Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Гетрология мезозойского калиевого вулканизма Центрально-Алданского региона

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Гетрология мезозойского калиевого вулканизма Центрально-Алданского региона"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДВМ ПЕТРОГРАФИИ тв»АЛОГИИ И ГЕОХИ&И1

На прамк рцкомм

КАНУКОЗ Борис Юрьевич

удк бшлэ+»5г.11

ГШРОЛОГИЯ МЕЗОЗОЙСКОГО КА/МЕВОГО ВУ/КАЖЗМА ЦЕНТРАЛЬНО-АЛДАНСКОГО РЕГИОНА

Сгет^и/ыосп, 04.0008 • Петрография и ■ужаиогопт

Автореферат диссертации на соисиани* ученой стегынн кандидата геммлнштаралагичвеких нвун

Москва • 1942

Работа выполнена в Институте геологии рудных месторождения, петрографии, минералогии в геохимии РАН

Научны» руководитель; д-р г.-м. наук В.А. Кононова

Официальные оппоненты: д-р г.-м. наук С.Ы. Кравченко

Оппонирующая организация: Всесоюзный Институт минерального

на заседании спец; при Институте геологии рудных месторождения, петрографии, минералогии и геохимии РАН Адрес:I090I7 Ыоскпа, СтаромоиетшА пер, 36

С диссертацией мошю ознакомиться в библиотеке ИГЕИ РАН

Автореферат разослан ",2?>* 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета

канд. г.-м. наук А.Я. Кочетков

сырья (БИМС), г. Москва

Защита состоится

кянд. г.-м. наук

. [ С.В. Юдинцев

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Щелочные вулканиты калиевого ряда являются редкими магматическими образованиями. Их доля в составе магматических пород на планете, по данным различных исследователей, колеблется от первых десятых процента до первых процентов. Вместе с тем, их исследование является актуальным поскольку:

1) петро-геохимические индикаторные свойства калиевых щелочных пород отражают состояние и состав мантийных и хоровых частей литосферы Земли, а тага» определенные геоданакические рекиыы возникновения пород;

2) длительность и иногоэтапность формирования ассоциаций калиевых щелочных пород, которые нередко слагают сложные вулкьно-плутонические комплексы (ВПК), отрахавт различные стадии эволюции магматических систем.

3) полезные ископаемые (алмазы, золото, вермикулит, хрсмдиоп-сид, фарфоровое,сырье) нередко связаны с калиевыми щелочными породами.

В России порода такого типа наиболее вироко развиты на Центральном Алдане. Ыезозойский вулканизм в этом регионе почти на ЭО% представлен калиевыми щелочными породами. Их комплексное изучение позволяет проследить историю развития вулканизма в этой сложной геологической структуре. В свдзи с мелкокристаллическим сложением калиевых вулканитов, ранее проводившееся их изучение ¿ыло Фрагментарным. Введение в практику новых методов исследования (микрозондовый анализ и др.) позволило получить представительный объем фактического материала по этим объектам, что дает возмошость обсудить ряд фундаментальных проблем петрологии.

Цель и задачи исследования. Цель исслёдования заключалась а распифровке н реконструкции истории развития калиевого щелочного вулканизма в пределах Центрально-Алданского региона в мезозойское время.

Для достижения поставленной цели были проведены: - определение возраста главнейших типов вулканитов и изучение нх распределения в пределах Центральпо-Алдвнского региона;

- детвлыше петро-геохимические и минералого-петро графически; исследования проявлений лейцититового вулканизма и связанных ( ким д)'44юрв1гшштов;

- оценка влияния флюидного компонента калиевой щелочно! CHCT'íWü на процесс кристаллизации и на состав кристаллизующихся фаз;

- исследование основных путей эволюции лейцититового расплаве.

Фактическая основа и метода исследования. Первичные материалы были собраны ввтором за полевые сезоны 1989 и 1990 гг. I пределах Центрально-Алданского регионе, а также при оорэботк« коллекции каменного материала, люзезно предоставленной сотрудником Тимптоно-Учурской геолого-разведочной экспедиции ПГ( "Якутскгеология" В.И.Уг/говцы.

Лабораторные исследования пород включали: I) микроскопи-пическое изуче!ше шлифов (около 500 ит.); 2) определение содержаний петрогенных и малых елементов в 95 образцах классическим химическим анализом, рентгенофлюоресцентным, етомно-вО-сорбциошшм, инструменталпшм нейтроно-активационньш, количественным спектральным и радиометрическим метод8.\ш в ИГЕМ РАН я ВШИгеоинфэрмсистем, в 53 образцах пород и в 24 минералах определены содержания редкоземельных алементов (РЗЭ); 3) исследование состава породообразупяих и акцессорных минералов (218 анализов) на микрозонде us -Cameca" (ИГЕЫ РАН); 4) компьютерную обработку данных по программам "Puma", -Super IGPET" п "Minfile"; 5) определение К-Аг возраста пород по валовым .гробам и шномгоюралышм фракциям (34 анализа) в ИГШ РАН.

Научная новизна. В результате проведенных исследоваютЛ - уточнены л детализированы петрографэ-минералогические характеристики калиевых щелочных вулканических пород Ц.Алдана; составлен детальный геологический разрез вулканогенной толщи Пнокутского ВПК с выделением трех вулканогенных пачек: леШштитовой (меланократовой), меланофонолитовоЯ (мезократо-вой) и ФонолитовоЯ (лейкократоиой), каждая из которых обладает строго индивидуальным вещественным составом (минеральный пчрягенезис, нетро- и геохимия); определен к-Аг возраст глав-нййпшх разновидностей щелочных вулканитов, при этом отмечена роль постм-чгметических процессов, приводящих к удревнвнию

возраста пород.

- установлены важнейшие геохимические особенности пород семейства лейцититов Ц.Алдана, в том числе выявлены низкие содержания ЯЪ а Та, а также Т1, существенная обсгащенность пород легкими РЗЭ, высокие содержания литоЗильных элементов Ва н М>. Геохимические особе шюсти послужили основой Аля суждения об источнике вещества.

- впервые детально изучен состав породообразующих и акцессорных минералов из калиевых щелочных вулканитов Ц.Алдана, включая характер распределения РЗЭ (клинопироксен, апатит, гранат, флогопит, щелочной полевой шпат).

- определена существенная роль флшдного компонента калиевой щелочной системы как фактора, вызивапцего явление гетероморфизма пород. Для лейцититов выявлено существоваше гатаро»юрфных аналогов - "алданитов" (меланократовых клинопироксен калишпатовых вулканитов), не содержащих лейцита.

- установлены два тренда эволюции лейцититового расплава, конечными членами которых являлись щелочные трахиты, либо лей-цатовые фонолиты.

Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы при детальном геологическом кар-пгровании, а -также при поисковых работах на калиевое и глиноземистое сырье.

Основные защищаемые положения'

1. Установлено, что калиевый щелочной вулканизм в Центрально-Алданском регионе носил пульсационный характер и проявлялся на интервале 160-100 млн. лет (поздняя юра - ранний мел), при этом пики его наибольшей активности и масштабности излияний имели место в центральном районе, в узких временных интервалах 155-148 млн.лет и 141-137 млн. лот (лавовые потоки, туфолавы, игнимбриты). В западном рьйоне интенсивность вулканизма была менее значительной (дайки) и имела место на интервале 128-124 млн. лет.

2. Показано, что расплав лейцититового состава является генетически спшстоятелышм и не может рассматриваться в качес-

тве производного продукта более глубинного лампроитового расплава.

3. Установлено, что калиевые щелочные вулканиты Центрального Алдана являются продуктами двух главных трендов эволюции исходного расплава, по составу отвечающего лейцититу. Для одного тренда характерно пространственное и временное сочетание ассоциации лейцитит - щелочной трахит (Томмотский ВПК, 155-148 млн.лет), для другого тренда типично сочетание ассоциации лейцитит - лейцитовый фонолит (Якокутский ВПК, 141-137 млн.лет), при этом для каждого тренда характерно закономерное изменение химизма пород и минералов.

4. Флюидный компонент (Ня о, Р, С1) в калиевой щелочной системе является активным агентом, оказиващим существенное влияние на характер распределения РЗЭ в минералах, многообразие калиевых щелочных вулканитов, а также пути эволюции калиевого расплава.

Апробация работы. Результаты работы докладывались но заседании лаборатории, секции ученого совета ИГЕЫ РАН, Всесоюзной семинаре по геохимии магматических пород (ГЕОХИ 1991 г.).

Публикация. Содераание диссертации излоеэно в 3 печатных работах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав п заключения, излокенных на О страницах, включает в себя 19 таблиц, 24 рисунка и список литературы из 90 наименований.

Работа выполнена в ИГШ РАН в" соответствии с планом НИР по теме "Петрология калиевых магматических систем и их шнерагешпескоя специализация (советско-германское сотрудничество)" под руководством доктора геолого-минералогнческих наук В.А.Кононовой. Полевые исследования проводились на Центральном Алдане в течение двух'лот совместно с В.А.Первовым и Н.В.Еремеевш. В процессе работы над диссертацией автор неоднократно обсувдял различные ее аспекты с Р.Н.Яшиной, В.А.Первовым, И.Л.Махоткгашм, Н.В.Еремеевым, С.М.Кравченко, А.Я.Кочетковым и геологом Тимптоно-Учурской геолого-разведоч-8ксп0дицкй ИГО "Якутскгеология" В.И.Уютовым. Большой объем

аналитических исследований минералов н пород шполиоа Т.И.Головановой, Ы.И.Аракелтщ, А.Л.Керзнным, В.И.Дршпошим, С.И.Вронской, О.Г.Унановой, Л.Ф.Кврташовой, Т.П.СмирноьоЯ, С.А.Горбачевой, Т.И.Марченко. Автор выражает псем им глубокую и искрениюа благодарность.

I. КАЛИЕВЫЙ ВУЛКАНИЗМ И ЕГО МЕСТО В ЫЕ3030ЯСК0Й ИСТОРИИ

АЛДАНСКОГО ЩИТА

Центрально-Алданский блок располовэн на северном склоне Чаро-Адцанской глыбы, на стыке более келких Олекмо-Алданской и Нигашро-Суннагинской" глыб. "Центрально-А-ядан::кий магматический ко14Плекс" - так назвал эту структуру С.А. Билибин еще в 1941 году. Позднее она получила икрокув известность такке по работам Т.В.Вилиб'иноЯ, Е.В.Свешниковой, А.Я.Кочеткова, С.Ы.Нрав-чогаю, Е.П.Максимова, Н.В.Владыкина, И.П.Орловой, Н.В.Еремеева, И.Л.Махоткина а других исследователей. Начало мезозойской тектоно-машатической активизации отделено от докембрийскнх тектонических процессов, проявившийся на этоЯ территории, периодам относительного покоя. Мезозойский калиевый щелочной вулканизм в пределах Ц.Алдана имел не сто на гатервале I60-100 млн.лат (поздняя юра - ранний мел). Вулканическая деятельность з пределах центрального района Ц.Алдана была гораздо более интенсивной, чем в пределах западного района (Верхне-Ампшский район). Так, на ранних временных этапах указанного интервала (153-148 н 141-137 шн.дет), в центральном районе происходило формирование слотшх вулкано-плутоннческих кошхлексов. При этом вулканиты представлены, главным образом, обширными лавовыми покровами, туфолавали а ¡тшыбритами. В пределах западного района Центрального блока проявления Калиевого щелочного вулканизма носили край« локальный характер (Дгангалахский штлвкс) и представлены рядом маломовщых давя лейцнтитового состава, образовавшихся на этапе 120-124 шт.лет. Характер вулканизма был явно пульсационным, при этом его активность и масштабы излияний со временем существенно умопьяплись (рис.1).

Рис Л

1 I 3опоф*чи G3 ц&трантшpvúcu

ßotu, mfpOAat*!, шииггфип»!

КЮ НО (20 110 КО ISO ISO K-Ar йоърас/n (нли. лет)

Рис.2

Сводный гсологачесгшй разрез вулканогенной толща ílKcsjTtsíoro ВПК

ol_"L«l«l_ L0LOLoLO •t• L • L

F F

фоxtmfw

4î» тлг&ЬргтсоьФ «i мвглмофоиотты

ту фолом

флогепетссыэ

J О {_ О j

фгюгсгмтсаь*з

ЕЕ] Ш

OfV&*<C&SpWí8ü$Zi

влдэмьггъ! 9T¥Çt»1

Г T в T I ПС<ЮДОЛ0^9ГГ(Ж«1

i___Il

^фоюлмтм

I o o o I теявдэre£i£tTC3wa I_¡фемо/мш

• 9 • I ЮЫТГТ*

V 0 ^ 1 грахмфонс mm гахпроыты

-) -

2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ВУЛКАНОГЕННЫХ ТОЛЩ ТОЫШГСКОГО И ЯКОКУТСКОГО ВУЛКАНО-ПЛУТОЦИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Томмотский и ЯкокутскиЯ ВПК характеризуется н&ибольшш разнообразием извврхешшх пород калиевого щелочного ряда и в этом отношении являются представительными обтектами для центрального района Ц.Алданао

Тошютскиа ВПК расположен в центральной части Нимгернан-ского горста, в плане имеет округлую форму, площадью около 30 км*. Вулканогенная толща занимает более полсвизш площади комплекса. В разрезе толща имеет двухчленное строение. Нижняя (меланократовая) пачка, мощностью 80-100 м, представлена лавами и кластолаьами алданитоа - клшюпироксен-щело'шо-полевошпатоьых пород (гетеромор&ше аналоги лейцититов), в такке лавовой толщей нльбитизированных атш'йцититов. Верхняя (лейкократовая) пвчка представлена завами и кластола-вами щелочных трахитоь (90-110 м), а также игнимбритами щелочных трахитов (60-70 м).

Среди субвулкагаческих образований моюю выделить дайки эгшлейцитовых тефритов н эпилейцититов, мошгастью 10-25 ы, секущие щелочнотрахмтовую толщу.

К-аг возраст формирования вулканогенной толщи комплекса (I53-I48 млн.лет).

ЛгшкутскиО ВПК, приурочен к подвижной зоне разломов на стыке относительно опущенного Вархнеякокутского грабена и приподнятого Нимгерканского горста. Комплекс ишет в плане форму эллипса, вытянутого на восток-северо-восток; его площадь около 28 км" . Вулканогенная толща занимает 2/3 площади ВПК и сохранилась в основном по перидерм и лить местами в центральной части. В разрезе толща имеет трехчленное строение (рис.2). Цикняя (меланократовая) пачка. Лавовые покровы алданитов, мощностью 60-70 м, слагают низы нижней пачки. Выше по разрезу ал-дшшты постепенно сменяются эпилейцититами. В верхней части никной пачки эпилейцититы чередуются в разрезе с лашгроитовнми породами, которне прорывают их в видо силлоп различной мощности. Видимая мощность эилойцититовой толщи 80-120 м. В центральной части комплексе верхи нижней пачки представлены мощ-

ныли (до 50 м) коренными выходами туфолав опилейцититов. Средняя (м<)Зократовая) пачка представлена лавовыми покровами оиэтит-эпилейцитовых меланофонолитов мощностью 80-100 м. Верхняя (лейкократовая) пачка представлена лавами и кластола-ввми псевдолейцитовых фонолитов. Линзы биотит-эпилейцитовых меланофонолитов нередко встречаются в низах верхней пачки. В клвстолавах фиксируется большое (до 40%) содержание мелких (до 10 см) обломков нижележащих вулканитов. Мощность верхней пачки 200-250 метров.

Среди субвулканических образований можно выделить дайки трехифонолитов, минетт, псевдолейцитовых фонолитов и эгирин-псевдолейцитовых фонолитов. Мощности даек первых трех типов на превышают 10-15 м, в то время как мощность даек эгирин-псевдо-лейнитовых фонолитов может достигать 50-60 м.

к-Аг возраст Формирования вулканогенной толщи комплекса (I4I-I37 млн.лет).

3. ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА КАЛИЕВЫХ ВУЛКАНИТОВ НЕЙТРАЛЫ Ю-АЛДАНСКОГО РЕГИОНА

ЭпшгеАцятнта - наиболее широко распространенная разность мелачократовых вулканитов встречаются в виде лав, туфолав, и лаек. Структура пород непостоянна: порфировая, сериально-порфировая, венцовая, оцеляровая. Минеральный состав пород: Ъп'-30%, срх(салит-авгит)-35%, Phi до 1035, 01 до 10%. Главный лей-кокрттовыЯ вкрапленник - лейцит, впоследствии замещенный эпи-лейцитом, а также альбит-ортоклазовыми псевдоморфозами. Внутривидовые разновидности пород выделяются по соотношению темноцветных: флогопитовые, оливинсодержащие, эгирин-флогопитовые эпилейцититн. Оливин встречается большей частью в виде псевдоморфоз, выполнение зелено-бурым флогопитом и тремолитом. В мтшюйпипгтовых породах западного района оливин сохранился как в виде собственных вкрапленников, так и в виде микрообломков в клинопироксене. В минерале обнаружены единичные микровключения тонкоигольчатого апатита. Ортоклазовый мезостазис содержит большое количество магнетита. Туфолавы эгшлейцититов имеют массивную текстуру, местами расслоенность. Выделяются лейко-

кратовые мелкозернистые и меланократовые крупнозернистые про слои, мощностью от нескольких миллиметров до Я-3 см. При »том отмечается синхронное увеличение или уменьшение мощностей м«-ланократового и лейкократового прослоев. В ту!олавах нвОладя-лось большое количество крупных (до 50 см в диаметре) скругли обломков фло гагатовых ШОШШНИТОВ.

Эпилейцитовые тефраты образуют лайковые тела. Структура пород порфировая с элементами сериальнопорСировой. В мелкозернистой ортоклаз-альбитовой основной массе широко присутствуют лейсты плагиоклаза (андезина). В целом минеральный состав пород схок с эпилейцититоми.

Алданити - меланократовые клиногшроксен-щелочнопол&вожпа-товые вулканиты встречается в ассоциации с злилейцититами. Это породы зеленого и темио-зел&ного цвета, массивной текстуры. Окй образуют лавовые потоки. При этом лэкы (могут фацнально переходить в кластолавы. Ранее эти породы Сылк: описаны как "ор-токлазовыо базальты" (С.М. Кравченко, 1969, 1972. I9V6), что строго говоря не совсем адекватно отражает и ¡с минеральный парагенезис, т.к. плагиоклаза, свойственного Сазальтоидным породам, в mix не наблюдается. Однако, данный вид вулканитов пет-ро- и геохимически схов с эпилейцититами (рис.3). Учитывая отсутствие в номенклатуре.калиевых щелочных вулканитов основной группы названия для клинопироксен-щелочноползвошпатовых пород (рис.4), автор рекомендует использовать термин "алдянит", который не содержит в себе спо1ДО1шш минерального состава, чем положительно отличается от предыдущего названий этой породи, кроме того он содержит в себе информацию о районе проявления этого вида вулканитов. Минеральный состав пород: Срх(салит)-40$, 01 до 10*, (0аг(андрадит-гроссуляр)-1&$). Флогопит образует псевдоморфозы по вкраллегашкам оливина. Гранатсодерхпщив разности алданитов встречаются чрезвычайно редко, исключительно в виде обломков (до б см в диаметре) в кластолаве щелочного трахита (Томмотский. ВПК). Основная масса внполюна лойстпми ортоклаза, в ней гнездообразно распределены выделения мпгнети-тп. Структура породы порфировая.

Среднее содержание Sio^ в породах семейотпя лейцититов (гнилейцититн и ппилейцитовнв тефриты), а также в ялдшгитах составляет 43 мчс.1- (рио.З). Сумма щелочей (к,o+N^o) вярь

| СЕМЕЙСТВО ЛЕИ^ИИТОЭ]

| )гмлай*лит I Т»фрИГ |алданкт

ЧОз &0в Ь324 »2.49 6Ш

ТО] ОМ 1« 1»! й74

А»20, ПМ И2Э В 60 . ПО

Г«0' ел се ем вав

а 1т СО ап 050

МдО Ю«7 &ДЗ ЬЗЭ «хво

СаО 7.0 аэ4 Ш 7X5

N■20 гл* з«г а &м

Као ев4 ыт БС9 &33

оео 0Г8 она 087

Сум» сш ЮС СО юасэ со со

Рйс.З (ЫГ-ЗД+ГпО» )

Химический состав город семейства лейцититов Сумма окислов приведена к 100 мас.$

Порога / Мвдарал СИ и П 14р а

Лс^етет ♦ - - -

Т«&отсзыв мвшгтат ♦ + > ♦ - -

ввмаютсяиЯ мйщгпп ♦ + * « ♦ - -

Лгвшгаеыа ♦ 4 ♦ - <10С1 -

ЛеОшПфиЛ бляитт ♦ - >ю» -

ЛгвшггамЯ фамаяэт - - ♦

^»Дэмшп ■ ■'/.!'/: - V. *'. + - - + -

Рпг.4 Минеральный состав калиевых щелочных вулквнитон (по материалам Международной Подкомиссии по систематике извертенных пород, 1991)

ирует от б до II мас.З. иагнвзиалыюсть (mg*) пород колеблется от 72 до 45. В вулканитах семейства лейцититов западного района наблидаются повышенные, по сравнению с породами центрального района, содераания А1д0а, Р,оа, а танка Ll,Rb,Zr,Kb, соп-ровоадаеше потс.онныьш содераанияш! (ов +РеО], а такие элементов группы аелеза - Hl,Co,Cr,Y, наряду с падение« концентраций Y. Характер рспределения и концентрации РЗЭ в алдакитпх а вулканитах семейства лейцититов очень схокн.

Ш0ТНТ-5ПШ!8й1Е1Т0Е!ла шланофояаягт п шшетты. Эти два вида вулканитов обычно встречаются в совместном залегании и нередко переходят друг в друга через промежуточные разновидности. Еиотит-эпилейцитовые «еланофснолиты образуют как лаво-тэ потоки так и дайковые тела, в то время как «инетты - только лайковые тела. Одним из диагностических различий ыенду Окошт-этшйцитовши меланофонолитвми и млнеттами является тот факт, что в последних зпилейцит присутствует в существенно ыеньших количествах (до.ЮТ) в виде мелких (до 0,5 мм) отдельных агрегатов, в то время как в биотит-эгашйцитовых ыелано-фонолитах его доля в породе весьна существенна (до 60S). Ссрма псевдоморфоз по лейциту бывает но только иэзиетричной, но и чечевицеобразной. Шшеральшй состав пород: Lo' до 60*. Срж до 103, Phi до 20«.

Формальные пэтро- и геохимические признаки совместного выделения этих разновидностей вулка!Штов следупдие: содернание Si03 (47-53 мас.З); (K^OfHa^Ol выше 10 мае.?, при этом величн-на Кг0/?1аг0 больше 2,5 повышенное содерганме литофшьных элементов Ба (5000-7000 Г/т). Sr (1000-1500 Г/т), Rb (250-400 г/т); повышенная концентрация Y (35-140 г/т). Величина (nvg*) колеблется от 67 до 42. Содержание РЗЭ в наиболее примитивных глтаеттаж d два раза вше, чем в Оиотпт-эпилейцитовых меланофо-нолитах.

Псовдолайцптсша п огпртот-псавдагайцнтоше фоподата формирует лавовые потоки п дайковые тела. Лавовые феции пород хв-ракторизувтея кражей неоднородностью структуры. Лавы псевдо-лейцитовых фоноллтоп могут фациальпо переходить в лавобрекчии п клаотолэвн. Цвет псевдолейцитовнх фонолитоп серый, а разностей о ягкрином зелент/й. Минеральный состав пород: Г-о'-РП?,

- in -

or-25%, Ср*(8гирю1)-5». Основная масса выполнена мелкозернистым калиевым полевым шпатом.

Трахнфонолнти. Данный вид вулканитов является промонуточ-ной разновидностью между собственно исевдолейцитоьыми фоноли-тами и щелочными трахитами, сочетая в себе минеральные параге-незисы крайних членов. Трвхифонолиты образуют дайковые тела. Пьет пород черный. Структура порфировая. Минеральный состав: Ьо'-15-20%, Срх(салит)-15-20%, Ог-20%, Оаг(иерломит)-ЮХ, Amph (зктинолитоная роговая обманка)-5%, Sph-IOS. Основная нассв выполнена хаотично ориентированными в пространство микролита?® ортоклаза и но<1»лина. В ней пшздообразно распределен титаио-ыагнетит.

Среднее содержание S10J как в псевдолейцитовых '¡юиоттог., так и в трахифонолитах (55-57 мас.%), при суммарной щелочности (К^снНа^о) (14-17 мае.%). Эти породы представляют наиболее дифференцированные разности вулканитов в пределах Ц.Алдана (mg•)=20-7. Распределение 8г в вулка1штах очень контрастное, отмечены содержания 290 г/т, наряду с 1980 г/т. В эгирин-псев-долейцитовых фонолитах содержать легких РЗЭ в 2,5 раза выше, чем в псевдолейцитовых фонолитах. Распределение РЗЭ в трахифонолитах очень схоге с аналогичным в псевдолейцитовых фонолитах

Шэяочгйз/з трахиты представлены несколькими фациалышм разновидностями: львами, дайками и игнимбритами. Цвет пород серый до черного. Текстура флюидальная, облутк стокловатый. Лавы и лайки Е1олоч!шх трахитов обладают сфяролитовой структурой, о игшшбриты - структурой фьякмо. Минеральный состав лав щелоч-тк трахитов: Срх(свлит)-20%, №1-85, оаг(андрадит-гроссуляр)-Ъ-Ш. Минеральный состав игнимбритов щелочных трахитов: Cpz(салит)-25£, San-252. При этом содержание тонкодпсперсного магнетита в ортоклазовой основной массе лгнимбрита существенно оольгае, чем в лаве.

Содержание Si02 в щелочных трахитах довольно устойчиво и п среднем составляет 58-60 мае.% (рис.5). Величина отношение Кгл/цд^о в породах около 2. Величина (mg') варьирует от 36 до 21. В лапах щелочных трахитов содержание Ро20ш несколько пре-о^лялрят над содержанием FeO, а в игнимбритах щелочных трахи-тлп - няо'^рот. Содержания РЪ и Zr в лавах выше аналогичных в

ЩЕЛОЧНОЙ ТРАХИТ

----к—

ЛАВА | j И>ММ5РИТ

tJOj 6933 east

ТЮЗ 0.S9 0.47

А120З !7ЛЗ rrz 9

FeO' S.07 4.СЭ

МпО 003 0.»

Ц)0 t61 ttr

СгО 3.23 2.20

tojO 8.09 6.03

KjO r.a 7.85

PjOj 029 025

Cyvraa 130 00 too.00

Plic. 5 (FeO'-FeO+FejOj)

Химический состав левы и игнимбрита щелочного трахита (Томмотский В1Ж) Суммя окислов приведена к 100 мас.%

Риг:.б Дипграмма иллюстрирующая направленность трендов эволюции для лпмпроитопого и лейиититового расплавов.

Ш'нимбритак. Характер распределения РЗЭ в лавах п цгшл^Орлтах щелочных трахитов очень скок. Однако, по сравнению с лаваш п игнимбритах наблюдается пошгаонио содержаний сраднаг РЗЭ.

4. СОСТАВ ПОРОДООБРАЗУЮЩИХ И АКЦЕССОРНЫХ ШОЕЕРШВ 1ШШЕШ ' ЩЕЛОЧНЫХ ВУЛКАНИТОВ

ЮЕшошроксэн в вулканогенных породах по составу разделяется на два вида: с преобладающей ролью Оа- и Ка- состашшсдоИ соответственно. Са-клшогшроксены предстевлйзт рад салит-авгит, 1!а-кл;шопироксе1ш - агирин. Для са-клшюпирэксвнов ез вулканитов семейства лейцититов Ц.Алданского региона определяющей величиной 'И/А! отношения является 0,20 - 0,10, что насколько выше аналогичной в клиногвфохсенах кз дайциютовых пород Италии (Сипйаг!, 1976). Встреченные в Бпилейцититах редкие крупные зерна диопсидз являются ксоно;<риста\ш, т.н. находятся в явном неравновесии с породой. Дкопсид преобладает в болэе-ыагнвэкальных ла:.шроитових породах (И.Л. Махотшш, 1991), Длй клннопироксэна из вулкьнктов западного района хара;сторш более высокие содержания А1г оа, по сравнению с 1.ааюрало;л кз пород центрального районе.

Эгирин встречается исключительно в воде мэлкне игольчатые кристаллов в ортоклаззво;- мэзостазисе псовдолэАцптовых фэно-тл-тов, а такие в эгирин-флогопитовых 8тишИцзглта2, при атш состав минерала не изменяется.

Слада представлена несколькими морфологические тганш выделения: вкрапленники, мнкрокристелпи в основной массо, а также псевдоморфозы по тешюцвзткым шарадам и шкропрохашщ в породах. Большинство исследованных слэд по составу относятся к флогопиту, а незначительая часть к магнезиальному биотиту. Состав вкрагтлэшгков флогопита из вулканитов западного район« отличает повышенное, по сравнению с шнералон из пород центрального района, содэр:*.ание А1гОа. Выделены две разновидности минерала: низкотитанистая (псевдоморфозы по темноцветным минора л чм, микрокристаллы в основной массе и мнкропрокилки в породе ) и высокотитанистая (собственна вкрапленники минерала).

Оливин бил встречен в виде самостоятельных вндедрниЯ ми-

дарэла только в породах семейства лейцититов западного района Ц.Алдана. Содержяние MgO в минерале 35,78 - 39,51 млс.Ж, при этом содержание FeO варьирует от 20,76 до 25,79 мвс.%. Содер-яание СаО 0,19-0,30 масЛ.

Псевдоморфозы по лейциту продстовлонн несколькими разновидностями: эпилейцитом, псевдолейцитом, а также ортоклаз-альбитовыми агрегатами. Наибольшим разнообразием минерального состава характеризуются псевдолейцитовые агрегата. В них обнаружены: эгирин, ортоклаз, нефелин, содалит. Установлено, что эгшлейцит (калишпат+слпда) характерен, главным образом, для наименее дифференцированных разностей вулканитов (mg'=70-43), в то время как конечные продукты эволюции калиевого щелочного расплава (фонолиты, mg'= 7) содержат псевдолей!шт.

ПолевоЗ епят в породах присутствует в виде двух щелочных разновидностей: натриовой - альбит и кал тевой - ортоклаз, санидин. Альбит в большей степени свойственен измененным разностям вулканитов, в которых он развивается по ортоклазовой основной массе при позднемагматической альбитизации пород. Ортоклаз, слагающий основную массу во всех вулканитах, характеризуется постоянным составом. В минерале из пород Томмотского ВПК отмечены повышенные содержания ВяО. Средний плагиоклаз андезин (Ап]|3_41) содержит Sr (0,58 мас.%), по-видимому, изоморфно зпмощпщиЯ Са.

Гранат, по составу отвечающий ряду авдрадит - гроссуляр, был встречен в гранчтеодержащих элданитах и лавах щелочных трахитов. Доля тЮ2 в минерале до I мае.Ж. Шерломит был обнп-руяен в трахифонолитах. Содержание Т102 в минерале более 9 мас.%.

Апатит обнаружен во всех разновидностях вулканогенных пород. По составу минерал относится к группе фтор-апатита с содержанием Sro до I мае Л.

Сфан встречается довольно редко в вулканогенных породах. Выделения минерала были обнаружены только в трахифонолитах. В минерале содержатся незначительные примеси Feo (2,20 мае,Ж) и AljO, (1,15 М8С.&).

fo-ti окисше кянералы. Абсолютное большинство исследованных минералов из вулканитов Ц.Алдана по составу относится к магнетиту. В трахифонолитах был обнаружен титано-мпгнетит. До-

ля ИОг- составляющая в минерале 9,42 мас%.

6. ОБ ИСТОЧНИКЕ ВЕЩЕСТВА КАЛИЕВЫХ ЩЕЛОЧНЫХ ВУЛКАНИТОВ Ц.АЛДАЩ

Петро- и геохимический состав вулканогенных пород Ц.Алданского региона, особенно наиболее примитивных разностей, является своего рода "визитной карточкой" всей щелочной провинции. Кавдая из главнейших разновидностей вулканогешшх пород, выделенных в регионе, при наличии общих для провинции геохимических характеристик, обладает характерными особенностями состава.

Породы семейства лейцититов и лампроиты Якокутского ВПК, имели различные источники вещества. Об атом говорят полученные автором данные изотопного анализа апатита из шшлейцититов (8г"/,3г''0= 0,706811) и опубликованные данные но изотопному составу клинопи|юксена из ламнроитов (8г"?8гво= 0,70563+5; 8г"?8г"0 = 0,70574+8) (И.Л. Махоткин, 1992). Величины Бг'^г6" отношения для каждого вида пород находятся вне предела точности определения анализа. Т.к., содержания иь в апатите и шыно-иироксене ничтожно малы, то величины значений Бг'^йг"'1 в этих минералах могут характеризовать аналогичные в источниках. На диаграмме 1Ш0о - те" (рг.с.б) отчетливо фиксируются две самостоятельные линии трендов эволюции для каждого вида пород. Таким образом, расплав лойцититового состава является генетически самостоятелышм и не шкет рассматриваться в качестве производного продукта более глубинного лампроитового расплава.

Существенные петро- и геохимические различия меаду породами семейства лейцититов центрального и западного районов Ц.Алдана, как то: относительно повышенные содержания в породах западного района А1г0ш, Р,Оз, 2г, иь, Та, сопровождаемые пони' кеинчми содержаниями [оз Н'во], а также N1, Со, Сг, V позволяют предположить, что исходные расплавы для этих пород в пределах единого Ц.Алданского блока образовывались из различных источников.

Породы семейства лейцититов П.Алданского региона обнару-»инают определенное петро-геохимическое сходство с калиевыми 1Ч«!1"'пшми вулканитами Италии (Сит1аг1, 1974,Г^'Г),Т979), Иго-

славии (В.А. Кононова и др., 1987) и, особенно, Индонезии (о.Бату) (Stolz et al, 1988). В нормированных к 1фимитивной мантии спектрах распределения элементов в породах этих трех регионов, наряду с Nb-Ta минимумом присутствует менее значимый Ti-минимум, причем Nb-Ta минимум в породах Ц.Алдана самый низкий из всех известных в мире проявлений лейцититового вулканизма. Наряду с относительно обедненнми Nb,Ta,Tl лейцититами, в миро известны разновидности калиевых щелочных эФ1)узивов о повышенными содержаниями этих элементов (Западный рифт, Африка).

Существенные различия как в минеральном так и в химическом составе минетт и биотит-эпилейцитовых моланофонолитов с ггородшш семейству лойцититов, не позволяют их рассматривать в качестве промежуточных продуктов дифференциации лейцититового расплава. Низкая магнезиальность пород, сопровождаемая повышенными (иногда аномально высокими) содержаниями литофильных элементов (Вя, Sr, Hb), а также Y, дает основания предполо-этгь, что минотта-моланофонолитовый расплав представляет собой обособленную разновидность высококалиевого расплава, генериру-ящогося, по-видимому, в условиях земной коры.

ß. ЭВОЛИЦИЯ КАЛИЕВОГО ЩЕЛОЧНОГО ВУЛКАНИЗМА В ПРОСТРАНСТВЕ И

ВРЕМЕНИ

В пределах центрального района Ц.Алдана породы семейства лейнититов находятся в тесном временном и пространственном сочетании с щелочными трахитами, а также с фонолитами. На основе анализа выявленных закономерностей изменения петро-геохимичос-кого и минерального состава пород при переходе от примитивных разностей (эпилейцититов, эпилейцитовых тефритов и алдянитов). к более дифференцированным, автором выделяются два тренда эволюции исходного лейцититового расплава. Тренд: лейцитит - щелочной трахит характерен для Томмотского ВПК (151-148 млн. лет), а тренд лейцитит - лейцитовый Фонолит характерен для Якокутского ВПК (Г41-137 млн.лет)

Направление эволюции калиевого расплава задается, главным образом, степенью его флщдонаснщпнности. Лонное заключение ранее высказывалось А.СшкЬчН (1979); w.s. НоЫгЫяе (19Я1):

А.К.Ferguson (1982)j I.A. Nicholls, D.J. Whitford (1983). a танки целим рядом других исследователей, изучавших вопросы нетрогенезиса калиевых щелочных пород в различных регионах ш-ра. Для вулканитов центрального района Ц.Алдана, тренд эволюции лейцититового расплава, направленный в сторону слабого повышения содержании К,о в конечных дифференциатах (щ.трахитах), определяется условиями относительно повышенного содержания флюидного компонента в этом расплаве. Тренд, направленный в сторону резкого повышения содержания К^О в конечных дифференциалах (фонолитах) определяется условиями относительно пониженного содержания флюидного компонента в расплаве. Резкое повышение содержания као в диф1оренциатах лейцититового расплава происходит«за счет кристаллизации из расплава лейцита - основного концентратора калия. При этом кристаллы лейцита не осаждаются, а напротив - всплывают в расплаве, в силу меньшей плотности минерала по сравнению с расплавом (рис.7).

7. РОЛЬ &ЯШДН0Г0 КОМПОНЕНТА В КАЛИЕВОЙ ЩЕЛОЧНОЙ СИСТЕМЕ

Как известно из экспериментальных работ Sohalrer, 1950; Hamilton, MaoKenzie, 1965; Могае, 1969; Taylor, HaoKenzie, 1975, лейцит довольно чутко реагирует на долю летучих компонентов (HjO) в расплаве, из которого он кристаллизуется, и при ее увеличении вероятность кристаллизации минерала резко снижается, вплоть до полного исчезновения. Таким образом, изменение содержания 1^0 в расплава по составу отвечающему лейцититу монет обусловить образование как безлейцитовых разностей ¡*М>узи-вов (алданиты), так и лейцитсодеркащих (лейциткты) (рис.8).

Лавы и игнимбриты щелочных трахитов на фоне довольно схожего нетрохимич еокого состава обладают различными минеральными парагенезисами. Лавн: Gpx-Phl-Oar; игнимбриты: opx-San. Для объяснения фазового перехода была предложена реакция:

Ano 4 Andr I 3 BiOI= 3 Hed + San 4 Mag 4 11^0 4- 1/6 0r ряиплав

Дин оценки активностей компонентов в фазах пили приняты

Плотяасть

VbO!

3. S -

i i i i t

1 « S a le tOap

Да&леиие

Рис.? Соотношение плотностей фонолитозого расплава и дейшта Ефл различных давлениях (компьютерный расчет по Lange, 1990) Рис.8 Фазовая диаграша системы Еефелш-кальсалит-SiO^

A. пра давлешш'1 ата "сухая система" (Schairer, 1Э50); Б. пра давления I кбар (Н,0) (Hamilton, HacSenzie, 1965);

B. пра давлении 2 кбар (3,0) (Taylor, MacKenzle, 1975); Г. пра давлении 5 кбар (Н^о) (Иогзв, 1969);

(1,2) алдашгга; I. Якокутского ВПК; 2. Томмотского ВПК; (3) - эпалвйцитнты

i

го

- . . - - - - J^J

I

сле душив допущения: ). )* )*

Так как,санидин и магнетит почти лишены примесей, то активности этих минералов были условно приняты единичными. Активность ЗЮ2 принималась в интервале 0,3-0,5 (И.Д. Рябчиков , 1969). Нижний предел давления Н50 в респлаве был принят как 100 бар. Верхний предел был выбран исходя кз того, что давление воды в системе не мокэт превышать общее флюидное, а то в свой очередь общее лмтостатическое. Таким образом, в качестве верхнего предел.! оило выбрано общее литостагаческое давление. Активность кислорода оценивалась следующим образом: в лаве щелочного трахита сосуществует флогопит, калиыпат и магнетит, что является буферной минеральной ассоциацией для кислорода при фиксированных значениях летучести воды. Летучесть кислорода была оценена но данным Г.П. Эйгстера (1961) с учетом реальных составов минералов, при этом рассчитанная величина /(0г)з -12, что близко к значениям огы- буфера при температурах около 1000°С (близких к ликвидусным температурам таких расплавов). Оценка константы реакции производилась на компьютере по прэградаа Хел^гесона с учетом поправок на наедшшчность значений активностей компонентов.

Проведенные расчеты показали, что гранатсодержащио пара-генезисы в калиовых щелочных породах могли генерироваться пра температурах 900°- 1(300° С при высокой активности кислорода в повышенном давлении фливдшх компонентов расплава. Наиболее благоприятными для их развития являются магмы понизившей крек-нвкислотности. Действительно, гранат.в гранатсодерхздих азда-ir.iiах (БЮ^ = 52,1 мае.%), судя по отсутствию реакционных каем, вероятно, находился в равновесных условиях с расплавом. В то время как, минерал из лав щелочных трахитов .(81 о,« Б8,3 мае.Ж) имеет следы реакционного взаимодействия с расплавом. Анионная группа в состава Флогопите наряду с Нго, может содержать У и 01, таким образок, эти элементы, по-видимому, такке когут входить в состав фяшдного компонента в расплаве.

Ипшмбриты щелочных трахитой являются породами,, образование которые могло происходить из щелочнотрахитовего расплава в условиях понижения литостатического давления (глубины Армирования) или''и понижения содержания флюидного компонента в расплаве. т.р.. открытия «тематической камеры. По-видимому, именно'

этим можно объяснить взрывной характер вулканизма Томштского ВПК.

Следует отметить, что дашше расчеты носят ориентировочный характер, и значения констант могут несколько измениться, например, при выборе других величин активностей. Однако, они, вероятно, правильно отражают основные тенденции.

Рассчитанны коэффициенты распределения РЗЭ в минералах из щелочных трахитов различной фациальной принадлежности, путем нормирования содержания соответствующего элемента в минерале на аналогичную в основной массе. Состав ортоклазовой основной массы в лавах и игнимбритах щелочных трахитов практически одинаков, таким образом полученные величины К| РЗЭ позволяют охарактеризовать особенности накопления РЗЭ в минералах в зависимости от различных физико-химических условий формирования пород (лава и игнимбрит). При переходе от лавы к игним-бриту, в акцессорном минерале апатите происходит резксэ в 3-4 рвза повышение содержания РЗЭ. Установлено, что апатит, кристаллизуясь- в ассоциации с гранатом обедняется РЗЭ, особенно средними РЗЭ. Это связано с тем, что в щ.трахитовом расплава гранат обладает более высокими коэффициентами распределения РЗЭ по сравнению с апатитом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В мезозойское время на интервале 160-100 млн.лот (поздняя юра - ранний мел) Центральный блок Алданского щита представлял собой регион активного щелочного вулканизма. Характер вулканизма был пульсациогашм, при этом пики активности излияний имели место на интервалах 156-148 млн.лет и 141-137 млн.лет. Масштабы излияний калиевых щелочных расплавов в пределах центрального рвйона существенно превосходят масштабы излият1й в пределах западного района.

Состав пород семейства лейцититов центрального и западного районов Ц.Алдана несет в себе черты существенных петро- и геохимических различий.

В пределах Центрально-Алданского региона расплав лейцити-тового состава являлся генетически самостоятельным и не свя~

- Zk

зашшм дшМйренцнонным переходом с более глубинным лампроито-вым расплавом.

Лейцититовый расплав эволюционировал по двум различным трендам: I) лейцитит - щелочной трахит; 2) лейцитит - лейцито-вий фонолит. На выбор тренда эволюции расплава существенное влияние оказывала степень его фдюидонасыщенности. (

Породы семейства лейцититов Ц.Алданского региона обнаруживают определенное петро-геохимическое сходство с калиевыми щелочными вулканитами Италии, Югославии и, особенно, Индонезии (о.Вату). В нормированных к примитивной мантии спектрах распределения элементов в породах этих трех регионов, наряду о Nb-Ta минимумом присутствует менее значимый Ti-минимум, причем Nb-Ta минимум в породах Ц.Алдана самый низкий из всех известных в мире проявлений лейцититового вулканизма. Наряду с относительно обеднеными пь,та,т1 лейцититами, в мире известны разновидности калиевых щелочных эффузивов с повышенными содержаниями этих элементов (Западный рифт, Африка).

Для дальнейшего изучения калиевого щелочного вулканизма б пределах Ц.Алданского региона может представлять интерес решение следующих задач:

- изучение поведения флюидного компонента в лейцититовом расплаве на раннем этапа. Характеристики для раннего этапа могу? быть получены путем сопоставления содержаний F и 01 в апатите из кристаллических микровключений в клинопироксена, (оливине) (ранняя стадия! и в собственных.выделениях минерала (поздняя стадия]. Поведение флюидного компонента в хода эволюции лейцититового расплава, может быть исследовано путем оценки содержания р и 01 в апатите из алданитов, а также пород семейства лейцититов и в минерале на конечных диф!»ренциатов (щелочныэ трахиты и Фонолиты).

- выявленные особенности влияния флюидного компонента щелочного расплава ца распределение редкоземельных элементов в минералах из разнофациальных, но петро-геохимически схожих пород, являются первым шагом к подробному исследованию в этом направлены« .

- внучение генетических связей между различными видами щелочных вулканитов региона о использованием изотопных методов ио-олнцпвнннй 4<i|Ki.u V! их слагающих минералов.

Публикации по теш дкосг.отецпя

1. Канунов В.Ю. Петрология п геохимия лейцптнтов Якскут-окого массива Центрального Алдана. Тезисы па 16 всесоюзный се~ гашар по гэохшзга магматических пород. Москва, 1991, ГЕОХИ, 0.71

2. Капукоа В.Ю., Махоткпи И.Л., Голованова Т.Н. Петрология калиевых вулканогенных серий Якокутского вулкано-плутони-чвского кошлэкса Центрального Алдана. Изв. АН ССОР, сер. геол., 1991, й 12, 0.83-93

3. Первоа В.Л., Канунов B.D., Аракелянц М.И. Новые данные по К-Аг возрасту извераенных пород- То:.тмотского вулкано-плуто-нического комплекса (Центральный Алден). ДАН СССР, IS9I, т.321, И 2, С.349-362

ют ¿принт ган ран

В почать 13.11.92г. 8екаа 1ё 203 Твраа 100 анз.