Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

ГЕОХИМИЯ И ПЕТРОЛОГИЯ МЕТАБАЗАЛЬТОВ СРЕДНЕ-КУМИРСКОЙ ТОЛЩИ ГОРНОГО АЛТАЯ

Гусев А.И. 1
1 Алтайская государственная академия образования им. В.М. Шукшина
Приведены данные о петрографии, петрологии и геохимии метабазальтоидов средне-кумирской толщи венда-раннего кембрия Горного Aлтая. Это высоко титанистые базальтоиды с преобладанием натрия над калием, Nb-обогащённые и Rb- деплетированные. Метабазальты средне-кумирской толщи формировались за счёт частичного плавления обогащенного астеносферного источника (преимущественно, шпинелевых лерцолитов и в меньшей степени – гранатовых лерцолитов) в обстановке океанических островов при участии плюмового компонента, тяготеющих к среднему составу базальтов океанических островов (ОIB). Субвулканические и эффузивные образования средне-кумирской свиты сопровождаются проявлениями, геохимическими аномалиями и шлиховыми потоками золота.
метабазальты
геохимия
петрология
плавление астеносферного источника
шпинелевые лерцолиты
гранатовые лерцолиты
плюмовая обстановка
золото
1. Гусев А.И. Металлогения золота Горного Алтая и южной части Горной Шории. – Томск: Изд-во STT, 2003. – 308 с.
2. Гусев А.И. Металлогения золота: на примере Горного Алтая и Горной Шории // Gamburgh: Palmarium Academic Publishing, 2012. – 370 c.
3. 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.
4. Jahn B.M., Zhang Z.Q. Archean granulite gneisses from eastern Hebei province, China: rare earth geochemistry and tectonic implication // Contributions to Mineralogy and Petrology. – 1984. – V. 85. – Pp. 224 – 243.
5. Hannington M.D., Peter J.M., Scott S.D. Gold in Sea-Floor Polymetallic Sulfide Deposits // Econ. Geol. – 1986. – V.81. – N8. – P.1867-1883.
6. Le Roux A.P. Geochemical correlation between Southern African kimberlites and South Atlantic hot spot // Nature. – 1986. – V. 324. – Pp. 243-245.
7. McLennan S.M. Relationships between the trace element composition of sedimentary rocks and upper continental crust // Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2001. – V. 2. – Paper 2000 GC000109. – 24 p.
8. 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.
9. Pearce J.F. A userۥs guid to basalt discrimination diagrams//Geological Ass. Of Canada Short Course Notes, 1996. – V. 12. – Pp. 79-113.
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.
11. Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts: implication and processes / Magmatism in the Ocean Basins // Geollogical Society of London. Special Publication. – 1989. – № 42. – Pp. 313-345.

Реконструкция петрогенезиса и особенностей геодинамической обстановки формирования метавулканитов и их роли в металлогении играет важную роль в изучении региональной геологии [1]. Метаморфизованные вулканиты в сложных терригенно-вулканогенных разрезах нередко являются единственными образованиями, по которым можно реконструировать геодинамическую обстановку формирования таких толщ [2]. Поэтому актуальность петрологических и геохимических реконструкции метабазальтов средне-кумирской тощи Горного Алтая не вызывает сомнений. Цель исследования – на основе геохимических данных и петрологии метабазальтов средне-кумирской толщи выявить особенности их генерации и геодинамической обстановки формирования.

Результаты исследования. Толща вскрывается в обоих бортах реки Кумир севернее ручья Подъёмного и р. Берёзовки – притоков р. Кумир, в тектоническом клине среди девонских образований. Она сложена гравелитами, песчаниками, алевролитами, толеитовыми метабазальтами и их туфами, мраморами и образующимися по мраморам кварцитами. Окраска пород, исключая мраморы, выдержана в серо-зелёных тонах. Толща интенсивно рассланцована, участками с развитием будинажа. Мощность толщи не определена, но, вероятно, не менее 700 м. Характерна напряжённая мелкая складчатость типа гофрировки.

Силикатные породы местами метаморфизованы вплоть до развития метаморфических сланцев. Они обычно сохраняют текстурно-структурные и вещественные реликты исходной породы, различаемые визуально. От сланцев терехтинского метаморфического комплекса они отличаются меньшей степенью перекристаллизации и ассоциацией с мраморами.

Химический состав метабазальтов по А.Н. Уварову и др. (1999): (среднее из 6, %%): SiO2 – 46,25, TiO2 – 2,08, Al2O3 – 14,78, FeO – 12,63, MnO – 0.21, MgO – 7.21, CaO – 6.81, Na2O – 2.67, K2O – 0,3, P2O5 – 0,24. Для них характерен дефицит лёгких РЗЭ (La/Yb=0.7 – 0.9; Ce/Yb=2.56 – 3.66) при содержаниях в г/т (2 анализа): La – 2.31 – 5.26, Ce – 8.44 – 21.3, Nd – 10.4 – 15.7, Sm – 3.2 – 5.52; Eu – 1.32 – 2.15, Gd – 7.31 – 11, Tb – 0.72 – 1.41, Yb – 3.3 – 5.82, Lu – 0.68 – 0.88. По петрохимическим характеристикам метабазальты отличаются от девонских вулканитов основного состава ергольского комплекса. У них более высокие содержания MgO, TiO2, P2O5 и более низкие SiO2. Это глинозёмистые до умеренно глинозёмистых с натровым уклоном образования.

Венд-раннекембрийский возраст характеризуемых образований принят по аналогии с подобными толщами в смежных районах Горного Алтая, исходя из петрогеохимических особенностей вулканитов и с учётом степени их метаморфизма. Додевонский возраст толщи подтверждается наличием рвущих субвулканических тел ергольского и коргонского комплексов, которые не будинированы и не рассланцованы.

Наличие в составе толщи полевошпат-кварцевых гравелитов, песчаников и мраморизованных известняков, содержащих примесь органического вещества (определено термическим анализом), указывает на её формирование в условиях мелководного морского бассейна. Это, с учётом петрогеохимических особенностей метабазальтов, позволяет считать, что тектонический блок, выполненный метаморфизованными вулканогенно-осадочными образованиями, представляет собой фрагмент подводной части океанического острова.

Нами толща обследована в левом и правом бортах р. Кумир, названа средне-кумирской толщей, из которой проанализированы метабазальты (таблица). Cостав метабазальтов по основным петрогенным компонетам и элементам-примесям близок к среднему составу, приведённому Уваровым А.Н. для этих пород.

Представительные анализы метабазальтов средне-кумирской толщи (оксиды, масс. %) (элементы – г/т)

Компоненты

1

2

3

4

5

SiO2

46,3

47,1

47,3

46,9

47,5

TiO2

2,11

2,05

2,12

2,17

2,21

Al2O3

14,82

14,9

15,1

15,0

14,75

Fe2O3t

12,66

12,62

12,7

12,72

12,65

MnO

0,22

0,23

0,3

0,28

0,25

MgO

7,25

7,15

7,06

7,14

7,11

CaO

6,83

6,78

6,82

6,86

6,85

Na2O

2,72

2,83

2,85

2,9

2,95

K2O

0,35

0,4

0,38

0,42

0,41

P2O5

0,25

0,4

0,37

0,41

0,45

Ga

19,5

18,5

17,5

17,2

16,9

Rb

5,5

6,1

7,2

8,5

9,1

Sr

560

570

540

345

342

Y

50

48

45

42

41

Zr

275

273

260

255

257

Nb

22

23

21

20

22

Mo

0,8

0,9

0,7

0,8

0,9

Sn

3,5

3,9

4,0

4,1

3,8

Cs

0,3

0,4

0,35

0,39

0,41

Ba

45

155

123

200

170

La

21

22

3,5

5

6

Ce

47

48

15,8

21,6

22,5

Pr

8,5

8,8

3,8

5,7

6,1

Nd

32,1

33,2

12,4

15,7

15,9

Sm

8,2

8,5

4,5

5,6

5,5

Eu

2,3

2,2

2,5

2,15

2,21

Gd

10,1

10,0

9,5

11,0

10,8

Ho

1,8

1,7

1,6

1,5

1,7

Er

4,2

4,1

4,0

3,8

3,7

Tm

0,55

0,52

0,51

0,5

0,53

Yb

3,3

4,5

4,2

1,6

2,1

Lu

0,44

0,5

0,47

0,33

0,35

Hf

7,2

7,5

7,3

4,5

4,4

Ta

1,7

1,8

1,9

0,7

0,9

W

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

Th

2,1

2,3

2,5

2,6

2,8

U

1,0

1,1

1,2

1,3

1,25

Co

65

70

66

55

54

Sc

52

57

60

54

52

Ni

23

28

24

25

27

Cr

47

50

52

49

45

Ba/Nb

2,04

6,7

5,9

10,0

7,7

La/Nb

0,95

0,96

0,17

0,25

0,27

La/Sm

2,56

2,59

0,78

0,89

1,1

Zr/Y

5,5

5,7

5,8

6,1

6,3

Zr/Nb

12,5

11,87

12,4

12,75

11,7

U/Th

0,47

0,48

0,48

0,5

0,45

Примечание. Fe2O3t – общее содержание двух и трёхвалентного железа.

Толще соответствует отрицательное магнитное поле с отдельными положительными «узлами» низкой интенсивности, отражающими участки развития метабазальтов. На аэрофотоснимках кварциты и мраморы выделяются по более светлому фототону и слаборасчленённому микрорельефу на фоне вулканогенно-терригенных отложений.

Отношения урана к торию в метабазальтах низкие и дают узкий спектр варьирования значений от 0,45 до 0,5 (табл. 1), указывающие на незначительные изменения в результате наложенных процессов. В целом метабазальты средне-кумирской толщи относятся к высокотитанистым базальтоидам, с преобладанием натрия над калием и очень низкими содержаниями рубидия. Базальтоиды могут рассматриваться как ниобий обогащённые эффузивы (Neb-rich basalts) с высокими концентрациями Y, Co, Ni, Cr, Sc.

На диаграмме Ba/Nb – La/Nb составы пород тяготеют к полям OIB (базальтов океанических островов) и MORB (базальтов срединно-океанических хребтов) (рис. 1).

gu1.tiff

Рис. 1. Диаграмма Ba/Nb – La/Nb по [8] для метабазальтов средне-кумирской толщи венда – раннего кембрия. Данные по примитивной мантии (PM) по Sun, McDonough [11]; средней кнтинентальной коры (СС) по Taylor, McLennan [12]; данные по OIB, MORB по Le Roux; данные по составам вулканических дуг по Jahn, Zhang [4]. 1 – метабазльты

Соотношение нормированных содержаний La и Sm на верхнекоровые значения позволяет говорить о генерации расплавов из обогащённой и деплетированной мантии (рис. 2).

gu2.tiff

Рис. 2. Диаграмма LaUCN – Sm UCN по [9] для метабазальтов средне-кумирской толщи. LaUCN и Sm UCN – значения концентраций лантана и самария, нормализованные на верхнее- коровые значения по [7]. Остальные условные обозначения см. на рис. 1

На диаграмме La/Sm – La фигуративные точки составов метабазитов попадают на две линии трендов плавления гранатовых и шпинелевых лерцолитов, тяготеющих к среднему составу MORB (рис. 3). В обоих случаях наблюдается небольшая степень частичного плавления источников (0,05-0,01).

gu3.tiff

Рис. 3. Диаграмма La/Sm – La по [3] для метабазальтов средне-кумирской толщи. 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 см. на рис. 1

Соотношение Zr/Y – Zr/Nb указывает на тяготение фигуративных точек составов пород к линии смешения плюмового источника базальтоидов OIB и MORB вблизи среднего значения щелочных базальтов океанических островов (или симаунтов) плюмовой природы (рис. 4).

gu4.tiff

Рис. 4. Диаграмма Zr/Y – Zr/Nb по [10] для метабазальтов средне-кумирской толщи. 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. Остальные условные на рис. 1

Интерпретация результатов. Приведенные материалы показывают, что метабазальты средне-кумирской толщи формировались за счёт частичного плавления астеносферного источника (преимущественно, шпинелевых лерцолитов и в меньшей степени – гранатовых лерцолитов) в обстановке океанических островов при участии плюмового компонента, тяготеющих к среднему составу ОIB (рис. 3). В обоих случаях наблюдается небольшая степень частичного плавления источников (0,05-0,01). Местами к выходам субвулканических образований средне-кумирской толщи тяготеют проявления, геохимические аномалии и шлиховые потоки золота, указывающие на возможность обнаружения масштабного золотого оруденения. Эндогенное колчеданное оруденение с золотом, связанного с современными океаническими обстановками, отмечено в районе Галапагосских островов (Аксиал Симаунт и Южный Эксплорер Ридж) [5]. Весьма перспективными являются проявления золота, связанные с эксгаляционно-осадочными образованиями засурьинской свиты в районе Маралихи и Засурьи (Засурьинское проявление золота среди брекчированных яшмоидов).

Выводы

Эффузивные метабазальты и субвулканические образования средне-кумирской толщи Горного Алтая относятся к базальтам океанических островов (типа Симаунтов) и связаны в своём образовании с плюмтектоникой.

Пространственно с ними связаны проявления, шлиховые потоки и геохимические аномалии золота, перспективные на обнаружение масштабного оруденения золота.


Библиографическая ссылка

Гусев А.И. ГЕОХИМИЯ И ПЕТРОЛОГИЯ МЕТАБАЗАЛЬТОВ СРЕДНЕ-КУМИРСКОЙ ТОЛЩИ ГОРНОГО АЛТАЯ // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 7. – С. 70-74;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34146 (дата обращения: 21.05.2024).

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 = 1,674