Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Метасоматические образования офиолитового комплекса о. Карагинского (Восточная Камчатка)

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Метасоматические образования офиолитового комплекса о. Карагинского (Восточная Камчатка)"

РГ8 ОД о 3 чи

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ СШШЕНШЙ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ, ГЕОФИЗИКИ И МИНЕРАЛОГИИ

На правах рукописи

ОСИГЕНКО Алексей Борисович

К5ТА0С5«ГгЗСЯЯЙ ОЕРАЗСЗАКИЯ (Ш&ВШШЭГО ЮШДВаВА (Есстсчвая Камчатка)

• 04.00.08 - петрография, вулканология

Автореферат диссертации ка соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Новосибирск 1994

Работа выполнена в Институте вулканологии Дальневосточного отделения Российской академии наук

Научные руководители: доктор геолого - минералогических наук, профессор В.В.Белинский

кандидат геолого-минералогических наук Г.Г.Лихойдов

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических

наук А.Л.Павлов

кандидат геолого-минералогических наук В.А.Селиверстов

Оппонирующая организация: Институт литосферы Российской

академии наук (г.Москва)

Защита состоится " У " 1994 г. в час, на

заседании специализированного совета Д 002.50.05 при Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН. в конференц-аало. *

Адрес: 630090, г.Новосибирск-60, Университетский пр.,3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОйГГиМ СО РАН.

Автореферат разослан 9"сыре/ил994 г.

Ученый секретарь специализиро- /?

ванного совета, д. г.-м.н. пе.с^к' Ф.П.Леснов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Проблеме офиолитовых комплексов принадлежит особое место в решении многих дискуссионных вопросов о характере эволюционных процессов в зонах перехода от континента к океану. Важную роль играет здесь изучение пет-' рологии формирующих офиолитовую ассоциацию магматических, метаморфических и метаеоматических порол. Последние, особенно в зонах контакта с гипэрбаэитами, несут информацию о процессах, сопровождающих становление офиолитовых комплексов, об особенностях физико-химической обстановки минералообразо-вания и стадийности метасоматической „ереработки на заключительных стадиях их развития. Значение метасоматитов офиолитовых комплексов не исчерпывается ролью индикаторов петроге-нетических процессов. Они служат концентраторами разнообразных рудных и нерудных полезных ископаемых, что во многом определяет интерес, проявляемый к этим породам. Несмотря на значительное количество публикаций, посвященных офиолитовьгм комплексам Восточной Камчатки (Долматов, 1972; Селиверстов, 1976; 1931; Белинский,,'1979'. Сидоров, V, Цуканов, 1988; Геология западной ..., 1990 и др.),'метасоматическим образо-' ваниям, связанным с ними,, внимания практически не уделялось.

Целью предлагаемой работы является создание схемы эволюционного развития метасоматических процессов в офиолитах на примере комплекса пор*...,. развитого в хребте Центральном на о. "арагинсксм. Геологическое положение и состав продуктов метасоматоза здесь характеризуется рядом оригинальных оео-Эенностей, которые делают такую попытку оправданной. Длк зоздания общей схемы необходимо было решить следующие вопросы:

(1) изучить геологические, петролого-минералогические и геохимические особенности различных проявлений метасоматитов, а также типизировать их по характерным минеральным па-эагенезисам;

(2) определить физико-химическио условия минералообра-зования и особенности флюидного режима процессов метасомати-юской переработки исходных пород;

(3) выяснить характер, особенности и направленность эволюции метасоматических процессов в офиолитах.

Научная новизна.

1. Впервые для Восточной Камчатки детально изучены ме-тасоматические образования, локализованные в офиолитовых комплексах. Освещены особенности их геологического положения, строения и вещественного'состава.

2.. Проведена типизация различных видов метасоматических образований и установлена их связь в рамках единого метасо-матического процесса.

3. Установлена направленность метасоматических процессов в офиолитах и их место в общей последовательности развития офиолитовых комплексов.

Основные защищаемые положения.

1. Особенности геологического положения метасоматических образований в офиолитах о. Карагинского и их состав позволяют выделить четыре главных типа пород: родингиты, пекто-литовые и ксонотлитовые жильные образования, альбититы, листвениты. Вещественный состав равных типов метасоматитов определяется, в первую очередь, спецификой минералообразую-щего флюида, а также составом исходных пород.

2. Изученные образования имеют двойственную метаморфно--метасоматическую природу. Формированию соб венно метасоматитов предшествует метаморфическое изменение исходных пород.

3. Термодинамические условия формирования ме-тасоматито) близки между собой и определяются устойчивостью характерны: минеральных парагенезисов. В общем случае, образование и контролируется следующими параметрами: Р » 0.5 - 2 кбар

Т - 300 - 420°С. Процесс регулируется тремя главным!! тендек циями изменения состава метаеоматического флюида: иу:-естко вистостыо, щелочностью (натровостью) и углекиспотноегыа.

4. Метасоматиты изученных типов являются концентратора ми разнообразных рудных и нерудных полезных ископаемых. Не которые из них генетически связаны с метасоматозом, в 1 время как другие являются более поздними образованиями.

Практическое значение. Результаты исследования коп быть использованы в качестве критериев распознавания ноте! циально рудоносных метасоматических образований в офиолит;

Восточной Камчатки и определения профиля их оруденения. Особенности залегания тел метасоматитов могут быть использованы для оценки степени тектонической нарушенное™ в разрезах офиолитовых комплексов.

Фактический материал, положенный в основу диссертации был собран и обработан автором при исследовании офиолитового комплекса о. Карагинского в период 1989 - 1993 г.. Часть работы составляют результаты, полученные при обработке коллекции образцов, любезно предоставленных Е.Г.Сидоровым (ИВ ДВО РАН). В процессе работы автором собрана и изучена коллекция из 160 шлифов различных типов метасоматитов, выполнено более 400 микрозондовых и около 70 полных химических анализов пород и минералов, помещенных в работе. Более 50 мономинеральных проб были исследованы рентгеноструктурным, ИК-спектро-метрическим и термовесовым методом. Для ? образцов различных типов метасоматитов были получены оригинальные данные по изотопии Эг. . '

Методы исследования включали традиционные геологические, минералогические и петрологические способы наблюдения. Основное внимание уделялось оптическому и инструментальному (ИК-спектроскопический, термовесовой, рентгенострукгурный методы) изучению свойств породообразующих минералов, а также определению их состава на микрозонде. В работе широко использованы химические определения состава пород. Анализ па-рагенетических взаимоотношений минералов проводился по методу д. С. Коржинского (1972). Данные экспериментальных исследований заимствованы из литературных источников.

Апробация и публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 4 печатных работах и докладывались на VI и VII Конференциях молодых ученых ИВ ДВО РАН (г.Петропавловск -Камчатский, 1991 и 1992 гг.), на II региональном совещании' Камчатского отделения ВМО "Минералогия вулканических и гидротермальных систем" (г.Петропавловск-Камчатский, 1990 г.) и на региональном совещании Приморского отделения ВШ "Рудные месторождения Дальнего Востока - минералогические критерии прогноза, поиска и оценки" (г.Владивосток, 1991 г.).

Структура и объем работ Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из

наименований, она включает таблиц, иллюстраций и занимает 3.1-1 страниц машинописи.

Работа выполнена'под руководством доктора г» .того-минералогических наук, профессора Е Е Белинского и кандидата геолого-минералогических наук Г. Г. Лихойдова, которым автор.выражает свою признательность и глубокую благодарность.

В работе над диссертацией постоянную поддержку и практическую помощь автору оказывали сотрудники Института вулканологии ДВО РАН А. И. Еайков, Е.Г.Сидоров, Н. И. Селиверстов; Института вулканической геологии и геохимии ДВО РАН Ю. О. Егоров, А. В. Колосков; Дальневосточного геологического института ДВО РАН Л. Я Плюс ниша. Автор искреш. благодарит их.

В проведении химических и минералогических исследований неоценимую помощь автору оказали сотрудники химической лаборатории и лаборатории.оптической и микрозондовой минералогии ИВ ДЮ РАН Е А. Ананьев, Н. И. Винокур, В. Г. Дунин-Барковская, Г. ЕКутпева. Е Ф. Дуньков, А. Е Мясников, Г. П. Новоселецкая. А. М. Округина, Т. М. Философова Всем им автор искренне признателен.

Глава 1. ОЧЕРК ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ (ШОЛИТОВОГО КОМПЛЕКСА О. КАРАГИНСКОГО ,

Структурно о. Карагинсккй - северное продолжение зоны неотектонических поднятий мел - палеоценового складчатого фундамента Восточной Камчатки, орографически выраженных цепочками хребтов (по терминологии ряда авторов, Восточно-Камчатского антиклинория). Породы фундамента представлены на острове несколькими структурно-формш донными комплексами, связанными между собой сложными тектоническими взаимоотношениями. Сведения о составе и возрасте пород, слагающих эти комплексы, подробно освещены в литературе (Долматов и др., 1969; Симкин, 1982; Очерки-тектонического .... 1987; геология западной ... , 1990 и др.).

Породы, составляющие офиолитовую ассоциацию, локализованы в осевой приводораздельной части острова (хребет Центральный) и приурочена к зоне глубинного разлома с гтредпола-

гаемыми надвиговыми деформациями (Косыгин др., 1972; Сим-кик, 1982). Эта шовная зона имеет ширину от 2-3 до £5 км и состоит из серии сопряженных субпараллельных разрывных нарушений.

Различные образования, составляющие разрез офиолитового комплекса о. Карагинского, имеют друг с другом как ненарушенные, так и тектоничеосие контакты с явным преобладании последних. Породы слагают тектонические блоки размерами от десятков метров до первых километров. Ео многих случаях фиксируется аллохтонный характер тектонических пластин и блоков офиолитов (Симкин, 1982; Чехович и др., 1989; Геология западной ..., 1990). В совокупности, выходы офиолитов формируют практически.сплошную полосу, протягивающуюся от мыса Го-ленищева на севере до мыса Урилл на юге протяженностью до 50 км. Небольшие выходы пород комплекса '">.вестны так*» на крайнем юге острова в районе мыса Крашенинникова и к востоку от хребта Центрального, где образуют две субпараллельные цепочки небольших линзовидных тел.

В состав офиолитового •комплекса о.; рагинского входят серпэнтинизированные альпинотипные гипербазиты (главным образом, апогарцбургитоЕые), габброиды и ассоциир^щие с.ними образования типа параллельных даек, метаморфические сланцы, а также мелкие тела кварцевых диоритов. Контакты серпентини-зированных гипербазитов с породами другого состава повсе-мес: о тектонические. Как правило, зоны контактов интенсивно рассланцеваны, брекчкрованы, милонитизированы, в силу чего обладают повышенной флшдопрошщаемостью.

Бопрос о возрасте пород рассматриваемого комплекса остается предметом дискуссии. Цифры радиологических датировок (Геология западной ..., 1990!, фаункстические находки в породах смежных комплексов, структурные соотношения и косвенные геологические признаки (Мельникова, Долматов, 1973) позволяют считать его доверхнемелсвым.

Глава 2. ГЛАВНЫЕ ТИПЫ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МЕТАСОЖГИЧЕС-НИХ ОБРАЗОВАНА

Б офиил;!Т0Е0м комплексе о. Карагинского широко раепрост-

- б -

ранены метасоматические образования, возникшие в результат' контактово-реакционного взаимодействия химически контрастны пород, входящих в комплекс. Глубокая переработка исходны пород протекала твердофазным путем под воздействием минера лообразукэдих растворов различного состава. Она сопровожда лась изменением элементного состава пород вследствие привно са-выноса веадгства при дифференциальной подвижности отдель ных компонентов. Широкому развитию метасоматических процес сов в породах офиолитового комплекса способствовала сложна тектоническая обстановка, обусловившая образование многочис ленных зон повышенной проницаемости. Процессы метасоматичес кого преобразования пород в них носили сложный эьолюционны характер, что привело к формированию нескольких типов мета соматитов.

В офиолитах о. Карагинского получили развитие практичес ки все основные типы метасоматитов, характерные для геологи ческих обстановок данного типа (Лодочников,. 1936; Добрецов 1963; Колман, 1979; Колесник, 1981; Юркова, 1991 и др.) Предполагается, что все они являются ' производными единог процесса - метасоматоза, генетически связанного с магматиз ыом и метаморфизмом, а разнообразие наблвдаемых типов мета соматических образований - есть отражение специфики фтп ко-химической обстановки минералообразован- на различнь стадиях метасоматоза. При описании этих пород испольгосалас классификационной схеме КХ Е Колесника (1981), основанная н химических и минералогических признаках (табл.). В сосгветс твии с ней, рассмотрение последовательно включает четьц. главных типа метасоматических образований офиолитовог крмплекса о. Карагинского:

1 - кальциево-силикатные породы (родингиты);

2 - породы промежуточного типа с существенно,1 рол! натрия, вплоть до неюыщения этим компонентом (пектолитовые ксонотлитовые жильные образования);

3 - породы пересыщенные натрием (альбититы).

4 - кварц-карбонатные метасоматиты (листвениты) и св> занные с ними тальковые породы, образование которых связа! с гидротермальными растворами, насыщенных»! углекислотой.

Таблица

Ыинеральньгэ ассоциации метасоматитов офиолитовых комплексов (по: Колесник С19Э1Э с изменениями и дополнениями)

г

т

Тип метасоматоза

Группа минеральных ассоциация

Породы

Минералы

I. Кальциево-силикатная

Родингиты

Бескарбонатный

сРхд Gr, Ves, Pro.| Clt, Xo, Pec, cZo,I Ep, Amph, Voll,Spt|

II. Промежуточного типа

Кеонотлит-,пек-толитовые килы

-1

Хз, Pec, Nat, Pre,| Gc, Ab, Q, Clt.Sptl

III. Пересыщенная Na

Альбититы

-j

Ab^ Wa-Amph, Рва, ¡ Na-Px, Anlc, Nat, I Phlo, Q I

j-

|Карбонат-

I НЫЙ

-.-1

сс, q^ Mic, cit, i

Ab, Ep, Te, Spt ¡I

IV. Пересыщенная CO, I

Листвениты

Примечание: выделены наиболее характерные минералы для данного типа метасоматитов.

Принятые сокращения: Ab - альбит; Amph - амфибол; Anlc -

- аиальцим; Сс - карбонат; Clt - хлорит; сРх - клинопироксен; ;Zo - клиноцоизит; Ер - зпидот; Gr - гранат; Mic - светлые злюды; Na-Amph - щелочной амфибол; Na-Px - щелочной пироксен; ilat - натролит; Рес - пектолит; Phlo - флогопит; Рте - пренит; } - кварц; Spt - серпентин; Тс - тальк; Ves - везувиан; Wall

- волластонит; Хо - ксонотлит

2.1 Родингиты

Согласно устоявшемуся с научной литературе последних лет понинадию термина "родингиты" (Dal PI«, 1969; Колесник,

1972, 1S81; Leach, Rodgers, 197S; Колман, 1979; Агафонов, Пинус, 1981; ОЯдуп, 1991; Плюснина и др.', 1991; 1S93 ; Юркова, 1991; Лихойдов, Плюснина, 1992 и др.) к породам данного типа относятся низко- и среднетемпературные (30г 500°С) существенно кальциевые метасоматические образования, формирующиеся в результате контактово-реакционного взаимодействия на контакте серпентинитов и алкмоснликатных пород. Родингитиза-ция является распространенным процессом в различных геодинамических оостаноьках, но особенно широко она проявлена в офиолитовых комплексах складчатых областей. Как установлено многочисленными исследованиями разных лет (Пинус, Колесник, 1966; Колман, 1979; Кокова, 3991 и др.) появление родингитов в ассоциации с другими метаеомати1 .ми является обычным в офиолитовых разрезах с преимущественно дунит-гарцбургитовым составом первичных гилербазитов.

На о. Карагинском родингиты получили широкое распространение. Они встречаются практически на всем протяжении основной полосы выходов серпентинизировалных гипербазитов в хребте Центральном. Их локализация неизменно приурочена к зонам контакта серпентинитов и тел габброидов, где метасоматиты полностью или частично замешают последние. По условиям зале-гшшя и особенностям строения возможно выделение 'трех морфологических типов родингитовых образований:

(1). „родингиты, сосредоточенные в зкзоконтактовых зонах крупных даек и тектонических включений габброидов на контакте с интенсивно серпентинизированными гилербазитами;

(2). родингиты,выполняющие бескорневые будинированные тела в серпентинитовом меланж;

(3). жильные тела родингитов, встречающиеся в зкзо. ,н-тактовьпе частях тел габброидов и пироксенитов и занимающие секущее положение по отношению к простиранию вмещающих пород.

Все три морфологических'типа родингитов имеют одинаковый макроскопический облик и минеральный состав, характеризуются схожими типами минералогической зональности и типами контактов со вмещающими серпентинитами (в"присутствие хлоритовой или серпентин-хлоритовой оторочки). Оенсг.ныз различия связаны с масштабами проявления и геологическим mzomum

родингитов каждого типа Мощность родингитизированных тел варьирует от первых сантиметров до первых метров при протяженности выходов до первых десятков метров.

При родингитизашш в офиолитах о. Карагинского в результате комплексных реакций строение метасоматической колонки приобретает ясно вырахенный зональный характер, проявленный последовательностью минералогических зон. Контакты м*жду зонами как постепенные (особенно во внутренних частях метасоматической колонки), так и резкие. Внешние части метасомати-ческой колонки родингитов выполнен1 • антигоритизированными серпентинитами приконтактовых зон и хлоритовой (серпентин-хлоритовой) оторочкой. Внутренние части представлены различными минералогическими типами родингитов и переходными к измененным габброидам породами.

Минералогический состав родингитг о. Карагинского чрезвычайно разнообразен. Как правило, в строении родингитовых тел участвуют минеральные ассоциации силикатов и алюмосиликатов кальция (гранат гроссулярового состава, диопсид, везувиан, пренит, пектолит, клиноцоизит, ксон^'лит). Среди других минералов присутствуют: хлорит, кальцит, кварц, сфен. Микрозондовыми исследованиями было установлено, что состав основных минералов родингитов о. Карагинского сопоставим с аналогами из 'других проявлений.

Условия ми>'.'ралообразования на контакте химически неравновесных пород (серпентинитов и габбро) обусловили сильную изменчивость минерального состава родингитов и возникновение зональности, выраженной закономерной сменой парагене-зисов характерных минералов. Наблюдаемые вариации определяются колебаниями температуры, поскольку изученная система чрезвычайно чуствительна к ее изменениям (особенно, при очень низких значениях химического потенциала углекислоты, характерных для родингитообразующих растворов). Даже небольшие изменения температуры способны вызвать сложную полиминеральную зональность в родингитах. Дополнительно, картина зональности усложняется процессами инфильтрации. Сопоставление результатов экспериментальных исследований (Лихойдов, Плюс-нина, 1972; Шноснина и др. , 1993) с наблюдаемыми минералогическими особенностями родингитов о. Карагинского позволило

- 10 - . ■ • оценить температурный интервал их Армирования - 350-430е на изобаре 2 кбар.

О характере изменения концентраций основных породообрг зущих окислов по разрезу метасоматической колонки в родш гитах острова дают представление приводимые в работе хим! ческие анализы пород. Отчетливо проявлена тенденция уменыж ния содержания МдО в направлении от серпентинитов к измене! ным габброидам и обратная тенденция, связанная с ростом ког центраций СаО и А1г0зВ том же направлении. Родингиты характеризуются повышеными (по сравнению с исходными габброидам) содержаниями СаО, А]г0,, Ир* и пониженными значениями

щелочей. Рассчет привноса - выноса компонентов, проиа веденный по известной методике й Е Колесника (1972), пою зал, что во внешних частях родингитовых тел начинается, а ! контакте с хлоритовой оторочкой достигает максимума скачю образное изменение в распределении элементов, выраженн резким понижением концентраций СаО, А^. Ма^О, ПС^и, наоборот, значительным ростом содержаний МгО и Нар+.

2.2 Ксонотлотовые и пектолитовые жильные образования

Исследование офиолитового комплекса о. Карагинского по волило установить широкое распространение в чем своеобразн жильных мономинеральных и анхимономинеральиых образовали выполненных ксонотлитом и пектол^том. Пектолитовые и ксонс лотовые образования локализованы в зонах контакта интенсиЕ серпентинизированйых гипербазигов с телами габброидов (пс ностью или частично родингитизйрованными), либо приурочень контакту гипербазитов и вмещащих пород. Очень редко с проявлены вне видимой связи с габброадами. Мощность прож ков и скоплений колеблется от первых миллиметров пер! сантиметров очень редко достигая десятков сантиметров. П[ тяженность наиболее крупных пектолитовых жил достигает 7 -метров, а ксонотлитовых - 3-5 метров. Наиболее часты ма. мощные прожилки длиною 15-40 сантиметров. Жилы, как прави. не выдержаны по мощности, имеют линзообразную форму

Как правило, изученные жильные образования мономи) радьны или анхиаономинеральны по своему состаьу (гсокотли1

- И -

ектолит либо являются единственным минералом, либо резко оминируют, выполняя более 80Z от объема породы). Среди дру-их минералов. ассоциирующих с ними: кальцит, пренит и халь-опирит, в меньшей степени, кварц, магнетит, хлорит, ломон-ит, амфибол тремодитового типа и серпентин. Реакционные со-тношенин между сосуществующими минералами, ■ указывающие на орядок их кристаллизации, остаются не вполне ясными (за юключением кальцита, который однозначно является более :оздним наложенным образованием).

Геологическая обстановка локализации ксонотлитовых и юктолитовых образований на о. Карагинском свидетельствует а юрмировании минералов на завершающем этапе полистадяйного (етасоматического процесса в гилербазитах. Этот этап лроис-:одил в тектонически ослабленных контактовых зонах, отличаю-щхся повышенной трещиноватостыо, где была облегчена цирку-мция минералообраэумдих растворов и была возможна крайняя :тепень замещения исходных пород с образованием мономике-зальных видов. Источником компонентов (SiC^, CaO, Na^O), не-збходимых для формирования жильных образований изученного гипа, явились амфиболизированные габброиды и диабазы дайко-зых комплексов.

Оценка температурных условий генезиса исследуемых минералов базируется на большом количестве экспериментальных ра-5от (Buckner е. а., I960; Балицкий,Горбунов, 1967; Сироштан, йшгун. 1969; Мельник, 1970; и др.). Согласно этим исследованиям пектолит и ксонотлит - это средне- и высокотемпературные гидротермальные минералы, устойчивые в широком интервале температур (160 - 395°С) и давлений. Среди факторов, контролирующих устойчивость ксонотлита и пектолита - мольное соотношение ЗЮ^и СаО в мине'радообразуюших растворах (Балицкий, Горбунов, 1967) и степень насыщенности растворов С0& (Лихойдов, Шпосника, 1992).

Оба минерала в качестве второстепенных входят в минеральные парагенезисы родингитов, где они находятся в ассоциаций с реликтовым клинопирокееном, гроссуляром, хлоритом, пренитом, магнетитом и серпентином. Эти. ксонотлит- и пекто-литсодержащие ассоциации родингитов характерны для заключительной. наиболее низкотемпературной стадии регрессивной ме-

*

тасоматической родингитизации габбро, температурные параметры минералообразования которой лежат в диапазоне 300-350°С. Это позволяет предполагать, что формирование пектолитовых и ксонотлитовых жил происходило синхронно с заключительными фазами метасоматических процессов, характерных дл* офиолито-вых ком! ?ксов (родингитизацией и альбитизацией), и генетически связано с этими процессами!

Формирование жильных образований, выполненных ксонотли-том и пектолитом в офиолитовом комплексе о. Карагинского происходило в блиэповерхностных условиях при температуре около ЗСЮ°С. Последовательное замещение ксонотлит-содержаших ассоциаций пектолитовыми и, как крайняя степень изменения, появление натролитовых жил в контактных зонах гипербазитов -свидетельствуют о нарастающей .щелочности процесса при со-» путствующем понижении температура.

2.3 Альбитг.ты

Альбитизация - один из наиболее распространенных типов метасоматического преобразования пород в офиолитовых комплексах (Добрецов, 1963; Лесков и др. . 1976; Казак и др., 1976; Кокова, 1977; Колман, 1979; Добрецов, Татаринов, 1983 и др. ). На о. Карагинском альби^Гации подверглись несколько небольших дайкообразных тел в южной части хребта Центрального. ; .

Альбититы выполняют сложные по морфзлогяи линзообразные тела мощностью в первые метры и протяженностью до ?0 метров, приуроченные к тектонически ослабленным зонам во вмешавших ультраосновных породах. Альбититы не содержат реликтов 1И признаков первичной породы и, по-видимому, изначально имели достаточно однородный состав. Мзтасоматиты имеют отчетливо выраженное зональное строение с четкими переходами между отдельными зонами. Центральную часть тел слагают кварц-альби-товые породы. По мере удаления от центра к периферии тел возрастает роль темноцветных минералов (главным.образом, щелочного амфибола магнезиоарфведсонитового типа), исчезает кварц и уменьшается количество альбита. В краевых частях щелочной акФибол резко доминирует, вплоть до образования юно-

минеральных магнезиоарфведсонитоЕых пород. Контакт со вмещающими породами резкий и проходит через зоны тремолитизации и антигоритизации серпентинитов. Наиболее общая последовательность для исследованных образований имеет вид (в направлении центр - периферия тела): кварцевые альбититы; альбититы со кэлочными амфиболом и пироксеном; щелочно - амфиболовые породы. С другой стороны, гипербазиты подвергается силикации с образованием нескольких последовательных низкотемпературных зон (оторочек). Их общая последовательность (в , направлении от жильного тела): тремолитовая; хлорит-серпентиновая (антк-горитовая) ;• хризотил - лизардитовый серпентинит.

Химический ссстав альбитизированных пород на о. Кара-гинском показывает, что,по своим геохимическим особенностям альбитизированНые породы отвечают апогранитоидным мзтасома-титам и сопоставимы с океаническими плагиогранитами Р. Колма-на (1979). В процессе метасоматической альбитизации, происходящем на контакте серпентинитов и алюмосиликатных пород, наблюдается дифференцированное поведение химических элементов. В направлении от центральных частей альбититовых тел к зонам контакта с серпентинитами происходит изменение минерального состава пород, выраженное в уменьшении количества альбита в них, .полном исчезновении кварца, появлении и возрастании содержания Темноцветных минералов |вплоть для образований! мономинеральных прослоев). Все эти преобразования находят отражение в последовательной десиликации пород, а также уменьшении концентрации Др3 и №¿1 Десиликация проявляется в уменьшении содержания кремнезема в минералогических зонах тел альбититов в направлении от центра к зальбан-дам. Параллельно происходит увеличение концентраций МгО, СаО, РеО и Характер распределения основных петрогенных окислов, а также рассчитанные величины привноса • - выноса компонентов, позволяет говорить о существовании бяметасома-тического процесса, характеризующегося одновременно десили-кацией более кислых пород и привносом фемических элементов из гипербазитов.

Особенностью исследуемых пород является образование и широкое распространение в них далочных (натровых) минералов таких как магнегиоарфеедсонкт. згиркн-авгит. альбит, пекто-

' - 14 - •

лит, натролит, анальцим, что подчеркивает щелочной характер процесса метасоматического преобразования исходных пород. Резкое повышение щелочности растворов, имевшее место при образовании щелочных влъШттов, обусловлено процессами, объяснение которых возможно с позиций идей о режиме щелочности - кисло »ости при метаморфизме и метасоматозе, первоначально сформулированных в работах В. Н. Лодочникова (1936) и Д. С. Кор-жинского С1955).

С учетом имеющихся экспериментальных данных по устойчивости минералов *! их ассоциаций, входящих в минеральные па-рагенезисы щелочных альбититов того типа, который наблвдался на о. Нарагинском, температурный интервал минералообрааования при альбитизации может быть определи в пределах 350- 450°С. Появление в совместных парагенезиса* щелочного амфибола (магнезиоарфведсонита) и эгирин-авгита свидетельствует о максимальной щелочности метасоматического флюида и высоких значениях парциального давления кислорода (Перчук, 1979; Плюснина, Лихойдов, 1936).

2.4 Листвениты

По масштабам своего проявления на о. Нарагинском процесс лиственитизации заметно преобладает над другими типами метасоматоза в породах офиолитового комплекса. Изученные разрезы лиственитизированных пород характеризуются наличием разных генетических типов метасоматитов, полнотой метасоматической колонки (в которой отчетливво проявлены переходные разности) , а также интенсивной рудной минерализацией измененных пород.

Вслед за большинством исследователей (Ракчеев, 3 958; Кузнецов и др., 1962; Гаврикова, Ларионов, 1970; Кашкай, Ал-лахвердиев, 1971; Ц^рбань, 1971; Сазонов, 1975; 1984; Голов' ко, 1984; Тебеньков, Кораго, 1992 и др.), нам представляется логичным относить к лиственитам только апогипербазитовые метасоматиты существенно кварц-карбонатного состава и обычно содержащие светлуй слюду. Порода, сходные с лиственитами по минеральному и химическому составу, но отличающиеся по условиям генезиса или составу исходных пород, б, данной работе

- 15 -

отнесены к лиственитоподобным.

На о. Карагинском процессы лиственитизации проявлены исключительно вдоль тектонических контактов серпёнтинизиро-ванных гипербазитов с габброидами, метаморфическими сланцами и, гораздо реже, с вмещающими верхнемеловыми вулканоген-но-осадочными породами. Развитие лиственитов и связанных с ними пород происходило вдоль систем и отдельных трещин, а также в относительно мощных (первые десятки м) зонах расс-ланцевания.и дробления, возникающих, как правило, на контакте литологически контрастных пород. Следует отметить, что лиственитизация в таких зонах происходила не повсеместно, а лишь на отдельных участках, 'которые, по-видимому, являлись зонами повышенной проницаемости для гидротермальных растворов, обогащенных углекислотой.

Структурная приуроченность зон лиственитизации к тектоническим нарушениям определяет морфологию тел метасоматитов, обычно слагающих пласто- и линзообразные залежи. По размерам, форме и отношению к тектоническим элементам вмещающих пород*тела лиственитизированных пород мож; разделить на три морфотипа

(1). маломощные (до2-3 метров), симметричоные (по характеру зональности) оторочки около кварцевых жил. развившихся вдоль одиночных линейных трещин, локализованные в однородных по составу пород, х;

(2). ассиметричные маломощные оторочки около кварцевых жил, залегающих на контакте химически разнородных пород;

(3). мощные (до 30-50 метров) и протяженные (до 500 метров) зоны изменения, развившиеся вдоль систем сближенных субпараллельных трещин и вдоль линейных, сложнопостроенных зон тектонического дробления, рассланцевания и милонитиза-ции.

Как правило, в плане такие зоны повторяют конфигурацию приконтактовых зон блоков серпентинизированных гипербазитов, а их видимая моазгость определяется морфологией тел метасоматитов и их соотношением с рельефом.

Практически везде на о. Карагинском листвениты и вмещающие их породы непосредственно не контактируют - они связаны переходными зонами метасоматически измененных пород, состав-

лающими единую метасоматическую колонку лисгвенигизированных пород. Тела лиственитов и связанных с ними метасоматитов характеризуются более или менее четко выраженной метасомати-ческой зональностью. Эта зональность наиболее отчетливо выражена при локализации метасоматитов около одиночных трещин. На о. Карагинском наиболее широко получили развитие листвеяи-тизированные породы двух генетических типов: апосерпентини-товые и апогабброидные. Для каждого из нмх характерен определенный тип минеральной зональности. В апосерпентинитовых метасоматитах наблюдается последовательное замещение антиго-ритизированных серпентинитов серпентин - карбонатными, тальк - карбонатными и кварц - карбонатными (лиственитами) метасо-матитами. В апогабброидных разновидностях переход от измененных габбро к кварц - карбонатным (лиственитоподобным) породам происходит через хлорит-карбонатные мэтасоматиты.

Процесс лиственитизации ультраосновных и основных пород сопровождается' привносом и выносом отдельных компонентов состава. Рассчет привноса - выноса химических элементов наглядно демонстрирует, что их поведение отличается при лиственитизации серпентинитов и габброидов. При преобразовании серпентинитов процесс характеризуется некоторым выносом SiO^ (и последующей его фиксацией в виде кварца), а также привносом С0г. К£>, Pj,Os, MgO, СаО, FeO (что находи'' свое отражение в образовании таких минералов как магнезит, брейнерит и светлые слюды). При лиственитизащ^и габбро выделяется значительное количество SiOj, который переотлагается в-виде кварца в граничащих минеральных зонах. Среди других выносимых компонентой Al^Oj, FeO, Ш5. TiC^, а среди привносимых -СОг; S.

Экспериметальные и расчетные данные по устойчивости карбонатов и карбонат-содержащих минеральных ассоциаций (Johannes, 1960; Гаврикова, Ларионов, 1970; Щэрбань, Боровикова, 1970; Сазонов, 1934; Мартынов, 1989 и др.) позволяют оценить температурный интервал лиственитизации. Для листве-нитизированных пород о.Каратинского он составляет 300-400°0. Характер наблюдаемых реакций минералообразования в различных зонах метаеоматичеекой колонки свидетельствует о щелочном характере исходного для лиственитизации фласилз и о его насы-

¡ценности углекислотой. Нарастание кислотных свойств минера-лообразующих растворов в направлении ко внутренним частям тел метасоматитов вызвано смешением с подкисленными близпо-верхноетннми водами.

Глава 3. УСЛОВЛЯ <ЮР!,!ЙРОВАВЯ МЕТАСОМАТИТОВ ОФЮЛЛТОБО- ' ГО КОМПЛЕКСА О-ва КАРАГИНСКОГО

3.1 Особенности геологического положения тел метасоматитов в офиолитовом комплекс?.

Главная особенность геологического положения тел метасоматитов в офиолитовом комплексе о. Карагинского - их локализация на участках повышенной флюидопроницаемости. К таким участкам прежде всего относятся тектонически ослабленные зоны на контакте гипербазитоз с ¡магматическими, метаморфические и вулкаяогенно-осадочными породами. Сочетание и чередование напряжений сжатия и растяжения, связанных со внедрением в верхние горизонты земной коры отдельных фрагментов офи-олитового комплекса, привело здесь к широкому развитию таких процессов как: милониткзация, будина*, катаклаз и др.. Деформации обусловили высокую проницаемость этих зон , создавая пути для минералообразуюиего метасоматического флюида, и облегчили течение контактово-реакционкых процессов. Приуроченность тел метасоматитов к тектонически ослабленным зонам, связанным с глубинными разломами, подчеркивается их линейной и цепочечной ориентировкой, а также уплощенно-линзовидной, жило- и дайкообразной формой самих тел.

Другой ватеой геологической особенностью изучаемого ме-тасоматического процесса является появление метасоматитов, как правило, на контакте пород различного состава. Это связано с двумя причинами:

(1). для осуществления контактово-реакционного взаимодействия необходима существование градиента химичесгах потенциалов компонентов, подвижных при метасоматозе. Дня возникновения такого градиента должна существовать разность концентраций этих компонентов в контактирующих породах;

(2). конгактярущие с метасомзтигами породы при опредв-

- 18 - .

ленных условиях являются своеобразными экранами, 'что приводит к многократной циркуляции минералообразующих растворов в процессе метасоматоза, перераспределению вещества и насыщению растворов подвижными компонентами.

Характерной чертой метасоматоза в офиолитоЕь..» комплексе о Караг :ского является пространственная разобщенность различных типов метасоматических образований. Это может быть обусловлено как различной миграционной способностью компонентов, определяющих специфику минералообразующих растворов, так и о синхронности формирования различных метасоматитов. В пользу последнего предположил говорит отсутствие в офиоли-тах о. Карагинского следов замещения родингитов альбититами и бескарбонатных метасоматитов - листченитами.

3.2. Общие закономерности проявления метасоматоза в офиолитоъом комплексе о. Карагинского.

На о. Карагинском зоны метасоматического изменения пород, не зависимо от типа метасоматитов, приурочены только к образованиям офиолитового комплекса и не проявляется в породах других с т руктурно-формационк их комплексов. Не известны метаеоматиты изученных типов и на контакте офиолитов с породами других комплексов, хотя в силу особенностей тектоники острова, эти контакты представляют собой зоны глубинных надвигов. благоприятных с точки зрения их. флюидопроницаеыости для протекания контактово-реакционяого взаимодействия пород. Все это приводит к выводу о сравнительно узком временном интервале проявления метасоматоза, ограниченном с одной стороны завершающей стадией регионального метаморфизма п^оод комплекса, а с другой - завершением формирования структуры комплекса в целом, в пределах единой жесткой рамы, в роли которой выступает главный глубинный разлом острова.

Дня всех типов метасоматических преобразований в офио-литовом комплексе о. Карагинского механизм процесса их формирования и масштабы его проявления одинаковы. Во всех проявлениях мы имеем дело с инфильтрационным биметаеоматическиь преобразованием пород под воздействием существенно щелочногс Флюида ■ Для всех исследуем« типов метасоматитов протекание

этого процесса сопровождается десиликацией пород, причем стадийность этой десиликации отчетливо проявлена в образующейся смене оторочек различного минерального состава Масштабы преобразования практически всюду- составляют первые метры - первые десятки метров. Термодинамические условия формирования всех основных типов метасоматитов офиолитового комплекса о.Карагинского достаточно близки между собой (некоторым исключением здесь являются более низкотемпературные жильные образования промежуточного типа). ■ Все они образовались в температурном интервале 300-4"0°С при общем давлении порядка 0. 5 - 2 кбар. Главные особенности химического и ки-нералогического состава метасоматитов определялись не Р - Т условиями (хотя дада небольшие колебания температуры, например в родингитах, приводят к смене одних минеральных ассоциаций другимии, следовательно, к возни- ювению метасоматичес-кой зональности), а исходным составом пород и спецификой ми-нералообразующего флюида

Характер проявления метасоматических образований различных типов на о. Карагинском позволяет п(.. дполагать существование единого метасоматического процесса, получившего развитие на заключительном этапе развития офиолитс.нх комплексов. На базе полученных данных стадийность этого процесса представляетбя в следующем виде.

Начальные- стадии метасоматического преобразования связаны с предшествующим метаморфическим изменением магматических пород основного состава В результате метаморфической гидратации габброидов формировался щелочной флюид, который явился источником кальция, кремнезема и, в меньшей мере, алюминия для биметасоматических преобразований.

Дальнейшая эволюция метасоматоза связана с повышением щелочности минералообраэующпх растворов в связи с тем, что' свободный кальций в процессе родингитизации (при участии флюида бедного ССу связывался в Са-алюмосилигеаты и силикаты, составляющее в совокупности родингитовне минеральные ассоциации. При воздействии этих щелочных растворов происходила ачьбитизация кварцевых диоритов, причем в офиолитах о. Ка-рагинского щелочность растворов была настолько высока, что

•это йгивтлс к ¡теяяея кикгрильнух ассоциация с эгирин-ав-

- 20 -

гитом и магнезиоарфведсонитом.

На заключительной стадии метасоматического процесса происходило насыщение щелочных (натровых) сильноминерализованных растворов углекислотой (источником которой могли явиться графитизированные перидотиты), а также некоторое обогащение калием. В процессе смешения этих растворов с близ-поверхностными подкисленным!! водами в контактовых сильно гектонизированных зонах габброидов и серпентинитов происходило образование листЕенитов.

Таким образом, стадийность единого метасоматического процесса с офиолитовом комплексе о. Карагинского можно схематически представить в виде:

метаморфическая гидратация -> родингитизация * -» альбитизация -> лиственитизация

По-видимому, подтверждением этому может служить после-

I?

довательное "утяжеление" изотопного отношения Зг/ Зг, наблюдаемое в ряду родингиты -. альбититы - листвениты в образцах из офиолитового комплекса о. Карагинского.

Характер минеральных ассоциаций и последовательность и> смены в метасоматитах определяются главным образом составок и свойствами минералообразующего флюида. При развитии метасоматического процесса в офиолитовом комплексе о. Карагинского (а также и в других комплексах такогг типа) отчетлив« прослеживаются ТРИ главные тенденции в изменении состава и соответственно, свойств метасом4тических растворов. Во-пер вых, происходит постепенно уменьшение их известковистости < параллельным нарастанием щелочности (катровости, а на заклю чителькых стадиях и калиевости). Во-вторых, первоначальн обедненный (Х^ флюид (Хсо^ 0.01) на заключительных стадиях процесса скачкообразно обогащается СС^ОЦ? 0.1).

Анализ физико-химической обстановки генезиса ¡..-тассма титов в офиолитовом комплексе о. Карагинского позволяет гово рить о синхронности начальных стадий метасоматоза (родийги тизации, альбитизации) и серлентинизации первичных гипербг зитов. В то же время, заключительная стадия метасоматоЕ (лиственитизация) уже накладывается на серпентиниты к, ож довательно, является более поздней пс отношению к процесс серпентинизации.

7 21 -

Глава 4. ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, СВЯЗАННЫЕ С МЕТАСОМАТИТА-

и оадалиговых комшшкеоа

Метасоматические образования, получившие развитие в по-юдах офиолитового комплекса о. Карагинского, являются кон-(внтратораш разнообразных рудных и нерудных полезных иско-1аемых. Наибольшее значение имеет ртутное, сурьшно-ртутное I ртутно-мышьяковое оруденения, локализованные в зонах лист-«нитизации. Листвениты являются вметающими породами, гене-■ически с оруденением не связанными. Пространственная приу-юченность ртутного оруденения к зонам лиственитизации обгоняется локализацией зпитермальной минерализации к шовным онам глубинных разломов, контролирующих структурное полояв-ие офиолитов. Кроме того, механические свойства лиственитов елают эти породы благоприятными рудными коллекторами.

С лиственитами также связаны золотое и золотополиметал-ическое оруденения, локализованные в кварцевых жилах, вы-олняюцих внутренние части лиственитовых тел. Золотое оруде-ение на о.Карагинском проявлено и в связи с. родингитами, де оно представлено медистыми и серебристыми фазами.

Сами метасоматиты представляют практический интерес в илу своих декоративных качеств. Хотя в настоящий момент на-строве обнаружено значительных проявлений нефрита, офи-итовый комплекс считается перспективным для его поисков Сутурин, Замалетдинов, 1984). йфоким распространением эльзуются асбестовидные разновидности метасоматитов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные автором исследования различных типов мета-}матических образований, развитых в офиолитовом комплексе Карагинского, позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Метасоматические образования пользуются шроким »спространением среди пород офиолитового комплекса острова, ш пространственно приурочены к тектонически ослабленным шам на контакте ультраосновных пород с магматическими теши основного и кислого состава

- 22 -

2. Мо т ас о мат и че о кие образования представлены четырьмя главными типами пород: родингитами; ксонотлитовыми и пекто-литовыми жильными образованиями; альбититами; лиственитами. Все перечисленные типы метасоматических пород явлгтся производными единого метасоматического процесса. Установлен стадийность формирования разных типов метасоматитоЕ, причем на начальном этапе метасоматического преобразования возягаш родиягиты, далее альбититы, а лиственитизации фиксирует заключительный этап процесса. Жильные метасоматиты были проявлены на всех стадиях развития.

3. На ход метасоматического преобразования пород офио-литового комплекса большое значение оказгуа предшествовав ¡па! метасоматозу метаморфическая гидра- '.ция магматических поро; основного состава, которая явилась источником кальция, кремнезема и алюминия Нс1 начальных стадиях биметасоыатическоп преобразования пород в офиолигах.

4. Оормирование основных типов метасоматических образо ваний происходило примерно в одинаковых термодинамически условиях.. Оценки температуры генезиса метасоматитов, прав денные для наиболее характерных минеральных парагенезисов разных типах, пород, указывают на интервал 300 - 430°С. Обще давление при метасоматозе офиолитов о. Карагинского составля ло порядка О. 5 - 2 кбар.

5. Состав-минеральных ассоциаций метасоматитов, после дователыюсть их смены, разнообразие типов метасоматитов все это обусловлено спецификой мине ралооб раз у ющих растворов Установлены тгч основные тенденции в изменении состава мета

-соматического флюида в процессе эволюции метасоматоза Пер виё^&Еязаны с постепенным понижением химического потенц; 1 кальция и одновременным нарастанием щелочности (натровоси а на заключительном, этапе. - калиевости). Третья - со скачкс образным насыщением растворов углекислотой на завершаю® стадиях процесса. Первоначально флюид обеднен СС^.

6. Мэтасоматические образования, входящие в состав оф) олитового комплекса о. Карагинского являются концентратора) рудных и нерудных полезных ископаемых. В первую очередь соотносятся ртутно-сурьмяно-мышьяковистое оруденение в листв! иитах. золотополиметаллкческое и золотое - в лиственита:

родингятах и цеолитовых килах. Сами метасоматиты являются ценным камнесамоцветным сырьем.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

Осипенко А. Б. , Сидоров Е. Г. Щелочно-амфиболовая минерализация альбититов о. Карагинского // Минералогия вулканизма и гидротермальных систем. Тез. покл. - Петропавловск-Камчатский: ДВО АН СССР, 1990, С. 43.

Осипенко А. Б. Низкотемпературные метасоматиты в связи с аль-пинотипнкми гипербазитами о. Карагинского // Вулканологические исследования на Камчатке. Тез. докл. - Петропавловск-Камчатский: ДВО АН ССС\' 1991, С. 27-23.

Осипенко А. Б., Сидоров Е. Г. Щелочной амфибол из альбититов о. Карагинского // Рудные месторождения Дальнего Востока - минералогические .критерии прогноза, поиска и оценки. Тез. докл. - Владивосток; ДВО АН СССР, 1991, С. 45-47.

Осипенко А. Б. Новые данные по минералогии пород эклогит-ам-фиболитового комплекса Сусунайского хребтл // Тихоокеанская геология. 1992. N .1. С. 149-353.

О Сл. С г^Л туч^С

Злк ^ зг -