Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Петрография и петрохимия метаморфических пород района Забара в Восточной пустыне (Египет)

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Петрография и петрохимия метаморфических пород района Забара в Восточной пустыне (Египет)"

КБ" ОН

г 7 МАР юз5

На правах рукописи

Мухамед Абдель-Рауф Хассан

ПЕТРОГРАФИЯ И ПЕТРОХИМИЯ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД РАЙОНА ЗАБАРА В ВОСТОЧНОЙ ПУСТЫНЕ (ЕГИПЕТ)

Специальность 04.00.08 - Петрография, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогитеских наук

Санкт-Петербург 1995

Работа выполнена на кафедре минералогии, кристаллографии и петрографии Санкт-Петербургского государственного горного института имени Г.В.Плеханова (технического университета).

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических наук, профессор В. В.Доливо-Доброволъский

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук А.Н.Вишневский, доктор геолого-минера логических наук В.В.Жданов

Ведущее предприятие: Санкт-Петербургский государственный университет

Защита состоится ;2 2 _ 1995 г.

в ч. г мин, на заседании диссертационного совета Д.063.15.04 в Санкт-Петербургском горном институте по адресу: 199026, Санкт-Петербург, 21 линия, д. 2, ауд.'П'И

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан О Су ,'уУа мУ^л 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета:

доц. М.А.Иванов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертационная работа посвящена геолого-петрогра-гаеской и петрогеохимической характеристике метамор-гсеских пород района Забара Восточной пустыни ипта, установлению их фациальной принадлежности и рвичной природы исходных пород и геохимической спе-ализации, а также сравнению метаморфических пород с угими аналогичными метаморфическими породами Егип-и других районов.

Актуальность работы. Восточная пустыня Египта . побережье Красного моря является областью широкого звития древних толщ горных пород. Отдельные части йона Забара геологически и петрографически вообще не следованы. Детальное петрографическое и петрогеохими-ское изучение метаморфических пород и установление : формационной принадлежности является одной из ак-альнейших проблем геологической службы страны.

Цель и основные задачи исследования. Основной лью работы является изучение геологических, петрогра-ических и петрохимических особенностей метаморфически пород, которые имеют широкое распространение в ом районе. Основными задачами исследования являлись:

1) установление геологического положения метамор-ических пород в районе Забара;

2) изучение петрографических, петрохимических и охимических особенностей метаморфических пород;

3) определение генезиса офиолитов и метавулкани-!ских пород;

4) установление первичной природы катакластичес-№ пород и гнейсов.

Фактическая основа работы и методы иссле-эвания. В основу диссертационной работы положены по-гвые исследования автора, в результате которых была

составлена (с использованием материалов аэрофотосъемки) геологическая карта (масштаб 1:50 ООО) площади, занимаемой метаморфическими породами, а также результаты полевых и лабораторных исследований в течение 1988-1993 годов.

Для решения поставленных задач автором в полевой период в процессе детального геологического исследования района был проведен сбор образцов и проб всех разновидностей пород. Всего было отобрано более 600 проб пород. Камеральные работы включали в себя микроскопическое изучение метаморфических пород, в процессе работы было изучено более 800 шлифов. В выделенных автором пробах выполнено 57 силикатных анализов и спектральные анализы на элементы примеси (32 пробы серпентинитов, ме-тагаббро, пиллоу-лав и метавулканических пород проанализированы атомно-абсорбционкым методом в лаборатории в Голландии,- 25 полных силикатных и спектральных анализов на 14 элементов проб катакластических пород - в лаборатории Санкт-Петербургского государственного горного института).

Научная новизна.. В результате проведенных исследований:

1) составлена геологическая карта района Забара масштаба 1:50 000;

2) даны детальные петрографическая, петрохими-ческая и геохимическая характеристики горных пород района Забара;

3) установлена первичная природа катакластических пород, офиолитов и метавулканических пород.

Основные защищаемые положения.

1 .Метаморфические породы района Забара представлены двумя комплексами, занимающими различную тектоническую полицию и отличающимися по составу и степени метаморфизма: комплексом Габал-Забара до-панафри-

канских пород и комплексами панафриканских офиолитов и метавулканитов островных дуг.

2.Первичными породами метаморфитов комплекса Габал-Забара являлись гранитоиды различного состава (от щелочного гранита до тоналита), а также осадочные породы пелитового состава, превращенные в кристаллические сланцы в условиях амфиболитовой фации регионального метаморфизма.

3. Офиолитовая ассоциация района Забара представлена серпентинитами, метагаббро и шшлоу-лавами, по составу близкими к толеитам средшшо-океанических хребтов. Метавулканиты представлены метабазальтами, метадолеритами, метаандезитами и метадацитами. По хи-шгаму метавулканиты относятся к толеитовой и известко-во-щелочной сериям и близки к современным вулканитам островных дуг. Породы офиолитовой ассоциации и остро-водужные вулканиты были метаморфизованы в условиях фации зеленых сланцев.

Практическая значимость. Изученные геолого— пертрографические особенности метаморфических пород района Забара, составленные геологические карты района Забара могут служить основой для дальнейших геологических работ на исследованной и прилегающих к ней территориях.

Апробация работы. Основные результаты исследований обсуждались на заседаниях кафедры минералогии, кристаллографии и петрографии СПГГИ и научного факультета университета Асуют (АРЕ).

Объем работы. Диссертация объемом 181 страница машинописного текста состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 24 таблицы, 60 рисунков и фотографий, а также список литературы из 115 наименований на русском и английском языках.

Диссертационная работа выполнялась на кафед минералогии, кристаллографии и петрографии Санкт-П тербургского горного института под научным руководств« доктора геолого-минералогических наук профессо] В.В. Доливо-Добровольского, которому автор выража глубокую благодарность за постоянное внимание и помо! на всех этапах исследования. Автор благодарен коллекти кафедры минералогии, кристаллографии и петрограф] СПГГИ, оказывавшему ему помощь во время выполнен! диссертационной работы. Автор также считает своим до том поблагодарить доктора профессора С.М. Эль-Габи доктора Ф.Ф. Фархта, работающих в университете Асую за помощь, оказанную в период полевых работ, и анал: 32 проб, выполненный в Голландии.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приводятся сведения о кристалличе ких породах древнего фундамента Египта и их стратигр фическом подразделении, данные о проявление офиолитов на территории Арабско-Нубийского щита, также дается краткий геологический очерк района исслед вания. Во второй и третьей главах охарактеризованы соо ветственно метаморфические породы комплек Габал-Забара и офиолитовые породы и метавулкашпы о троводужного комплекса. Четвертая глава посвящена пе рохимическим особенностям офиолитовых пород метавулканитов.

комплексы метаморфических пород района забара

Породы, слагающие район исследования (рис.1), представлены двумя главными комплексами, разделенными надвигом: древние катакластические породы комплекса Габал-Забара и надвинутые на них офиолитовая ассоциация и метавулканические породы. Древние катакластичес-кие породы обнажаются в районе горы Габал-Забара, давшей общее название комплексу. Контакт между комплексом Габал-Забара и лежащими на нем офиолитовой серией и островодужными метавулканитами представляет собой крупный пологий надвиг, вдоль которого проявляется интенсивный катаклаз в виде полосы шириной до 0,5 км, имеющий падение на север от горы Габал-Забара.

Комплекс Габал-Забара представлен мшгонитами, ка-таклазитами гранита и граннтогнейса и кристаллическими сланцами. По данным петрографического и геохимического изучения, породы Габал-Забара образованы из первоначально магматических и осадочных пород.

Офиолитовая серия состоит из серпентинитов, мета-габбро и подушечных лав. Комплекс пластовых интрузивных даек совершенно отсутствует, так же как и в Габал Эль-Хаш (Бакор и др., 1976) и в районе между Матигам и Абуфирадом (Хабиб, 1987).Офиолитовые и метавулка-шгческие породы имеют черты сходства, в том числе слабый метаморфизм - до нижней ступени регионального метаморфизма (Тирнер, 1981).

I .Серпентиниты в этом районе представлены серпен-тинитовыми массивами Ум Харага, Хадир и Рас-Шаит. Кроме того, отдельный линзообразный массив серпентинита тектонически включен в толщу метавулканитов. Сер-пентинитовый массив Ум Харага в центральной части района структурно располагается над метагаббро и находится ниже метавулканитов, в то время как серпентиниты Рас Шаит в западной части района надвинуты на гнейсы

Хафафит, также тектонически расположенными под мета-вулканитами. Серпентинитовый массив в восточной части района тектонически лежит на метагаббро Хадир.

2. Комплекс метагаббро (метагаббро-диоритов) представлен в двух местах: в районе гор Ум Харага и Хадир. Метагаббро Ум Харага надвинуты на метавулканиты и сами тектонически располагаются под серпентинитами Ум Харага. Метагаббро Хадир тектонически лежит под серпентинитами Хадир и также надвинут на метавулканиты.

3 .Пиллоу лавы залегают в восточной части района как блок протяженностью до 2 км, тектонически включенный в серпентините Хадир.

4. Метавулканические породы представлены массивными метабазальтами, метадолеритами совместно с мета-андезитами, метадацитами и метаморфизованными ииро кластическими субаэральными породами, на контакте между метавулканитами метагаббро и серпентинитами наблюдаются деформации и сдвиги.

метаморфические породы комплекса габал-забара

Комплекс Габал-Забара занимает юго-восточную часть изучаемого района и располагается под метавулканитами на севере, где метавулканиты надвинуты на Габал-Забара. Зона надвига представлена милонитамн, ультрамилонитами, фшшонитами и зелеными сланцами и имеет вид полосы шириной до 500 м. На западе комплекс Габал-Забара ограничен зоной надвига, представленной катакластическим метагаббро, сланцеватой талько-карбо-натной породой и милонитом. На востоке комплекс Габал-Забара располагается под метагаббро Хадир, контакт между ними также тектонический и представлен милонитом и катакластическим метагаббро; на юге и юго-востоке он контактирует с гранитной интрузией, прорывающей породы комплекса Габал-Забара; контакт имеет падение в

сторону гранита. Комплекс Габал-Забара представляет собой последовательность катакластических рассланцован-ных пород, которая включает в себя милониты, ультрамилониты, филлогопы, сланцеватые породы (существенно - метапелиты), содержащие биотитовые, роговооб-манковые, хлоритовые и турмалиновые сланцы, а также катакластические гранитоиды, очковые гранитогнейсы и гранитогнейсы. Гранитогнейс встречается в центральной части Габал-Забара в местах, удаленных от контакта. Ка-такластяческие гранитоиды имеют различный минеральный состав: от тоналита до щелочного гранита.

Интенсивность катаклаза и сдвиговых деформаций, как правило, возрастает от центра к востоку, западу и северу. В породах комплекса Габал-Забара вблизи верхнего контакта обнаруживается крупная лежачая складка и ряд меньших по размерам складок. Эта лежачая складка встречается в милогагговом сланце на севере долины Абед.

К метаморфическим породам, слагающим комплекс Габал-Забара, относятся катаклазированные гранитоиды, гранитогнейсы, милониты и кристаллические сланцы.

Катаклазированные гранитоиды состоят из калиевого полевого шпата (представлен микроклином, микроклин— пертитом, ортоклаз-пертитом, местами - ортоклазом), плагиоклаза (Ап1835), кварца. Второстепенные минералы -биотит и мусковит. Акцессорными являются циркон, сфен, гранат и магнетит. Вторичные минералы - серицит, каолинит, хлорит и кальцит. Породы имеют равномерно-зернистую гипидиоморфнозернистую или порфировидную структуры.

На треугольной диаграмме Штрекейзена (рис. 2) большинство гранитоидов попадают в поле нормального гранита, один образец - в поле щелочного гранита и по два образца - в поля гранодиорита и тоналита.

Рис.2. Модальный состав катаклизированны грашггоидов Габал-Забара на Q - А - Р-диаграмме (по БйгоскеЬеп, 1978):

1 - щелочной гранит; 2 - грают; 3 - гранодиорит; 4 -

тоналит

Гранитогнейсы имеют мелкозернистую до среднезер-нистой или лепидогранобластовую, гранобластовую структуры, очковую или гнейсовидную текстуры. Эти породы состоят главным образом из плагиоклаза (Ап22 28), калиевого полевого шпата (представлен микрошшн-перитом, микроклином и ортоклаз-микропертитом) и кварца; второстепенные минералы - биотит и мусковит; акцессорные минералы - апатит, сфен, циркон и магнетит. Вторичные минералы - серицит, каолинит, хлорит и кальцит.

Милоюггы слагают северную часть комплекса Габал -Забара. Эти мелкозернистые породы имеют зеленый цвет, иногда - зеленовато-серый. Порода состоит из плагиокла-

за, кварца, актшюлита, биотита, мусковита, хлорита, кальцита и магнетита и имеет сланцеватую и очковую текегуры.

Ультралгалонит состоит из мелких очковых включений плагиоклаза и кварца в листоватой основной массе, слагающейся серицитом, кварцем, плагиоклазом, хлоритом и кальцитом. Порода образует мелкие плойки и возникает плойчатая текстура.

Филлонит имеет мелкозернистую структуру, сланцеватую текстуру и серую окраску. Под микроскопом эта порода состоит из линзообразных агрегатов плагиоклаза и кварца, заключенных в меакозернистой основной массе, слагаемой серицитом, хлоритом, кварцем, плагиоклазом и магнетитом. Порода имеет сланцеватую и очковую текстуры.

Кристаллические сланцы слагают северную и западную части комплекса Габал-Забара. В состав кристаллических сланцев входят кварц, плагиоклаз (Ап12.23), биотит, роговая обманка, актинолит, хлорит, гранат, турмалин, сфен и магнетит. В зависимости от количественного соотношения главных минералов среди кристаллических сланцев можно выделить хлоритовые, биотитовые, актинолитовые и роговообманковые сланцы.

Первичные породы комплекса Габал-Забара представляли собой последовательность пелитовых и песчано— глинистых осадочных пород, интрудированных телами гранитоидов, состав которых может быть различным: ог тоналита до щелочного гранита. В дальнейшем они подверглись региональному метаморфизму в условиях эпи-' дот амфиболитовой и амфиболитовой фации. В результате надвига офиолитов и метавулканитов на Габал-Забара его верхняя часть мощностью около 500 м была значительно деформирована и превратилась в милониты, ультрамило-

ниты, филлониты и очковые шейсы, а затем подверглась регрессивному метаморфизму фации зеленых сланцев.

петрохимическая характеристика катакластических

пород

Получены данные химических анализов катакласти-ческих пород, в том числе катаклазированных гранитов (11 анализов), гранитогнейсов (7 анализов) и милонитов (7 анализов). На диаграмме А.Д.Ракчеева &02 : (Ка20 + К20 + СаО + MgO + РеО) (Петрография. ТЛИ, 1986) точки составов большинства метамагма-тических пород располагаются в непосредственной близости от штата границы, разделяющей метаосадочные и метамагматические породы. Несколько более определенные различия обнаруживаются на диаграмме Тагпеу (рис. 3), где в качестве индикаторных взяты наиболее инертные при метаморфических процессах компоненты ЗЮ2 и ТЮ2. На этой диаграмме катаклизированные граниты и шейсы концентрируются в области метамагматичес-ких пород, в то время как милониты попадают в поле метаосадков.

Данные силикатных анализов были подвергнуты статистической обработке методами многомерного статистического анализа. Схема ветвящихся связей компонентов отражает в основном антагонизм фельсифильных компонентов К и по отношению к остальным петрогенным компонентам. Такие же соотношения выявляются и в результате приложения методов факторного анализа (метод главных компонент). Первый фактор отражает антагонизм К и по отношению к остальным компонентам; второй фактор существенно обусловлен вариацией соотношений щелочных металлов калия и натрия. На факторной дяа-

Рис.3. Расположение точек, соотвегстугощих породам Га бал-Забара, на диаграмме в10г - ТЮа (по Тагпеу,

1977);

9 - катокластические гранитоиды; а - гранитогнейсы; ® - милошгш

грамме в координатах 1-й и 2-й главных компонент достаточно четко выделяются две различные области. В одной из них концентрируется большинство катаклазкрованных гранитоидов и гранитогнейсов. Милониты образуют вторую, более широкую область.

Результаты количественного спектрального анализа на малые элементы (25 анализов) показали, что для большинства анализированных элементов содержания мало отличаются от кларковых для гранитоидов и близких по составу осадочных пород, за исключением меди, для которой отмечается повышенное содержание для всех типов изученных пород, и бериллия - отмечается пониженное содержание.

Данные по содержаниям малых элементов в катакла-стических породах были статистически обработаны методами многомерной статистики. Была построена схема ветвящихся связей, на которой видно разделение малых элементов в основном на две группы. В одну из них попадают, в первую очередь, типичные фемафилы Сг, N1, Со, У, а в другой выделяются две более тесно связанные подгруппы: типичные фельсифилы (У, ¥Ь, КЬ, 1л) и подгруппа халькоф1шьных элементов (Си, РЬ).

На факторной диаграмме, построенной на основе корреляционной матрицы, точки, соответствующие мило-нитам, занимают область, отличную от той области, куда попадают точки катаклазированных гранитов и грагштог-нейсов, что еще раз подтверждает их различную генетическую природу.

офиолитовые породы ii островодужные комплексы

Серпентиниты

В изученном районе серпентиниты слагают участки повышенного рельефа, по сравнению с другими породами. В районе развиты три относительно значительных по размерам массива серпентинитов: массив Ум Харага, Хадир и Рас-Шаит. Массив Ум Харага имеет в плане вытянутую форму, протяженность ет - до 16 км в длину и до 2,2 км в ширину. Массив простирается в направлении с севера на юг, располагаясь в центральной части района. Серпентини-товый массив Хадир простирается в северо-западном и юго-восточном направлениях, имея протяженность до 10 км в длину и до 2,5 км в ширину. Серпентшштовый массив Рас-Шаит располагается на западе и простирается в северо-западном и юго-восточном направлениях, имея до 5 км в длину и до 3,5 км в ширину.

Контакт между серпентинитом и метагаббро и мета-улканитом тектонический и несет следы интенсивной де-юрмации, по контакту развиваются листоватое етагаббро и зеленые сланцы и сланцеватая тальк-карбо-атная порода. Единичная линзообразная масса серпенти-ита тектонически включена в метавулканиты, восточнее м Харага; она представляет собой отбитую линзу, воз-ожно, отделенную от серпентинита Ум Харага. Первич-ые ультраосновные породы полностью серпентинизирова-ы, поэтому соотношение между различными типами пер-ичных ультраосновных пород не может быть установлено

поле.

Макроскопически серпентиниты - массивные, мел-озернистые породы зеленого цвета. В шлифах эти породы эстоят, главным образом, из антигорита вместе с различ-ыми количествами хризотила, талька и магнезита; акцес-эрные - хромит и магнетит. По количественному ^отношению главных минералов среди серпентинитов ожно выделить разновидности: антигоритовый серпенти-ит, хризотил-тальк-антигритовый серпентинит, магнезит--нтигоритовый серпентинит.

Тальково-карбонатные породы имеют мелкозернисто структуру, массивную текстуру и коричневато-серый вет. Под микроскопом видно, что эти породы состоят из алька и магнезита вместе с небольшими количествами ан-игорита, тремолита и хризотила. Акцессорный минерал -агнетит. Среди тальково-карбонатных пород по количе-гвенным соотношениям слагающих их минералов можно ыделить антигорит-тальковые породы, антигорит-магне--гг-тальковые породы, хризотил-тремолит-антигорит- -альковые породы.

Ультраосновные сланцы - мелкозернистые, зеленоват-серого цвета породы, имеют сланцеватую текстуру. Под икроскопом был определен состав этих пород:

антигорит, тальк и магнетит. Среди сланцев ультраоснов нога состава встречены антигоритовые, антигорит-талько вые и тальковые сланцы.

Комплекс метагаббро

На территории изученного района породы комплекс" метагаббро слагают два массива: Ум Харага в центральное части и Хадир - на востоке. Размеры массива метагаббр< Ум Харага: 10 км в длину и до 1,5 км в ширину; он огра ничен метавулканитами на востоке и серпентинитами Ум Харага - на западе. Контакты метагаббро с метавулканита ми и серпентинитами тектонические и отмечены сланцеватыми тальк-карбонатными породами на западе и листоватым метагаббро и зелеными сланцами на востоке.

Метагаббро Хадир представляет собой вытянутый массив длиной 12 км и до 2 км шириной. Этот массив ограничен с запада метавулканическими и катакластически-ми породами Габал-Забара. Метагаббро Хадир надвинут на меггавулканиты и на породы Габал-Забара и представлен зелеными сланцами и катакластическими породами. Метагаббро обычно в целом массивны, кроме участков вдоль поверхности надвига и сдвиговой зоны, где образуются листоватое и катакласгическое метагаббро. Представлены породы комплекса метагаббро, массивными метагаббро, в меньшей степени - кварцевыми метагаббро, листоватым метагаббро и катакластическим метагаббро, а также диоритами и кварцевыми диоритами.

Массивные метагаббро, при микроскопическом исследовании, состоят главным образом из плагиоклаза и ак-тинолита, развивающегося по первоначальному пироксену; в подчиненном количестве присутствуют роговая обманка и кварц; акцессорные минералы - апатит и магнетит.

Структура породы в значительной мере сохраняет реликты первоначальной габбровой или пппвдиоморфнозернистой -офитовой или субофитовой.

Рассланцованное метагаббро наблюдается в зонах, подвергшихся значительному боковому давлению тектонических контактов (зона надвига). Эти породы по минеральному составу похожи на массивное метагаббро, но в отличие от последнего приобретают сланцеватую и листоватую текстуру. Эта листоватая текстура выражается главным образом в параллельной и субпараллельной ориентировке удлиненных кристаллов актинолита.

Катаклазировашгое метагаббро также приурочено к зонам большого бокового давления и зонам надвига. По минеральному составу катаклазированное метагаббро аналогично массивному, отличаясь от него резко выраженной катакластической структурой.

Диориты и кварцевые диориты макроскопически имеют массивную текстуру, полнокристаллическую, сред-незернистую структуру, серовато-зеленую окраску.Под ми-росколом видаю, что эти породы состоят главным образом из плагиоклаза, роговой обманки, биотита и небольшого количества кварца; второстепенные минералы: актинолит, хлорит, эгшдот и серицит; акцессорные: циркон, апатит, магнетит и рутил. Они имеют гипидиоморфную структуру.

Пиллоу-лавы

Пиллоу-лавы залегают в восточной части района как блок протяженностью до 2 км, тектонически включенный в серпентините Хадир. Подушки имеют яйцевидную, круглую и линзообразную формы и длину от 5 до 30 см. Пиллоу-лавы представлены метабазальтами с интергрануляр-лярной структурой.

Макроскопически метабазальты имеют зеленый цвет, мелкозернистые, массивной текстуры. В шлифах эти породы состоят из плагиоклаза, клинопироксена, актшшлита, хлорита, кальцита, кварца и магнетита. В породах сохраняется реликтовая структура.

метавулканические породы

В исследованном районе метавулканиты широко распространены в северной и центральной части района Заба-ра. Контакт между метавулканитами и метагаббро и серпентинитами и комплекса Габал-Забара тектонический и представлен милонитами, тальк-карбонатными породами и зелеными сланцами. Выходы метавулкашгтов имеют в плане продолговатую форму с общим направлением на северо-запад параллельно региональной тектонической структуре в данном районе. Метавулканиты представлены метабазальтами, метадолеритами, метаандезитамн, а также метаморфизованными шгрокластическими породами и зелеными сланцами. В метаморфизовашшх туфах совершенно отсутствуют слоистость и сортировка. В районе метавулканиты представлены продуктами субаэральных и подводных излияний.

Метабазальты макроскопически имеют зеленый и серовато-зеленый цвет, плотные или мелкозернистые (до среднезернистых), имеют порфировую или офировую структуру, массивную или миндалекаменную текстуру. В шлифах эти породы содержат фенокристы плагаоклаза (Ап,5) и клинопироксена, заключенные в основной массе, состоящей из плагиоклаза, клинопироксена, актинолита, хлорита, кальцита, кварца и магнетита. В породах сохраняется реликтовая текстура.

Метадолериты - макроскопически это темные, массивные, микрозернистые породы. Под микроскопом отмечается моноклинный пироксен (авгит), плагиоклаз, актинолит, хлорит, кальцит, кварц и магнетит. В породах сохраняются реликты первичной структуры (порфировой, офитовой, субофитовой и диабазовой).

Метаандезит имеет зеленый и серовато-зеленый цвет, эта порода плотная, от мелко- до среднезернистой, массивная. Ее состав (при исследовании под микроскопом): плагиоклаз, биотит, хлорит, кварц и кальцит; акцессорные: апатит и магнетит.

Метадацитовкй порфирит имеет бледно-серый цвет, мелкозернистую и порфировую структуру. В шлифах эти породы состоят из фенокристов плагиоклаза (Ап22) и кварца, включенных в флюидальную микрозернистую или фельзитовую основную массу, состоящую из плагиоклаза, кварца и малых количеств актиналита, биотита, хлорита, кальцита и магнетита.

Метадацдты в значительной степени сохраняют первичную структуру и текстуру (флюидальная текстура и порфировая структура).

Туф метадацита - порода бледного серовато-зеленого цвета, массивная, мелкозернистая. Под микроскопом имеет реликтовую кристаллолитокластическую структуру и представлена кристаллами плагиоклаза и кварца, обломками основной массы эффузивных пород, включенными в пепловую основную массу, состоящую из кварца, плагиоклаза, хлорита и серицита.

Зеленый сланец имеет зеленый цвет, иногда -зеленовато-серый, обычно имеет тонкосланцеватую и сланцеватую текстуры. В шлифах эти породы состоят из акти-нолита, хлорита, плагиоклаза, кварца, эпидота, кальцита и магнетита. Они обнаруживают сланцеватую текстуру.

петрохимические особенности офиолитовых пород и метавулканитов

Петрохимические особенности серпентинитов

Для шести образцов серпентинитов были сделаны силикатные анализы на петрогенные элементы и спектральные анализы на малые элементы. Результаты пересчета на нормативный минеральный состав показывают, что анализы характеризуются наличием значительнвх количеств нормативных оливина и ортопироксена, т.е. в основном соответствуют гарцбурпггам. Это хорошо видно на диаграмме о1 - орх - срх, где фигуративные точки серпентинитов попадают в поле гарцбургитов. На диаграмме АРМ точки составов серпентинитов попадают в поле метамор-физованных перидотитов (Мияширо, 1970; Колеман, 1977). По отношению MgO/MgO + ГеО серпентиниты района Забара близки к серпентинитам других районов Египта (0,88-0,89) и несколько выше по сравнению с величиной 0,85, даваемой для средних метаморфизованных гарцбургитов (Колеман, 1977).

Дня большинства малых элементов содержания в анализированных серпентинитах близки к средним их содержаниям в ультраосновных породах (по Виноградову и по Таркьяну и Ведеполю). Повышенные содержания отмечаются для Ва, Се, Мо, Ag, С<1, и пониженные -для Ъх.

Петрохимические особенности метагаббро

Силикатные анализы на петрогенные элементы и спектральные анализы на малые элементы были сделаны для шести образцов метагаббро. Результаты пересчета на нормативный состав показывают, что для всех анализов характерно наличие нормативного кварца, а также резкое

преобладание нормативного гиперстена над нормативным диопсидом. На диаграмме в координатах БЮ2 :

РеОуРеО* + MgO фигуративные точки метагаббро района Забара попадают в область основных кумулятов (по Колеману). По сравнению с другими типичными габброидами офиолитовых комплексов метагаббро Забара отличаются повышенным содержанием 5Ю2 и высокими величинами железистости. Повышенные содержания 8Юг отмечаются и для габброи-дов офиолитов из ряда других районов Египта. Для метагаббро Забара отмечается, по сравнению с габброидами большинства офиолитовых комплексов, также относительно меньшее содержание СаО и М$0. Возможно такие петрохимические особенности метагаббро Забара могли быть связаны с процессами аллохимического метаморфизма, сопровождавшегося частичным выносом СаО и М$0.

Данные количественных спектральных анализов показывают, что по сравнению с габброидами других офиолитов метагаббро Забара характеризуются в общем пониженными содержаниями Сг и № и повышенными содержаниями Се, У, 7г. а также 7л\ и в особенности Ag. Низкие содержания Сг и N1 увязываются с пониженной магнезиальностыо метагаббро; с возрастанием железистости содержания этих элементов закономерно снижаются.

Петрохимические особенности метавулкашггов

Химическому анализу были подвергнуты 20 образцов метавулканитов. На классификационной диаграмме Si02 : (NaaO + К20)(диаграмма TAS) фигуративные точки вулканитов Забара попадают в поля базальтов, андезитоба-зальтов и андезитов; по одному анализу попадает в поле трахиандезитов и трахитов. Почти все составы отвечают

21,

сериям нормальной щелочности; для нескольких образцов повышенное содержание Ка,,0 может быть связано с последующим привносом в процессе метаморфизма.

На диаграммах, применяемых для разделения тол оптовой и известково-щелочной серий (диаграммы Мшить ро: ГеОх^О - БЮ2; Ре0*/^0 - РеОх и др.), точки анализов метавулкашггов попадают как в поле толеитовой, так и в поле известково-щелочной серии; при этом более кислые породы (метаандезиты) целиком попадают в область известково-щелочной серии, а более основные (мета-

базальты) - преимущественно в поле толеитовой серии

— л \ урш,. ч).

Среди офиолитовых ассоциаций в настоящее время выделяют несколько типов, отличающихся по своим пет-рохимическим характеристикам (Добрецов,1974; Мияши-ро, 1975 и др.). Анализы метавулканитов района Забара показывают, что офиолиты относятся к классу 1 (по классификации Добрецова), который характеризуется наличием и толеитовой и известково-щелочной дифференцированных вулканических серий. Офиолиты этого класса считаются ассоциациями основания островных дуг. Типичным примером этого класса является массив Троодос на Кипре, который формировался на островной дуге, развивавшейся на океанической коре либо представляющей собой струк туру типа микроконтинента.

На нескольких диаграммах, используемых для разделения вулканитов различных геодинамических обстановок, составы метавулканитов Забара попадают преимущественно в поля базальтов островных дуг и в меньшей степени -в область базальтов океанического дна.

Анализы подушечных лав (3 образца) соответствуют породам толеитовой серии и располагаются в поле базальтов океанического дна (рис.5).

51«; 1* ■

10 66 62 58 54 50 4(5

15 14

Д/ /

/

А /

>

е,

г 1 А

а метабазальты ^ пиллоу-лавн д метаандезиты

д

АЛ д

>

А *

4

а

2 3 Ц

2 3

,«I

I 1 т

5 б-

Рис.4. Составы метавулканитов на диаграммах Мияширо

(М1уа5Ыго, 1973): ЗЮГ> РеО1-, ТЮ2 - РеС/МёС): СА - извесгково-щелочные составы; ТН - толеитовые

составы

Химические анализы метавулканитов были подвергнуты статистической обработке с использованием факторного анализа (метод главных компонент). На схеме ветвящихся связей, построенной по методике Г.Т.Скублова, выделяются группы компонентов, отвечающих фельсическим минералам А1, К), цветным (Са, Ре+2) и рудным акцессорным (ГП, Ре+3, Р).

На факторной диаграмме в координатах 1 и II главных компонент отчетливо выделяются две группы метавулканитов (метабазальты и метаандезиты).

Cf pjii

Рис.5. Составы мегавулканнтов на логарифмической диаграмме Ti - Сг (Pearce and Cale, 1977)

В 20 пробах метавулканитов были определены содержания 18 малых элементов. Для большинства элементов их средние содержания существенно не отличаются от средних данных для эффузивов соответствующего состава, за исключением Се и Ag, для которых средние содержания на порядок превышают кларковые.

Сравнивая по содержаниям малых элементов метаба-зальты Забара с базальтами различных офиолитовых комплексов, можно отметить, что специфическими особенностями пород Забара являются относительно высокие содержания Sr, Ва и Се, содерясания же других малых элементов достаточно типичны для базальтов офиолитов.

На схеме ветвящихся связей выделяются три группы элементов, из которых две соответствуют фемафилам (№ - Сг - Си и Со - У - В), а в третью входят те элементы, для которых характерно относительно повышенное содержание в метабазальтах Забара (Бг, Ва, Се, Ът).

Соотношения между мафитами и ультрамафитами офиолитового комплекса

На вариационных диаграммах, где по оси абсцисс отложен индекс дифференциации (Б1 = 1 /ЗЭ1 + К - Са -- Mg), а по оси ординат - содержания различных петро-генных элементов, можно видеть, что с возрастанием индекса дифференциации в метагаббро и метавулкашггах монотонно увеличивается содержание Б!, № и А1 и уменьшается содержание Са, Мй и Ёе. Содержание К и П не обнаруживает закономерной связи с индексом дифференциации.

На всех вариационных диаграммах метагаббро и ме-тавулканиты обнаруживают одинаковые тенденции в изменениях химического состава в ходе дифференциации и образуют единую совокупность фигуративных точек, что достаточно определенно указывает на генетическую связь метагаббро и метавулканитов и общность их магматического источника. В то же время точки, соответствующие серпентинитам, занимают совершенно обособленное положение на этих диаграммах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Метаморфические породы, развитые в районе Заба-ра, разделяются на два комплекса, занимающих различную тектоническую позицию и отличающихся по составу и степени метаморфизма: а) комплекс до-панафриканских пород и б) комплекс панафриканских офиолитов и островных дуг (Kroner А., 1985).

До-панафриканские метаморфические породы в изучаемом районе представлены комплексом Габал-Забара, содержащим милониты, катаклазированные граниты, гра-нитогнейсы и кристаллические сланцы. Первичными породами метаморфического комплекса Габал-Забара являлись гранитоиды различного состава: от щелочного гранита до тоналита, и пелитовые осадочные породы, превращенные в кристаллические сланцы. На метаморфические породы комплекса Габал Забара были надвинуты породы офиоли-товой серии и группы островной дуги. Верхние горизонты комплекса Габал-Забара испытали сильную тектоническую деформацию и подверглись диафторезу, в результате которых породы были превращены в милониты, ультрамилони-ты, филлониты и очковые гнейсы. Этот наложенный регрессивный метаморфизм (диафторез) протекал в условиях фации зеленых сланцев. Панафриканская часть в изучаемом районе представлена расчлененной неполной офиолитовой последовательностью и группой пород островной дуги. Эти породы соответствуют офиолитовому меланжу (Ries et al. 1980, 1983). Офиолитовая ассоциация в изученном районе представлена серпентинитами, мета-габбро и пиллоу-лавами. Комплекс параллельных даек в данном районе совершенно отсутствует. Серпентиниты в

большей степени образованы за счет гарцбургитов и в меньшей - за счет дунитов. Породы комплекса метагаббро, вероятно, представляют собой дифференциаты первоначальной габбровой магмы. С точки зрения петрохимии, породы комплекса метагаббро отвечают габброидам океанического типа. Пиллоу-лавы по составу представлены метабазальтом и по химизму близки к современным толеи-там океанических хребтов. Наличие пиллоу-лав среди вулканитов Забара подтверждает, что вулканиты, входящие в комплекс офиолитов и островной душ, образовались при подводных излияниях лав. Офиолитовые породы и породы островной дуги были метаморфизованы в условиях зеле-носланцевой фации во время панафриканского тектонического процесса. Отсутствие осадочных образований в данном районе является типичным для островной дуги. По химизму метавулканиты имеют толеитовый и известково— щелочной характер и близки к современным вулканитам островных дуг.