Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Литология докембрийских амфиболитов Центрального Кавказа: первичная природа, литологический состав и особенности накопления протовещества

ВАК РФ 04.00.21, Литология

Автореферат диссертации по теме "Литология докембрийских амфиболитов Центрального Кавказа: первичная природа, литологический состав и особенности накопления протовещества"

Кб ОД 2

ЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ИВАНОВ ВЯЧЕСЛАВ ВИКТОРОВИЧ

УДК 551.8*552.5+552.48(470.8)

ЛИТОЛОГИЯ ДОКЕКБРИЙСКИХ АМФИБОЛИТОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА: ПЕРВИЧНАЯ ПРИРОДА. ДИАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ ПРОТОВЕЩЕСТВА

04.00.21 - литология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Ростов-на-Дону, 1994

Работа выполнена ва кафедре общей х историческо! геологи

Ростовского государственного университета. *

Научный руководитель - доктор геолого-минералопческюс наук» профессор В.В.Закруткин(РГУ)

Социальные ошюненты: доктор гволого-ыинералогжчасгаа наук, профессор ВЛЗакрутхин (РГУ) кандидат геолого-минералогических наук >.В.Зайцев(ГГП "Южгеология") .

Ведущая организация - кафедра месторождений и разведки ттптт&чтгтлг ископаемых

Новочераасосого технического университета

Защита состоится "/" мая 1994 г. в -/Счас. на заседании специализированного Совета К.063.52.10 по гоолого-мннэралогичесгаш наукам при Ростовском, государственном университете по адресуг 344 090, гЛ'остов-иа-Дрну, ул.Зорге ,40, геолого-географическяй факультет Р1У, ауд.202.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке РГУ (344005, гЛ'остоа-яа-Дрну, ул.Пух^ашская.148)

Автореферат разослан "/У* О ШЛЯ 1994 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат геолого-иинералогическкх

наук, доцент В.С.Назаренко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В работе приводятся результаты исследований докембрийских амфиболитов Центрального Кавказа, охвативиих площадь от р.Белой на западе до р.Черек-Безенгийский на востоке.

Актуальность проблемы. Исследование процессов седиментации, магматизма и рудообразования на ранних этапах развития планеты представляет собой один из важнейших аспектов современной геологии ввиду того, что докембрийскиа комплексы занимают преобладающий во времени этап геологической истории Земли и справедливо расцениваются как один из наиболее перспективных резервов минерального сырья. Среди мощных суггр акру стальных толщ докембрия отчетливо выделяются индивидуализированные тела амфиболитов, встречающиеся очень часто и являющиеся вместилещем целого комплекса разнообразных полезных ископаемых и, в частности, вольфрама.

На Кавказе ранние исследования носили большей частью петрографический характер, практически не затрагивая проблемы условий формирования дометаморфического пегрофонда амфиболитов. Ввиду этого огромную важность представляет решение проблемы "снятия метаморфизма", восстановления первичной природы и исходного состава, позволяющие провести палеоклмматическиэ и палеотектонические реконструкции и оценить волъфрамоносность.

Цель работа. При помощи комплекса геологических, петрохими-ческих, шнералого-погрографических, литолого-геохимических и других методов выявить первичнуп природу и дометаморфическяй литоло-гический состав кавказских амфиболитов с целью установления закономерностей и условий формирования их протовощаствп. Для достижения этой дели необходимо было предварительно решить оледумг/е задачи:

I. Выявить особенности гоологического положаши амфиболитов

в докембрийских толщах Центрального Кавказа.

2. Вдавить комплекс реликтовых дометаморфических структур и текстур амфиболитов, а также особенностей главнейших породообразующих и акцессорных минералов с целью получения дополнительной информации о первичной природе метагород.

3. Изучить химический состав амфиболитов и выявить их первичную природу.

4. Восстановить дометаморфический литологический состав амфиболитов ,

5. Исследовать палеогеодинамическиэ и палеогеографические условия формирования петрофонда амфиболитсодержащих толщ и накопления Вольфрама в протовеществе амфиболитов на дометаморфическом этапе.

Научная новизна. Принципиально новым является подход к проблеме изучения кавказских амфиболитов с точки зрения их первичной природы и дометаморфического литологического состава. Это позволило проникнуть в область ещё на затронутую подобными исследованиями.

Впервые дан анализ геологического положения амфиболитов в докембрийских отложениях Центрального Кавказа с использованием количественных оценок их распространенности.

Составлена классификация кавказских амфиболитов по минеральному составу. Впервые в таком объёма целенаправленно изучена типо-морфия главнейших породообразующих и акцессорных минералов амфиболитов, а также структуры и текстуры с точки зрения установления особенностей, несущих информацию о первичной природе метапород.

Впервые выведен с использованием методов математической статистики средний химический состав всего комплекса кавказских амфиболитов, а также их средние составы по каждому из изученных стратиграфических подразделений и по районам.

Впервые о такой детальностью и в гаком объёме комплексными методами восстановлена первичная природа и исходный литологичес-кий состав амфиболитсодержацих толщ. Впервые реконструированы палеоклиматические и палеотектонические обстановки накопления вещества в докембрийской зоне экзогеноза и особенности конценгра-шш вольфрама в этих условиях.

Практическая ценность. Проведошше исследован;« выявили ранее неизвестные литологическиэ особенности протерозойских отложений Центрального Кавказа.

В результате исследований выделены разрезы и районы, перспективные для поисков повышенных концентраций вольфрама в прото-вецестае амфиболитов и ам^иболитсодвржаисих толщ.

Основные методические приёш изучения метаморфических пород с целью реконструкции условий их образования использовались тематическим отрядом РГ/ при проведении работ (1986-1990 гг) на территории Центрального Кавказа. Часть результатов исследований положена в основу научно-исследовательского отчета кафедры общей и исторической геологии Ростовского университета (1908 г.) и используется в практике геологических работ Центральной ГеологоСъёмочной Экспедиции ПРО "Сепкавгеолэгия". Некоторые новые теоретические обобщения и практические рекомендации используются при чтении лекций по курсу "Общая геология" и спецкурсу "Геология и литология докембрия" читаемых в Ростовском университете.

Апробация работы.Основные результаты исследований диссертации регулярно докладывались на заседаниях кафедры обцей и исторической геологии РГУ, 5-й конференции молодых ученых и аспирантов геолого-географического факультета РГУ (Ростов, 1366), заседании 1ГГС ПГО "Севкавгеология" (Ессентуки, 1983), 7-й краевой конференции по геологии и полезным ископаемым Северного Кавказа (Ессентуки, 1991).

Некоторые результаты исследований и рекомендации входит а производственный отчет прогнозно-металлогенической партии ЦГСЭ (1988) и переданы в ПГО "Севкавгеология" для планирования и проведения геологосъемочных и поисковых работ. Кроме того результаты работы использованы в научно-исследовательских отчетах кафедры об— щей и исторической геологии PIT (1986, 1988, 1991, 1993).

По теме диссертации опубликовано 6 работ и написано 4 научно-исследовательских отчета.

Фактический материал. В основу диссертации положен материал собранный авторов в процессе восьмилетних полевых и лабораторных исследований на территории Центрального Кавказа. За это время (1986-1993 г.Г.) было изучено более 100 фондовых и 178 опубликованных источников по амфиболитам докембрия, в том числе и по кавказским. Изучены десятки амфиболитсодержащих разрезов докембрий-ских отложений буульгенской и макерской серий, а также их возмож-шгх аналогов - балканской и армовской свит. Из них детально послойно описано 7 наиболее красноречивых разрезов общей протяженностью более 70 километров, отобрало около 1500 штуфных проб на всо вида анализов и 100 монофракцкй. В ходе работы изучено около 1000 количественных и приближенно-количественных спектральных анализов, более IOOO шлифов метаморфических пород, по оригинальной методике обработано более 500 силикатных анализов. Изучено 100 вакуумно-декриптометрических анализов. Проведено более 100 определений оптических констант на универсальном федоровском столике, а также иммерсионным методом. Обработка разнообразной цифровой информация проводилась с помощью ЭВМ.

Лабораторные исследования проводились в ЦЯ ПГО "Севкавгеология", ЦЛ ПГО "Южгеология", ИГФМ АН Украины, а также в лабораториях гоолого-географичаского факультета РГУ.

Объём и структура диссертации. Работа состоит из введения.

шости глав и заключения. Она включает 151 страницу машинописного текста, 77 таблиц, 100 рисунков и список литературы из 178 наименований.

Во введении обосновывается актуальность проблемы, раскрываются дали и основные задачи исследований.

В первой главе дан обзор развития представлений о генезисе амфиболитов, намечена проблематика.

Во второй главе рассматривается геологическое положение амфиболитов в докембрийских толщах, приведены количественные оценки распространенности пород. Рассмотрены форми залегания амфиболитов, их взаимоотношения с вмещающими породами.

В'третьей главе дается классификация амфиболитов, рассмотрены их структуры и текстуры, особенно реликтовые, породообразующие и акцессорные минералы, а также химизм с целью выявления критериев первичной природы.

В четвертой глав о дается анализ комплексной системы методов определения первичной природы амфиболитов, позволяющей выделить среди них пара- и ортопороды. Приведены результаты определений.

В пятой главе рассмотрены методы восстановления дометаморфи-ческого состава парапород, приводится литологический состав про-товещества амфиболитов. Базируясь на полученных результатах восстановлены в их домэтаморфичоском виде все изученные разрезы ам-фиболитсодержащнх толщ, даны описания магматического протовещест-ва ортоамфиболитсв.

В шестой главе восстанавливаются условия накопления петрофон-да амфиболитов, сопутствующих им пород и связанных с ни?,и вольфрамовых концентраций.

В заключении диссертации резюмируются глаинеи^шо результаты исследований, являющиеся одновременно и основными звдккяоетам положениями ,

Диссертационная работа выполнена на кафедре общей и исторической геологии Ростовского государственного университета. В процессе восьмилетней работы над диссертацией автор постоянно пользовался вниманием, поддержкой и советами всох сотрудников кафедры, за что и выражает им глубокую благодарность, особенно кандидату геолого-минералогических наук Г.И.Скрипке и И.Э.Политико.

Постоянное содействие и помощь в проведении полевых исследований, а также ценные консультации и советы 'по геологии Центрального Кавказа автор получал от геологов ЦГСЭ кандидатов наук Г.И.Баранова, И.И.Грекова, А.И.Гусева, В.И.Усика.

Особую благодарность автор выражает своему научному руководителю доктору геолого-минералогическюс наук, профессору В.В.Зак-руткину за критику, пристальное внимание и всестороннюю помощь при выполнении работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I. ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИИ АМФИБОЛИТОВ

Мысль о том, что метаморфические породы плагиоклаз-амфибо-лового состава соответствуют по химизму как определенным типам изверженных, так и осадочных пород, издавна представлялась очевидной, и с её возникновением следует связывать появление проблемы пара- и ортоамфиболитов. Издавна одна часть исследователей указывала на их ортоприроду (Домгер, 1884; Гецнер, 190В; Прей-сверк, 1907; Улиг, 19(77; Эскола, 1914; Дервиз, 1915; Миллер,1923; Смит и Бадцингтон, 1926), другая же часть признавала существование параамфиболитов (Ляйаль, 1859; Адаме, 1909; Розенбуш,1910; Кашннг, 1910; Левинсон-Лессинг, 1911; Баклунд, 1912; Биллингс, Кливс, 1935; Бачер, 1953).

При разграничении пара- и ортоамфиболитов нашел применение ряд методов: геологических, петрографо-потрохимических, геохи-гаческих, минералогических, структурно-текстурных.

Геологическими признаками, позволяющими констатировать первично-осадочное происховдение признавались: слоистость, полосчатость, переслаивание с седиментогенными породами (Адаме, 1909; Баклунд, 1912; Рой, 1943; 1'лавн, 1950; Экальман, Полдерварт, 1957; Судовиков, 1953; Колсбик, 1962; Холдаус, 1971; Белькова, 1975; Димитреску, 1983; Бхаттачария, 1985; Твето, 1987). С другой стороны эти признаки могли быть объяснены иными причинами и, следовательно, не являлись доказательством осадочного генезиса (За-варицкий, 1955; Френсис, 1958; Эванс, Лик, 1960; Бертельсен, Ню-Нюгорд, 1968; Коксимович, 1973; Грачев, 1987).

Неоднократно предпринимались попытки отыскать устойчивые петрохидотческие признаки различия мезду пара- и ортопородаш (Рой, 1943; Энгель, 1951; Экальман, Полдерварт, 1957; Эванс, Лик, 1960; Колсбик, 1962; Лик, 1964; Даголайский, 1965; Хильтова, 1970;Нремэ-нецкий, 1974,1979; 1ук-Почекутов, 1975), однако полученные сведения носили противоречивый характер.

Многие ученые пытались выработать достоверные геохимические критерии разграничения пара- и ортопород (Энгель, 1951; Уол-кер, 1960; Лик, 1964; Мидовский, 1964, 1966; Баженов, 1966; Са-тянараяна, 1974; Кременецкий, 1979), однако и здесь выявились явные противоречия.

Высокую точность показали методы, базирующиеся на сравнении морфологических особенностей акцессорных мяноралов амфиболитов и вмещающих парапород (Чайка, 1964; Федкова, 1967; Горощенко, 1968; Кап, 1969; Закруткин, 1972, 1981; Кулиш, 1964,1983) и сохранности структурных и текстурных особенностей осадочных пород (Вильсон, 1959; Бондарогасо, 1964; Федкова, 1967; Стрыгин, 1970; Лазь-ко, 1975; Закруткин, 1981, 1990).

Таким образом, в настоящее врем-: можно сказать, что антагонистические представления ранних этапов исследований в значиталь-

ной мере преодолены и амфиболиты могут расцениваться как образования гетерогенные по своей природе.

Первые сведения об амфиболитах Центрального Кавказа носили характер упоминаний (Герасимов, 1912; Пиктч, 1919; Агалин, 1929; Робинсон, 1931; Регашна, 1933).

Сведения о генозисе амфиболитов, появившиеся в тридцатые годы и позднее, были противоречивыми и поролщали дискуссии. Ряд исследователей указывал на магматическое происхождение амфиболитов (Варданянц, 1935; Левин сон- Лессинг, 1936; Агалин, 1944; Орлов, 1960; Самохин, 1962; Зарвдзе, 1964; Срабонян, 1964, 1967; Снеж-ко, Греков, 1968; Заридзе, 1970, 1974; Родзянко, 1971; Потапенко, 1981), в то время как другая часть ученых, не отрицая магматического генезиса, высказывалась в пользу параприроды амфиболитов (Герасимов, 1936, 1940; Кобилев, 1937; Бессонов, 1938; Резников, 1948; Надарейшвшга, 1962; Потапенко, 1967; Греков, 1968, 1972; Сомин, 1971; Баранов, 1972; Чесноков, 1985). В основе разграничения пара-и ортоамфиболитов, как правило, лежал один, реже несколько признаков, несмотря на то, что необходимость комплексного подхода к решению этой проблемы подчеркивалась неоднократно (Сидоренко и др., 1972). Впервые для амфиболитов Кавказа такая работа была проведена В.В.Закруткиным, В.В.Ивановым, А.В.Труфановым и Г.И.Скрипкой (1989). Авторами для определения дометаморфической природы метапо-род бьш использован комплекс методов (геологических, структурно-текстурных, шнералого-петрографических, пегрохимических, геохимических) , базирующихся на изучении различных особенностей пород, которые не были уничтожены метаморфизмом.

Таким образом, подводя итоги, можно сказать, что работ посвященных непосредственно амфиболитам и особенно их первичной природе и домотаморфическому составу очень мало. В исследованиях разных лот затрагивался большей частью геолого-петрографический,

реяо генетический асггокт, базирующийся на отдельных методах, в то время как комплексный подход к решении проблемы происхождения амфиболитов, не говоря уже о первичном литологическом составе, за редким исключением (Закруткин и др., 1989; 1991; 1993) отсутствует.

2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛО ЛИШЕ АЖИБОЛИТОВ В ДСКШЕРИЙСКИХ ТОЛЩАХ

IIa Кавказе докембрийские порода обнажаются в зоне Главного и Передового хребтов, а также в Бечасынской зоне. Наиболее древними считаются буульгенская и макерская серии Главного хребта (Снежко, 1968; Сошн, 1971; Баранов, 1976). В зоне Передового хребта в предвлах Блыбского поднятия А.А.Самохиным (1962) выделены балканская и армовская свиты, которые Г.И.Барановым с определенной .дачей условности сопоставляются соответственно с буульгенской и макерской сориями Главного хребта. Кроме того существует ещё ряд стратиграфических подразделений возраст которых проблематичен. Эти подразделения наш не изучались и в настоящей работо не рассматриваются.

В диссертации приведены детальные описания семи наиболее полных, разрезов: I. Верхнеакеаутского разреза буульгенскс?! серии; 2. Аксаутского разреза макерсксй серии; З.Баксанского разреза ма~ керской серии; 4. Верхнебпксанского разреза макорской серии; 5.Че-рекского разреза макерской сер:м; 6. Лабинского разроза балканской и армовской свит; 7. Сахрайского разреза балканской свиты. Детальное изучение названных толщ позволяет придти к следующим выводам:

I, Амфиболиты встр&чаэтсл во всех изученных разрезах от крайнего востока до крайнего эапаца и во всех стратиграфических подразделениях: буульгенской и макерской сериях и в их возможна стратиграфических аналогах - балканской и армовской сп-тах.

2. По вертикали насыщенность разрезов амфиболитами крайне неравномерная. В буулъгенской серии максимальные их количества приурочены к низам разреза. В макерской они концентрируются, главным образом, в дуппухской свите, в её средней части. В балканской и армовской свитах содержщша амфиболитов неравномерное: в первой их максимальное количество достигает 87$, а вторая их практически лишена (0,1%). .

3. По горизонтали разрезы, отстоящие друг от друга всего на . десятки километров, также разнятся содержанием амфиболитов. Однако максимальные их количества постоянно приурочены к определенным стратиграфическим уровням: низам буульгенской серии, к дуппухской свите макерской серии и к балканской свите.

4. Формы залегания амфиболитов достаточно однообразны: они практически постоянно залегают в виде штсто подобных тел различной мощности или линз. Секущие тола отмечаются очень редко. Контакты амфиболитов с вмещающими породами чаще резкие прямолинейные. Реже отмечаются постепенные переходы по вертикали и ещё реже по латерали.

5. Для амфиболитов характерно переслаивание с различными по минеральному составу вмещающими породами, в том числе и с типичными парапородами: кварцитами, кварцлтогнойсаш, мраморами,

6. Для амфиболитов харакгернн следующие вида слоистости: параллельная, линзовидная, градационная, косая. Последние две встречаются исключительно редко.

7. Амфиболиты обладают как чертами магматических, так и осадочных пород. Причем среди магматических, судя по исключительной редкости секущих форм залегания, преобладали эффузивные или смешанные вулканогенно-осадочные образования.

3. СТРОЕНИЕ И СОСТАВ АМКГБОЛИТОВ

Классификация амфиболитов базируется, как било предложено ещё Г.Розенбушем (Розонбуш, 1910), на содержании второстепенных минералов. Этот принцип сохранен вплоть до настоящего времени и мы используем его, ввдоляя мономинералыше и субмономинеральные, плагиокла-зовые, кварцевые, пирокселовые, гранатовые, элвдоговые и слвдистые амфиболиты. Перечисленные разновидности слагают подавляющее большинство зтих пород и, за некоторыми исключениями, не содержат вторичных минералов. Вместе с тем, в отдельных разрезах (Багссанский, Черекский и др.) довольно широко развиты амфиболиты, несущие черты более поздних диафторических преобразований. Они выделены в самостоятельную группу актинолитовых и актинолит-хлоритовых амфиболитов.

Текстуры и структуры

Типичными текстурами амфиболитов являются массивная и полосчатая. Последняя обусловлена преимущественно но метаморфическими процессами а более рапной содиментационной слоистостью. Наиболее частой причиной полосчатости является смена лейко- и меланократо-вых полос. Несколько реже она обусловлена послойным распределением того или иного второстепенного минерала: кварца, биотита, пироксена, граната, эпидота. В отданных случаях отмечается реликтовая градационная слоистость и в очень редких - следы косой слоистости. Из микротекотур встречаются слоистые, линзовидно- и косо-слоистые.

Среди метаморфических структур амфиболитов доминируют различные вариации гранобластовых структур. Из дометаморфических встречаются как структуры магматических (шкроофитовые), так и осадочных пород (бластопсаммитовая, бластоалевритовая).

Миноралы амфиболитов

Минералом, которнй присутствует в значительных количествах

во всех без исключения разностях амфиболитов является роговая обманка. В большинстве пород присутствует также плагиоклаз и кварц. Значительно роже, но в целом часто, породы содержат гранат, биотит, редко мусковит. Эпизодически встречается эпидот, диопсид, цоизит, клкноцоизит, кальцит, сфен, магнетит.

В работе детально рассмотрены оптические и химические особенности главнейших породообразующих минералов (амфиболов, плагиоклазов, гранатов), впервые выявлены их типоморфийе особенности, некоторые из которых указывают на первичную природу амфиболитов.

Наш такке детально изучена морфология наиболее распространенных акцессорных минералов (апатита, циркона, рутила и других), впервые выявлены особенности, проливающие свет на домотаморфичес-кую природу амфиболитов и позволяющие восстанавливать специфику накопления протовещостпа в процессе седиментогенеза.

Химический состав амфиболитов

Средний химический состав кавказских докембрийских амфиболитов довольно близок эталонным анализам основных магматических пород типа габбро, диабазов и особенно базальтов. Однако, огромный разброс составов никак не характерен для компактной в химическом отношении группы основных магматических пород. Это дает основания предположить, что в рассматриваемую группу "среднего амфиболита" входят самые разные по химическому и минеральному составу, а следовательно и по условиям образования, породы. Сопоставление химического состава амфиболитов и состава габбро-базальтов подтверждает заметные отличия, наиболее яркими из которых являются следу-квдие:

I. Содержания Б10гв амфиболитах более или менее близки количеству кремнокислоты в группе базальтоидов. Однако, её экстремальные содержания, поднимающиеся нередко до 62-6?^ и падающие до 40-

42$, красноречиво говорят о том, что по своей кислотности амфиболиты далеко выходят за рамки базитов.

2. Содержания глинозема в амфиболитах также не характерны для группы габбро-базальта. Если его оптимальное количество (14-

сопоставимо с тши, то неродкие повышения до 22-24$ и более в основных породах возможны только в анартозитах. Минимальные содержания глинозема (10—11%) также не характерны для основных пород.

3. Абсолютные содержания магния и яалеза сопоставимы с их содержаниями в базитах. Однако, для последних характерна повышенная магнезиальностъ, тогда как в амфиболитах обнаруживается обратная зависимость.

4.Наконец, существенной отличительной чертой химизма амфиболитов являются частые повышенные содержания в них калия.

Таким образом, детальный анализ химизма изученных амфиболитов, базирующийся на разностороннем изучении как абсолютных содержаний элементов, так и их соотношений, позволяет придти к выводу о том, что по своему химическому составу амфиболиты значительно более разнообразны, чем магматические породы группы габбро-базалъ-та и далеко выходят за их пределы, захватывая области от ультраосновных до средних пород. Кроме того, среди них имеется немало представителей, которые вообще не имеют аналогов среди магматических пород и должны расцениваться как осадочные или вулканоген-ио-осадочные.

4.ПЕРВИЧНАЯ ПРИРОДА АМИШОЛИТОВ

Вот ужо более 100 лет проблема дометаморфической природы амфиболитов привлекает внимание исследователей. Это вполне объяснимо той большой ролью, которую играют эти ¡юроды в решении таких кардинальных вопросов, как познание геологической истории древних формаций, процессов докембрийской содиментатш и магматизма, направленности метаморфических преобразований и, наконец, вопроса

формирования полезных ископаемых. Вместе с том проблема ещё весьма далека от своего разрешения. Причина этого кроется в большой её сложности, а также в одностороннем характере методических подходов.

Кавказские амфиболиты не являются исключением в этом отношении : в основе их разделения на пара- и ортоамфиболиты лежал один, роже 2-3 признака. В настоящей работе автором приведен комплексный анализ реликтовых особенностей амфиболитов и использованы практически все методы определения дометаморфической природы, известные в настоящее время и базирующиеся на изучении разноплановых реликтовых особенностей пород, которые не били уничтожены метаморфизмом. Такой подход существенно повысил точность определений и достоверность полученных результатов. Этим комплексным методом были изучены послойно 7 эталонных разрезов. В результате были выявлены 3 генетические группы пород: осадочные, магматические и смешанные вулканогенно-осадочные (туффиты). Вместе с тем обозначилась и малочисленная группа пород, генезис которых не может быть определен известными методами.

Полученные в главе выводы сформулированы в первом защищаемом положении.

5. ИСХОДНЫЙ ЛИТ0Л01ИЧЕСКИЙ СОСТАВ

■ Для определения дометаморфического литологического состава параамфиболитов и сопутствующих пород в работе использован метод литохимических пересчетов О.М.Розена (1970) с уточнениями В.В. и В.Е.Закруткиных (1977).

Этот метод определения нормативных литологичоских компонентов парапород, неоднократно проверенный его авто раки (Закрутгаш, 1981, 1989, 1991, 1993), дает надежные результаты к широко используется исследователями.

Анализ выделенных типов осадочного протовещоства

В результате проведенного "снятия метаморфизма" и пересчета химических анализов исследуемых парапород на исходные кошононтн било выявлено, что параамфиболиты образовываются но из одного, а из нескольких различных типов осадочных пород: глин песчаных - 6,4$, глин песчано-карбонагных - 46,8л, песков глинистых - 23,4^, хли-долитов песчано-глинистых - 14,9?!, хлидолптов - 8,5$.

Песчаные глины отмечены только в верхнеаксаутском разрезе бу-ульгенской серии. В их составе глинистая фракция (50-55$) постоянно доминирует над аяевро-псаммитовой (35-44$), а количество яело-зистых минералов не превыиает 9%. По минеральному составу доминируют монтмориллонит-гидрослюдистые, отмечаются и чисто каолинитовые разности.

Пасчано-карбонатпыэ глшш являются наиболее представительной группой. Компонентный состав характеризуется высоким содержанием глинистой фракции (50-66/5), меньшим содержанием аловро-псашитовой (11-30$) и довольно высоким карбонатной (9-17%) и железистой (418$) фракций. Соотношение компонентов глинистой фракции непостоянно и меняется в широких пределах. Преобладающим глинистым минералом является монтмориллонит, встречаясь практически повсеместно, В обломочной (фракции преобладают плагиоклаз и кварц, в железистой - лимонит, а в карбонатной - доломит.

Глинистые пески распространены довольно широко. Их компонентный состав отличается высоким содержанием терригонной фракции (5060$), в которой преобладают кварц и ортоклаз. Состав глинистой фракции, как правило, отличается своей мономинеральностыэ. Максимальны в содержания каолинита, монтмориллонита и гидрослюды достигают соответственно 28$, 31/5 и 24$. Ассоциация доломита и магнезита, встречающихся в количествах соответственно 0-14$ и 0-4%, харак-

терна для карбонатной фракции. 1алезистые минералы встречаются почти повсеместно в переменных количествах (3-23$).

К песчано-глшгастым хлидолитам относятся породы низкой степени экзогенной дифференциации, в которых ни один компонент не превышает 50$. Наиболее значительная роль здесь принадлежит глинистой фракции (40-45%), в составо которой доминирует монтмориллонит (18,5-44$). Доля торригенной составляет 13-45%, причем отношение кварца и полевых шпатов по разрезам сильно разнится. Количество карбонатов, среда которых преобладает доломит, составляет 6-19$. Очень большой разброс содержаний обнаруживает железистая фракция (8-28$).

Хлидолиты являются наиболее слабо дифференцированной группой пород, в которой глинистая, терриганная и карбонатная фракция находятся в примерно равных количествах (20-4(2?). В глинистой фракции преобладает монтмориллонит (до 30$). В терригешюй фракций резко преобладает кварц (21-35%), а в карбонатной - доломит (до 19$). Из железистых минералов в породах отмечается шамозит (3-17$).

Кроме амфиболитов был восстановлен исходный состав сопутствующих парапород (всего более 400 образцов) и выявлено, что кварциты образовались из кварцевых песков, гнейсы и кварцито-гнейсы из глинистых и аркозовых песков, сланцы - из глинистых песков и песча-них глин и высокоглинозешстые сланцы - из каолинитовых и гидрар-гиллитовых глин.

Далее рассматривается положение выделенных типов осадочного протовещества в восстановленных разрезах кавказского докембрия.

Литологичоский состав восстановленных разрезов и роль в них протовещества амфиболитов

Верхнеаксаутский разгоз сложен преимущественно терригвнпыми песчано-глинистыш и глинисто-песчаными отложениями низкой степени

экзогенной дифференциации и вулканогенными породами базальтового состава. Следует отметить, что вцдолешше раноо пачки метанород в восстановленном разрезе не "размываются", а напротив, становятся ещё более контрастными. Это ¡гроявляотся и в наборе пород, и в особенностях литологического состава, а такло в специфике составов обломочной, глинистой и карбонатной фракций.

Базалътоиды разроза относятся к толоптовому типу, среда которых выделяются оливинсодерхзщио и нормальные, и к известково-ще-лочным гиперегеловым базальтам. Наличие пвтрохитчвеюо. черт как континентальных, так и океанических базальтоидов, очевидно, указывает на то, что заяожишлшея на коре океанического типа вулканические аппараты, действовали в течение длительного времени эволюции подвижной области. Судя по базальт-аццезито-базальтовому составу вулканогенной формации, в разрезе зафиксированы наиболее поздние проявления, непосредственно предшествовавшие орогенной стадии.

Аксаутскчй разрез, Изученный фрагмент среднедуппухской подсви-ты сложен глинистыми и аркозовыми песками, лишенными карбонатных примесей, что придает км характер исключительности, так как в более высоких горизонтах такие породы не встречаются.

Различия в составе пачек верхпедуппухской подсвиты очевидны. Так, для первой.из них характерен чрезвычайно пестрый состав, благодаря высокому (до 40%) содержанию базальтоидов и их туфов, а также за счет присутствия разнообразных осадочных пород: песков,, глинистых песков, песчаных и песчано-карбонатных глин. Вторая пачка представляет собой монотонную толщу, практически лишенную • вулканогенных пород и сложенную исключительно глинистым! слабо ожелезненными посками. И, наконец, третья пачка сложена также, как и вторая, глинистыми песками, но в отличив от неё содержит мощный горизонт базальтоидов.

Вулканогенные породы разроэа однозначно относятся к группе безоливиновых толеитових базальтов, которые характеризуются уморенной, редко высокой глшюземисгостъю (а1' =0,75-1,0) и принадлежат к калий-натриевой ветви (Л^О^О =1-4). Существенная обога-щенность пород калием указывает на их принадлежность к континентальному типу, что подтверждается и их умеренной глиноземистостью. Специфика химизма ортопород болао всего соответствует формациям областей тектоно-магыатической активизации.

Баксанский разрез.В основании разроза залегаот алевро-пес-чаная донгузорунская свита, в состав которой входит также небольшое количество слабодифференцированньпс посчано-карбонатных глин и незначительное количество кислых эффузивов.

На донгузорунской свито согласно залегает кти-теберданская свита, для которой характерно очень широкое развитие глин, высоко-дифференцированных в основании разреза и слабодифференцированных в его верхах. Значительную роль играют и глинистые пески преимущественно аркозового состава.

Мощная толща дуппухской свиты без видимого несогласия залегает на кти-тебердшюкой свите. В её составе отмечается устойчивая ассоциация базальтоидов и песков, количественные отношения которых на разных уровнях разроза заметно меняются.

Кургашинчатская свита состоит почти цадиком из песчаных пород (99$) с небольшим количеством основных вулканитов.

Ортопороды распределены по разрезу неравномерно. Среди них выделяется 2 группы: кислыо (риодациты) и основные (базальтоидн). Ортоамфиболиты относятся в большинство случаев к бозоливиновым то-лаитовым базальтам или лейкобазальтам калий-натриевой или натриевой ветви. В целом же рассматриваамая ассоциация пород относится к группе контрастных формаций широко развитых в континентальных структурах в областях тектоно-магматичаской активизации.

ВерхнебаксанскиЦ разрез отличается преобладанием глинистых песков, небольшим количеством изверженных пород, а также наличием заметного количества хлидолитов, которые в других описанных разрезах практически но встречаются.

В восстановленном разрезе количественно преобладают алевро-пасчанне породы, переслаиваясь в нижней части с песчано-глинистн-ж хлидолиташ и переходя в верхах разреза в карбонатло-песчаные глши,

Протовешество ортоамфиболитов представлено умеренно- и высо-коглинозешстыми безолмзиновнми голоитовыми базальтами и извостко-во-щелочнымигиперстеновыми базальтами калиевой и катай-натриевой ветви. Химизм амфиболитов более всего соответствует базальтовой формации областей тектоно-магматической активизации.

Черекский разрез представляет собой очень монотонную песчаную толщу, которая венчается карбонатно-песчаными глинами. Базальтои-ды имеют континентальную природу я относятся как и в других разрезах макерской серии к базальтовой формации областей тектоно-магматической активизации.

Лабикский разрез сложен торригенныш песчано-глшгастыми и глинисто-песчаными породами низкой степени экзогенной дифференциации, а также вулканогенным породами базальтового состава, которые присутствуют только в балканской свите. Здесь они представлены низкоглиноземистнми оливиновыми разностями калий-натриевой серии. Базальты имеют континентальную природу и могут быть отнесены к базальтовой (формации областей текто но-магматической активизации.

Сахрайский разрез характеризуется резким преобладанием песков при подчиненном количестве железистых карбонатно-песчшсвс глин и незначительном количестве базальтоидов, которые представлены континентальными толеитовшги олязииовыми и безоливииоаыми

разностями натриевой и калий-датрислой серий и могут быть отнесены, как и многие базальтовды описанных разрезов, к базальтовой формации областей тектоно-магматичоской активизации.

6. гаишпзоданАштаккй анализ и палеогеографические

УСЛОВИЯ НАКОПЛСШ ГРОТОЯВДСТВА АМЙШОЛИТСОДЕР-ВД1Х ТОЛЩ

Верхнеаксаутский разро?. Значительные мощности буульгенских толщ, низкая степень зрелости слагающих их пород, высокая степень дислоцированноста, большая роль вулканогенных пород, высокая степень метаморфизма - все эти факты говорят о том, что формирование толщ происходило в бассейне, к которому прилегали области с активным тектоническим режимом и рассеченным рельефом. Воды бассейна седиментации характеризовались непостоянством во времени соленое- . ти и рН, что отразилось на колебаниях минерального состава осадков. Глубины бассейна седиментации, если судить по соотношению закисного хшлаза и марганца, а также по размеру шсцессориев, во время формирования толщ били подвержены существенным колебаниям, не выходящим, однако, за пределы области шельфа. Оптимальными для формирования протовещества параамфиболитов были глубины в 70-100 метров.

Формирование амфкболитсодержащих толщ происходило в условиях самиаридного климата с некоторым! колобаниями как в сторону ого аридизации, так и гумидизации.

Образование толщ разреза имачо место на завершаюдах этапах геосинклинальной стадии эволюции подвижной зоны, протекавшей на коре переходного типа ме.вду океанической и континентальной.

Аксаутскнй разрез. Накопление трех из четырех изученных пачек дуппухской свиты происходило без сколько-нибудь аначитольно-го участия вулканических процессов. Формирование жи нишей толщи верхнедугшухской подсвиты имело место в условиях ярко выраженного

осадочно-вулканогенного типа литогеноэа, что привата к образованию построй сорил осадочных и вулканогенных пород.

Накопление мощных аркозовых и глинисто-аркозопнх толщ имело место в условиях гумидпого климата ггрп сильно расчлененном рельефе. В период жо формирования протовощзства амфиболитов имела место арпдизация климата, что фиксируется появлением монтмориллонита. Области питания в период формирования толщ разреза были сложены породами гршштоидного состава.

Тектонический режим может быть охарактеризован как режим тектоно—магматическоii активизации, проявляющийся в резких поднятиях одних блоков при одновременном опускании других. Подобтай режим болое всего соответствует рифтогенной области, понижения которой были заполнены мелководным бассвйно'м. Отсутствие хемогенных пород, указывает скорео всого на существенное опреснение вод бассейна, что наиболее вероятно, в случав значительного притока речных вод. Стабильное присутствие каолинита свидетельствует о довольно кислом их характере.

Баксанский разроз. Тектонический режим в течение периода накопления толщ макорской серии не оставался неизменным. Накопление протовеществакти-тебердинской и кургашинчатской свит ма-керской серки происходило без сколько-нибудь заметного участия вулканических процоссов. Формирование же протовещества донгузо-рунской и особенно дуппухской свит шло в условиях вулканогонно-осадочного типа литогенеза, что привело к образовании разнообразных осадочных и вулканогенных пород, часть из которых впоследствии превратилась в амфиболиты.

Воды бассейна седиментации характеризовались непостоянством солености п рП: от слабощелочных в донгузорунское -время до кислых в кургашинчатское. Глубины формирования осадков не отличались постоянством по Hpat'oiai.

Климат региона претерпел эволюцию от семиаридного в донгузо-рунсков врет, до гумидного на последующих этапах.

Накопление толщ разреза шло в области тектоно-магматической активизации.

Вархнебаксанский разрез, Седиментация амфиболитсодержащих толщ разреза происходила в условиях вулканогенно~осадочного типа литогенеза, протекавшего в зоне шельфа. Подтверждением этому служит отсутствие в разрезе грубообломочннх пород, большие мощности отложений, широкое развитие параллельной слоистости при отсутствии косой и других видов слоистости, отсутствие резких фациальных переходов.

Седиментация проходила в- условиях гумидного климата, на что указывает широкое развитие каолинита, а также стабильное цреоб-ладакие кварца над полевыми шпатами в олевро-песчаных фракциях песков и глин. Соленость и pH вод бассейна испытывали колебания в течение всего периода формирования толщ разреза, а глубины бассейна также не оставались постоянными и были подвержены колебаниям, не выходившим, однако, за пределы шельфа.

Формирование протовещаства амфиболитов происходило в области тектоно-магматической активизации, в которой имели место дифференцированные складчато-глыбовыа движения. Подобный режим скорее всего соответствовал рифтогенной области, в понижениях которой шло накопление осадков.

Черекский разрез. Формирование протовещества амфиболитсодер-жащих толщ происходило без заметного участия вулканических процессов и лишь в заключительный век отмечается некоторая вспшка вулканической активности, выразившаяся в подводных лавовых излияниях основного состава.

Накопление алевро-песчаных толщ, равно как и протовещаства амфиболитов, имело место в мелководном бассейне в условиях гумид-

ного климата. Область питания, сложенная породам? гранитоидного состава, имела сильно расчлененный ролъеф. Тектонический рожим области характеризовался рэзкими дифсТюрокнировшшыми движенияш и может быть расценен как режим токтоно-магматической активизации, для которого характерны однородаше базальтовне формации.

Лабинский разрез.' Формирование петрофонда балканской и армовокой свит происходило в мелководном бассойне внутриконтиненталыюго типа при активной тектоно-магмагической деятельности.Протовещество амфиболитсодержащих толщ накапливалось в условиях семиаридного климата в балканское время и гумидного климата в армовское время. , Область питания была сложена породами кислого, среднего и основного состава в балканский век и преимущественно кислыми в армов-ский век.

Режим тектоно-магматичоской активизации, проявившийся в балканский век в дифференцированных движениях коровых блоков, в армовское вреш заметно ослабевает, что проявляется в спаде вулканической активности. Подобный тектонический режим соответствует режиму рифта, заложившегося на коре континентального типа.

Сахрайский разрез. Тектонический режим в балканское вреш может быть оценен как достаточно активный. В пользу этого говорит присутствие в разрезе вулканитов основного состава и продуктов их дезинтеграции. Кроме того, большие мощности аркозовых толщ низкой степени зрелости, по мнении Ф.Петтиджона, могут свидетельствовать о дифференцированных вертикальных движениях, что характерно для областей тектоно-магматической активизации.

Режим кислотности-щелочности вод бассейна седиментации не оставался постоянным. Примерно до середины балканского века в кислой среде шло образование каолинита, после чего рН изменяется и в слабощелочной обстановка начинается формирование монтмориллонита, 3 заключительный период вновь фиксируется заметное погас-

ление вод. Бассейн седиментации в целом бил весьма мелководным, хотя отмечены некоторые колебания ого уровня.

Климат в балканское время следует расценивать как гушдный ввиду широкого развития каолинита. Вместо с тем присутствие монтмориллонита указывает на имевшую место аридазацию климата в это время.

Вольфрам в протовеществе аг^иболитов

Выделяются два типа вольфрамовых концентраций, В первом случае источником вольфрама служат граниты, а концентратором - продукты их экзогенной дезинтеграции - аркозн. Во втором случае источников являются базальтаиды (ортоамфиболити), а концентратором - песчанс-карбонатные глины (протолитн иарпамфлболитов), Не вызывает сомнения то, что в этих двух случаях пути и формы миграции и механизмы концентрации были принципиально различны. Так, вынос из эродируемых гранитовдов происходил преимущественно в континентальных условиях при достаточно интенсивном химическом выветривании. Его транспортировка осуществлялась дел шиаль но-аллювиальным путем скорее всего в обломочной формо. Соиорконно иной характер носило формирование повышенных концентраций второго типа. Излияния базальтов происходили практически повсеместно в условиях се-миаридного климата, при котором химическое выветривание было подавлено. Следовательно, заметного обогащения вольфрамом продуктов дезинтеграции базальтоидсв (граувакков) не происходило. Принципиально иные условия имели место при педзодних излияниях основных лав. В этом случае вольфрам поступал в воды бассейна либо вместе с вмалаццями при контактировании лав с водой, либо позднее в результате галышролиза. Образовывавшиеся при атом желозпетые , пасчано-«арбонатные .глины формировались при новнзшном парциальном давлении растворенного в водах бассейна углекислого таза и

при слабощелочном режима. В таких условиях вольфграм находился п растворенной состоянии. Его ионы адсорбировались из раствора оседавшими частицами глинистого, карбонатного вощества и гидроокдо-лами галеза.

Анализ приведенного в главе 6 материала позволяет придти к выводам, сформулированным в 3, 4, 5 и 6 защищаемых положениях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные комплексные исследования амфиболитов Центрального Кавказа позволяют придти к тоста следующим важным выводам, являющимся одновременно основным защищаемыми положениями

1. Изученные кавказские' позднедокембрийскпе амфиболиты по своей дометаморфической природе гэтерогеннн. В них нами выделены 3 генетических типа: ортоамфиболиты, параамфнбЛпити и амфиболиты смешанного осадочио-вулканогенного происхождения. Они встречаются как в одних и тех лв частях разрезов, так и изолированно друг от друга.

2. Параамфиболига образовались не из одной разновидности осадочных пород, как предполагалось более ранними исследованиями, а из широкого спектра (глины песчаные и карбонатно-песчаные, песет глинистые, хлидолиты песчаяо-глинистые, хладолиты) о существенными колебаниями химического, минерального и гранулометрического состава.

3. Накопление протовещества параамфиболитов происходило в относительно широком интервале палеогеографических условий: в шельфових частях бассейнов эпиконтинентального типа малой и умеренной глубинности с пониженной соленостью и рН от 5 до 8, как в аридных, гак и

в гуладных жарких климатах.

4. Ортоамфиболити буульгенского этапа развития объединены в базальт-андезито-базальтовую формацию поздних геосишишнальных стадий развитая подвижных зон. Ортоамфиболиты макерского и балканского этапов соответствуют базальт-трахибазальтовой формации сводово-глы-

оовшс поднятий зон тектоно-магкатичэской активизации.

5. Формирование протовещества амфиболитов имело место в различите палвогеоданамичоских обегановках. Протолиты буульгенской серии накапливались в условиях позднедокембрийской подвижной области на заклвчитальных этапах прздерогвнной стадии. Накопление же вещества макерской серии, а также армовсхой и балканской свит имело место в рифтогенной области гактоно-магматической активизации в более позднее время.

6.Мощный сегмент Земнов коры, отвечающий Центральному Кавказу, "заражен" вольфрамом на всю стратиграфическую полноту. Источником вольфрама в осадочном процессе на позднерифайском этапа бы* ли гранитоиды к базальты, а его концентраторами - соответственно аркозовые пески и железистые карбонатно-песчаные глины (протове-щэство параамфиболитов). При этом пути, формы и механизм переноса и концентрации в двух указанных случаях были различны.

СПИСОК РАБОТ АВТОРА, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Баксанский разрез макерской серии Центрального Кавказа: геология, состав, дометаморфическая природа мегапород и условия накопления исходного вещества толщ. -Дап. №3985.-В-89,15.06.89.-77 с. (Соавторы: В.В.Закруткин, Г.И.Скрипка, А.В.Труфанов).

2. Амфиболы из адф!болитов буульгенской и макерской серий Центрального Кавказа// Минералогический журнал АН СССР и УССР,-Киев: Наукова думка, 1990.-12,К5.-о.68-76.(Соавторы: Е.А.Кулиш, В.В» Вакруткин, И.Э.Политико).

3. Амфиболиты макерской и буульгенской серий и их докетаморфи-чаская природа как один из критериев вольфрамоносности//Тез.докладов 7-й краевой конференции по геология и полезным ископаемым Се-

верного Кавказа,-Ессентуки, 1991,- с.88-90. (Соавтор В.В.Закрутктш),

4. Аксаутский разрез дуппухской свиты макэрской серии Центрального Кавказа: геология,состав, дометаморфическая природа ме-тапород а условия накопления исходного вещества толщ.-Деп.Ж1686,-В-93, 17.06.93,- 32 с. (Соавторы: В.В.Закруткин, Г.И.Скрипка, А.В.Труфанов).

5. Верхнеаксаутский разрез буульгенской серии Центрального Кавказа: геология, состав, дометаморфическая природа метапород и условия накопления исходного вещества толщ, (Соавторы: В.В.Закруткин , Г.И.Скрипка). В печати.

6. Геохимия амфиболитов и вмещапцих толщ макорской серии Центрального Кавказа. (Соавторы: В.В.Закруткин, Г.И.Скрипка). В печати..

йак. 302тир. 100