду плавления гаранатового лерцолита (типа N-MORB) в промежутке между степенями плавления от 0,1 до 0,005. Меланобазальты и базальты тяготеют к тренду плавления шпинелевого лерцолита (типа E-MORB) со степенью частичного плавления 0,3. Все остальные разности (лейкобазальты, андезиты и плагиодациты) тяготеют к тренду плавления гранатового лерцолита со степенью частичного плавления от 0,1 до 0,005 (рис. 3).

На диаграмме Zr/Y – Zr/Nb фигуративные точки составов пород тяготеют к средней части линии смешения плюмового источника (OIB) и N-MORB (рис. 4). Это не исключает участие плюмового источника в генерации мантийных выплавок пород.

gusev4.wmf

Рис. 4. Диаграмма Zr/Y – Zr/Nb по [10] для эффузивов садринской свиты Звёздочками отмечены: Average alkaline ocean basalt (OIB) – средний состав щелочного океанического базальта (OIB); Average N-MORB – средний состав нормального океанического базальта; OIB (plume) – N-MORB mixing line – диния смешения плюмовых (OIB) базальтов и нормальных океанических базальтов. Остальные условные обозначения на рис. 1

Интерпретация результатов. Ранее нами базальтоиды садринской свиты относились к известково-щелочным базальтам и рассматривались в качестве островодужных образований [2, 3]. Г.А. Бабиным и Н.Н. Круком [1] базальтоиды садринской свиты рассматриваются также как островодужные толеиты и переходные к известково-щелочным базальтам, формирование которых приурочено к начальному этапу развития примитивной (океанической) островной дуги.

Новые данные, приведенные выше указывают, что генерация вулканитов садринской свиты протекала в гомодромной последовательности в сложных условиях частичного плавления гранатовых лерцолитов для пикритов, шпинелевых лерцолитов для меланобазальтов и базальтов, и частичного плавления гранатовых лерцолитов для формирования лейкобазальтов, андезитов и плагиодацитов. Возможно участие плюмового источника в генерации мантийных выплавок базальтоидов садринской свиты.

Заключение

Вулканогенные образования садринской свиты, включающей в себя пикробазальты, меланобазальты, базальты, лейкобазальты, андезиты и плагиодациты формировались в условиях различной степени частичного плавления гранатовых лерцолитов и шпинелевых лерцолитов обогащённой мантийной природы. Не исключается участие плюмового источника мантийных выплавок.


Библиографическая ссылка

Гусев А.И. ПЕТРО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ГЕНЕЗИС ПОРОД ПЛАГИОДАЦИТ-АНДЕЗИТ-БАЗАЛЬТОВОЙ САДРИНСКОЙ СВИТЫ ГОРНОГО АЛТАЯ // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 5-1. – С. 94-97;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=33856 (дата обращения: 24.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074