Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Метосоматические образования офиолитового комплекса с.Карагинского (Восточная Камчатка)

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Метосоматические образования офиолитового комплекса с.Карагинского (Восточная Камчатка)"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ, ГЕОИШКИ И МИНЕРАЛОГИИ

На правах рукописи

ОСИПЕНКО Алексей Борисович втаздтазгшз образования ошшяового кшшеса

о. НЛРАПЯС!Г5Г0 (Восточная Камчатка)

04.00.08 - петрография, вулканология

Автореферат диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Новосибирск 1994

Работа выполнена в Институте вулканологии Дальневосточного отделения Российской академия наук

Научные руководители: доктор геодаго - мш:ерс\*.огичеоккх наук, профессор В.В.Белинский

кандидат геолого-минерадогическкх наук Г.Г.Люсойдов

Официальные оппоненты: доктор геолого-шшарадогтесххх

наук А.Л.Павлов

кандидат геолого-кинзралогических наук В.А.Селиверстов

Оппонирующая организация: Институт дитосфери Российской

академии наук (г.Москва)

-1 1М4 г.

Защита состоится •• { "ИФгумял г. б час, на заседании специализированного совета Д 002.50.0-5 при Объединенной институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН, в конференц-аале. *

Адрес: 630090, г.Новосибирск-90, Университетский пр.,3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СШТкМ СО РАН.

Автореферат разослан ЧЛСС( г

Ученый секретарь специализиро- /?

ванного совета, д.г.-м.н. JfzChú\~~ Ф.П.Лгсноз

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. Ваяную роль играет здесь изучение пет-' рологии формирующих офиолитовую ассоциацию магматических, метаморфических и метассматических пород. Последние, особенно в зонах контакта с гипербазитами, несут информацию о процессах, сопровождаю!!}!* становление офиолитовых комплексов, об особенностях физико-химической обстановки минералсобразо-вания и стадийности метасоматической переработки 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 офиолитовым комплексам Восточной Камчатки (Долматов, 1972; Селиверстов, 1.976; 1931; Велинский,, 1979', Сидоров, 19 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 особенностей, которые делают такую попытку оправданной. Лмк создания обшей схемы необходимо было рекитъ следую-дае вопросы:

(1) изучить геологические, петролого-минералогические и . геохимические особенности различных проявлений метасоматитов, а также типизировать их по характерным минеральным ла-рагенез!;сгм;

(2) определить физико-химические условия минералообра-зования и особенности ¿«юидного режима процессов метасоматической переработки исходных пород;

- 2 .

(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 поломения.

1. Особенности геологического положения метасоматических образований в офиолитах о. Карагинского и их состав позволяют выделить четыре главных■типа пород: родингиты, лекто-литовые и ксонотлитовые жильные образования, альбититы, листвениты. Вещественный состав, разных, 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 условий формирования метасоматитов близки медду собой и определяются устойчивостью характерных минеральных парагенезисов. В общем случае, образование их контролируется следующими параметрами: Р = 0. 5 - 2 кбар и Т - 300 - 430°С. Процесс регулируется тремя главными тенденциями изменения состава метасоматического флюида: ии."естко-вистостью, щелочностью (натровостью) и утлекислотносчью.

: 4. Метасоматиты изученных типов являются концентраторами разнообразных рудных и нерудных полезных ископаемых. Некоторые из них генетически связаны с метасоматозом, е то время как другие являются более поздними образованиями.

Практическое значение. Результаты исследования могут быть использованы в качестве критериев распознавания потенциально рудоносных метасоматических образований в офиолитах

Восточной Камчатки и определения профиля их оруденения. Особенности залегания тел метасоматитов могут Сыть использованы для оценки степени тектонической нарушенности в разреза* офиолитовых комплексов.

■Тактический 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 (КБ 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 моиоминераль-ных проб были исследованы рентгеноструктурным, ИК-спектро-метрическш и термовесовым методом. Для 7 образцов различных типов метасоматитов были получены оригинальные данные по изотопии Sr.

feгоды исследования включали традиционные геологические, минералогические и петрологические способы наблюдения. Основное внимание уделялось оптическому и инструментальному (ИК-спектроскопический, термовесовой, - рентгеноструктурный методы) изучению свойств породообразующих минералов, а такие 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 ВМО "Рудные месторождения Дальнего Востока - минералогические критерии прогноза, поиска и оценки" (г.Владивосток, 1991 г.)..

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из _

иллюстраций и за-

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

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

В проведении химических и минералогических исследований неоценимую помощь автору оказали сотрудники химической лаборатории и лаборатории оптической и микрозондовой минералогии ИВ ДВО РАН а А. Ананьев, Е И. Винокур. аг. Дунин-Барковская, Г. ЕКутиева, ЕФ. Луньков, А. а Мясников, Г. И Новоселецкая, А. М. Округина, Т. и. Философава. Всем им автор искренне признателен.

глава 1. ОЧЕРК ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ МЙОЛИТОВОГО КОМПЛЕКСА о. КАРАГИНСКОГО

Структурно о. Карагинский - северное продолжение зоны иеотектонических поднятий мел - палеоценового складчатого фундамента Восточной Камчатки, орографически выраженных цепочками хребтов (по терминологии рада авторов, Восточно-Камчатского антиклинория). Породы фундамента представлены на острове несколькими структурно-формационными 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-тестонического ..., 108?; Геология западной .... 1900 и др.).

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

гаемыми надвиговыми деформациям:! (Косыгин к др., 1972; Сим-кин, 1982). Эта иовная зона имеет ширину от 2-3 до £5 км и состоит из серии сопряженных субпараллельных разрывных нарушений.

Различные образования, составляющие разрез офиолитового комплекса о. Карачинского, имеют друг с другом как ненарушенные, так и тектонические контакты с явным преобладании последних. Породы слагают тектонические блоки размерами от десятков метров до первых километров. Во многих случаях фиксируется аллохтониый характер тектонических пластин и блоков офиолитов (Симки.ч, 1982; Чехович и др. , 1989; Геология западной ..., 1990). В совокупности, выходы офиолитов формируют практически.сплошную полосу, протягивающуюся от мыса Го-ленииева на севере до мыса Урилл на юге протяженностью до 60 км. Неболылие выходы пород комплекса "^вестны такав 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 серпентинизированные альпинотипные гипербазиты (главным образом, апогарцбургитоЕые), габброиды и ассоциирующие с.ними образования типа параллельных даек, метаморфические сланцы, а также мелкие тела кварцевых диоритов. Контакты серпентини-зированных гипербазитов с породами другого состава поЕсе-мес5 о тектонические. Как правило, зоны контактов интенсивно рассланцеьаны, брекчированы, милонитизированы, в силу чего обладают повышенной флюидопроницаемостью.

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

Глава 2. ГЛАИШЕ ТИПЫ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МБТАСОМАТИЧЕС-

КИХ ОБРАЗОВАНИЙ

В о&шитоеои комплексе о. Карагинского широко распрост-

ранены метасоматические образования, возникшие в результате контактово-реакционного взаимодействия химически контрастных пород, входящих в комплекс. Глубокая переработка исходных • пород протекала твердофазным путем под воздействием минера-лообразующих растворов различного состава. Она сопровождалась изменением элементного состава пород вследствие прйвно-са-выноса вещества при дифференциальной подвижности отдельных компонентов. Широкому развитию метасоматических процессов в породах афтлитового комплекса способствовала сложная тектоническая обстановка, обусловившая образование многочисленных зон повышенной проницаемости. Процессы метасоматичес-кого преобразования пород в них носили сложный эволюционный характер, что привело к формированию нескольких типов мета-соматитов.

В офиолитах о. Карагинского получили развитие практически все основные типы метасоматитов, характерные для геологических обстановок данного типа (Лодочников,. 1936; Добрецов, 1963-, калмаи, 1979; Колесник, 1981; Юркова, 1991 и др.). Предполагается, что все они являются ' производными единого процесса - метасоматоза, генетически связанного с магматизмом и метаморфизмом, а разнообразие наблвдаемых типов метасоматических образований - есть отражение специфики фигм-ко-химической обстановки минералообразован: ■ на различных стадиях метасоматоза. При описании этих пород использовалась классификационной схеме Ю.И Колесника (1981), основанная на химических и минералогических признаках (табл.). В соответствии с ней, рассмотрение последовательно включает четыре главных типа метасоматических образований офиолитового крмплекса р. Карагинского.-

1 - кальциево-силикатные породы (родингигы);

2 - породы промежуточного типа с существенно« ролью натрия, вплоть до насыщения этим компонентом (пектолитовые и ксонотлитовые жильные образования);

3 - породы пересыщенные натрием (адьбититы).

4 - кварц-карбонатные метасоматиту <. листвениты) и связанные с ними тальковые породы, образование которых связанс с гидротермальными растворами, насыщенными углекислотой.

Таблица

Минеральныз ассоциации метасоматитов офиолитовых комплексов (по: Колесник [19813 с изменениями и дополнениями)

■ < — i 1 1 i 1 ...... i

¡(Тип мета-1 Группа минераль-1 Породы | Минералы 3

¡соматоза |ных ассоциаций | | 8

i-—ь--1-—-1——---—¡

8 II. Кальциево- | | сРх, Gr, Yes. Pre, |

8 . I силикатная | Родингиты | Clt, Xo, Pec, cZo,<

ЦБескарбо-| | | Ep, Amph, Woll.SptJ

S натньй I-1-1-1

i I II. Промежуточ-|Ксонотлит-,пек-I Xo; Pec, Nat. Pre,J

S I ного типа |толитовые килы | Cc, Ab, Q, Clt.SptJ

S I---:-1-—¡-—1-S

8 I HI. Пересыщен-1 I At), Ha-Awph, Pec, J

S I пая fía I Альбититы | Na-Px, Anlc, Nat, 9

II I I Phlo. Q I

5-1-j--—j---J

11 Карбонат- ¡ IV. Пересыщенная I Листвениты | Cc, Q, Mic, Clt. 8 II ный I C02 I • I Ab, Ep, To, Spt j

■ 1_;_,_i_ 11 ............ n

Примечание: выделены наиболее характерные минералы для данного типа метасоматитов.

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

- анальцим; Сс - карбонат; Clt - хлорит; сРх - клинопироксен; cZo - клиноцоигит; Ер - эпидот; Gr - гранат; Mic - светлые слюды; Na-Amph - щелочной амфибол; Na-Px - щелочной пироксен; Nat - натролит; Рес - пектолит; Phlo - флогопит; Pre - пренит; Q - кварц; Spt - серпентин; Тс - тальк; Ves - везувиан; Voll

- волластонит; Хо - ксонотлит

2. 1 Родингиты

Согласно устоявшемуся в научной литературе последних дат пон«йздмю термина "родингиты" (Dal Piaz, 1969; Колесник,

1972, 1981; Leach, Rockers, 1978; Колмая, 1979; Агафонов, Пинус, 1981; ОЯдуп, 1991; Плюснина и др.', 1991; 1993 ; Юркова, 1991; Лихойдов, Плюснина, 1992 и др.) к породам данного типа откосятся низко- и среднетемлературные (ЗСГ 500°С) существенно* кальциевые метасоматические образования, формирующиеся в результате контактоЕо-реакционного взаимодействия на контакте серпентинитов и алюмосиликатных пород. Родингитиза-ция является раопространзнным процессом в различных геодинамических обстанозках, но особенно широко она проявлена в офиолитовых комплексах складчатых областей. Как установлено многочисленными исследованиями разных лет (Пинус, Колесник, 1966; Колман, 1979; Кокова, 1991 и др.) появление родингитов в ассоциации с другими метасомати' .ми является обычным в офиолитовых разрезах с преимущественно дунит-гарцбургитовым составом первичных гипербазитов.

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

(1). ^родингиты, сосредоточенные в экзоконтактовых зонах крупных даек и тектонических включений габброадов на контакте с интенсивно серпентшшзированными гилербазигамя;

(£). родингиты,выполняющие: бескорневые будинированные тела в серпентиниговом меланж;

(3). жильные тела родингитов, встречающиеся в зкзо. ун-тактовых частях тел габброидов и лироксенитое и занимающие секущее положение по отношению к простирали» вмещающих пород.

Все три морфологических'типа родингитов имеют одинаковый макроскопический облик и минеральный состав, характеризуются схожими типами минералогической зональности и типами контактов со вметающими серпентинитами (в'присутствии хлоритовой или серпентин-хлоритовой оторочки). Основные различия связаны с масштабами проявления и геологически»,' ясодашек

родингитов калдого типа. Мощность родингитизированных тел варьирует от первых сантиметров до первых метров при протяженности быхсдое до первых десятков метров.

При родингитизации в офиолитах о. Карагинского в результате комплексных реакция строение метасоматической колонки приобретает ясно выраженный зональный характер, проявленный последовательностью минералогических зон. Контакты между зонами как постеленные (особенно во внутренних частях метасоматической колонки), так и редкие. Внешние части метасоматической колонки родингитов выполнен1' антигоритизированными серпентинитами притонтактовкх зон и хлоритовой (серпек-тин-хлоритовой) отсрочкой. Внутренние части представлены различными минералогическими типами родингитов и переходными к измененным габбрсидам породами.

Минералогический состав родингитг о. Карагинского чрезвычайно разнообразен. Как правило, в строении родингитовых тел участвуют минеральные ассоциации силикатов и алюмосиликатов кальций (гранат гро-сулярового состава, диолсид, везувиан, кренит, пэктолит, клиноцоизит, ксон^лит). Среди других минералов присутствуют: хлорит, кальцит, кварц, сфен. Микрозоядевь?.« исследованиями было установлено, что состав основных минералов родингитов о. Карачинского сопоставим с аналогами из 'других проявлений.

Уодоеия агат .'газообразования на контакте химически не-рави'-^есних пород (серпентинитов и габбро) обусловили сильную азмеччмвссть минерального состава родингитов и возникновение зональности, выралекксй закономерной сменой парагене-зиоов характерных мкнералоэ. Наблвдаемыг вариации определяются ко.'?бги:1й>ки температуры, поскольку изученная система чрезвычайно чуствгтельна к ее изменениям (особенно, при очень гпзют значениях химического потенциала углекислоты, хгрзле-ерчнч хяа рогикгктообразующич растьоров). Даже неболь-пя>> кажяепт температуры способны вызвать сложную полиминеральную зональность в рединпггах. Дополнительно, картина зональности усло/шется процессами инфильтрации. Сопоставление результате?, -кспс-рименгальких исследований (Лигяйдов, Шзю-нкна, 1972; Ржнина и др., 199?) с наблюдаемыми минералогически:--.« костями родингитов о. Варлгичского псосоляю

- 10 - . оценить температурный интервал их формирования - 350-430°С на изобаре 2 кбар.

О характере изменения концентраций основных породообра-■ эущда окислов по разрезу метасоматической колонки в родин-гитах острова дают представление приводимые в работе химические анализы пород. Отчетливо проявлена тенденция уменьшения содержания МгО в направлении от серпентинитов к измененным габброидам и обратная тенденция, связанная с ростом концентраций СаО и А1г0} в том же направлении. Родингиты характеризуются повышеными (по сравнению с исходными габброидами) содержаниями СаО, А1г03, Н^О* и пониженными значениями БЮ^

щелочей. Рассчет привноса - выноса компонентов, произведенный по известной методике К1 Н. Колесника (1972), показал, что во внешних частях родингитовых тел начинается, а на контакте с хлоритовой оторочкой достигает максимума скачкообразное изменение в распределении элементов, выраженное резким понижением концентраций СаО, А^, Ца£), ПС^и, наоборот, значительным ростом содержаний МвО и

2.2 Ксонотлитовые и пектолитовые жильные образования

Исследование офиолитового комплекса о. Карагинского позволило установить широкое распространение в чем своеобразных жильных мономинеральных и анхимономинёральиых образований, выполненных ксонотлитом и пектолЬтом. Пектолитовые и ксонотлитовые образования локализованы в зонах контакта интенсивнс серпентинизированных гипербазитов с телами габброидов (полностью или частично родингитизйрованнымм), либо приурочены 1 контакту гипербазитов и вметающих пород. Очень редко он! проявлены вне видимой связи с габброидами. Модность прожилков и скоплений колеблется от первых миллиметров ^ первьг сантиметров очень редко достигая десятков сантиметров. Про тяиенность наиболее крупных пектолитовых жил достигает 7-11 метров, а ксонотлитовых - 3-5 метроЕ. Наиболее часты шло мошлые прожилки длиною 15-40 сантиметров. Жилы, как правило не выдержаны по мощности, имеют линзообразную форму

Как правило, изученные жильные образования мономине ральны или анхимономинералыш по своему.составу (кеокотлит

пектолит либо являются единственным минералом, либо резко доминируют, выполняя более 80Х от объема породы). Среди других минералов, ассоциирующих с ними: кальцит, пренит и халькопирит, в меньшей степени, кварц, магнетит, хлорит, ломон-тит, амфибол тремолитового типа и серпентин. Реакционные соотношения между сосуществующими минералами, ■ указывающие на порядок их кристаллизации, остаются не вполне ясными (за исключением кальцита, который. однозначно является более поздним наложенным образованием).

Геологическая обстановка локализации ксонотлитовых и пектолитовых образований на'о. Карагинском свидетельствует о формировании минералов на завершающем этапе полистадийного метасоматического процесса в гипербазитах. Этот этап происходил в тектонически ослабленных контактовых зонах, отличающихся повышенной трещиноватостью, где была облегчена циркуляция минералообразующих растворов и была возможна крайняя степень замещения исходных пород с образованием .мономинеральных видов. Источником компонентов (310>, СаО, Пар), необходимых для формирования жильных образований изученного типа, явились амфиболиэированные габброиды и диабазы дайко-вых комплексов.

Оценка температурных условий генезиса исследуемых минералов базируется на большом количестве экспериментальных работ (Вискпег е. а., 1960; БалицкиЯ,Горбунов, 1967; Сироштан, Шпигун, 1869; 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 минералообразующих растворах (Ба-лицкий, Горбунов, 1967) и степень насыщенности растворов С04 (Лихойдов, Ллюснина, 1992).

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

%

тасоматической родкнгитизации габбро, температурные параметры минералообрааования которой лежат в диапазоне 300-350°С. Это позволяет предполагать, что формирование пектолитовш и ксонотлитовых кил происходило синхронно с заключительными Фазами метасоматических процессов, характерных дл» офиолито-вых ком1 ?ксов (родингитизацией и альбитизацией), и генетически связано с этими процессами.

Формирование жильных образований, выполненных ксонотлн-том и пектолитом в офиолитовом комплексе о. Карагинского происходило в блиэповерхностных условиях при температуре около 300°С. Последовательное замещение кссштлит-содерааших ассоциаций пектолитовыми и, как крайняя степень изменения, появление натролитовых жил в контактных зонах гипербазитов -свидетельствуют о нарастающей .щелочности Процесса при со-" путствующем понижении температуры.

2. С Альбититы

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

. Альбититы выполняют сложные по морфологии линзообразные тела мощностью в первые метры и протяженностью до ?0 метров, приуроченные к тектонически ослабленным зонам во вмещающих ультраосновных породах. Альбититы не содержат реликтов та признаков первичной породы и, по-видимому, изначально имели достаточно однородный состав. Метасоматиты имеют отчетливо выраженное зональное строение с четкими переходами между отдельными гонами. 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 амфибол резко доминирует, вплоть по образования моно-

минеральных шгнезиоарфведсонитовых пород. Контакт со вмещающими породами резкий и проходит через зоны тремолитизации и антигоритизации серпентинитов. Наиболее обшдя последовательность для исследованных образований имеет вид (в направлении центр - периферия тела): кварцевые альбититы; альбититы со щелочными амфиболом й пироксеном; щелочно - амфиболовые породы. с другой стороны, гипербазиты подвергаются силикации с образованием нескольких последовательных низкотемпературных зон (оторочек). Их обдая последовательность (в направлении от жильного тела): тремолиговая; хлорит-серпентиновая (анти-горитовая) ;- хризотил - лизардитовый серпентинит.

Химический состав альбитизированных пород на о. Кара-гинском показывает, что.по своим геохимическим особенностям альбитизироВаяные породы отвечают апогранитоидным мэтасома-титам и сопоставимы с океаническими плагиогранитами Р. Колма-на (1979). В процессе метасоматической альбитизации, происходящем на контакте серпентинитов и алшосиликатных 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 образования I шноминеральных прослоев). Все зти преобразования находят отражение в последовательной десиликации пород, а также уменьшении концентраций и Десиликация про-

является в уменьшении содержания кремнезема в минералогических зонах тел адьбититов в направлении от центра к зальбан-дам. Параллельно происходит увеличение концентраций МгО, СаО, реО и "ПС^. Характер распределения основных петрогенных окислов, а также рассчитанные величины привноса • - выноса компонентов, позволял? говорить о существовании биметасома-тического процесса, характеризующегося одновременно десили-кацией более кислых пород и прйвносом фемических элементов из гипербазитов.

Особенностью исследуемьаг пород является образование и . широкое распространение в нкх щелочных (натровых) минералов таких как кагнезиоарфЕедсониг. эгирин-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 альбититов, обусловлено процессами, объяснение которых возможно с позиций идей о режиме щелочности - кисло .ости при метаморфизме и метасоматозе, первоначально сформулированных в работах а Я Лодочяикова (1936) и Д. С. Кор-тнского (1955).

С учетом имевшихся экспериментальных данных по устойчивости минералов »1 их ассоциаций, входящих в минеральные па-рагенезисы щелочных альбититов того типа, который наблюдался на о. Карачинском, температурный интервал минералообразования при альбитизации может быть определи в пределах 350- 450°С. Появление в совместных ларагеяеэисах 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

г -- >

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

Вслед за большинством исследователей (Ракчеев, 1958; Кузнецов и др., 1962; Гаврикова, Ларионов, 1970; Кашкай, Ал-лахвердиев, 1971; Щербань, 1971; Сазонов, 1975; 1984; Головко, 1984; Тебеньков, КОраго, 1998 и др.), нам представляется логична относить к лиственитам только апогипербазитовые ме-тасоматиты существенно кварц-карбонатного состава и обычно содержащие светлую слюду. Породы, сходные с лиственитами по минеральному и химическому составу, но отличающиеся по условиям генезиса или составу исходных пород, в данной работе

- 15 -

отнесены к ллственитоподобным.

На о. Карагиноком процессы лиственитизации проявлены исключительно вдоль тектонических контактов серлентинизиро-ванных гипербазитов с габброидами, метаморфическими сланцами и, гораздо реле, с вменяющими 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.к 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 раство-роБ, 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 лиственитизированыых пород мо*з разделить на три морфотипа:

(1). маломощные (до 2-3 метров), симметркчоные (по характеру зональности) оторочки около кварцевых жил, развившихся вдоль одиночных линейных трещин, локализованные в однородных по составу порох, х;

(2). ассиметричные маломошдае 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 субпараллелькых трещин и вдоль линейных, сложнопостроенных зон тектонического.дробления, рассланцевания и милонитиза-ции.

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

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

ляюшими единую метасоматическую колонку лиственитизированных пород. Тела лиегвенитов -л связанных с ниш метасоматитов характеризуются более или менее четко выраженной метасомати-ческой зональностью. Зта зональность наиболее отчетливо вы-. ражена при локализации метасоматитов около одиночных трещин. На о. Карагинском наиболее широко получили развитие листвени-гизированные породы двух генетических типов: апосерпентини-товые и апогабброидкые. Для каждого из нмх характерен определенный тип минеральной зональности. Е апосерпентинитовых мегасоматитах наблюдается последовательное, замещение антиго-ритизированных серпентинитов серпентин - карбонатными, тальк - карбонатными и кварц - карбонатными (лиственитами) метасо-матитамя. В алогабброидных разновидностях переход от измененных габбро к кварц - карбонатным (лиственитоподобным) породам происходит через хлорит-карбонатные метасоматиты.

Процесс лиственитизации ультраосновных и основных пород сопровождается'привносом и вьшосом 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 вкносом SiO^ (к последующи его фиксацией в виде кварца), а также привно-сом С0г, Vvp, P^OJs ¡/«О, СаО, FeO (что находи' свое отражение в образовании таких минералов как магнезит, брейнерит и светлые слюды). При лиственитизации габбро выделяется значительное количество SiC^, который переотлагается в-виде кварца в граничащих минеральных зонах. Среди других выносимых компонентов t\ipj, FeO, МдО, TlO^. а среди привносимых -С0г; S.

Экспериметальные и расчетные данные по устойчивости карбонатов и карбонат-содержащих минеральных ассоциаций (Johannes, i960; Гаврикова, Ларионов, 1970; Щербань, Боровикова, 1970; Сазонов, 1934; Мартынов, 1989 И др.) позволяют оценить температурный интервал лиственитизации. Для листве-нитизированных пород о. Карагинского он составляет ЗОО-^СО^О. Характер наблюдаемых реакций минералообразования в различных зспах метасоматичеекой колонки свидетельствует о щелочном характер? исходного идя ляствевитизащш флккда и о его насы-

¡ценности углекислотой. Нарастание кислотных свойств минера-лообразуювдх растворов в направлении ко внутренним частям тел метасоматитов вызвано смешением с подкисленными близпо-верхн'сстными водами.-

Глава 3. УСЛОВИЯ НОРМИРОВАНИЯ МЕТАСОМАТИТОВ ООЙОЛИГОВО- 1 ГО КОМПЛЕКСА о-ва КАРАГИКСКОГО

3.1 Особенности геологического положения тел метасоматитов в офиолитовом комплексе.

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 гипербазитов с магматическими, метаморфическими и вулканогенно-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: милонитизация, будина*, катаклаз и др.. Деформации обусловили высокую проницаемость этих зон , создавая пути для минералообразущего метасоматического флюида, и облегчили течение контактово-реакционных процессов. Приуроченность тел метасоматитов к тектонически ослабленным зонам, связанным с глубинными разломами, подчеркивается их линейной и цепочечной ориентировкой, а также уплощенно-линзовндной, жило- и дайкообразной формой самих тел.

Другой ватаой геологической особенностью изучаемого метасоматического 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 химических потенциалов компонентов, подвижных при метасоматозе.. Для возникновения такого градиента должна существовать разность концентраций этих компонентов в контактирующих породах;

(2). контактирующие с метасоматитами породы при опреде-

- 18 - .

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

Характерной чертой метасоматоза в офиолитови.. комплексе о Карат :ского является пространственная разобщенность различных типов метасоматических образований. Это молкт быть обусловлено как различной миграционной способностью компонентов, определяющих специфику минералооОразукжщ растворов, так и о синхронности формирования различных метасоматитов. В пользу последнего предположена говорит отсутствие в офиоли-тах о. Карагинского следов замещения родингитов альбититами и бескарбонатных метасоматитов - листяенитами.

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

На о. Карагинском зоны метасоматического изменения пород, не зависимо от типа метасоматитов, приурочены только к образованиям офиолитового комплекса и не проявляются в породах других структурно-формационных комплексов. Не известны метасоматиты 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. флюидопроницаемости для протекания контактово-реакционного 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

Для всех типов метасоматических преобразований в офиолитовом комплексе о. Карагинского механизм процесса их формирования и масштабы его проявления одинаковы. Во всех проявлениях мы имеем дело с «¡¡фильтрационным биметасоматическим преобразованием пород под воздействием существенно щелочного

Флюида, Пня всех исследуемых-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 О. 5 - 2 кбар. Главные особенности химического и >-к-нералогического состава метасоматитов определялись не Р - Т условиями (хотя даже небольшие колебания температуры, например в родингитах, приводят к смене одних минеральных ассоциаций другимии, следовательно, к воанй' ювекию метасоматичес-кой зональности), а исходным составом пород и спецификой ми-нераяообразующего флюида.

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

Начальные стадии метасоматическог-о 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 минералообразующнх растворов в связи с тем, что свободный кальций в процессе родингитизации (при участии флюида бедного СО^) связывался в Са-алюмосиликаты и силикаты, составляющие в совокупности родингитовые минеральные ассоциации. При воздействии этих щелочных растворов происходила альбптизация кварцевых диоритов, причем в офиолитах о. Карагинского щелочность растЕоров была настолько высока, что •это ярявело к появлению минеральных ассоциаций с эгирин-ав-

- 20 - . ' гитом и магнезиоарфведсонитом.

На заключительной стадии ыетасоматического процесса происходило насыщение щелочных (натровых) сильноминералиао- • ванных растворов углекислотой (источником которой могли явиться графитизирсванкые перидотиты), а также некоторое обогащение калием. В процессе смешения этих растворов с близ-поверхностными подкисленными водами в контактовых сильно тектонизированных зонах габброидов и серпентинитов происходило образование лиственитоз.

Таким образом, стадийность единого метасоматическогй процесса с офиолитовом комплексе о. Карагинекого 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 их смены в метасоматитак определяются главным образом составом и свойствами минералообразующего флюида. При развитии мета-соматического процесса в офиолитовом комплексе о. Карагинского (а также к в других комплексах такого типа) отчетливо прослеживаются три главные тенденции в изменении состава и, соответственно, свойств метасом^тических растворов. Во-первых, происходит постепенно уменьшение их известковистости с параллельным нарастанием щелочности (натровости, а на заключительных стадиях и калиевости). Вз-вторых, первоначально обедненный СО^ флюид 0.01) на заключительных стадиях процесса скачкообразно обогащается 0.1).

Анализ физико-химической обстановки генезиса ¡..„тасома-титов в офиолитовом комплексе о.Карагинского позволяет говорить о синхронности начальных стадий метасоматоза (родинги-тизации, альбитизация) и серпентинизации первичных гиперба-зитов. В то же время, заключительная стадия метасоматоза (лиственитизация) уже накладывается-'на серпентиниты и, следовательно, является более поздней по отношению к процессу еерпентинизации.

7 21 -

Глава-4. ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, СВЯЗАННЫЕ С МЕТАСОШИТА-

т ойюлитошх юмплтт

Метасоыатические образования, получиввие развитие в породах офиолитового комплекса о. Каратйнского, являются концентраторами разнообразных рудных и нерудных полезных ископаемых. Наибольшее значение имеют ртутное, сурьмяно-ртутное и ртутно-иъшьяковое оруденеиия, локализованные в зонах лист-венитизации. Листвениты являются вмещающими породами, генетически с оруденением не связанными. Пространственная приуроченность ртутного оруденения к зонам лиственитизацни объясняется локализацией зпитермальной минерализации к вовным зонам глубинных разломов, контролирующих структурное положение офиолитов. Кроме того, механические свойства лиственитов делают эти породы благоприятными рудньм коллекторами.

С лиственитами также связаны золотое и золотополнметал-лическое оруденения, локализованные в кварцевых .¡килах, выполняющих внутренние части лиственитовых тел. Золотое оруде-нение иа о. Карагинском проявлено и в связи с родингитами, где оно представлено медистыми и.серебристыми фазами.

Сами метасоматиты представляют практический интерес в силу своих декоративных качеств. Хотя в настоящий момент ка острове ¡ю обнаружено значительных проявлений нефрита, офя-литовый комплекс считается перспективным для его поисков (Сутурин, Замалетдйнов, 1984). ¡Шфоким распространением пользуется асбестовидные разновидности метасоматитов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

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

1. Метасоматические образования пользуются широким распространением среди пород офиолитового комплекса острова Они пространственно приурочены к тектонически ослабленным зонам на контакте ультраосновных пород с магматическими телами основного и кислого состава.

- 22 - ■ -

2. Метасоматические образования представлены четырьмя главными типами пород: родингитами; ксонотлитовыми и пекто-литовыми жильными образованиями; альбититами; лиственитами. Все Перечисленные типы метасоматических пород явлр'тся производными единого метасоматического процесса. Установлена стадийность формирования разных типов метасоматитов, причем на начальном этапе метасоматического преобразования возникли родингиты, далее альбититы, а лиственитизация фиксирует заключительный этап процесса Жильные, метасоматиты были проявлены на всех стадиях развития.

3. На ход метасоматического преобразования пород офио-литового комплекса большое значение оказала предшествовавшая метасоматозу метаморфическая гидра'" '.ция магматических пород основного состава, которая явилась источником кальция, кремнезема и алюминия на начальных стадиях биметасоматического преобразования пород в офиолитах. ,

4. Нормирование основных типов метасоматических образований происходило примерно в одинаковых термодинамических условиях. Оценки температуры генезиса метасоматитов, прове денные для наиболее характерных минеральных парагенезисов в разных типах пород, указывают на интервал 300 - 430°С. Общее давление при метасоматозе офиолитов о. Карагинского составляло порядка 0.5 - 2 кбар.

5. Состав-минеральных ассоциаций метасоматитов, последовательность их смены, разнообразие типов метасоматитов -все это обусловлено спецификой минералообразуюцих растворов. Установлены три основные тенденции в изменении состава метасоматического флюида в процессе эволюции метасоматоза Пер-вме^5вязань| с постепенным понижением химического потенщ ла кальция и одновременным нарастанием щелочности (иатровости, а на заключительном этапе - калиевосги). Треть? - со скачкообразным насыщением растворов углекислотой на завершающих стадиях процесса Первоначально флюид обеднен СО^.

6. Метасоматические образования, входящие в состав офи-олитового комплекса о. Карагинского являются концентраторами рудных и нерудных полезных ископаемых. В первую очередь сюда относятся ртутно-сурьмяно-мькяьяковистое оруденение в листве-лигах, золотогголимегаллическое и золотое - е листвекитах.

- 23

родингитах и цеолитовых жилах, ценным камнесамоцветным сырьем.

Сами метасоматиты являются

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

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

Осипенко А. Б. Низкотемпературные метасоматиты в связи с аль-пинотипными гипербазитами о. Карагинского // Вулканоло-.гические исследования на Камчатке. Тез. докл. - Петропавловск-Камчатский: ДВО АН СССП," 1991, С. 27-28.

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.

в

Осипенко А.Б. Новые данные по минералогии пород эклогит-ам-фиболитового комплекса Сусунайекого хребта // Тихоокеанская геология. 1992. N 1. С. 149-153.

С&У. ^»у». С. тл г»с*С

^ за. -