Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Гипербазиты хр. Хан-Хухэй

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Гипербазиты хр. Хан-Хухэй"

о ^ 'д'р

АКАДЕМИЯ НАУК СССР СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И ГЕОФИЗИКИ

УДК 552+553.22+551.242 На правах рукописи

СТУПАКОВ Сергей Иванович

ГИПЕРБАЗИТЫ ХР.ХАН-ХУХЭЙ (СЕВЕРО-ЗАПАДНАЯ МОНГОЛИЯ)

04.00.08 —петрография, вулканология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

НОВОСИБИРСК 1990

Работа выполнена в Институте геологии и геофизики им.60-летия Союза ССР Сибирского отделения Академии наук СССР

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических

■наук В.В.Велинский

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических

наук А.П.Кривенно, кандидат геолого-минералогических наук В.П.Коробейников

Оппонирующая организация: Томский государственный

университет им.В.В.Куйбышева (г.Томск)

Защита состоится " <^3 " и-сб----5? 1990 в 4Л, час. на заседании специализированного совета Д 002.50.05 при Институте геологии и геофизики СО АН СССР, в конференц-зале.

Адрес: 630090, Новосибирск-90, Университетский просп.,3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГиГ СО АН

СССР.

Автореферат разослан " 1990 г.

Ученый секретарь специализированного * -*

совета д.г.-м.н. ^ ^ \п. Леонов

яг£ная

важное значение для понимания развития ранних этапов складчатых областей. Значительная роль в этой проблеме отводится породам ги~ пербазитовой формации - их образованию и механизму внедрения в земную кору. Этими вопросами занимались многие исследователи,однако до сих пор они остаются дискуссионными и рассматриваются с различных позиций. Для решения этих вопросов и офиолитовой проблемы в целом необходимы исследования по петрографии, петрохимии и минералогии гипербазитов с учетом морфологии их тел, условий залегания, состава вмещающих юс образований и ассоциирующих с ними интрузивных пород. Проведение таких исследований обусловлено такнсз потребностью выявления комплекса признаков для формаци-онного расчленения гипербазитов, т.к. с каждым типом ассоциаций ультраосновных пород связан собственный набор полезных ископаемых.

Цель работы определена темой НИР Института геологии и геофизики СО АН СССР по изучению альпиногипных гипербазитов складчатых областей. В качестве объектов исследования выбраны массивы хребта Хан-Хухэй на северо-западе Монголии, что обусловлено слабой изученностью региона в целом и гипербазитов, в частности.Исходя из этого, основные задачи исследований сводятся к следующему: I) изучение геолого-структурной позиции гипербазитовых массивов и их строения; 2) исследование петрографического, минералогического и петрохимического составов ультраосновных и ассоциирующих с ними пород; 3) установление йюрмационной принадлежности гипербазитов и их металлогенической специализации.

Методика исследований сводилась к картированию гипербазитовых тел и их контактов с использованием фотосхем и топооснов различного масштаба. При картировании проводились магнитометрические исследования методами профильной и площадной наземной съемки магнитного поля и массовым измерением магнитной восприимчивости образцов пород. По данным этих исследований рассчитаны условия залегания для всех изученных нами гипербазитовых тел. Для некоторых из них использовались данные аэромагнитной съемки, выполненной по северной части Монголии в масштабе 1:200 ООО. Вещественные составы ультраосновных и связанных с ними пород охарактеризованы более

чем по 1000 образцам и шлифам, при этом использовано около 100 химических анализов горных пород. Характеристика породообразующих, акцессорных и вторичных минералов основана на 170 микрозон-довых определениях. Аналитические данные статистически обработаны. Для дифференцированных массивов в МГУ проведено расчетное моделирование по программе конвекционно-кумулятивной кристаллизации базитового расплава (Ярошевский, Френкель,Арискин и др.,1988).

Фактический материал был, собран автором на протяжении 19801985 гг. во время полевых работ в составе гипербазитового отряда совместной.Советско-Монгольской геологической экспедиции под руководством кандидата геолого-минералогических наук Л.В.Агафонова (ИГиГ СО АН СССР). Магнитометрические исследования проводились совместно с сотрудником Института литосферы АН СССР О.Г.Шереметом. При составлении схемы геологического строения хребта Хан-Хухэй использовались данные В.В.Амантова, В.С.Беспеченского.В.Ган-сухаГ А.Б.Дергунова, У.Шамьяндоржа,. И.В.Козакова, Ф.П.Митрофанова, И.П.Палея, Д.Тоггоха, а также материалы карт МНР масштаба

1:1 500 ООО - Геологической под редакцией Н.А.Марино'ва (1971) и Тектонической под редакцией А.Л.Яншина (1978).

Основные защищаемые положения: I. Гипербазиты хр.Хан-Хухэй участвуют в строении массивов двух ассоциаций: дунит-гарцбургито-вой и дунит-верлит-клинопироксенит-габбровой, приуроченных к разновозрастным тектоническим структурам и различающихся набором пород, их вещественны!,! составом и минерагенией; 2. Гипербазитовые массивы дунит-гарцбургитовой ассоциации локализуются в субмеридиональной Дзабхано-Агардагской зоне разломов и вмещаются вулканоген-но-осадочной и карбонатно-терригенной толщами венд-нижнекембрийского возраста. По морфологии, условиям залегания и характеру взаимоотношений с вмещающими породами они представляют собой протру-зии, внедрившиеся в земную кору по субвертикальным зонам разломов. Процессы протрудирования происходили неоднократно и наиболее интенсивно проявились в период с венд-нитеего кембрия до девона. Главные типы ультрабазитов этих массивов имеют однородные и выдержанные составы, что подтверждается и составами слагающих их породообразующих и акцессорных минералов. Полученные данные не противоречат модели реститогенного происхождения массивов этой ассоциации; 3. Ультрабазиты дунит-верлит-клинопироксенит-габбровой ассоциации, представленные Джаргалантуйским массивом, обнажаются среди венд-нижнекембрийских вулканогенно-осадочных пород в зоне Хан-

2

хухэйского субширотного глубинного разлома, являющегося более молодым по времени заложения, чем Дзабхано-Агардагская структура. Полосчатое строение массива, обусловленное чередованием ультраба-зитов и габброидов, а также вариации по разрезу составов как пород, так и породообразующих минералов, позволяет говорить об образовании его в результате кристаллизационной дифференциации ба-зитового расплава.

Научная новизна заключается в том, что впервые для гиперба-зитовых массивов хр.Хан-Хухэй (северо-западная Монголия) получены данные по их геолого-структурному положению и внутреннее строению. Приведенная в работе вещественная характеристика составов пород, породообразующих, акцессорных и рудных минералов является оригинальным фактическим материалом, позволяющим определить формационную принадлежность гилербазитовых массивов этого региона и их металлогеническую специализации. Впервые для этого региона и Монголии в целом в пределах одной и той же геолого-структурной зоны наряду с алышнотипными гипербазитовыми массивами установлено наличие массивов дунит-верлит-клинопироксенит-габбровой ассоциации. Полученные результаты могут быть использованы при геолого-съемочных и поисковых работах в Западной Монголии и на сопряженной территории Южной Тувы.

Практическая ценность. I. Установлены характерные признаки гилербазитовых массивов каждой ассоциации, что позволяет конкретизировать направление геолого-поисковых работ, т.к. с каждой из них генетически связан собственный комплекс полезных ископаемых; 2. Установлена связь отрицательных значений магнитных аномалий с участками хризотил-асбестового оруденения; 3. По результатам комплекса проведенных исследований в ряде массивов региона выделены площади для проведения поисково-оценочных работ на асбест; 4.Дана оценка гипербазитов региона на хромитоносноеть и проявления поделочных кашей (нефрита).

Апробация и реализация работы. Результаты проведенных исследований отражены в специальных отчетах и периодической печати.Отдельные вопросы по петрогенезису гипербазитов Монголии докладыва- ■ лись на Всесоюзном симпозиуме в Хромтау (Свердловск,1985) и на совещании по офиолитам восточной окраины Азии (Хабаровск,1966). Б ГИНе АН МНР обсуждались материалы по полезным ископаемым,связанным с алышнотипными гипербазитами (Улан-Батор,1984).Полученные

результаты (Агафонов и др.,1985) в составе работ по металлогении Монголии экспонировались на Всесоюзной выставке народного хозяйства в 1987 г. и . были отмечены Дипломом Ш-пй степени. В ввде ме-таллогенической•карты с объяснительной запиской к ней они были переданы .в производственные организации МНР.

Основные положения диссертации изложены в десяти публикациях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, общим объемом 135 страниц машинописного текста, 29 таблиц, 51 рисунков и списка литературы . из 78 наименований. - -

Автор искренне признателен доктору геол.-мин.наук В.В.Велин-скоьу за научное руководство, а.тайке каедидату геол.-мин.наук Л.В.Агафонову за постоянное сотрудничество при полевых исследованиях и обработке фактического материала. В процессе выполнения работы автор пользовался коноультацияьи докторов геол.-мин.наук: В.В.Золотухина, Ф.П.Леонова и советами и помощью кандидатов геол.-мин.наук: О.Л.Банникова, Б.Н.Лапина, П.А.Балыкина, А.С.Гибшера, А.И.Глотова,, А.Э.Изоха, В.И.Минина, В.В.Рябова. Большая'помощь была оказана группой сотрудников МГУ под руководством доктора ге-ол.-мин;наук, профессора А.А.Ярошевского, превде всего: Е.В.Коп-тевым-Дворниковым и Б.С.Киреевым. Автор выражает большую благодарность Т.А.Банниковой и Т.И.Ншшточкиной за помощь в оформлении диссертации, а таете всем лицам, проявившим участие в обсуждении и подготовке этой работы.

Глава I. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ХР.ХАН-ХУХЭЙ. В главе дана ■ оценка геологической изученности региона, при этом подчеркнуто, что исследования по гапербазитам ранее здесь не проводились.При-. ведена'-схема строения докембрийскюс метаморфитов, разработанная Ф.П.Митрофановым с соавторами (1981) для Западной Монголии и Южной' Тувы. Рассмотрены вопросы стратиграфии вевд-нижнекембрийских образований, представленных зеленокаменноизмененными породами вул-, кано'генно-осадочной и карбонатно-терригенной толщ, отвечащих соответственно хашухэйской и ичитуинской свитам В.А.Амантова (1963 а,б).

Вулканогенные образования ханхухэйской свиты (базальты и ан-дезито-базальты с мелкими интрузиями-дайками диабазов) имеют ши рокое распространение. Приведенный анализ этих пород показал, что

они имеют умереннотитанистые и низкощелочные составы и отвечают эффузивам современных островодужных систем. В терригенных породах ханхухэйской свиты были обнаружены продукты разрушения гипербази-тов в виде хорошо сохранившихся зерен хромшпннелидов, а также зерна розового граната,характерного для пород докембрия.Эти факты указывают на то, что в период формирования ханхухэйской толщи здесь существовала кора континентального типа, а гипербазиты были выведены на поверхность и подвергались размыву,'что согласуется с данными по другим районам Дзабхано-Агардагской зоны разломов (Завьялова и др. ,1983; Ступаков, Завьялова, 1987). Мраморизованные известняки с прослоями кварцитов и кремнистых терригенных пород ичитуинской свиты распространены только по южному фасу хребта,где они согласно залегают на образованиях ханхухэйской толщи. Граница мевду толщами проводится условно, т.к. никаких маркирующих горизонтов в их составе нет.

С венд-нижнекембрийскиыи отложениями тесно связаны выходы, гипербазитов, образующих совместно с ними офиолитовый комплекс региона, в который включены и габброиды, непосредственно ассоциирующие с гипербазитами. Они не выходят за пределы последних и, как правило, родингитизированы.

В районе южных тел Тэмзндэрского массива присутствует дайко-вый комплекс, в котором дайки имеют зоны закалки либо с двух,либо с одной стороны, свидетельствующие, возможно, о внедрении расплава по принципу "дайка в дайку". Среди них наблюдаются блоки ги -пербазитов, что указывает на образование дайкового комплекса позже ультраосновных пород. По составу дайки (повышенная титанистость и щелочность) соответствуют позднепалеозойским интрузиям габбро-диабазовой формации (Поляков и др.,1987), распространенной в Западной и Ккной Монголии.'

Глава 2. ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ГИПЕРБАЗИТОВЫХ МАССИВОВ. Хребет Хан-Хухэй представляет собой субширотную горст-антиклинальную структуру, северное крыло которой приподнято над южным и смещено на запад. Гипербазиты обнажаются как на крыльях антикли-нория, так и в осевой его части. Наш закартировано 8 крупных и около 20 мелких сопровождающих их гипербазитовых тел. По набору пород и геологическому строению они представлены двумя ассоциациями: дунит-гарцбургитовой (альпинотипной) и дунит-верлит-клинопиро-ксенит-габбровой. Массивы обеих ассоциаций залегают преимуществен-

но среди вевд-нижнекембрийских отложений ханхухзйской и ичитуин-ской свит. В единичных случаях -гипербазиты наблюдаются среди верхнепротерозойских кристаллических пород наранского комплекса (Цаг-дултуинский массив).

Как и в других регионах Монголии, гипербазитовые массивы приурочены к линейным тектоническим зонам, представленным здесь тремя глубинными разломали - Дзабханским, Агардагским и Хан-Хухэйс-ким (Хангайским). Дзабханский и Агардагский разломы первоначально, по-ведимоьу, представляли собой единую субмеридиональную тектоническую структуру, отделяющую докембрийский, некогда единый жесткий массив Северо-Монгольского мегаблока от раннекаледонской эвгеосинклинальной Озерной зоны. В этой структуре локализуется большая часть тапербазиговых массивов хребта, которые по набору пород принадлежат к дуниг-гарцбур^итовой ассоциации.

Субширотный Хаяхухэйский ,глубинный разлом по времени заложения моложе, чем Дзабхало-Агардагсная структура, т.к. пересекает ее, смещая северный, Тувино-Монгольский жесткий блок к западу, а южный, Сонгинский (Дзабханский) протерозойский выступ - к востоку. В зоне Хан-Хухэйского разлома залегает дунит-верлит-клинопиро-¿сенит-габбровый массив, приуроченный к той части разлома, где он отделяет кристаллические образования докембрия от венд-никнекемб-рийских вулканогенно-йсадочных пород ханхухзйской свиты.

Глава 3.; ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МАССИВОВ. Дунит-гарцбургито-вая ассоциация. К этой ассоциации'■ принадлежит большая часть ги-пербазитовых массивов хребта. Они вмещаются преимущественно зеле-носланцевыми толщада ханхухзйской и ичитуинской свит.

Среди вулканогенных образований ханхухэйской свиты обнажаются самые 1фулные й сложные по строению массивы: Думбэрэльский и Ичитуингольский. Думбэрэльский массив имеет субизометричес!сую форму и характеризуется-слабой изыененностью ультраосновных пород. Ичитуингольский мадсив представляет собой серпентинитовый меланж, большой объем которого выполнен вулканогенными,' карбонатяо-крем-нист&ми и терригенно-осадочными образованиями вмещащей ханхухэй--ской свиты. В меланже отмечаются также будинированные дайковые тела габброидов и гранитоидов. В составе обломков меланжа нет пород девонской и юрской толщ, широко распространенных в этом районе,

- Тела ультраосновных пород, обнажающиеся среди отложений.ичитуинской свиты (Моритугольский и Оргильский массивы или в зоне,

разделяющей ханхухэйскую и ичитуинскую толщи (Тзмэндэрский массив), имеют небольшие размеры и представлены претящее гвенно линзовидными в плане телами, ориентированными согласно с простиранием складчатости вмещающих их пород. В этих массивах сохранились участки апогипербазитовой коры выветривания.

На юго-востоке хребта находится Цагдултуинский массив который является примером залегания гипербазитов. среди верхнепротерозойских пород. Устанавливается его приуроченность к одному из оперяющих разломов ханхухэйской тектонической структуры. Среди гипербазитов этого массива встречаются тальк-карбонатные,тальк-антофиллитовые породы и талькиты. Они свидетельствуют о высокотемпературной перекристаллизации гипербазитов, условия которой соответствуют эпидот-амфиболитовой фации метаморфизма вмещающих их пород. По строению и составу Цагдултуинский массив отогвдеств-ляется наш с дунит-гарцбургитовыми массивами Дзабхано-Агардаг-ской зоны разломов.

В этой же зоне, в районе оз.Баян-Нур, среди девонских (?) красноцветных отложений картируются гипербазитовые конгломераты. Состав обломков и обилие зерен красно-бурой шпинели в береговых рыхлых отложениях, позволяет предполагать о наличии здесь гипербазитов дунит-гарцбургитовой ассоциации, которые в настоящее время перекрыты продуктами собственного разрушения.

Массивы этой ассоциации имеют крутопадающие тектонические контакты и картируются как протрузии (Агафонов, Ступаков, Шере -мет,1990). Сделанные расчеты по данным наземных магнитометрических исследований показали, что гипербазиты слагают крутопадакщие, преимущественно в восточном направлении, пластинообразные тела, которые простираются на глубину более I км. Данные аэромагнитной съемки позволили установить, что Цагдултуинский массив на современном эрозионном уровне представляет лишь небольшую часть основного крупного тела, смещенного к северо-западу на 2-3 км и погруженного на глубину до 3-5 км.

Гипербазиты этой ассоциации представлены дунитами, гарцбур-гитами и серпентинитами, присутствующими в массивах в различных количественных соотношениях. Однако, в большинстве случаев преобладают гарцбургиты и апогарцбургитовые серпентиниты. В Думбэрэль-ском массиве, где гарцбургиты наиболее распространены, видно,что они залегают гипсометрически выше дунигов. Серпентиниты в крупных

телах располагаются по их периферии, причем, к центру степень серпентинизации пород уменьшается, возрастая вновь вблизи разломов и даек. Мелкие линзы гипербазитов сложены серпентинитами полностью. В массивах присутствуют в виде шлир и жил крупно- ити-гантозернистые энстатититы и реже вебстериты. Клинопироксенсодер-жащие разности пород встречаются очень редко и пространственно, как правило, приурочены к интрузиям габбро. Габброиды обычно из- . менены до родингитов гракат-алфибол-пироксен-хлоритового состава. К"ним пространственно и генетически приурочены тремолититы, иногда с участками нефрита. Как и родингиты тремолититы являются метасоматическими образованиями, но в отличие от первых они образуются по ультрабазитовоцу субстрату, о чем свидетельствует наличие в них зерен хромипинели.

Дунит-верлит-клшопитюксенитггаббровая ассоциация. Эта ассоциация пород в Монголии впервые была детально изучена и описана наш в Пограничном и Онцаульском массивах {Агафонов и др., 1987). В хребте Хан-Хухэй она представлена Джаргалантуйским массивом, приуроченным к зоне Хан-Хухэйского субширотного.глубинного разлома. Массив интенсивно тектонизирован и,разбит на блоки,что затушевывает его первоначальное строение. По геофизическим данным глубина залегания нижней'кромки гипербазитов в западной части массива не превышает 0,5 км, тогда как в'восточной - она оценивается в 4+2 км. С вмещащида породами массив имеет тектонические кон такты. В то ке время, на Онцаульском массиве, расположенном южнее района наших исследований и находящемся в более спокойной тектонической обстановке, во вмещающих породах на контакте присутствуют амфибол-плагиоклазовые роговики. - - • -

В строении Джаргалантуйского массива отсутствуют породы,со- -держащие ромбический пироксен, но широко распространены клинопи- -роксеновые разности, представленные верлитами и диопсидитами. Они , чередуясь с серпентинизированными дунитами в виде' слоев ~ различной мощности (от первых сантиметров до нескольких метров), ' образуют в массиве полосчатость, имеющую северо-западное простирание в западной и восточной его частях и северо-восточное - в центре. Широкое1 развитие в массиве имеют габброиды (габбро, оливино-вое, амфиболовое габбро), в которых наблвдается полосчатость такого же простирания как в ультрабазитах, обусловленная чередованием разной мощности слоев лейкократового и меланократового состава.

Гр^ицы между прослоями отчетливые. Расположение габброидов в периферийных частях гипербазитовьк тел позволяет предполагать о стратиграфически более высоком их- положении относительно ультраосновных пород. На Онцаульском массиве, имеющем хорошую обнаженность, отчетливо видно, как вверх по разрезу происходит уменьшение количества гшербазитов и увеличение базитов.

В юго-западном блоке Джаргалантуйского массива полосчатые габброиды прорываются дайками нижнекембрийской габбро-диорит-диабазовой формации Западной Монголии (Поляков и др.,1987),что указывает на более ранний возраст формирования пород массива.

Главы 4, 5, 6. ПЕТРОГРАФИЯ, МИНЕРАЛОГИЯ И ПЕТРОХИМИЯ ГИПЕР-БАЗИТОВ. Дунит-гарцбургитовая ассоциация. Главными типами ультраосновных пород в массивах этой ассоциации являются дуниты, гарцбургиты и серпентиниты, Наряду с ниш присутствуют единичные шлирово-жильные тела вебстеригов,энстатититов,плагиоверлитов и клинопироксенитов.

В дунитах и гарцбургитах фиксируются признаки пластических и хрупких деформаций, выражающихся в волнистом и мозаичном погасании породообразующих минералов и милонитизации пород.

Дуниты представляют собой мономинеральные образования,ело -ясенные зернами оливина неправильной формы и размерами до 5 мм в поперечнике. Структура пород аллотриоморфнозернистая.

В гарцбургитах среди оливиновых зерен присутствует ортопиро-ксен (до 30%), который наблюдается в виде крупных (до I см в поперечнике) выделений, что обуславливает порфиробластовую структуру этих пород. Форма зерен оливинов и ортопироксенов неправиль -ная с извилистыми контурами.

Акцессорные минералы,в дунитах и гарцбургитах представлены (от 2 до Ъ%) хромшгашелидаш, которые по отношению к оливинам и пироксенам более идиоморфны, но в парагенезисе с ортопироксеном тоже имеют неправильные очертания.

При низкотемпературных изменениях оливин и пироксен замещаются серпентином, тальком, тремолитом и карбонатом,а хромшпинели-ди магнетитом. Наиболее измененные породы представлены серпентинитами смешанного состава и сложены смесью антигорита и лизарди-та иногда с примесью хризотила. Кроме того,встречаются мономинеральные антигоритовые и офитовые породы. Хризотил наряду с примесным наблюдается и в виде тонких жилок хризотил-асбеста.Характер-

но, что никель, высвобождающийся при серпентинизации из оливи -нов, не выносится, а входит в состав вновь образующихся минералов: в алодунитовых серпентинитах преимущественно в магнетит, а в апогарцбургитовых - в антигориг.

Оливины имеют довольно однородные и вьщержанные составы (табл. I ), отвечающие форстеритам со средней железистостью 9 ат.$ в дунитах и 10,2 ат.$ - в гарцбургитах. Несколько повы -шенная железистость этих минералов в гарцбургитах устанавливается для гипербазитов региона в целом, тогда как в пределах одного массива, значения этого параметра для оливинов, дунитов и гарцбургитов равные (Думбэрзльский массив). Оливины присутствующие в виде примеси в энстатигах, характеризуются высокой железистостью, повышенным содержанием марганца и отсутствием кальция и никеля (табл.1 ).

Ромбические пироксены гарцбургитов по составу очень однообразны и представлены энстатитами или высокомагнезиальными брвизитами со средней железистостью 10,5 ат.$. Близкие им составы имеют пироксены вебстеритов и энстатититов, различаясь в основ -ном характером распределения алюминия по структурным позициям (табл.2 ).

Хромшпинелиды обычно присутствуют в качестве акцессориев.но могут образовывать и рудные скопления - хромититы. Акцессорные хромшпинелиды дунитов и гарцбургитов представлены по классификации Г.А.Соколова (1948) преимущественно алюмохромитами. Близкие им составы имеют хромшпинелиды энстатититов и РУЛ» которые отличаются повышенной хромистостью.

Главные типы ультрабазитов этой ассоциации также характеризуются однородностью: железистость их варьирует в узких пределах (7-11 ат.%), а в среднем имеет равное значение (табл.4 ).По химическому составу они в целом соответствуют альпинотипным гиперба-зитам Монголии (Пинус, Агафонов, Леснов,1984).

Дунит-верлит-клинопироксе'нит-габбровая ассоциация. Главные типы ультраосновных пород этой ассоциации определяются парагенезисом оливина и клинопироксена и представлены дунитами, верлита-ми и клинопироксенитамн. Для минералов характерным является наличие хрупких деформаций, связанных с милонитизацией пород.

Дуниты, в основном, интенсивно серпентинизированы, оливин в них наблюдается только в виде реликтов. В восточной части масси-

Средние химические.составы оливинов из пород гипербазитовых ассоциаций хребта Хан-Хухэй, вес.%

Компо-

Дунит-гарцбургитовая

Душг-верлит-клинопироксе-

ненты : Д^ниты Гарцбур-гиты (7) ; Энстати-г Аподунит ; титы (I): Серпенти ; : нит (3) : Дунит ;Верли Реге- :ты : нер.(3):(2)

40,71 40,76 39,19 41,25 42,38 40,53

Тео 8,72 9,86 16,77 8,15 2,82 12,86

МпО 0,15 0,15 0,56 0,21 0,24 0,20

що 49,36 48,51 44,82 49,98 54,82 46,54

СаО 0,05 0,01 - . - - 0,02

Сг203 0,0(7? 0,016 0,08 0,04 0,06 0,03

»10 0,30 0,32 - 0,19 0,11 0,20

Суша 99,30 99,63 101,42 99,82 100,43 100,38

31 1,001 1,003 0,980 1,005 1,002 1,004

Ре 0,179 0,203 0,350 0,166 0,058 0,266

Мп 0,003 0,003 0,012 0,005 0,005. 0,004

ие 1,808 1,780 1,672 1,815 1,932 1,717

N1 Ре.100% Ре 4 ^ 0,006 9,0 0,006 10,2 17,3 0,004 8,4 0,002 2,9 0,004 13,4

Примечание: в скобках дано количество анализов.

Средние химические составы ромбических пироксенов из гипербазитов хребта Хан-Хухэй, вес.%

Компоненты

Гар^б^ргиты

Вебстериты

Энстатититы (8)

3102

ТЮ2

А!^

РеО

МпО

ЖЁО

СаО

Яа20

Сг20^

ию Сумма

56,75 0,04 1,07 6,94 0,20 33,04 0,98 0,03 0,50 0,06 99,61

56,71 Не опр. 0,84 7,56 0,21 34,02 0,48 0,03 0,34 0,02 100,21

57,39 0,02 0,74 6,87 0,19 33,66 0,70 0,02 0,33 0,04 99,96

йх

А1"

А1п

Ре Мп Мё Са Сг

Ре•ЮО% Ре + Мк

1,975 0,025 0,018 0,202 0,006 1,714 0,038 0,014

10,5

1,969 0,031 0,002 0,219 0,005 1,761 0,019 0,008

11,1

1,986 0,014 0,016 0,199 0,005 1,737 0,026 0,009

10,3

Примечание: в скобках дано кгдагтестзо анализов.

ва,в рудном поле хромититов,присутствуют свежие разности дунитов с полосчатостью, обусловленной распределением хромшпинелидов. Оливин в них представлен разнообразными зернами неправильной формы,

Верлиты имеют порфировидную структуру, обусловленную призматическими кристалла:,ш моноклинного пироксена, количество которого сильно варьирует, давая ряд пород от клинопироксенсодержащих дунитов до оливинсодержащих клинопироксештов. Присутствующий оливин в разной степени серпентииизирован и представлен зернами неправильной формы и разных размеров, но всегда меньших моноклинного пироксена. Последний является более устойчивым минералом и лишь по краям замещается амфиболом тремолит-актинолитового ряда.

Клинопироксениты это мономинеральные, порфировидные, иногда пегматоидные породы с размерит призматических зерен пироксена до 5-6 см.

Оливин в породах этой ассоциации характеризуется вариациями по составу. В дунитах он представлен двумя генерациями в зависимости от степени изменения пород. В серпентинизированных разностях оливин имеет железистость" в-среднем 8,4 ат./о, а в сравнительно свежих породах, содержащих хромитовое оруденение, 2,8 а.ч.%, что характерно для вторичных дунитов (Белинский,1979; Пинус,Агафонов, Леонов,1984). В обоих случаях минерал по составу относится, к форстериту, В верлитах оливины имеют большую чем в дунитах железистость и по составу отвечают хризолитам^ ср.- 13,4 ат.%). Кроме колебаний'по железистости, оливины пород этой ассоциации "имеют более низкие содержания никеля, чем оливины главных типов гипербазитов дунит-гарцбургитовой ассоциации (табл. I).

Моноклинные пироксены являются породообразующими минералами верлитов и клинопироксенитов. В обеих разновидностях пород они представлены диопсидами, имеющими близкие и вццержанные составы с низкой железистостыо в среднем 7 ат.%. В отличие от моноклинных пироксенов второстепенных пород дунит-гарцбургитовой ассоциации, описываемые диопсиды содержат меньше алюминия, железа,натрия и хрома (табл.3 ).

Акцессорные минералы в породах представлены хромшпинелидами. Наиболее хромистые из них отвечают алюмохромитам и установлены в аподунитовых серпентинитах. Во,вторичных дунитах зти минералы более глиноземистые, магнезиальные и с большим содержанием трехвалентного железа. По этим особенностям они идентифицируются с

13

Таблица 3

Средние химические составы моноклинных пироксенов из пород гипербазитовых ассоциаций хребта Хан-Хухэй, вес.%

Компоненты

Дунит-гарцбургитовая ассоциация

Вебсте-риты (I)

Дунит-верлит-клинопи-роксенит-габбровая ассоциация ___

Платно- : Клинопи- :Верлигы верлиты : роксени-12) : ты (3)

Клинопирок-сениты (3)

2

зю2

ТЮ А12О3'

ГеО МпО М^О СаО. Ка20

сг2о3

N10

Сумма

53,37 0,06 1,65 5,01 0,14 15,69 23,49 0,21 0,22

52.43 0,51 2,73 4,31 0,15

16.44 22,38

0,32 0,74

99,85 100,01

53,75 0,04 1,12 2,67 '0,17 16,45 24,15 0,14 0,22 0,03 98,74

53,94 0,03 1,24 2,28 0,08 16,82 24,36 0,03 0,11 0,05 98,94

54,28 0,06 1,13 2,38 0,13 16,95 24,04 0,04 0,13 0,11 99,25

в!

А1

IV

А1«

Ре Ып Мв Са Сг

Ре•100^ 5?е + щ

1,963 0,037 0,035 0,154 0,004 0,860 0,926 0,072

15,2

1,921 0,079 0,039 0,132 0,005 0,898 0,879 0,023

12,8

1,981 0,019 0,031 0,083 0,006 0,904 0,953 0,007

8,4

1,980 0,020 0,030 0,070 0,002 0,920 0,958 0,003

7Д

1,986 0,014 0,034 0,073 0,003 0,924 0,943 0,003

7,3

Примечание: в скобках дано количество анализов.

субферрихромпикотитами. В верлитах и клинопироксенитах хромшпине-лиды еще более глиноземистые и варьируют по составу от хромпико- • титов до пикотитов. Наряду с ними в этих породах встречается зеленая лтинель типа плеонаста . В общем, для хромшпинелидов . этой ассоциации характерен хорошо выраженный А1 -Сг изоморфизм в ряду пород дунит-верлит-клинопироксенит, тогда как в хроматине -лидах из пород дунит-гарцбургитовпй ассоциации этот изоморфизм проявляется очень слабо, В то же время во второстепенных клинопи-роксенсодержащих породах этой ассоциации хромшпинелиды имеют близкие описываемым минералам содержания глинозема, но отличаются высокой дисперсией составов.

В целом ультраосновные порода данной ассоциации, также как и слагающие их минералы, варьирурт по химическим особенное -тям и характеризуются железиетостью, возрастающей от 10,2 атД в дунитах до 18,7 ат.^ в верлитах. Это обусловлено, главным обра - ■ зом, колебаниями в составах оливинов. По сравнению с главными типами ультрабазитов дунит-гарцбургитовой ассоциации, эти породы содержат меньше N! О и С^О^ (табл. 4 ),

Установленные петрохимичёские отличия между породообразующими и акцессорными 'минералами, а также между главными типами пород обеих ассоциаций, свидетельствуют о разных усл9виях их образова -ния. Этот вывод в определенной мере подтверждается оценками температур твердофазовых равновесий, рассчитанных по оливин-хромшпине-левым геотермометрам Джексона (1983) и Фабри (1979). В обоих случаях эти температуры для пород дунит-верлит-клинопироксенит - . габбровой ассоциации оказались ниже, чем для дунит-гарцбургитовой.

Глава 7. МИНЕРАГЕНИЯ ГИПЕРЕАЗИТОВ. В главе рассмотрены мине-рагенические особенности массивов выделенных, ассоциаций, В дунит-гарцбургитовых массивах установлено наличие хромититов и хризотил-асбестов, а также гидротермально-метасомагических образований,представленных нефритами, родингитами, талькитами и лиственитами.Хро-мититы связаны с дунитамй, хризотил-асбестовые проявления локализуются преимущественно среди гарцбургитов, нефриты приурочены к телам родингитов и родингитизированных габбро, а талькиты и лист-вениты - н гранитоидам.

В Джаргалантуйском дунит-верлит-клинопироксенит-габбровом массиве присутствуют только хромититы. В шлихах обнаружены единичные зерна платиноидов, отвечающих по составу сперрилиту.

Средние химические составы пород гипербазотовых ассоциаций хребта Хан-Хухэй, веа.%

;Дунит-верлит-клино-;пироксенит-габ бро-;вал ассоциация

Душга-гарцбурпмовая ассоциация

Компо-«---

ненты .Дуни-;ты

:Ш)

Гарц-: оур- " гиты

(5)

Сер-:Кли- Пла- |Веб- :Орто- :Дуни- Вер- ¡Клино-

пен-'нопи гио- ;сте- :пиро- :ты литы :пиро-

I тини*рок- вер :риты :ксе- ;(2) (5) :ксени-

ты :сени- литы :ниты :ты

(23):™ (3) :(П 1(9) 1 (5)

:Ш • • •

1,64 . 0,40 0,42 0.П 0,09 2.27 0,27 0,46 0,10 0,05 0,01 10,6

Примечание: в числителе - среднеарифметические значения,в знаменателе-стандартные отклонениям скобках - количество анализов.

Дана положительная оценка перспектив гипербазитов региона на асбест. В Думбэрэльсном и Ичитуингольском массивах выделены площади для проведения поисково-оценочных работ на этот вид минерального сырья.

Глава 8. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МАГМАТИЧЕСКИХ АССОЦИАЦИЙ И ВОПРОСЫ ИХ ПЕГРОГЕНЕЗЙСА. Гипербазитовые массивы, вьщеленных ассоциаций, различаются особенностями структурной приуроченности, геологического строения, вещественного состава и минерагении.

Массивы дунит-гарцбургитовой ассоциации локализуются в субмеридиональной Дзабхано-Агардагской зоне разломов и сопряжены с венд-нижнекембрийскими зеленокаменноизмененными вулканогенно-оса-дочными образованиями. Массивы представляют собой пластинообразные тела, имеющие с породами разных -стратиграфических уровней крутопадающие тектонические контакты, которые сопровождаются элементами протрудирования (останцы вмещающих пород на гипербазитах и зоны меланжирования). В строении массивов участвуют в разной степени серпентинизированные породи оливин-ортопироксенового парагенезиса, характеризующиеся однородными и выдержанными составами. Они соответствуют распространенным в Монголии альпинотипным ги-пербазитам, которые ,по■существующим представлениям имеют рестито-геннуга природу образования (Пинус, Агафонов, Леонов, 1984), чему не противоречат полученные нами данные,

Дунит-верлит-клинопироксенит-габбровая ассоциация региона приурочена к субширотному Ханхухзйскому глубинному разлому и вмещается теми же' венд-нижнекембрийскими образованиями,что и крупные массивы дунит-гарцбургитовой ассоциации. Наиболее полно она представлена в Джаргалантуйском массиве, имеющем полосчатое строение, обусловленное чередованием дунитов, перидотитов и габброи- . дов, В его строении отсутствуют породы с ромбическим пироксеном, но распространены клинопироксеновые разности, представленные вер-литами и диопсидитами. Особенности геологического строения,.вариации составов пород, а также породообразующих и акцессорных.минералов позволяют говорить о формировании Джаргалантуйского массива в результате магматической дифференциации. Отсутствие прямых геологических наблюдений (приконтактовых зон закалки, роговиков, полных,ненарушенных разрезов и др.) потребовало дополнительных данных для обоснования этого положения..С этой целью было проведена математическое моделирование кристаллизационной дифференциации

базитовых расплавов в открытой и закрытой системах.Оно проводилось на петрохимическом материале по Джаргалантуйскому и Онцауль-скоцу массивов. Последний находится за пределами региона исследований, но из-за хорошей обнаженности и слабой нарушенности он представляет собой благоприятный объект для постановки подобных работ. Средневзвешенные составы исходных расплавов определялись для Джар-галантуйского массива на основании площадного распространения разностей пород, а для Онцаульского - по данным разрезов.Полученные составы близки между собой, отвечают пикритобазальтам (Богатиков и др.,1981) и характеризуются низкими значениями титана и щелочей, повышенными содержаниями магния (16-17 вес ./о) и зкелезистостью 2223 ат.%. По этим данным фигуративные точки составов этих пород ложатся в поле толеитовых базальтов вулкана Килауэа ( Irvine , Бегajar ,1971). Моделируя процесс кристаллизационной дифференциации этих расплавов по конвекционно-кум/ляционной программе (Френкель и др.,1988), в условиях давления больше 5, но меньше 10 кбар, температурах I300-II70°C и буфере м - :ио была получена последовательность кумулятов - дунит-верлит-клинопироксенит-габбро,которая соответствует наблюдаемой в массивах.При этом отмечается идентичность составов (по железистости) породообразующих минералов рассчитанных и природных. Характерной особенностью смоделированных разрезов является наличие в верхних их частях рудного титано-магнетитового слоя, который был нами непосредственно установлен в верхних горизонтах Онцаульского массива. Полученные результаты указывают на то, что образование комплекса пород этих массивов в результате кристаллизационной дифференциации вполне реально. В то же время, несмотря на особенности геолого-петрологических и минералогических различий, ультрабазиты выделенных ассоциаций вместе с сопряженными с ними габброидами и вулканогенными породами на диаграмме составов н а^О + KgO - РеО - MgO образуют единый тренд - дуниты + гарцбургиты —- дуниты + верлиты + диопсидиты —- габбро —- андезито-базальты. Этот ряд пород характерен для зон перехода океан-континент (Колман,1979).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате проведенных исследований в раннекаледонских складчатых структурах северо-западной Монголии впервые установлено наличие гипербазитовых массивов двух ассоциаций: дунит- гарц-бургитовой и дунит-верлит-клинопироксенит-габбровой, которые от-

вечают соответственно метаморфическим первдотитам и кумулятивному комплексу современных офиолитов. Выявлены особенности вещественного состава слагающих их пород и минералов и определена специфика связанных с ними полезных ископаемых. Установлено,что ги-пербазитовые массивы на современном эрозионном уровне представляют собой тела, перемещенные по субвертикальным тектоническим зонам с мест своего формирования. На основании комплекса полученных данных обосновывается различный генезис выделенных ассоциаций ультраосновных пород и определяется их формационная принадлежность.

Список работ опубликованных по теме диссертации:

1. Завьялова И.В., Агафонов Л.В., Ступаков С.И. Метаморфические толщи междуречья Дзабхан-Гол и Хунгуй-Гол, вмещающие Ху-тульский гипербазитовый массив (Монголия) // Гипербазитовые ассоциации складчатых областей.-Новосибирск,1983.Вып.2. С,104-134.

2. Металлогения Монгольской Народной Республики (полезные ископаемые, связанные с альпинотипными гипербазитами) / Агафонов Л.В., Баярхуу Ж., Пинус Г.В., Ступаков С.И. - Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1985. - 3? с.

3. Агафонов Л.В,, Ступаков С.И. Лерцолиты складчатых областей // Тезисы докладов к совещанию "Формационное расчленение,генезис и металлогения ультрабазитов",- Свердловск,1985. С.50-51.

4. Агафонов Л.В,, Ступаков С.И. Структурно-вещественные особенности гипербазитов разновозрастных складчатых комплексов Монголии // Тезисы докладов к совещанию "Офиолиты окраины Азии". -Хабаровск, 1986. С.73-75.

5. Агафонов Л.В., Ступаков С.И. Происхождение лерцолитов складчатых областей // Гипербазитовые ассоциации складчатых областей. - Новосибирск, 1986. Вып.З. С.91-107.

6. Ступаков С.И,, Завьялова И.В. О возрасте и условиях становления Агардагского гипербазитового массива (Юго-Западная Тува) // Гипербазитовые ассоциации складчатых областей. - Новосибирск, 1986. Вып.З. С.131-139.

7. Агафонов Л.В., Изох А.Э., Ступаков С.И. Дунит-верлит -клинопироксенит-габбровая формация Монголии. - Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1987. - 47 с.

8. Ступаков С .И., Агафонов Л.В., Шеремет О.Г. Ичитуинголь-ская зона меланжа (МНР) // Гипербазитовые ассоциации складчатых областей. - Новосибирск, 1987. Вып.4. С.76-95.

9. Ступаков С.И. Вулканогенные образования офиолитов хребта Хан-Хухэй (северо-восточная окраина Озерной складчатой зоны, МНР) // Гипербазитовые ассоциации складчатых областей. - Новосибирск, 1989. Вып.5. С.65-100.

Технический редактор Н.Н.Александрова

Подписано к печати 23.02.90. МН 08423. Бумага 60x84/16. Печ.л. 1,25. Уч.-изд.л. 1,1. Тираж 100. Заказ 95.

Институт геологии и геофизики СО АН СССР Новосибирск, 90. Ротапринт.