Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геология и петрология Усхэтвеемского комплекса ультрамафитов (Чукотский полуостров)

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Геология и петрология Усхэтвеемского комплекса ультрамафитов (Чукотский полуостров)"

/

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДША ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В.ЛОМШОСОВА ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА ПЕТРОГРАФИИ

На правах рукописи

АКИНИН Вячеслав Васильевич

УДК 552.321.6,15 (571,551)

ГЕОЛОГИН И ПЕТРОЛОГИИ УСХЭТЕЕЕМСКОГО КОМПЛЕКСА УЛЬТРАЫМИТОВ (ЧУКОТСКИЙ ПОЛУОСТРОВ)

Специальность: 04.00.08 — петрография, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 1990

Работа выполнена в Северо-Восточном комплексном научно-исследовательском институте ДВО ilK СССР.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук В.Ф.Белый

Официальные оппоненты: доктор геолого-ыинералогических наук

Г.Н.Савельева (ГОН АН СССР)

кандидат геолого-ыинералогических наук К.Е.Кузнецов (МГУ)

Ведущая организация: Институт геологии рудных месторокдзний, петрографии, минералогии и геохимии ; ■ АН GCCP.

Защита диссертации состоится 20 апреля 1990 г. в 14 час. 30 мин., в аудитории 301 на заседании специализированного Ученого совета К.053.05.08 по петрографии, геохимии и геохимическим методам поисков месторождений полезных ископаемых Геологического факультета МГУ.

Адрес: 119899, Москва, Ленинские горы, МГУ, Геологический факультет.

С диссертацией поено ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ (зона "А", 6 этаж).

Автореферат разослан " 1990 г.

Ученый секрэтаоь специализированного Совета *

ст.н.с. ■ /А. M. Баталова

J_

Общая характеристика работы

Актуальность. Петрогенезис ультрамафитов - одна из наиболее важных проблем современной геологии. Особенно интересны адьпи-нотипные гипербазиты и коматииты, свойства которых с одной сто-ронь! рассматривается как индикаторы мантийных процессов, а с другой - во многом определяют специфические черты металлогении в районах своего развития.

Необычная петрографическая разновидность ультраосновных пород, сочетающая в себе признаки разных формационних типов ультрамафитов, обнаружена автором и В.Ф.Белым среди раннедокембрий-ских метаморфических пород Чукотского полуострова, в бассейне р.Усхэтвеем. Ультрамафиты выделяются в усхэтвеемский комплекс, основную часть которого составляет породы, соответствующие^составу гарцбургитам и ортопирсксенитам. Во многих из них проявлены структуры с удлиненно-пластинчатыми кристаллами оливина, определяющие- внешнее сходство со спинифекс-структурами коыати-итов. Эти обстоятельства побудили к детальному исследованию объекта, до сих пор слабоизученного.

Цель работы заключалась в определении формационной принадлежности ультрамафитов и анализе условий их формирования. Задачи включали: I) изучение строения и условий залегания ультрамафитов в бассейне р.Усхэтвеем; 2) комплексное исследование их вещественного состава и структур; 3) сравнительная характеристика развитых в других регионах разноформационных ультрамафитов, содержащих удлиненно-пластинчатые кристаллы оливина.

Фактический материал. Основой работы послужили материалы собранные автором и его научным руководителем В.Ф.Евлш в пеш-од (1985-88 гг.) полевых исследований на Чукотском полуострове. В полевых работах 1986 года участвовали также Ю.А.Колясников и С.В.Щепетов, часть их материалов также использовалась. Изучено около 600 прозрачных и полированных шлифов, 30 минералогических проб, получено 130 новых химических анализов пород, более 400 микрозондовых анализов минералов.

Кроме опубликованных, привлекались фондовые материалы Е.А. Макарова, касающиеся геологического строения района, а также (с целью сравнения) материалы С.А.Паланджяна, Г.Г.Дмитренко, относящиеся к петрохиыии альпинотипных гипербазитов Красногорсхого и Чирынайского массивов в Корякском нагорье.

Методы исследования сочетали крупномасштабное картирование площади распространения ультрамафитов и детальное -опробование. Лабораторное изучение включало петрографическое описание пород, изучение химического состава и неоднородности минералов, выделение минеральных парагенезисов. Минералы изучены авторам на рентгеноспектральном ыикроанализаторе "Каыебакс", большинство анализов выполнено в прозрачно-полированных шлифах и имеет структурную привязку. Петрохимические расчеты выполнены в Вычислительно),: центре СВКНШ на ЭВМ ЕС-1033.

Научная новизна. На Северо-Востоке СССР выделена и детально охарактеризована редкая петрографическая разновидность ультрамафитов. Установлены условия проявления и характер внутренней неоднородности ультрамафитовых тел, совокупность которых выделяется в усхэтвеемский комплекс. Показано, что усхэтвеемский комплекс <-формирован в процессе метаморфического и метасомати-ческого преобразования альпинотипных гипербазитов, прослежены геохимические тенденции этих изменений.Проведен сравнительный анализ разных генетических типов ультрамафитов,обладающих кон-вергентностью структуры, сформулированы критерии их различия.

В диссертации метаморфогенным процессам при формировании ус-хэтвеемских ультрамафитов придается принципиально гораздо большее значение, чем в совместной статье автора и его научного руководителя (Белый, Акинин,1988)¿Обсуждаемые особенности состава и структур обязаны своим происхождением метаморфизму обычных альпинотипных ультрамафитов.В этом отношении представления, изложенные в диссертации,отличаются от точки зрения научного руководителя, который полагает, что постыагматический метаморфизм лишь незначительно изменил первичномагматические признаки.

Основные защищаемые положения I. Доальбский усхэтвеемский комплекс ультрамафитов образует ареал многочисленных, мелких, сложнодифференцированных тел, преимущественно конформно залегающих среди раннедокембрийских метаморфических пород Эскимосского срединного массива. Основной тиг.оморфкый признак комплекса - крупно- и гигантозернистые сноповидные петрографические структуры, развитые вне зависимости о? состава пород.

2. В едкнсм комплексе существенно ортопироксенит-гарцбурги-

тового состава выделяются ассоциации (группы) пород, отражавшие первичную неоднородность и последующие метаморфогенныэ псеосгазования альпинотипных гипербазитов: I) бесяальаиевая, метаосто-пироксенит-гарцбургитовая; 2) трзмолитовых ультрамафитов; 3) си-ликатно-карбонатных пород. При общей невыдержанности особенности дифференциации в группах выражены вариациями модальных количественных соотношений ыинесалоз без существенного я закономерного изменения их состава.

3. Комплекс в настоящее время представляет собой продукт полиэталных регионально-метаморфических и контактово-реакгксн-ных метасоматических процессов, Наиболее ранназ и высокотемпературные минеральные паоагенезисы соответствуют Р-Т параметрам амфиболит овой фации.

4. Усхэтвеемские ультраосновные породы с удлиненно-пластинчатым оливином относятся к джекстроу-структурным типам метамор-физованных ультрамафитов. Структура последних отличается от внешне схожих первичномагматических (спинифекс и гарризитовой) характером развития, минеральными ларагенээисами, морфологией и кристаллографией оливина.

Практическое значение. Полученные теоретические результаты могут быть использованы при исследовании петрологии ультрамаси-тов, геолого-петрографические данные должны найти место в легендах Госгеолкаоты-50. Выявленные особенности проявления и фонационной принадлежности ультрамафитов способствуют углублению представлений о истории развития докембрийских выступов Восточной Чукотки.

Потенциальный практический интерес представляет обнаруженная в экзоконтактах ультрамафитов корундовая и шпинелевая минерализация.

Апробация работы. Результаты работы обсуждались на семинаре "Высокомагнезиальный магматизм раннего докембрия" (Петрозаводск, 1986), Третьем региональном петрографическом совещании по Северо-Востоку СССР (Магадан, 1988), Седьмом годично! собрании Северо-Восточного отделения БМО (Магадан, 1987), заседаниях лаборатории магматической геологии СВККИИ ДВО АН СССР. Основные материалы исследований изложены в пяти публикациях.

Объем и структура работы, диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит стр. текста, рясун-

ков, ¿7 таблиц и список литературы из №9 наименований. Реферат соответствует структура диссертации, существо и обоснование четырех защищаемых положений раскрыто соответственно в главам: • I, 2 и 3, 3 и 4, 5.

Автор выражает искреннюю благодарность за обсуждение работы и замечания руководителю работы В.Ф.Белому, а также М.Л.Гельману, Д.В.Даншевскому, Ю.А.Колясникову, А.А.Маракушеву, Б.А.Марковскому, С.А.Паландждау, Л.Л.Перчуку.

Глава I. Геология усхэтвеемского комплекса ультраыафитов

Систематические исследования ультраыафитов на Северо-Востоке СССР относятся в первую очередь к офиолитовьш комплексам Ана-дырско-Корккской покровно-складчатой системы кайнозоид. Северо-восточнее, на Чукотском п-ве, также известны ультрамафиты (гарц-бургиты, дуниты, пироксекиты), ко несравненно слабее изученные. Их тектоническая позиция иная: они обнаружены в пределах Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (ШЭД),известково-щело-чнье вулканиты которого перекрывают фрагменты раннедокембрийско-го "жесткого" блока континентальной коры - Эскимосский остаточный массив (Белый, 1964; Недомолкин, 1977). Главные структурные элементы последнего-Уэленский и Сенявкнский выступы. Они облекается образованиями рифейско-лалеозойского чехла. Отражением процессов деструкции Эскимосского массива являются наложенные грабенообразные прогибы - пермо-триасовый Мзчигменский и ранне-ыеловой Ютшо-Колючинский.

На Чукотском п-ве в процессе геологосъемочных работ разных лот В.К.Соловов, И.М.Саргина, С.П.Борзаковский, М.И.Воробьёв, И.Л.&уланова, Е.А.Макаров, Г.АЛ^нанкергав, Г.А.Жуков, Ю.В.Крюков, Т.И.Казинская и др. установили шесть районов местонахождений ультраосновных пород, которые изучены нами. Небольшие их тела (< 3-5 км?) различаются по геологическому положении, возрасту в составу: в бассейнах рр. Ыатачингай (гарцбургитовая ассоциация), Эргувеем (дунит-гарцбургктовая ассоциация) и Куюватхыргын (дунит— клкнопироксенит-габбровая ассоциация) они залегают среди «орсккх терркгенных, осадочно-вулканогенных образований нео-ксагового возраста и субаэральных альбских вулканитов ОЧВП. На р.Бсльмай дукит-клинопироксенит-габбровые интрузии пространст-

венно связаны с.геосинклинальными верхнетриасовыми кремнисто-вулканогенными образованиями. Ультрамафиты в районе оз.Коолень и бассейне р.Усхэтвеем (усхэтвеемский комплекс) залегают среди раннедокембрийских метаморфических пород Узленского и Сенявин-ского выступов соответственно.

Усхэтвеемский комплекс, являющийся объектом настоящего исследования, расположен в средней части Валькарваамского горста, который протягивается в субширотном направлении от пролива Сеня-вина на 80 км, при ширине 8-15 км. Горст сложен биотитовыми пла-гиогнейсами, кристаллосланцами, амфиболитами и мраморами пенки-гнейской серии, для которой претят архейский возраст. 3 восточной части структуры известны слабодислоцированные девонские и карбоновые известняки, филлиты и песчаники. Архейские и палеозойские отложения перекрываются альбскими вулканитами ОЧВП и прорываются меловыми гранитоидами. В бассейне р.Усхэтвеем пен-кигнейская серия по данным Е.А.Макарова образует синклиналь северо-западного простирания протяженностью 25 км, при размахе крыльев до 30 км и их углами наклона 20-70°. Крылья осложнены рядом мелких (от первых сотен до нескольких метров) складок,часто поперечных к направлению оси синклинали. В гранатовом амфиболите и силлиманит-гранат-биотитовом христаллосланце авторш изучены составы минералов. Параметры метаморфизма, оцененные по различным геотермобарометрам, соответствуют эпидот-амфиболито-вой и низам амфиболитовой фации (Т=525-615°С, Р=6-7,3 кбар). рубежи эволюции полиэтадного метаморфизма аналога пенкигнейской серии s Уэленском выступе по данным R6-Sc изохронного датирования включают 1990, II7Q и 782 млн.лет (Милов и др., 198Ь), возраст залегающих там же гранитов 395 млн.лет. Полученная по материалам автора тем же методом датировка возраста пенкигнейской серии из бассейна р.Усхэтвеем « 364 млн.лет.

Ареал распространения ультрамафитов размером 9,5x2-5,5 км .незначительно вытянут в северо-западном направлении. При общем количестве отдельных выходов более 100, размер самого крупного достигает всего 0,22 км^, а самого мелкого - первые метры. Характерно групповое, четкообразнов расположение овальных, слегка вытянутых ультраыафитовых тел. Отдельные мелхие выходы воспринимаются как будины, наблюдениями в коренных обнажениях устакоале-

б

но, что плоскости их контактов (в отдельных случаях и элементы внутренней полосчатости) согласованы со структурой вмещавших кристаллосланцев. Существует определенный литологический контроль распространения ультрамафитов - они чаще всего находятся в непосредственней) соприкосновении с биотитовыми кристаллослан-цами и плагиогкейсаыи, редко контактируют с амфиболитами, не отмечались среди мраморов. Ультраосновные тела неоднократно наблюдались поблизости от подошвы перекрывающих докембрий меловых. вулканитов, но нигде не встречены в непосредственном соприкосновении, что позволяет определить их возраст как доальбекий.

Глава 2. Петрография усхэтвеемского комплекса

Устойчивая ассоциация оливина с ортопироксеноы или тальком, в другом случае с тремолитом и третьем - с кальцитом и доломитом, определили выделение в усхэтвеемском комплексе трех групп горных пород: I) "бескальциевой", метаортолироксенит-гарцбурги-товой ("пироксеновая" фация); 2) тремолитовых ультрамафитов (амфиболовая фация); 3) зшшкатно-карбонатных пород (карбонатная фация) (рис.2). На долю первой группы приходится ~££>% от всей площади выходов ультрамафитов, на долю второй ~13%, третьей — 1%. С ультрамафктами пространственно сочетаются хлорититы и дкафгорироваиные амфиболиты (мегабазиты), располагаясь либо в их экзохонтактах, либо внутри в виде линзообразных тел и ксенолитов.

Метаморфическое перерождение ультрамафитов выражено развитием в них до серпентинизации тремолита (при отсутствии клинопи-роксена), талька, хлорита, -карбонатов. Соотношения их с энстати-тоы к оливинам могут иногда вызывать противоречивые представления о порядке кристаллизации. Примеры использованных так называемых структудаых признаков равновесия: незакономедао-ориентиро-ванные хлоритовые пластинки, заключенные в энстатите и форстерите; агпегатк листоватых индивидов талька, подчиненные фотае пространства ыежду олириновьмк зернами и заключенные в них; вза-ю/оггрорастаник близкоразкевных кристаллов форстерита и тремолита к т.д. Покзкакн ¡¿ег&моофкческой резквилибрации энстатита: потеря сь, ¿1, сг и перераспределение их в водные минералы; на-■гнчие двух и более генераций кристаллов, различающихся размером, уорфслоГйг£, составом и соотношением с тальком. Разные поколе-

ния кристаллов отмечались для амфибола и иногда оливина.

Главные петрографические виды пород. Химический состав пород и модальное количество оливина позволяют различать среди пироксеновых и амфиболовых ультрамафитов разности,наиболее близко соответствующие первичным дунигам,перидотитам и пироксэнитам. Границы между ними приняты условно в 10 и 60% оливина. При массивном сложении характерен гигантизм индивидов оливина и энста-тита (обычно 1-2 см, иногда 30 см, может варьировать в- ода а/ ■ образце),водосодержашие минералы почти всегда меньше по размеру. Выделяются две основные разновидности структур, обусловленные формой оливина (рис.1). В первой он имеет неправильные и близкие к изометричным очертания (паналлотриоморфные или ксеноблас-товые структуры). Во второй (сноповидная структура) удлиненно-пластинчатые (лезвиевидные) серпентинизированные оливины, обычно разноориентированные,проросшие друг друга, участками расположенные субпараллельно, образуют каркас, интерстиции которого в перидотитах выполнены более мелкозернистым агрегатам талька или (и) тремолита с небольшим количеством хлорита. В метапироксени-тах оливин образует раз ориентированные вростки в крупные призматические кристаллы энстатита. Во всех случаях удлиненно-пластинчатые индивиды оливина уплощены по (100).наиболее вытянуты вдоль оси "в",не содержат следов деформаций.Ультремафиты со сноповидной структурой слагают преимущественно мелкие тела,нередко целикам, в относительно крупных либо отсутствуют, либо развиваются в периферических частях в виде шлирообразных и неправильных участков с достаточно резкими переходами в другие структурные типы. В средних по размерам телах наблюдались жилообразные выделения тальк-оливиновых пород со сноповидной структурой,имеющие вид ветвящихся, древовидных систем на площади 2-6 м^.

Метаортопироксенит-гарцбургитовая ассоциация. Метагаоц-будгиты - сложены чаще на 55-70$ форстеритом и на 20-40? знста-титом с выдержанной железистостью обоих (7-9%). В пироксене иногда проявлены признаки деформаций (оптическая неоднородность, ламмели клиноэнстатита). В количестве 5-10% отмечаются тремолит и хромсодержащий клинохлор. Акцессорные хромшпикелид и пентлан-дит (0,1-0,5% в сумме) заключены преимущественно з знстатите. Широко проявлены^-лизардитизация,иногда отальнование энстатита. В большей степени признаки зетаыорфизма проявлены в магнетито-

вюс кзтагарцбургктах (хлоркт-энстатит-форстеритозкх породах),ке содзрмеих хрдазпшаякдов. Экстатит (хГе=5,ВЙ, А12ог =0,17%) со-д5Р£ит многочисленные ыелкие соразмерные кек собой включения фоэстеркта (x>v=5,8io), клшохлора (х?о=3,5/ь) и хроммагаетита. Ьг& минералы гомогенны по составу к пзресеказтся• лизардитовьми

£зтагавц5ургктам близки по химическому составу серпен-тспизироЕанные тальк-оливкаоеыс поэодь: со снопозидаой структурой. Сии содержат I0—3Cv¿ крушоаистоватого агрегата талька <,+;--.ор;1ТдТрамолит с келазкгтостьг 2-3% для всех) .расположенного »«жду удлкпенно-пластикчатьаи кристаллами форстерита (Х* иногда пятнисто ьеодаээодакз civGflo Индивиды одивика с

poEfüaíí: ккк коргсдгозвашил; -граши.« (100), еодэрнаг включения галька. Зыгтаты? йЦ-. -7,7-9,9¿) в отличие от олквила ба^азается ^егкочэзуКчцткг г&йькш к развит и виде крупных (I—10 см)вздких погплроблг.ато;.. и глсыгр. Хрсйсллинелад Баоьк&уе? по составу хрэккта до хроУпга:с?и?а. ¿этаэксу^итдтр тесно ассоциирует с кэтагасцбургитг&и, слагая среди них шиш протяженностью Q,I-5y, условно отличается по границе в 40Й оливина к содзюкат б основном то ьс осо&скйос«: структур к состава кинздалоз. К^затся ткзшгзк,- трех корфалоп;чае:жх генераций пироисеиа б пределах одного елк£&: Еь1-шгы«;скиз призтткчасккэ оптяззски кеодгнород-Кг.а кристаллы в срастаниях с ояизкас:*: =

0,2-5-0,50;-.i ;Ьа г-тонколл&сткзгчатые, взерзобраззыг агрегата ,сог.-lifCTH? С талы:а~' клькзаодгзгя it i-eas bal (x„.®t¡,723, ai„o. =

- V: С.. ¡

v.^'.if.-í . • С biai.'u.'. А^Ч, ^^'P^j'j-i-i-J-. wwW.fiw í ^-! -.^'*'

г-- „а. г^ , _ _ _ p-,. , ~

/. . v^-. w u' : J l- ... . í1 С : -- ч, W»/¿ , . wi . ti-, ».' •-//./ ..:..! . ■ » i w- . . i

* Г С ~ 14 С _ - w -

„ !■-. * <__ iV i". wk'., . .•-<•' — i »'„•-. . w-M -W. ■> i- Cí-'w V. СПГ.';-. - '..¿■.V \J~ nOvU-i'^. .

* * ~ i

r

Акцессорный хрсмпякнелкд заключен а ояквете к содержится явно в меньЕих модальных кол!~4ествах по сол»ке5ята с норматпвньази. Различаются несколько генерация амфибола: :;) крута» ксемобласты, сраставшиеся с сливкнсм; б) птгыа-гическке шшсбласты, впастаю-лтие в ояизт к сестгигяшязисузггрггся с сдновр5»«вдао; в)пееро-образнко пучки мзлксгтгсльчгть'Х агтягахоа, кссродтзувгке ояионн и более крупные шгакболм.

В ультрамафитах, ссдетгзетх одновте^анно тре;юлит к энста-тит,мк1:роструктурные ссотноггэниг указывает на более поздно« развитие необластоз а«т:-боха, тзн не менее х:«мическое равновесие фиксируется гског-эснсстью состава к сопряженные изменением глкногеукстост;! обоих г'якордло".

С " I СГ г-- rf - 1

раз.',; ^ д

верке

трег

диол

ко-

ц/.Тб I "О -ОЗРСТ - т

зози друг И8ГН лись пят:: ческ*

ЛИЗО E£fi.

Г ^

:ьтг

i^iiO'*..*'. *. 5 'pnn- j

:. ctpvk^'v

1 , "irta, ¡Ч1ЯЫ

" г» о псы eltok-

"'р "cu ир>ют с

"j г звуаются г - n ~ мелка, it— -1 "^с чет , то

.v.: Е т о-" ,:т-

245-

; -г. _ хпх ус

с с с

т

г

К

Г,

СТО

О

п Г

кистыии метаэнстатититаыи и тремолититами со сноповидной структурой. Наиболее распространенный способ сочетания метагарцбурги-тов и ыетаэнстатититов соответствует "шлирово-такситовому" типу, полосчатость в котором имеет незакономерный характер ориентации гто отношению к контуру выхода. Соотношение пироксеновых и амфи-боловых ультраыафитов, при том, что они отражают минеральные (флюидные) фации метаморфизма, иногда можно проинтерпретировать как отражение первичной неоднородности усхэтвеемского комплекса. Внутри некоторых выходов наблюдалось чередование линзообразных участков (1x3-4 м) тремолитовых метаперидотитов со сноповидной структурой и близких по размерам шшров гигантозернистых оливи-новых ыетаэнстатититов. Граница пород достаточно отчетливая,различается по смене зернистости.

Контактовые породы включают биыетасоматические образования на контакте ультраыафитов с биотитовыми кристаллосланцами и амфиболитами. Б тыловых зонах (5-30 см) колонки по ультрамафитам развиваются тремолититы, талькиты, а по алшосиликатным породам-хлорКты. Анализ диаграмм состав-парагенезис показывает, что при движении к контакту в ультрамафитах проявлена главная тенденция увеличения отношений Si/Ca/Ug+i'e. Обратные изменения состава проявлены в там же направлении в кристаллосланцах, в которых для зон максимальной степени десиликацни отмечаются парагенезисы с корундом, плеонастоы, флогопитом, турмалином.

Особое внимание привлекает разновидность хлорититов, развитая внутри ультрамафитовых тел в виде серии линзообразных и овальных "ксенолитов" размером 0,5-3 м. В лепидобластовой хлоритовой матрице различаются порфиробласты оливина (zie=I3-25%), боонзита Upe=IQ-I7%), эденита (х?е=10-17%), плеонаста и акцессорные ильменит, циркон. Ортопироксен и амфибол формируют призматические идиобласты, оливин ксеноморфен, иногда образует удли-ненно-таблигчатые кристаллы, аналогичные'таковым в сноповидных ультрамафйтах. Все порфиробласты содержат в виде мелких включений - ориентированные компоненты матрицы (гелицитовая структура) пересекают её сланцеватость. Геохимические особенности и набор акцессорных минералов большинства хлорититов позволяют реставрировать их как метабазить. Однако в некоторых случаях по повышенному содержанию Cr2Oj (0,27%), що (0,11%), пониженному Ti02 (0,11$), Zr (<10г/т) и находкам реликтовых зональных хромшпинели-

дов устанавливается их исходно ультрамафитовый состав.

Если главные виды пород усхэтвеемского комплекса соответствуют магнезиальной (дунит-гарцбургитовой и жильной) седаи альтш-нотипных гипербазитов, то хлорититы и, возможно, десилицировен-ные амфиболиты, близки к тахситовой серии.

Глава 3. Химический состав пород усхэтвеемского комплекса

Низкие концентрации Аг^и СаО (в сумме 2-3%), исчезаете малые И02,На2о,к2о (сотые доли %) и высокие Сг2о5(0,2-0,6%), Б10 (0,2-0,4%) при стабильной железистости (Ь-Ю мол.%) сближает большую часть усхэтвеемских ультрамафитов с дунит-гарцбурги-говой ассоциацией офиоттов. Это же подтверждается сильной обед-ненностью пород редкими литофильными элементами. Большая часть проанализированных пород соответствует гарцбургитам с ЧйО/БК^ Я и ортопироксенитаы. Тремолитовые метаперидотиты соответствуют лерцолитам и гарцбургитам, а основная часть энстатититов и тремолититов химически является переходными породами между перидотитами, ортопироксенитами и зебстеритами. Силикатно-карбонат-ные породы среди магматитов аналогов не имеют, а от карбонатитов щелочно-ультраосновных комплексов отличаются низкими концентрациями Р, Бг, Ва, ЙЬ, X.

Но соотношению и Са в усхэтвеемских ультрамафитах вы-

деляются кальциевые и "бескальциевке" серии, соответствующие аы-фиболовьм и пироксеновым минеральным типам, при этом тренд первых близок к конноде оливин (Х_е=10%) - тремолит, а вторых — к конноде оливин (Хре=10%)-тальк. Петрохимическое сравнение усхэтвеемских метагарцбургитов, метазнстатититов и метадунитов с аналогичными породами из магнезиальных серий типовых офиолитовых гипербазитовых массивов Анадырско-Корякской складчатой системы позволяет наметить ряд особенностей, которые связаны с метаморфизмом. Усхэтвеемские пироксеновые ультрамафиты образуют непрерывный тренд на диаграммах с соотношениями 51, Са, , ¡'„мест статистически более низкие концентрации Са(<0,5%), что приводит к выводу о выносе Са из пироксенов и пород в целом, Фигуративные

точки валового химического состава усхэтвеемских «-гтагащбурги-

141 "

тов и энстатйтов обычно на диаграммах состав-парагенезис отклоняются от конноды форстёрит-энстатит (в отличие от обычных гарц-бургитоз и ортопироксештов) в сторонуА1 , что объясняется алло-

химическим развитием хлорита. Сопоставление нормативного и модального состава позволяет заключить об увеличении в системе отношения Si/Mg+Fe.

Средний состав метагарцбургитов с паналлотриоморфной и со сноповидной структурой (тальк-оливиновые породы) значимо не различаются, что отличает их от коматиитов. Средневзвешенный состав усхэтвеемского комплекса, расчитанный исходя из площадных соотношений (метадуниты - 5,55?, метагарцбургиты - 55%, метаэн-статиты - 26%, тремолитовые метаперидотиты - 105?, тремолкГты-3%, силикатно-карбонатные породы - 0,5%) соответствует обогащенному пироксеном гарцбургиту: Si02 =46,91; тю2 - 0,04-; А1г°з " 1>?2> íeO - 7,28; UnQ ш 0,12; iígO ш 41,$?; СаО - 1,04; Иа20 - 0,15;

к2о . 0,07; Cr20j- 0,3?; то - 0,27 (мас.%).

Глава 4. Химический состав минералов

Олиьин. йелезистость варьирует от 5 до 15%, максимально выраженная мода - ti%, менее - 12% (п=222). Концентрации Сг^О^ и СаО в основном 0,01%, а и 10=0,1-0,3%. Коэффициент распределения Xj.e между оливином и валовым составом пород близок к 1, что является общей особенностью мантийных гарцбургитов. В оливинах пи-роксеновых ультрамафитов хорошо выражена мода в тремоли-

товых, по сравнению с другими, состав в пределах шлифа более выдержан, а в отдельных образцах - более железистый (10-12%). В силикатно-карбонатных породах чёткой моды нет (xfe=6-II%). Анализ гистограмм составов оливина в зависимости от его количества в породе показывает, что не существует значимых различий в ряду метадунит-метаперидотит-метапироксенит. Невыдержанность состава минерала проявлена в отдельных удлиненно-пластинчатых индивидах из метаэнстатититов, тальк-оливиновых и форстерит-кальцитовых пород: более железистыми (на 5-7%) являются мелкие ( 0,4-0,01мх) участки на периферии, реже - в центре кристаллов. Неоднородность пятнисто-незакономерная и нигде не наблюдается в виде непрерывных кайм, более свойственных коматиитам.

Ромбический пироксен - энстатит с £„ =6-10%. йелезистость в

-■--л е

отличие от оливина в пределах шлифа выдержана. Характерны низкие концентрации Са0(0,01-0,1%), Al2°v Сг2°3 ^^ В что

сближает их с метаморфизованными краевыми зонами энстатитов аль-пинотипных гипербазитов (Sinton ,1977; Савельева,Степанов,1979).

Дальнейшая метаморфическая эволюция усхэтвеемских пиооксенов прослеживается в метаэнстатититах развитием более поздних генераций, в которых повышается концентрация ai„o5 (в 2-2,5 раза) и келезистость (на 0,3-1%).

Амфибол относится к глиноземистому тремолиту, редко к тремо-литовой роговой обманке (по Leake, 1978) с примесями Сг_о7 до I мас.%. Основные вариации состава обусловлены ai„o- (0,1-9,4%), которые наиболее низки в тремалититах и силикатао-к&рбонатных породах. В зональности крупных ранних индивидов и развитии более поздних мелкоигольчатых генераций проявлена тенденция снижения содержаний ai20j (на 0,83-5 мас.%) и незначительно келезистости (на 0,3-1,3 ат.%).

Хромшпинелид не образует заметных скоплений в породах (<0,5%). Большая часть соответствует хромитам и Ug-Al хромитам сСг2о^ =43,8-62,8*, низкими концентрациями UnO, ZnO, KiO (в сумме <1 мас.%) и I'iOg (обычно 0,01-0,5 мас.%). Основные^ вариации обусловлены изоморфными замещениями по типу: '¿s ~ и А1«=Сг при низких концентрациях Е'е2о^(в основном 1-3 мас.%) и таким образам сопоставляются с хромшпинелидами альпинотипных гиперба-зитов (Павлов и др.,19бь). При зтам по соотношению магнезиально-сти и хромистости тренд составов усхэтвеемских хромшпинелидов располагается в области более высокой келезистости, чем таковой фанерозойских офиолитовых гарцбургитое. Характерная особенность минерала - невыдержанность состава и морфологии даже в пределах поля шлифа, что связано с типом парагенезиса: выдержанному составу энстатита и относительно невыдержанному оливина соответствуют такие же по вариациям изменения состава заключенных в них хромшпинелидов. "Губчатые" ксенаморфные выделения в тальке и хлорите отклоняются от основных трендов в область более низкой хромистости и магнезиальности. Кроме гомогенных выявлены зональные кристаллы с распространенной тенденцией резкого возрастания в кайме (5-50 мкм) концентраций А12°3 ' 1520 ' соответственно снижения Сг^О,, feO, что связывается с появлением в системе тремолита. Максимальные вариации составляют: ядро - Сг/Сг+А1=0,77, Mg/Mg+FfeO,^, кайма - 0,19 и 0,78 соответственно. Подобный тип зональности отмечается в хромшпинелидах альпинотгатных гарцбурги-тов ( sinton,I977; Лазько, 1984) и в псогрессивно-мзтаморфизо-: ванных серпентинитах (EvansII,rostJ975). Поздний и более низко-

температурный тип зональности в нашем случае связан с серпенти-низацией (увеличение концентраций Se^Q^ и замещение магнетитом).

Минеральные равновесия. В качестве критериев равновесия ранних ассоциаций кроме структурных признаков рассматривался характер распределения компонентов между минералами. Распределение i, ыежду оливином и хромшлинелидом в зависимости от хрсмистос-?и последнего для всех пород усхэтвеемского комплекса аппроксимируется линейной зависимость» близкой к изотерме 700°С (рис.3, ¿■„-aus, ¿\rost, 197 о). Средняя температура по другим геотермометрам ( ingi, I97c, iabries, 1979) составляет 660° (п=38, дисперсия = 45). Коэффициент распределения между оливином и орто-пироксеном в основном около I (0,91-1,19). Распределение этих же компонентов между оливином и амфиболом ранних генераций близко к линейкой зависимости с коэффициентом 0,49. Фактическое отсутствие клияопироксена и поправки на глинозешстость тремолита ( JexJcius, J9b3) и соотношение флюидного давления с литостатиче-ским (Маракушев, 296Ь) позволяет оценить условия равновесия для этой пары минералов как для верхов амфиболитовой фации (Т=720-770, Р<-9 кбар).

Все вышеизложенные данные, а также условия стабильности ассоциации талька с форстеритом (Маракушев, 1968, 1988) определяют равновесия минеральных ассоциаций усхэтвеемского комплекса при Т=600-770°С, Робя,с 9 кбар, которые близки условиям метаморфизма вмещающих пород пенкигнейской серии.

Глава 5. Сравнительная характеристика и петрогенезис усхэтвеемского комплекса '

.Анализ литературного материала показывает, что удлиненно-пластинчатые формы оливина реализуются при разнообразных геологических процессах: а)вулканических (коматииты), б) интрузивных (гарризитовые структуры алливалитов расслоенных плутонов), в) метаморфических ( jackstraw- структура метаморфизованных ультрама-фитов! Удлиненно-пластинчатые кристаллы оливина метаморфического генезиса описаны наряду с первичными в коматиитах (Oliver et ai.,1972) альпинотипных ультрамафитах (Trommsdori', Evaas, 1972; Snoke, Calk, 1978) докембрийских ультрабазитовых интрузиях (Uollerson et al.,I976;BakJs:, Cornelliusen ,1986), биметасома-тических зонах (Меляховецкий, 1983). Выводы из обзора этих работ

сводятся к следующему: I) структуры (джекстроу) с удлиненно-пластинчатыми оливинами обнаружены в разнообразных фсрмационнсх типах ультрамафитов; 2) не существует единой закономерности в положении этих структур в пределах ультрачафитозых тел; 3) полевые наблюдения в большинстве случаев фиксирует более позднее формирование этих структурных разностей, которое проявляется в пересечении и дезинтеграции элементов протострукгур (полосчатости, сланцеватости); 4) структуры образованы удлиненно-пластинчатыми, беспорядочно срастающимися (реже ориентированными) кристаллами оливина, расположенного в матрице из талька, тремолита, бедного примесями Са, А1,Сг ортопироксена (¿хлорит+каобонат * пентландит+хромшпинелид); 5) оливины содеркаг ориентированные включения матрицы, нескелетные, имеют необычное отрицательное удлинение, уплощены по (100). В отдельных случаях косвенными . данными выступает линзообразная форма ультрамафитовых тел в окружающей обстановке высоких ступеней: метаморфизма.

Усхэтвеемские ультрамафиты со сноповидной структурой полностью сопоставляются с даекстроу-структудаыы"типамии представляют собой продукты взаимодействия кислотных флюидов с твердыми массами гипербазитов. Необычные условия залегания изучаемых ультрамафитов согласуются с особенностью проявления гипербазитов в древних гранит о- гнейсовых складчатых областях и отражают их длительную тектоническую эволюцию в земной коре. Особенности вещественного состава усхэтвеемского комплекса позволяют определять его как дунит-гарцбургитовув ассоциацию, испытавшую метаморфизм (минеральные фации форстерит-тальковых, амфиболовых и шпинель-амфиболовых гипербазитов по А.А.Маракушеву) с основной тенденцией увеличения в системе отношений 51/Мй+Ре и контрастного перераспределения Са в объеме ультрамафитов.

Заключение

Основные результаты проведенных исследований:

1. Выделен доальбекий усхэтвеемский комплекс ультрамафитов, установлено его арэальное проявление в фодае многочисленных мелких тел, преимущественно конформно залегающих в кристаллических сланцах и амфиболитах раннего докембрия Эскимосского массива. Главное своеобразие изученных ультрамафитов заключается в развитии сноповидных структур.

2. Показано, что при средневзвешенном составе, отвечавшем

гаоцбургиту, в усхэтвеемском комплексе различаются ассоциации: а)метаортопироксенит-гарцбургитовая, б) треыолитовых ультрамафи-тоэ, в) силикатно-карбонатных пород. Они являются метаморфизо-ейннцми аналога!.)« оливин-ортопироксеновых (гарцбургитовых) и слини.н-клкнопироксеновых (жильных) серий альпинотипных гиперба-зитов. Предположительно выделяются фрагменты такситовой серии.

3. Показано, что наиболее ранние минеральные ассоциации ульт-сачгф.чтов локально уравновешены при Р-Т параметрах амфиболитовой фации. Прослежена эволюция состава минералов при последующих преобразованиях. Намечены главные тенденции изменения химического состава ультрамефитов б биметасоматических зонах контактов.

4. На основе собственных и литературных данных проведен сравнительной анализ конвергентных структур из разных генетических типов ультраыафитов, сформулированы критерии распознавания джек-строу-структур метамовфизованных ультрамафитов.

Работы, опубликованные по теме диссертации

1. В.¿.Белый, В.В.Акинин. Ультраосновные изверженные породы юккой части Чукотского полуострова (новые данные) //Офиолиты восточной окраины Азии //Тезисы докладов регионального совещания, Хабаровск: ИШГ, 19ьб, С.25-27.

2. Б.Белый, В.В.Акинин. Коматииты юго-востока Чукотского полуострова //Изв.АН СССР. Сер.геол., ГЭсй, №6. С.44-57.:.

3. В.В.Акинин. Петрографические структуры усхэтвеемских ультрамафитов (сравнительная характеристика и петрогенетическое значение) //Магматические и метаморфические комплексы Северо-Востока СССР и составление госгеолкарты-50 //Тезисы докладов Ш Регионального петрографического совещания по Северо-Востоку СССР. Магадан: СВКНИИ ДВО АН СССР, 198Ь. С.129-130.

4. Б.Ф.Белый, В.В.Акинин. Чукотский полуостров - новая провинция мезозойского ультраосновного магматизма на Северо-Востоке СССР //Магматические и метаморфические комплексы Северо-Востока СССР и составление госгеолкарты-50 //Тезисы докладов III Регионального петрографического совещания по Северо-Востоку СССР. Магадан: СВКНИИ ДВО АН СССР, 19ВЬ. С.26-27.

5. В.В.Акинин. К петрологии усхэтвеемского комплекса ультра-мафитов //Сборник трудов молодых ученых СВКНИИ. Магадан, СВКНШ ДВО АН СССР, 1990, в печати.

Примечание: £е/£е+М£ (ат.%) 2п - энстатит.

/л -С:-'', / ,(\

1см

Рие.1. Сноповидная и паналлотриомоофная структуры усхэтпе-емских метагарцбургитов.Ог.- оливин, En - знстатит. Та. - тальк.

*ч

soTo

£ч\

50 х*

\

\ Л /

в ß>a/

if; мяв,'

Ш ,

ар 'с

ю-

\

.1

о 2

*3

®4

\

\

\

as oi-ci7-OS 0.5-dial-02■ DJ-

Mg

Рис.2

Ca.

3 „ JChtb Рис.3

Рис.2. Диаграмма Si- щ - Ca(фрагмент) состава пород уехзт-веемского комплекса. Ассоциации: I - ыетаортопироксенит-гарцбур-гитовая, 2 - тремолитовые ультрамафиты, 3 - силикатно-карбонат-ныэ породы, 4 - ультрамафиты с тремолитом и знстатитом.

1г - состав тремолита, остальные знаки на рис Л.

Рис.3. Зависимость коэффициента распределения ie и Mg между оливином и хромипинелидом Ш„) от хромистосги последнего (YCr- Cr/Cr+Al+ie-? ). Заштриховано - дунит-гарцбургитовая ассоциация офиолитов Корякского нагорья (Дмктрешю и др.. 19В5), остальные знаки на рис.2. Изотермы по ( Evans, Frost,1975).