Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Особенности строения и состава трапповой формации обрамления Хантайско-Рыбнинского вала

ВАК РФ 25.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Особенности строения и состава трапповой формации обрамления Хантайско-Рыбнинского вала"

На правах рукописи

/

005011079

РУДАКОВА Антонина Викторовна

Особенности строения и состава трапповой формации обрамления Хаитайско-Рыбнинского вала (Норильский район)

25.00.01 - общая и региональная геология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

- 1 (нр 2012

Москва

2012

005011079

Работа выполнена на кафедре региональной геологии и истории Земли геологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук Александр Вениаминович Тевелев

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук Григорий Степанович Гусев

кандидат геолого-минералогических наук Роман Витальевич Веселовский

Ведущая организация:

Минералогический музей им. А.Е. Ферсмана РАН

Защита состоится 02 марта 2012 года в 1600на заседании диссертационного совета Д. 501.001.39 при Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119234. Москва, Ленинские Горы, МГУ, геологический факультет, сектор "А", ауд. 415.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке геологического факультета МГУ, 6 этаж Главного здания.

Автореферат разослан 01 февраля 2012 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор геол.-мин. наук, профессор

МЛ'

I " ^ А.Г. Рябухин

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Связь большинства Cu-Ni-Pt месторождений с крупными трапповыми провинциями, а также совпадение возраста этих провинций со временем массового вымирания многих видов живых организмов, вызывает неугасающий интерес к трапповым формациям. Сибирские платобазальты (251 млн. лет) представляют самую крупную континентальную трапповую провинцию на Земле. При этом Норильский район наиболее важен для понимания истории развития территории в силу особенностей его геологического строения: большой мощности вулканитов (3,5 км), присутствия в разрезе наряду с широко распространенными толеитовыми базальтами субщелочных и пикритовых разновидностей пород, а также наличием уникальных Cu-Ni-Pt месторождений.

Несмотря на многолетние исследования территории до сих пор нет устоявшихся представлений о происхождении главных типов магматических пород Норильского района и связанных с ними сульфидных месторождений. В частности, резко различаются представления о комагматичности интрузивных и вулканических пород. Одни исследователи отстаивают точку зрения о формировании плутонических и эффузивных пород в рамках единой магматической системы (Налдретт, 2003; Naldrett, 2005; Keayes et al, 2007), другие рассматривают массивы норильского комплекса в качестве производных самостоятельной магмы (Лихачев, 2006; Криволуцкая и др., 2008; Криволуцкая, Рудакова, 2009). Такое расхождение обусловлено тем, что в настоящее время район крупнейших Норильских медно-никелевых месторождений изучен в основном в отношении интрузивов, содержащих оруденение, а вмещающая их трапповая формация изучена в значительной мере хуже и крайне неравномерно. Именно поэтому ограничены данные о геологических взаимоотношениях как между эффузивами и интрузивами, так и между интрузивными образованиями разного типа. Дополнительные трудности в интерпретации эволюции магматизма в пределах провинции обусловлены чрезвычайно быстрым образованием всей трапповой толщи (Wooden et al., 1993), вследствие чего определения изотопного возраста пород не могут дать последовательности образования магматических тел. В такой ситуации особое значение приобретают геохимические, минералогические и др. методы.

Особое внимание привлекает крупнейшая структура района - Хантайско-Рыбнинский вал, простирание которого совпадает с простиранием большинства разрывных и складчатых структур (север-северо-восточное), а также с главным рудоконтролирующим Норильско-Хараелахским разломом. Уточнение истории развития вала и его влияния на особенности формирование трапповой формации дает ценнейший материал для понимания общей эволюции Сибирских траппов.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является определение общей эволюции трапповой формации Норильского района и выяснение истории развития Хантайско-Рыбнинского вала. Основными задачами стали:

1. Изучение геологического строения трапповой формации по глубоким

скважинам в различных структурах с детальным выяснением вариаций геологических, петрографических и геохимических характеристик отдельных покровов, свит и всей толщи в целом.

2. Изучение геологического строения туфо-лавовой толщи по геологическим обнажениям с выяснением условий залегания, изменения мощностей свит, а также особенностей строения расслоенных покровов и интрузивных тел.

3. Выявление соотношения лав и туфов и изменения этих соотношений по разрезу и по латерали.

4. Сопоставление геологического строения изученных разрезов для выяснения эволюции вулканизма этого региона.

5. Изучение петрографических и минералогических особенностей пород.

6. Изучение геохимических особенностей вулканических пород каждой свиты во всех разрезах, а также интрузивных тел для определения направленности эволюции расплавов, участвующих в формировании вулканогенной толщи.

7. Выяснение возможных способов формирования расслоенных покровов.

Фактический материал и методика исследований. В основу работы

положены данные, полученные автором в ходе полевых исследований в Норильском районе в 2008-2010 гг. в составе геологического отряда ГЕОХИ РАН под руководством Н.А. Криволуцкой. При полевых исследованиях проведена документация 4 скважин " ООО "НорильскГеология" (общая длина документированного керна 4205 м), а также маршрутные описания 6 разрезов естественных обнажений вдоль русел ручьев. Помимо объектов, изученных автором, для получения более полной картины использованы данные, любезно предоставленные

Н.А. Криволуцкой (разрез г. Сундук, южный берег оз. Глубокое; верхняя часть разреза Ь, северо-восточный берег оз. Лама). Все изученные объекты расположены по обрамлению Хантайско-Рыбнинского вала (далее ХРВ) и охватывают большую часть структурных элементов Норильского района: Норильская, Ха-раелахская мульды, Микчангдинский блок (площадь) и западный борт Тунгусской синеклизы. Каменный материал отбирался из центральной части каждого потока, а также из приподошвенной и прикровельной частей нескольких потоков. В интрузивных телах материал отбирался равномерно по мощности, включая эндо- и экзоконтакговые области. Всего было отобрано 695 образцов.

Из наиболее свежих разностей были изготовлено и описано 272 шлифа для выявления петрографо-минералогических особенностей, из которых 52 шлифа было исследовано на микрозондах ГЕОХИ РАН (аналитик Н.Н. Коненкова) и геологического факультета МГУ (аналитики Е.В. Гусева и Н.Н. Коротае-ва) с определением состава 168 зерен плагиоклаза и 237 зерен пироксена.

Для геохимических исследований автором было подготовлено 200 проб, прошедших дробление, истирание и спекания в стёкла для 47 проб. Геохимические исследования проводились различными методами. Концентрации главных элементов определялись для 133 проб рентгено-флюоресцентным методом в лабораториях ГЕОХИ РАН (г. Москва) и Института им. М. Планка (г. Майнц, Гер-

4

мания). Концентрации рассеянных элементов определялись для 194 проб масс-спектральным методом с индуктивно связанной плазмой (ІСР-МЯ), а также атомно-эмиссионным методом с индуктивно связанной плазмой (ІСР-АЕБ) в лабораториях ИМГРЭ, ГЕОХИ РАН (г. Москва), институте ИПТМ РАН (г. Черноголовка) и Институте им. М. Планка (г. Майнц).

Научная новизна

1. Впервые проведено системное исследование разреза трапповой формации по новым скважинам и разрезам каждого структурного элемента с определением типа контакта с подстилающими породами тунгусской серии и выяснением характер изменения мощностей свит в пределах каждой из мульд.

2. Впервые для изученных районов выполнены детальные "послойные" петрографические, геохимические и минералогические исследования.

3. Впервые обосновано геологическими данными синвулканический характер развития Хантайско-Рыбнинского вала.

4. Впервые обоснована геологическая позиция (установлена "нижняя" граница) интрузивов, синхронных вулканитам трапповой формации, в том числе содержащих медно-никелевое оруденение.

Защищаемые положения

1. Хантайско-Рыбнинский вал Норильского рудного района является долгоживущей, периодически проявлявшей активность структурой, заложенной до начала излияния траппов. Структурные элементы, разделенные валом, характеризуется индивидуальными особенностями геологического строения; в них различаются полнота разрезов и мощности отдельных свит, соотношение в них лав и туфов, геохимические характеристики базальтоидов.

2. В формировании туфо-лавовой толщи Норильского района выделяются три тектономагматических этапа. Первый этап связан с глубинным обогащенным источником. В это время формировались покровы трахибазальтов и трахи-андезибазальтов. На втором этапе из глубинного истощенного источника, претерпевшего фракционную дифференциацию, изливались коматиитоподобные лавы пониженной основности. Третий этап (собственно трапповый) связан с малоглубинными источниками, поставлявшими толеитовые базальты.

3. Рудоносные массивы норильского комплекса были сформированы в результате самостоятельного магматического этапа в посленадеждинское время. Их геохимические характеристики, полученные в результате проведенных работ, существенно отличаются от геохимических характеристик базальтоидов нижележащих свит, рассматривавшихся ранее в качестве комагматов рудоносных массивов в Норильском районе. Преимущественная локализация массивов среди терригенно-осадочных пород объясняется и литологическими особенностями вмещающих пород, и экранирующим действием мощного покрова базальтов.

Теоретическая и практическая значимость работы.

1. Полученные результаты позволяют с новых, современных позиций интерпретировать закономерности развития траппового вулканизма Норильского

района, провести его корреляцию с другими трапповыми провинциями мира.

2. Новая интерпретация геологической позиции рудоносных интрузивов и геохимических особенностей их состава позволяют существенно приблизиться к пониманию природы уникальных рудоносных тел, что в свою очередь помогает улучшить качество прогнозных исследований в пределах Норильского рудного района, а также в аналогичных по геологическому строению регионах.

3. Результаты работ должны учитываться при проведении региональных геологических исследований, составлении новых стратиграфических схем и схем интрузивного магматизма.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации автором лично и в соавторстве опубликовано 17 печатных работ, из них 4 статьи в реферируемых журналах и 13 тезисов докладов. Результаты исследований докладывались на конференциях и совещаниях различного уровня: Международной конференции, посвященной памяти академика В.Е.Хаина (Москва, 2011); Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2007-2010 гг.); Ill и V Сибирской конференции молодых учёных по наукам о Земле (Новосибирск, 2006 г, 2010 г); XVII молодежной научной конференции, посвященной памяти К.О. Кратца (Петрозаводск, 2006); конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые - наукам о Земле» (МГРИ, Москва 2007); научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения проф. Ф.И. Вольфсона (Москва, 2007); I Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной памяти академика

A.П. Карпинского (С-Петербург, 2009); конференции, посвященной 125-летию со дня рождения академика А.Н. Заварицкого (Москва, 2009); XXI Международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика

B.И. Смирнова (Москва, 2010).

Структура и объём работы. Работа изложена на 165 страницах текста, состоит из введения, шести глав и заключения, сопровождается 7 таблицами, 146 рисунком, списком литературы из 70 наименований и 8 приложениями. Благодарности. Диссертация подготовлена на кафедре региональной геологии и истории Земли, всему коллективу которой и заведующему кафедрой профессору А.М. Никишину автор выражает искреннюю благодарность за возможность учиться 8 лет на великолепной кафедре среди необыкновенных людей. Особая глубокая благодарность моему научному руководителю доктору геологоминералогических наук Александру Вениаминовичу Тевелеву за многолетнее грамотное руководство, постоянную внимательную опеку и мудрые советы. Также моя особая благодарность Надежде Александровне Криволуцкой за возможность заниматься интереснейшей научной темой и за совместные первые и основные шаги над её разработкой. Отдельно хочу поблагодарить А.Н. Белову, Д.Ю. Балыкова, Н.В. Правикову, Е.А. Лыгину, Ю.Г. Маринову за организационную помощь и моральную поддержку во время работы над диссертацией. Искренняя признательность П.Л. Тихомирову за ценнейшие советы и готовность в

6

любой момент уделить время для консультаций, Б.Я. Журавлёву за постоянное внимание к моей научной деятельности в течение всего периода обучения в аспирантуре, P.P. Габдуллину, впервые открывшему во мне любовь к науке. Искренняя благодарность моим друзьям: И.В. Храмову, М.А. Фуриной, О.И. Кабановой, Г.Т. Джеджея, О.В. Гаврилюк, братьям В. и М. Таракановским за бесконечную поддержку и помощь, а также научным и полевым коллегам из институтов ГИН РАН, ГЕОХИ РАН и им. М.Планка за плодотворное сотрудничество в полевых исследованиях и консультации при обработке материалов. Отдельная благодарность зав. лабораторией магматических и метаморфических пород А.В. Соболеву за предоставленную возможность работать в коллективе института ГЕОХИ РАН, а также за поездку в г. Майнц для научных исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Физико-географический очерк. Норильский рудный район (НРР) расположен в северо-западной части Средне-Сибирского плоскогорья. Площадь его составляет около 45 тыс. км2. В главе дана краткая характеристика условий проведения работ в НРР.

Глава 2. Трапповые провинции в истории Земли. В главе дана краткая характеристика основных трапповых провинций Земли и обозначено место Сибирской трапповой провинции.

Глава 3. Геологическая изученность района. В главе описаны основные съемочные и поисковые работы, среди авторов которых звучат такие фамилии, как Н.Н. Урванцев, М.Н. Годлевский, Н.П. Аникеев, B.C. Соболев, В.К. Котуль-ский, Г.Д. Маслов. Из современных исследователей особое значение имеют работы В.А. Федоренко, А.П. Лихачева, Д.А. Додина, Н.А. Криволуцкой и др.

Глава 4. Краткий геологический очерк. Норильский район расположен в северо-западной части Сибирской платформы, вблизи ее современных границ с наложенными структурами мезозойско-кайнозойского возраста (Путеводитель, 1994). Он характеризуется трехчленным разрезом земной коры, состоящей из вулканогенно-осадочного чехла (мощность от 3-5 до 13-15 км), верхнего (10-14 км) и нижнего (24-28 км) слоев консолидированной коры (Аветисов, 1984).

4.1. Стратиграфия. В разрезе чехла присутствуют карбонатно-терригенные отложения верхнего протерозоя, карбонатно-глинистые сульфатоносные толщи нижнего и среднего палеозоя, вулканогенные породы верхнего палеозоя и мезозоя, а также рыхлые образования мезозоя - кайнозоя. Структура НРР определяется сочетанием положительных и отрицательных структурных элементов. На западе и востоке основными элементами являются Дудинский и Хантайско-Рыбнинский валы, сложенные осадочными породами верхнего протерозоя и нижнего палеозоя, а в центральной части - Норильская, Волгочанская и Хараелахская мульды, заполненными туфо-лавовыми образованиями поздней перми - раннего триаса. От Тунгусской синеклизы они отделяются Имагдино-Летнинским разломом (Рябов, 2001). Вулканогенная толща (Р2-Т1) залегает на

породах тунгусской серии без существенного несогласия, обычно с незначительным размывом. Мощность траппов достигает 3 500 м. Наиболее полный разрез представляет собой чередование лавовых покровов и туфовых горизонтов, которые находятся в соотношении 9:1. Вулканогенная толща состоит из 11 свит, часть которых подразделяется на подсвиты и пачки.

Палеомагнитные исследования показали, что породы ивакинской и верхней части самоедской свит имеют обратную полярность, а остальная часть разреза эффузивов отвечает нормальной полярности (Линд, 1991). На основании этих данных базальты ивакинской свиты относятся к верхней перми, а все вышележащие эффузивы - к нижнему триасу. Предполагается, что формирование пород триасового интервала нормальной полярности, которые составляют около 90 % пород разреза, происходило в течение 0,6 млн лет, а продолжительность образования всей трапповой формации Норильского района не превышает 1 млн. лет (Линд, 1991). Изотопный возраст начала излияния базальтоидов и-РЬ методом составляет 251,4±0,3 млн. лет (Во\угю§ еГ.а1., 1998).

4.2. Интрузивные образования. Интрузивные образования региона разделяются на три генетические группы:

1) плутонические комплексы, представленные массивами полнокристаллических пород, иногда метаморфизованных;

2) гипабиссальные комплексы, к которым относятся мелкие интрузивные тела, сложенные преимущественно долеритами (иногда раскристаллизованными до мелкокристаллических габброидов), не имеющие явных генетических связей с конкретными вулканическими комплексами;

3) субвулканические образования, как правило, довольно уверенно отождествляются с конкретными свитами траппового разреза.

В настоящее время в Норильском районе выделяется десять комплексов интрузивов трапповой формации. Каждый комплекс объединяет магматические образования, которые имеют близкий минеральный и химический составы, палеомагнитные свойства, характер и степень дифференциации, устойчивые ассоциации пород, рудоносность и особенности ореола измененных пород.

4.3. Тектоника. Норильский район как самостоятельный блок земной коры ограничивается на западе Западно-Сибирской плитой, на севере - Енисейско-Хатангским прогибом, на востоке - Тунгусской синеклизой (Путеводитель, 1994). Хантайско-Рыбнинский вал разделяет Норильско-Хараелахский прогиб и Тунгусскую синеклизу и представляет собой пологую, вытянутую в субмери-диональном направлении структуру шириной до 40 км.

Большинство разрывных нарушений представляют собой крутопадающие сбросы, ориентированные в субмеридиональном, северо-западном и северовосточном направлениях. Разломы обычно фиксируются только в верхней части разреза, а некоторые, наиболее крупные из них уходят в глубокие горизонты коры. Главная рудоконтролирующая структура района - Норильско-Хараелахский разлом - имеет северо-восточное простирание и представляет собой левосторон-

8

ний взбросо-сдвиг с вертикальной амплитудой до 200-300 м и горизонтальным смещением до 3-4 км.

4.4. Полезные ископаемые. Минерально-сырьевая база Норильского рудного района представлена медно-никелевыми рудами с платиноидами, железными рудами, каменным углем, медно-цеолитовыми и медно-молибденовыми рудами. Сульфидные медно-никелевые месторождения содержат более половины активных запасов никеля, меди, кобальта и металлов платиновой группы (МПГ) России (Самойлов. 2003).

В пределах Норильского района выявлено семь медно-никелевых месторождений. которые связаны преимущественно с интрузивами норильского типа (Налдретт. 2003).

Глава 5. Фактический материал и методика исследования. Объекты исследования достаточно равномерно расположены по обрамлению Хантайско-Рыбнинского вала (рис. 1, табл. 1). Участки работ выбирались с таким расчетом, чтобы охватить максимальный объём вулканогенной толщи и все свиты, развитые на участках исследования.

Рис. 1. Схема расположения изученных скважин и разрезов вулканогенных образований

Глава 6. Трапповая формация Норильского района на периферии Хантайско-Рыбнинского вала

6.1. Стратиграфия. Всего было изучено семь из одиннадцати свит траппов Норильского района. Наиболее полные разрезы вулканогенной толщи представлены в Норильской мульде и на Микчангдинской площади. Общая мощность трапповой формации в изученных разрезах колеблется от 350 до 1040 м.

Таблица 1

Сводная таблица объемов работ

Участки Скважины Всего

Вид работ Красные камни Озеро Лама Глубокое ОМ-6 ОМ-25 КС-56 МД-52 Норильская мульда Хараелахская мульда Микчангдинскан площадь Тунгусская синеклиза Всего

Полевые работы

Отбор образцов 33 <9 67 200 100 161 69 300 194 68 116 678

Подготовка препаратов

шлифы 24 20 61 67 39 15 13 126 39 13 81 259

Минералогически* исследования

"Высверленные” препараты 0 0 0 15 17 0 0 32 0 0 0 32

"Резанные" препараты 10 2 40 0 0 0 10 0 42 52

Подготовка материапа для изучении илового состава

Порошки 12 17 12 46 33 16 19 79 28 19 29 155

Стекле е 35 0 0 0 8 0 36 43

Аналитические работы

ЖР 6 45 36 24 10 10 60 18 10 45 133

ІСР 20 17 47 42 33 16 19 75 36 19 64 194

Микроэокд

Измерений РІ 56 123 17 21 0 38 56 0 130 224

Измерений Рх 59 20 188 16 23 0 39 59 0 206 306

Норильская мульда. Разрез траппов Норильской мульды изучен по двум скважинам: ОМ-6 (1100 м) на севере и ОМ-25 (700 м) на юго-востоке района. Выбор скважин связан с тем, что в первой вскрыта максимальная мощность вулканической толщи, а вторая вскрывает среди вулканитов маломощный силл норильского плутонического комплекса, что дает возможность получения дополнительной информации о взаимосвязи рудоносных массивов и вмещающих пород. Скважина ОМ-6 вскрывает 7 свит базальтоидов общей мощностью 1039 м (Рудакова, Криволуцкая, 2009) (снизу-вверх): ивакинскую, сыверминскую, гуд-чихинскую, хаканчанскую, туклонскую, надеждинскую и моронговскую. Верхняя часть общего разреза, сложенная ещё 4 свитами (Дюжиков и др., 1988), однообразна по составу и аналогична моронговской свите (Налдретт, 2003). Мощности всех свит (за исключением туклонской) уменьшаются от центра мульды к её восточной окраине (Криволуцкая, Рудакова, 2009).

Ивакинская свита, сложенная трахибазальтами темно-серого цвета, залегает со слабым угловым несогласием на тунгусской серии. В центральной части мульды свита состоит из 8 потоков, слагающие две подсвиты, разделенные туфами. Общая мощность свиты достигает 100 м с коэффициентом эксплозивности (К,кс) 2%. В составе сыверминской свиты установлено 19 потоков базальтов то-леитовой структуры, общей мощностью 129,5 метров в центре и не менее 65,1 м

- на востоке мульды, К,кс=2%. Гудчихинская свита отличается темным цветом пикритовых полифировых и редкопорфировых базальтов за счет сильно измененного оливина. Свита разделяется на три подсвиты, суммарная мощность которых достигает 60 метров, Кэкс=25%. Нижняя подсвита представлена порфировыми и полифировыми базальтами, средняя - пикритовыми, верхняя - редкопорфировыми, выделяющимися только в центральной части мульды. Хаканчан-ская свита представлена преимущественно туфогенными породами и редкими базальтами с толеитовой структурой с общей мощностью до 20 метров и

Кэкс=29% и 100% в центральной и восточной части мульды соответственно. Вулканиты туклонской свиты представлены светло-зеленовато-серыми базальтами с толеитовой структурой. Мощность увеличивается от центра к борту мульды от 12,4 до 50,2 м. Туфогенных образований в ней нет. Надеждинская свита сложена мощными потоками темно-серых до черных афировых базальтов. Полная мощность толщи, вскрытая в центральной части мульды, составляет 488,1 м, К,кс в центральной и восточной части мульды составляет 18% и 0,2% соответственно. В составе моронговской свиты наряду с афировыми и редкпорфировыми базальтами существенную роль играют пирокластические породы (К,кс=44%), что выделяет её на фоне остальных свит. Общая неполная мощность свиты - 103,2 м.

Хараелахская мульда изучена по двум участкам: в центральной (скв. КС-56 (760 м)) и юго-восточной (разрез «Красные камни» (КК), 366 м) частях мульды. Эти разрезы вскрывают пять свит, отличительной особенностью которых является очень низкая степень эксплозивности. Ивакинская свита состоит из порфировых, афировых и гломеропорфировых базальтов субщелочной серии (Кэко=0%). Мощность свиты увеличивается от центральной зоны к периферии от 114,2 до 135 м. Сыверминская свита сложена пойкилоофиговыми, чаще афировыми базальтами с толеитовой структурой (Кэкс=0%). От центральной части мульды к её периферии отмечается уменьшение мощности (от 114,6 до 91 м). Гудчихинская свита в скважине КС-56 представлена нижней и средней подсви-тами, состав которых сходен с составом свиты в скважине ОМ-6, но Кэкс=0%. Мощность свиты уменьшается к краевой части от 137,5 до 115 м. Хаканчанская свита мощностью 10-20 м состоит исключительно из туфов. Туклонская свита в пределах Хараелахской мульды выпадает из разреза. Надеждинская свита в обоих разрезах вскрыта не полностью (157,5 м) и сложена базальтами с единичными маломощными прослоями туфогенных пород (Кэкс близок к 0%).

Микчангдинская площадь изучена по скважине МД-52, расположенной на юго-западной её окраине. Трапповая толща представлена здесь шестью свитами: ивакинской, сыверминской, гудчихинской, туклонской и надеждинской. Общая мощность трапповой формации в данном районе составляет 464,4 метров, коэффициент эксплозивности варьирует от 0 (в сыверминской и гудчихинской свитах) до 68% (в надеждинской свите) и 100% (в хаканчанской).

Тунгусская синеклиза. Наиболее полный разрез трапповой формации восточного обрамления Хантайско-Рыбнинского вала (ХРВ) представлен обнажениями в районе оз. Глубокое. В этом районе было изучено 4 разреза по разным берегам озера Глубокое: три (Г, Гл и Цр) на южном берегу и один («Красная шапка», КШ) - на северном. Кроме того, были использованы материалы Н.А. Криволуцкой полевого сезона 2007 года по разрезу горы Сундук (СУ), который является цельным и наиболее полным в данном районе. На основе этих материалов была составлена геологическая карта и разрезы к ней (рис. 2).

Всего было выделено шесть свит: ивакинская, сыверминская, гудчихинская, хаканчанская, туклонская и надеждинская. Мощность покровов трапповой

11

км 4 3210 2 4 км

Рис. 2. Геологическая карта и разрез по линии ГД района оз. Глубокое

Ивакинская свита, отмеченная только в разрезе СУ, представлена тремя потоками субщелочных порфировых, афировых и гломеропорфировых базальтов, общей мощностью 105 м (К,кс=24%). Сыверминская свита, описанная в разрезах СУ и частично в КШ. сложена типичными для неё афировыми базальтами с толеитовой структурой. Общая мощность свиты 165 м при Кэкс=0. Гудчихин-ская свита, развитая только в разрезах южного берега оз. Глубокое, сложена пикритовыми базальтами, слагающими один поток мощностью 15 м. Хаканчан-ская свита, также известная только на южном берегу озера, представлена одним слоем туфов мощностью 24 м. Туклонская свита, отмеченная в каждом разрезе, сложена базальтами с пойкилоофитовой структурой. Мощность свиты здесь существенно больше, чем в других структурах, и достигает 207,5 м (К,кс=11-31%).

Разрез вулканогенной толщи на северо-восточном берегу оз. Лама сложен самыми верхними свитами. Низы его, представленные верхней частью надеж-динской свиты, сложены афировыми базальтами с четкой подушечной отдельностью. Моронговская свита сложена 24 потоками афировых, редкопорфировых, гломеропорфировых и пойкилоофитовых базальтов с редкими маломощными прослоями туфов мощностью 0.8-2 м. Общая мощность этого неполного разреза составляет 369,5 м (Кэкс=1%).

В каждом потоке трапповой формации четко выделяются верхние и нижние миндалекаменные зоны, позволяющие различать эти потоки. При этом кров-

ля верхних миндалекаменных зон на западных отрогах ХРВ имеют красные окраски, в разрезах восточнее вала зоны преимущественно зелёные.

При анализе усредненных значений коэффициента эксплозивности для каждой свиты по всем разрезам обнаруживается, что максимальное количество эксплозивного материала было извержено в хаканчанское время, далее в морон-говское и следующее по значимости - в туклонское. По частоте извержений отмечается постепенное увеличение вулканической активности от начала траппо-вых излияний (ивакинская свита) до максимального в хаканчанское время, после чего периодичность извержений снова постепенно и равномерно уменьшалась вплоть до моронговского времени.

6.2. Петрография базальтоидов. По петрографическим описаниям шлифов и аншлифов были установлены афировые и порфировые структуры платоба-зальтов с гиалопилиговой, пойкилитовой, толеитовой и интерсертальной структурой основной массы. Главными породообразующими минералами являются плагиоклаз, клинопироксен, оливин с переменным количеством титаномагнети-та, ильменита, раскристаллизованного стекла и вторичных минералов (боулин-гита, кальцита, хлорита и палагонита). При анализе основных характеристик пород по всем изученным разрезам были обнаружены основные закономерности хода кристаллизации расплава, которые сводятся к следующему.

Структура основной массы в мощных потоках более крупнозернистая, чем в маломощных потоках. Кроме того, отмечается, что чем мельче основная масса, тем больше в ней стекла, что вполне закономерно для быстро кристаллизующейся лавы. Несколько выпадают из этой закономерности базальты туклонской и сыверминской свит. В целом по разрезу наблюдается отчетливая отрицательная корреляция между размером зерен основной массы, с одной стороны, и размером и количеством вкрапленников, с другой. В тонкозернистой основной массе присутствует наибольшее количество вкрапленников и они имеют максимальные размеры. Это, безусловно, свидетельствует об их интрателлурическом происхождении.

Соотношение количества плагиоклаза и пироксена в базальтоидах прямо коррелируется с размером зерен основной массы. Это может означать, что при быстрой кристаллизации в основной массе резко преобладает пироксен, а лейко-кратовая компонента уходит в стекло. При постепенной кристаллизации количество плагиоклаза в основной массе возрастает, главным образом, за счет уменьшения количества стекла.

6.3. Геохимическая характеристика базальтоидов. Петрогенные элементы. Составы рассматриваемых свит Норильского района в обрамлении ХРВ свидетельствуют о наличии здесь достаточно широкого спектра пород. По содержанию 8102, которое колеблется в пределах от 46 до 55%, устанавливается непрерывный ряд пород от базальтов до андезитов. Суммарное количество щелочей меняется от 0,4 до 6%, а содержание N^0 - от 3 до 20% (рис. 3). Даже по этим нескольким параметрам породы достаточно четко разделяются по свитам.

Ивакинская и сыверминская свиты представлены преимущественно тра-хибазальтами и трахиандезибазальтами, а в ивакинской свите встречаются даже высококалиевые разности. Базальтоиды всех остальных свит имеют нормальную щелочность. Уверенно различаются породы и по содержанию ?^0. Повышенным содержанием оксида магния обладают породы гудчихинской свиты, в которых оно достигает 20 мае. %, а наименьшими концентрациями (3-5 %) характеризуются нижние свиты. По содержанию оксида титана все вулканиты траппо-вой формации более или менее четко делятся на три большие группы: 1 - высокотитанистые (>2%) - ивакинская свита; 2 - повышенной титанистости (1,52%) - сыверминская и гудчихинская свиты; умереннотитанистые (0,8-1,5%) -все остальные породы. На детальной диаграмме ТЮг-Д^О четко разделяются поля фигуративных точек надеждинской (выше титан - ниже магний) и туклон-ской (ниже титан - выше магний) свит.

Рис. 3. Геохимические особенности базальтоидов Норильского района

Содержание А1203 в базальтоидах грапповой формации не достигает и 17%. При этом наиболее вариативный спектр содержаний и оксида алюминия и оксида магния демонстрируют базальтоиды гудчихинской свиты. Резкий наклон тренда фигуративных точек пород гудчихинской свиты свидетельствует о постепенной кристаллизации плагиоклаза. Ни дискриминационной диаграмме А1-(Ре,+Т1)-]У^ фигуративные точки гудчихинской свиты полностью попадают в область коматиитовых базальтов. Вариации содержаний главных петрогенных элементов в стратиграфической последовательности пород вулканической толщи указывают на различие между верхней её частью, имеющей однородное строение, по сравнению с нижней, более разнообразной по составу. Согласно

распределению фигуративных точек на диаграмме АРМ большая часть базальтов района (за исключением субщелочных базальтоидов сыверминской и частично - ивакинской свит) относится к толеитовой серии.

Редкие и рассеянные элементы. Все породы трапповой формации Норильского района характеризуется схожестью спектров распределений рассеянных элементов. В этих спектрах по всему разрезу отмечается в разной степени выраженная отрицательная тантал-ниобиевая аномалия, наиболее четко проявленная в базальтоидах верхних свит. Вместе с тем, нельзя не отметить и вертикальную геохимическую неоднородность трапповой формации. Субщелочные породы ивакинской и сыверминской свит обогащены всеми рассеянными элементами, особенно крупноионными литофильными. Базальты гудчихинской свиты занимают промежуточное положение между ними и вышележащими породами. Они не обогащены крупноионными элементами, но сохраняют повышенное всЗ/УЬ отношение. Все вышележащие разновидности пород характеризуются более пологим наклоном линий распределения в области тяжелых редких земель.

Различаются вулканиты туфо-лавовой толщи и по спектрам редкоземельных элементов. По отношениям редкоземельных элементов разрез туфо-лавовой толщи также разбивается на две части: нижняя характеризуется повышенным значениями отношения Сс1/УЬ (до 2,3) и относительно низкими Ьа/'вт (до 1,2), а верхняя - пониженными в(1/УЬ (< 1,6) и средними Ьа/Бга (около 3).

Существенно обогащены легкими лантаноидами субщелочные эффузивы ивакинской свиты. Промежуточное положение занимают трахибазальты сыверминской свиты, а толеитовые и пикритовые породы гудчихинской, туклонской и надеждинской свит незначительно обеднены по сравнению с нижними свитами, как легкими, так и тяжелыми лантаноидами. Веерообразное в сторону легких лантаноидов распределение РЗЭ в породах надеждинской свиты говорит о вероятных вариациях степени плавления в одном и том же источнике. Очень слабая отрицательная европиевая аномалия, свидетельствующая о незначительном фракционировании плагиоклаза, проявлена, главным образом, в породах двух нижних свит, а также частично в базальтах надеждинской свиты.

Таким образом, выясняется, что при указанных выше общих закономерностях, каждая свита имеет свои геохимические особенности.

6.4. Минералогическая характеристика базальтоидов

Плагиоклаз. Во всех свитах, кроме самых молодых (надеждинской и мо-ронговской), преобладают плагиоклазы среднего состава (лабрадор, реже андезин). В двух верхних свитах кроме лабрадора присутствует битовнит и даже анортит Ап8о-90‘ По аналитическим данным о составе центральных частей зерен плагиоклазов установлены тренды их изменения по разрезу. От ивакинской к сыверминской свитам состав плагиоклаза становится более кислым, к туклонской - более основным, а к моронговской снова постепенно окисляется. При этом в надеждинской свите во вкрапленниках плагиоклаз обладает большей основностью, чем в основной массе, кроме того, при детальном рассмотрении гуд-

чихинской и надеждинской свит по подсвитам отмечается сохранение тенденции к увеличению основности плагиоклаза от нижних подсвит к верхним.

В каждой свите отмечается преимущественно прямая зональность плагиоклазов, характеризующаяся увеличением железистости при потере основности от центра к краю зерна, что свидетельствует о процессах кристаллизационного фракционирования, происходивших при остывании расплава. Неравномерная и асимметричная зональность в некоторых вкрапленниках указывает на процесс растворения кристаллов под воздействием более основных свежих горячих расплавов, поступавших в камеру, где формировались интрателлурические вкрапленники. Повторение зональности и ее ритмический характер говорит о пульса-ционном поступлении свежей магмы. То есть остывание и фракционирование системы происходило, по всей видимости, на фоне смешения расплавов.

Пироксен. Пироксен в породах изучался и из вкрапленников, и из основной массы. Снизу вверх (от ивакинской до верхней части гудчихинской свиты) в пироксене растет магнезиальность. Обычно во вкрапленниках пироксена магне-зиальность уменьшается от центра к краевым частям зерен, и только в единичных зернах из ивакинской свиты отмечена обратная ситуация: в центре минерал более магнезиален, чем на его крае. По вариациям состава пироксенов верхние свиты четко отделяются от нижних, в которых понижены содержания оксида титана. Выявлена отрицательная корреляция содержаний ТЮ2 и МпО и положительная корреляция остальных оксидов по отношению к Mg# пироксенов.

По результатам измерений центральной части вкрапленников выявлена повышенная титанистость пироксенов ивакинской и сыверминской свит, при этом зерна из основной массы в ивакинской свите отчетливо делятся на две популяции: высокотитанистые (2,5-3% ТЮ2) и умеренно титанистые (0,7-1%). Наименьшей титанистостью обладают пироксены моронговской свиты. Плавная и едва заметная зональность наблюдается как у вкрапленников пироксенов, так у зерен из основной массы. Асимметричная и неравномерная зональность, проявленная в пироксенах из основной массы, аналогичная плагиоклазам, подтверждает вывод о пульсационном характере поступления свежих расплавов во время кристаллизации минеральных зерен.

6.5. Расслоенные покровы. В изученных разрезах трапповой формации на южном берегу оз. Глубокое были обнаружены три расслоенных покрова базальтов мощностью первые десятки метров. Наиболее четкая расслоенность отмечается в покрове базальтов туклонской свиты мощностью 39 м в среднем ручье (Гл-101). Расслоенность выражается в плавном переходе от тонкозернистых афи-ровых базальтов к крупнозернистым пойкилоофитовым, при этом на разных уровнях отмечается тонкая расслоенность в виде чередования тонких светлых (3-4 мм) и мощных (10-15 см) темных (меланократовых) полос.

Два других расслоенных покрова прослежены в надеждинской свите по обоим бортам восточного ручья южного берега оз. Глубокое. На правом борту (покров Г-5) расслоенность выражена в переходе от тонкозернистых афировых

16

базальтов, к мелкозернистым и далее к гломеропорфировым базальтам; общая мощность потока 34 метра. Приблизительно на этом же гипсометрическом уровне на левом борту ручья отмечен поток Г-8 (мощностью 11-15 м), обладающий сходным, но несколько более сложным строением.

Туклонский покров, наиболее сложный и мощный, имеет симметричное строение. В средней части потока наблюдаются два тонких "прослоя" мелано-кратовых пойкилоофитовых оливинсодержащих базальтоидов и соответствующие им двойные пики повышенной основности пироксенов и плагиоклазов. Оливин присутствует в виде кристаллов и скоплений (3-7%). Эти же разности пород обладают повышенным содержанием ТЮ2 в пироксенах и АЬ03 в плагиоклазах. Минералогические исследования зерен пироксенов и плагиоклазов показали как во вкрапленниках, так и в основной массе, на фоне преимущественно прямой зональности обоих минералов, наличие решетчатой структуры в зернах пироксена и ритмическую зональность в плагиоклазах. В подошве и в кровле покрова породы имеют более кислый состав и повышенную щелочность относительно базальтоидов его центральной части.

Надеждинские расслоенные потоки характеризуются значительными вариациями размерности основной массы и, как следствие, количества вулканического стекла. Зональность минералов в основной массе выражена значительно слабее, чем в расслоенных потоках туклонской свиты, и проявляется исключительно в крупных зернах пироксена и во вкрапленниках плагиоклаза. В верхней части потока ойкокристаллы пироксенов имеют сложное зональное строение (в центральной части состав имеет большую основность, но меньшую магнезиаль-ность по сравнению с переходной частью), в краевой же части покровов состав пироксенов становится более основным и менее магнезиальным.

Изучение расслоенных покровов позволяет сделать вывод о том, что основной причиной расслоенности не может быть кристаллизационная дифференциация внутри остывающего потока, поскольку не отмечается классического для такого случая осаждения тяжёлых минералов, кроме того, все породы имеют высокие (> 1) отношения Ьап/УЬп. В подошве каждого расслоенного потока отмечается преобладание плагиоклаза, а оливин (в случае Гл-101) и пироксен концентрируются в верхней части покрова и в отдельных прослоях, вследствие чего они приобретают меланократовый вид. Кроме того, в краевых частях туклонско-го потока (особенно - в подошве) состав пироксенов, плагиоклазов и пород в целом значительно кислее по сравнению с участками из центральной части. И ровно противоположная ситуация наблюдается в потоках надеждинской свиты (более основной состав пород и минералов в целом отмечается в краевых частях).

Ритмическая зональность прослеживается исключительно в крупных вкрапленниках, что говорит о дополнительном поступлении свежих горячих расплавов в промежуточные камеры в момент формирования в них этих интра-теллурических вкрапленников. Отсутствие зональности плагиоклазов в основной массе в потоках надеждинской свиты и четкая прямая зональность пироксенов и

плагиоклазов в потоке туклонской свиты указывает на равномерное кристаллизационное фракционирование, отличающееся только скоростью кристаллизации, что не может не зависеть и от мощностей потоков. Асимметричное и неравномерное строение расслоенных потоков по геохимическим и петрографическим особенностям совместно с решетчатой структурой в некоторых пироксенах может свидетельствовать об изначальной дифференцированности лав с участием нескольких несовместимых струй расплава с различной основностью, магнези-альностью и титанистостью.

6.6. Габброиды Норильского района. В разрезе трапповой формации помимо вулканитов было описано несколько интрузивных тел, локализованных в породах разных стратиграфических уровней. По строению, формам и геохимическим особенностям данные тела можно отнести к трём типам: силл габбро-долеритов норильского комплекса, дайка долеритов туклонского возраста и дайки далдыканского комплекса.

К первому типу относится апофиз Масловского интрузива (силл мощностью 12 м), вскрытый скважиной ОМ-25 на глубине 427,3 м. Несмотря на свою небольшую мощность, силл отчетливо дифференцирован от оливиновых габбро-долеритов в нижней части до лейкогаббро в верхней части. Для аргументированного отнесения этого интрузива именно к норильскому комплексу был изучен состав пород эталонного массива Норильск 1 (Криволуцкая, Рудакова, 2009). В строении последнего установлены все главные разновидности пород, слагающие массивы данного типа. Фигуративные точки составов пород Масловского силла и массива Норильск 1 ложатся в одно поле на бинарных диаграммах отношений легких и тяжёлых лантаноидов, четко отличаясь от вмещающих вулканитов трапповой формации низкими значениями Ьа/Бт (2-2,6) и ТЬ/и (0,5-0,7) при низких значениях Сс1/УЬ (1,5-1,6).

К туклонскому комплексу была отнесена вертикальная дайка базальтов мощностью 3-4 м, прорывающая базальты туклонской свиты в разрезе на южном берегу оз. Глубокое (разрез ЦР). Распределение редких элементов в базальтах дайки идентично таким спектрам в породах Масловского интрузива, но кардинально отличается от норильского комплекса более высокими содержаниями и лёгких, и тяжелых элементов. По отношениям Ьа/Бт и Ос1/УЬ породы дайки в рарезе ЦР близки к породам моронговской и туклонской свит, но имеют более основной состав (8Ю2 51,7 мас.%), умеренными магнезиальностью (MgO 7,73%) и титанистостью (ТЮ2 0,93%), что близко показателям туклонской свиты. Таким образом, эта дайка являлась, по всей видимости, подводящим каналом.

К третьему типу отнесены субвертикальные дайки, встреченные в разрезах района оз. Лама (Тунгусская синеклиза) и «Красные камни» (юго-восток Ха-раелахской мульды). Дайки прорывают надеждинскую (разрез КК) и моронгов-скую (разрез Ь) свиты, образуя тела мощностью первые метры без видимых эн-доконтактовых зон.

6.2. Закономерности строения трапповой формации

По совокупности всех новых данных, полученных в работе, выявляются следующие закономерности строения трапповой формации Норильского района.

Толща в изученных разрезах состоит из семи свит, основной объем вулканитов из которых приходится на надеждинскую свиту, а самый незначительный

- на хаканчанскую. Большинство лавовых покровов изливалось на неэродиро-ванную поверхность предыдущих излияний, на что указывает наличие в них и нижних, и верхних миндалекаменных зон. Часто повторявшиеся излияния лав способствовали сохранению тепла в ранее излившихся покровах, что обеспечивало хорошую раскристаллизованность базальтов даже в маломощных покровах. Помимо миндалекаменных зон характерной особенностью состава толщи является наличие в подошвах каждой из свит туфогенных пород, максимальные объемы которых соответствуют минимальным объемам миндалекаменных зон. Таким образом, намечается ритмичное чередование типов извержений: каждый ритм начинался с эксплозивной деятельности, которая, в условиях нарастающего растяжения, сменялась массовыми излияниями.

Платобазальты имеют афировую и порфировую структуры с гиалопили-товой, пойкилитовой, толеитовой и интерсертальной структурой основной массы. В разрезе каждой из свит снизу вверх отмечается постепенное уменьшение зернистости пород и увеличение количества стекла, за исключением туклонской свиты и верхненадеждинской подсвиты. Прерывистость линий трендов структуры основной массы указывает на пульсационное развитие магматизма для свит с ивакинской по нижненадеждинскую, тогда как, начиная со средненадеждинско-го времени, условия кристаллизации выравниваются.

В базальтах всех свитах отмечается прямая либо ритмическая зональность во вкрапленниках плагиоклаза, что говорит о равномерном остывании расплава с прямым кристаллизационным фракционированием, а.также о процессах смешения магм с пульсационным поступлением свежих расплавов при формировании интрателлурических вкрапленников в промежуточных магматических очагах. Состав пироксенов в вулканитах трапповой формации полностью отражает изменчивость состава пород и характеризуется высокими показателями титанисто-сти для трёх нижних свит и низкой титанистостью для верхних свит.

Детальное описание многочисленных разрезов по обрамлению Хантайско-Рыбнинского вала (ХРВ) дало возможность провести структурно-фациальный и палеовулканологический анализ всех свит трапповой толщи на территории работ. Ивакинская свита изливалась на всей территории Норильского района, сохраняя устойчивый состав; центр излияния находился на северо-востоке территории, а максимальные объемы эксплозивного материала отмечаются на его востоке. Максимально прогнута в это время Норильско-Хараелахская мульда. Роль ХРВ в это время не очень ясна. Сыверминская свита однородна по строению и сложена базальтами с толеитовой структурой в нижней части и пойкилоофито-вой в верхней (только западнее вала!); вулканогенно-обломочные породы в ней

отсутствуют. Мощность свиты увеличивается с запада на восток, появляются первые признаки воздымания ХРВ. Большая частота излияний, структура базальтов, отсутствие туфов указывают на трещинный тип излияния, а краснобурый оттенок верхних миндалекаменных зон - на наземный харакетер. Гудчи-хинская свита кардинально отличается от предыдущих свит северо-восточным простиранием изопахит с равномерным увеличением мощности на северо-запад, при этом в маломощных разрезах на востоке территории присутствует только верхняя часть разреза свиты (пикритовые базальты). Максимальные объемы туфогенного материала приурочены к максимальным мощностям свиты. Влияние ХРВ в это время очень велико - он четко отделяет мощные и полные западные разрезы от маломощных и неполных восточных. Хаканчанская свита наименее выдержана по мощности, по её изопахитам также отчетливо отмечается присутствие вала. Состав свиты преимущественно туфогенный с редкими прослоями толеитовых базальтов. При этом весь туфогенный материал хорошо и средне окатан, что указывает на общую обводненность территории с большим количеством озёр. Туклонская свита, подобно гудчихинской, имеет северо-восточное простирание изопахит, однако её мощность увеличивается на юго-восток, в сторону Тунгусской синеклизы. В маломощных же разрезах на западе района (Норильская мульда) проявлена только нижняя часть разреза. Есть основание полагать, что базальты с толеитовой структурой приурочены трещинным излияниям, а пойкилоофитовые - вулканам центрального типа. Туфогенный материал концентрируется преимущественно в наиболее мощных разрезах на востоке территории. Надеждинская и моронговская свиты наиболее выдержаны по составу на всей территории Норильского района. Анализ распределения их мощностей сделать не удалось в силу неполноты разрезов. Из анализа изопахит всех свит Норильского района вытекает следующий вывод: Хантайско-Рыбнинский вал является долгоживущей, периодически проявлявшей активность структурой, заложенной до начала излияния траппов и возрождавшейся как минимум трижды за время траппового магматизма (в постивакинское, постгудчихинское и в середине туклонского времени).

Вариации геохимического состава пород туфо-лавовой толщи Норильского района показали разделение трапповой формации минимум на три принципиально разных типа, отвечающих каждый своему источнику магм. В качестве главных критериев отличия были приняты: щелочность, титанистость, магнези-альность, а также отношения тяжелых и легких редких элементов (Ос^УЪ и Ьа/Бт). К первому типу относятся высокотитанистые субщелочные базальты (ивакинская и сыверминская свиты), ко второму типу - пикритовые высокомагнезиальные коматиитоподобные базальты повышенной титанистости (гудчихин-ская свита), а к третьему - умереннотитанистые толеиты нормальной щелочности верхних (с хаканчанской по моронговскую) свит. Первый тип, характеризуясь обогащенным составом, невыраженным Та-М> минимум, локализацией фигуративных точек диаграмм в области щелочных базальтов океанических остро-

20

вов. Он формировался из расплавов обогащенных глубинных источников первичной мантии без существенного влияния корового вещества. Второй тип, обладая параметрами коматиитовых базальтов, обеднением крупными катионами, высоким отношением Ос1/УЬ и существенно заниженными значениями Ьа/Бт, формировался из глубинного обедненного источника примитивной мантии, в рестите которого находился гранат, концентрировавший тяжелые редкие элементы. Породы третьего типа имеют малоглубинные источники, поставлявшие толеитовые расплавы с различной степенью контаминированности коровым веществом (максимальные показатели отмечаются в нижненадеждинской свите).

Содержание главных элементов отчетливо меняется по латерали в породах надеждинской и гудчихинской свит (с запада на восток падает основность, титанистость и увеличивается магнезиальность пород). Породы туклонской свиты имеют обратную тенденцию.

На фоне общей эволюции траппового вулканизма выделяются эпизоды формирования расслоенных покровов, отмеченных в туклонской и надеждинской свитах (по Рябову, 2000 - также в гудчихинской свите). Асимметричная расслоенность выражена в полосовом распределении минералов, пород с разной структурой, а также - геохимических параметров. Она была сформирована, вероятнее всего, вследствие кристаллизационного фракционирования изначально дифференцированных лав с участием нескольких несовместимых струй расплава с различной магнезиальностью, основностью и титанистостыо.

Несмотря на кратковременность траппового магматизма северо-запада Сибирской платформы, в формировании туфо-лавовой толщи Норильского района отчетливо выделяются три тектономагматических этапа, различающихся типами источников, характером вулканитов и условиями извержений.

Первый этап связан с глубинным обогащенным источником (первый тип пород - ивакинская и сыверминская свиты). Для ранней Фазы этого этапа характерны бурные начальные извержения, формировавшие мощные покровы трахи-базальтов, а для поздней - частые трещинные излияния маломощных трахианде-зибазальтов. На втором этапе из единого глубинного истощенного источника, претерпевшего фракционную дифференциацию с осаждением оливина в нижней части камеры, изливались коматиитоподобные лавы гудчихинской свиты (второй тип пород). Третий этап, связанный с малоглубинными источниками (третий тип пород), разделяется на три фазы. Ранняя фаза является переходной к собственно трапповой стадии магматизма и характеризуется дифференцированными тектоническими движениями и преимущественно эксплозивным магматизмом к западу от Хантайско-Рыбнинского вала (хаканчанская свита). Активный рост Хантайско-Рыбнинского вала сопровождался опусканием территории по его бортам и образованием озер, в которых происходило формирование слоистой вулканогенно-осадочной толщи. Местами в подводных условиях происходили излияния толеитовых базальтов с образованием подушечных лав (Рябов, 2000). В среднюю Фазу, при активном растяжении, извержения толеитовых ба-

зальтов из трещин и вулканов центрального типа происходили уже к востоку от вала (туклонская и нижненадеждинская свиты), а в позднюю - повсеместно (средненадеждинская и моронговская свиты).

В модельных построениях А.Дж. Налдретга, П.Лайтфута и других авторов (Ы§ЫГоо1 е1 а1, 1994, МаМгей е! а1, 1992) породам туклонской свиты придается большое значение в образовании руд, поскольку они рассматриваются в качестве продуктов кристаллизации родоночальной для рудоносных интрузивов магмы. Нижненадеждинскую свиту, в свою очередь, рассматривают как генетически связанную с туклонскими базальтами, поскольку обедненность цветными металлами нижненадеждинской свиты обуславливают осаждением сульфидов из кон-таминированного вмещающими породами туклонского расплава. ■

Приведенные данные по строению и составу туфо-лавовых и интрузивных пород, вскрытых скважинами в пределах Норильской мульды, свидетельствуют об отсутствии комагматичности между рудоносными массивами и породами туклонской и надеждинской свит. Это определяется тем, что силл Масловского интрузива прорывает вулканиты указанных свит, а также различиями в их геохимическом составе.

Заключение

В результате проведенных работ была впервые планомерно и всесторонне, буквально "послойно" изучена туфо-лавовая толща Сибирской трапповой провинции в обрамлении Хантайско-Рыбнинского вала, в том числе - включая центральную и краевую часть Норильской мульды. В разрезе установлена смена пород от трахибазальтов и трахиандезибазальтов (ивакинская и сыверминская свиты), к коматиитоподобным породам (гудчихинская свита) и толеитам (туклонская - моронговская свиты).

Структурно-фациальный и палеовулканологический анализ позволил установить латеральную изменчивость свит, а также показать на фактическом материале, что Хантайско-Рыбнинский вал Норильского района является долгоживущей, периодически проявлявшей активность структурой, заложенной до начала излияния траппов. Структурные элементы, разделенные валом, характеризуется индивидуальными особенностями геологического строения: различаются полнота разрезов и мощности отдельных свит, соотношение в них лав и туфов.

Расслоенные покровы в туклонской свите и впервые обнаруженные в надеждинской свите имеют асимметричное строение, связанное, вероятно, с изначальной дифференцированностью излившихся лав. Скорее всего, лава уже содержала несмешиваемые с ней струи более магнезиального расплава. Последующее равномерное остывание потоков сопровождалось стандартным кристаллизационным фракционированием.

Выявленная зональность минералов указывает на кристаллизационное фракционирование в равномерно остывающих расплавах на поверхности, а также присутствие процесса смешения магм и кристаллизационной дифференциации в промежуточных камерах.

Несмотря на кратковременность траппового магматизма северо-запада Сибирской платформы, в формировании туфо-лавовой толщи Норильского района отчетливо выделяются три тектономагматических этапа, различающихся типами источников, характером вулканитов и условиями извержений.

Рудоносные массивы норильского комплекса были сформированы в результате самостоятельного магматического этапа в посленадеждинское время. Их геохимические характеристики, полученные в результате проведенных работ, существенно отличаются от геохимических характеристик базальтоидов нижележащих свит, рассматривавшихся ранее в качестве комагматов рудоносных массивов в Норильском районе.

Список публикаций

Статьи в реферируемых журналах из списка ВАК

1. Рудакова А.В., Правикова Н.В., Тевелев Ал.В. Строение, химизм и условия формирования березовского вулканического комплекса южной части Магнитогорской мегазоны (Южный Урал) // Вести. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология, 2007. № 1. С. 47-52

2. Правикова Н.В., Матвеева Б.А., Тевелев Ал.В., Веймарн А.Б., Рудакова А.В. Вулканизм переходного этапа от позднедевонской островной дуги к раннекаменноугольным рифтам на Южном Урале // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология, 2008. № 6. с. 8-15

3. Криволуцкая Н.А., Рудакова А.В. Строение и геохимические особенности пород трапповой формации Норильской мульды (СЗ Сибирской платформы) // Геохимия. 2009. № 7. С. 1-23

4. Рудакова А.В., Криволуцкая Н.А. Структурно-текстурные особенности и строение пород трапповой формации Норильской мульды (СЗ Сибирской платформы) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология, 2009. № 6. С. 34-44

Тезисы докладов научных конференций

5. Рудакова А.В. Строение, химизм и условия формирования березовского вулканического комплекса юго-восточной части Магнитогорской мегазоны (Южный Урал) // Геология, полезн. ископ. и геоэкология Северо-Запада России. Мат-лы XVII молод, науч. конф., посвящ. памяти К.О. Кратца. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2006. С. 50-52.

6. Рудакова А.В. Латеральная зональность раннекаменноугольного березовского комплекса в пределах Восточно-Магнитогорской зоны (Южный Урал) // III Сибирская ме-ждунар. конф. молодых ученых по наукам о Земле, Новосибирск, 2006, с. 197-198.

7. Рудакова А.В. Характеристика особенностей нижнекаменноугольного вулканизма на примере березовского вулканогенного комплекса Южного Урала Н XIV Междунар, конф. студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2007», М., 2007.

8. Рудакова А.В. Кислые вулканиты района г. Чека // Тез. докл. науч. конфер. студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые - наукам о Земле» МГРИ, М., 2007

9. Криволуцкая Н.А., Гонгальский Б.И., Тушенцова И.Н., Рудакова А.В., Храмов И.В. Особенности минерального состава пород и руд Масловского месторождения (Норильский рудный район) Сб. тр. научн. конфер., посвящ. 100-летию со дня рожд. проф. Ф.И. Вольфсона (1907-1989). 21-22 ноября 2007 г. М., ИГЕМ РАН. С. 99-101.

10. Рудакова А.В. Строение туфолавовой толщи и эволюция магматизма Норильской мульды // XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2008», М., 2008. С.10.

11. Рудакова А.В. Особенности строения вулканитов трапповой формации северной части Норильской мульды (СЗ Сибирской платформы) // I Всероссийская научнопрактическая конференция молодых ученых и специалистов, посвященная памяти академика А.П. Карпинского, ВСЕГЕИ, С.-Петербург 2009. С. 297-299.

12. Криволуцкая Н.А., Соболев А.В., Нистратов С.В., Рудакова А.В., Мыздрккова Г.Ю. Особенности развития траппового магматизма в пределах различных тектонических структур Норильского района // Конференция, посвящ. 125-летию со дня рождения академика А.Н. Заварицкого “Магматизм и рудообразование”, ИГЕМ, М., 2009.

13. Рудакова А.В., Криволуцкая Н.А. Особенности взаимоотношений вулканических и интрузивных пород трапповой формации в Норильском районе // Труды XXI Международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика Владимира Ивановича Смирнова «Фундаментальные проблемы геологии месторождений полезных ископаемых и металлогении», М., 2010. Том 2. С. 444-445.

14. Рудакова А.В. Тектоническая обстановка Хантайско-Рыбнинского вала во время траппового магматизма Р2-Т1 (Норильский район) // XVII Междунар. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2010», Электронный сб. тез., М., 2010.

15. Рудакова А.В. Строение трапповой формации восточного борта хантайско-рыбнинского вала (норильский район) // V Сибирская конф. молодых учёных по наукам о Земле, http://sibconf.igm.nsc.ru, Новосибирск, 2010

16. Кулюкина Н.А., Рудакова А.В. Трапповый магматизм в истории Земли // Современное состояние наук о Земле. Мат-лы междунар. конф., посвящ. памяти В.Е. Хайна, М.,2011,С. 1051.

17. Рудакова А.В. Фациальная изменчивость свит трапповой формации в пределах Хантайско-Рыбнинского вала (Норильский район) Земли // Современное состояние наук о Земле. Мат-лы междунар. конф., посвящ. памяти В. Е. Хайна, М., 2011, С. 2249.

Отпечатано в отделе оперативной печати Геологического ф-та МГУ Тираж \ Ю экз. Заказ № £