Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Петрология габброидов офиолитовой ассоциации Кузнецкого Алатау

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Петрология габброидов офиолитовой ассоциации Кузнецкого Алатау"

Государственный комитет РСФСР по делам науки и высшей школы

ТОМСКИЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЕЦИИ И СРДЕЛА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. В. В. КУЙЕШЕВ А

На правах рудзпизи

УТКИН ЕРИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

ПЕТРОЛОГИЯ ГАЕБРОЦДОВ ОФИОЛИТОВОЙ АССОЦИАЦИИ ККПЩКОГО АЛАТАУ

Специальность 04.00.08 - петрография .вулканология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой стеренц

кандидата геолсго-минералогических наук

Томск 1990

Работа выполнена на кафедре петрографии, и. Г'Я структурной петрологии и минерагении Томского государственного университета

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических наук, профессор А.И.Гончаренко

Официальные оппоненты: доктор геологс-шшералогических наук, профессор В.П.Парначев

кандидат, геолого-минералогических наук А.С.Мехоношин

Ведущее предприятие - Институт геологии и геофизики' СО АН СССР

(г.Новосибирск)

Защита состоится "26" ¡2._ 1990 г. в

час.

на заседании; специализированного совета К 063.53.09 при Томской государственном университете, комната 7_

Адрес: 634010, Томск-Ю, проспект Ленина, 36

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Томского государственного университета

Автореферат разослан "¿8 " 11_ 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат геолого-минералогических

наук, доцент /¿'/'¿р В. Е. Хохлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОга

В настоящее время сложилась определенная диспропорция: в степени изученности составных компонентов1 офиолитовой ассоциации Кузнецкого Алатау. Большинство исследователей сосредоточило внимание на изучении ультрамафитового комплекса, в то время, как габбро иды. офиолитов этого региона до настоящего времени специально не изучались.

В реферируемой диссертационной работе предпринята попытка: восполнить этот пробел и провести изучение офиолитового габбро с привлечением, наряду с традиционными петрографический, петрохими-ческим и геохимическим исследованием, методы пвтрострукгурного анализа.

Актуальность темы. Проблема петрологии габброидов, входящих в состав офиолитовых ассоциаций, привлекает в последние годы особое внимание исследователей, т.к. из всех единиц унифицированного офиолитового разреза габброидный комплекс построен наиболее сложно. Остро дискуссионными являются вопросы происхождения офиолитовых габбро и их соотношения с метаморфическими альпинотипными ги-пербазитами.

Для решения этих вопросов, наряду с традиционным изучением петрографии, минералогии, петрохимии, геохимии- габброидов, важное генетическое значение имеет исследование их внутренней деформационной структуры с применением методов петроструктурного анализа.

Весьма актуальной является проблеме металлогенической специг-ализации габброидов офиолитовых ассоциаций, которая разработана недостаточно, несмотря на имеющиеся указания о связи с ними концентраций хрома, золота, платиноидов.

Цель р-1оты определена научной тематикой лаборатории структурной пирологии и кинерагении кафедры петрографии Томского университета. В качестве объекта исследования выбраны два крупнейших в северной части Кузнецкого Алатау габбро-гипербаэитовнх массива,

входящих в состав ориолитовой ассоциации региона и характеризующихся слабой изученностью пород габброидиого комплекса. Р ходо исследований решались следующие вопросы: I) изучение геолого-структурной позиции габброидов и их соотношения с ассоциирующими гипер-

базитами и вмещающими породами обрамления} 2) выделение породных ассоциаций габброидов офиолитов и изучение составов породообразующих и акцессорных минералов; 3) изучение петро химических, геохимических особенностей и металлогенической специализации габброидов офиолитовой ассоциации.

Методика исследований заключалась в проведении крупномасштабного геологического и структурно-геологического картирования массивов и составлении детальных петрографических разрезов с цЬлью выяснения соотношений ыезду породными ассоциациями габброидного комплекса, а также между составными компонентами офиолитов (гипер-базитов, габбро) и вмещающими породами.

Структурное изучение массивов сопровождалось отбором ориентированных образцов для петроструктурного анализа и массовыми замерами плоскостных и линейных структурных элементов. Лабораторное исследование пространственной ориентировки минералов по форме зерен осуществлялось в трех взаимноперпендикулярных ориентированных срезах о применением специальных методик (Казаков, 1979; Родыгин, 1973), В каждом из этих срезов определялись направления, ориентировки длинных осей минеральных индивидов, проекции которых на сетку Шмидта давали пространственное положение их уплощенности (Й) и линейности ( I- ) • Для габброидов был выполнен петроструктурннй анализ 184 ориентированных образцов, минеральная уплощенность и линейность в которых определялась по ориентировке зерен плагиоклаза, клинопироксена, амфиболов.

Вещественный состав габброидов охарактеризован более, чем по 500 образцам и шлифам. Характеристика породообразующих минералов основана на замерах 52 оптических констант и 107 микрозондовых определениях, выполненных В институте ГиГ СО АН СССР на микроанализаторе " Ратебсгх Ревдгенолюминесцентные свойства плагиоклазов из габброидов различных породных ассоциаций исследовались в лаборатории ШМ кафедры минералогии Томского университета в 32 образцах. Минералы для анализа отбирались из деэинтергированной фракции габброидов с размером зерен 0,25-0,5 мм, полученной электроимпульсным дроблением по методике, разработанной в НИИ высоких напряжений Томского политехнического института (Алексеева, Курец, Лобанова, 1989).

Петрохимические геохимические построения основаны на интерпретации НО химических и 57 геохимических анализов. Анализ содержаний золота и палладия в ультраосновных и основных породах определен методом инверсионной вольтамперометрии (Швец и др., 1989) в лаборатории СИЛ кафедры петрографии Томского университета. Всего проанализировано 73 пробы, в которых для повышения надежности результатов обычно проводилось двух-четырех-кратное определение.

Обработка аналитических данных осуществлялась на ШМ. ..

Фактический материал был собран автором во время полевых работ 1985-39 г.г. При интерпретации результатов петроструктур-ного анализа габброидов использовались также данные А.Й.Гонча-ренко, А.И.Чернигова по петроструктурным исследованиям гиперба-зитов массивов. Схемы геологического строения изученных массивов построены с учетом ранее проведенных работ (Гончаренко,1969; Офиолитовая..., 1982}-Белинский, Гора, 1983У.

Основные защищаемые положения.

1. По структурным соотношениям с гипербазитами и особен-' ностям внутренней структуры массивы габброидов офиолитовой ассоциации северной части Кузнецкого Алатау обнаруживают сходство с типичными разрезами этих пород в офиолитах. На синконсолидаци-онном этапе изученные габброидн подвергались пластической деформации, которая привела к конформным соотношениям их структуры

с деформационной структурой ассоциирующих гипербазитов и пород обрамления.

2. Эволюция состава габброидов офиолитовой ассоциации отражает механизм дискретного офиолитового магматизма, проявившегося в последовательном становлении габбровой, габбрэ-диабазовой, диорит-диабазовой и диабазовой породных ассоциаций. Изменение химического состава минералов офиолитовых габброидов характеризуется наличием общего тренда, выразившегося в параллельном накоплении железа и титана в темноцветных минералах и понижений основности плагиоклаза вверх по разрезу габброидного комплекса.

3. Химический состав габброидов офиолитового комплекса, а' также ва{ тции содержаний в них когерентных сидерофильных элементов-примесей закономерно изменяется от ранних породных ассо-

циаций к белее поздним. В нижних частях разреза габброиды обогащены наиболее тугоплавкими элементами ( Мд, Сс , Со > М ) ( содержание которых вверх по разрезу заметно падает. Относительно легкоплавкие элементы, наоборот, накапливаются б породах верхних горизонтов офиолитового комплекса. Петрохимические и геохимические особенности габброидов позволяют предполагать, что формирование офиолитов северной части Кузнецкого Алатау проходило в островодужном геодинамическом режиме.

4. Общая тенденция распределения золота и палладия в габб-роидах отражает специфику поведения этих элементов в процессе офиолитового магматизма. Повышенные концентрации палладия приурочены к породам с высокой ролью клинопироксенов, а характер накопления золота выражается в постепенном увеличении содержаний металла к верхним членам габброидного комплекса, достигая максимальных концентраций в дайковых породах диабазовой ассоциации. ' " .

Научная новизна.заключается в том, что впервые для офиоли-товой ассоциации северной части Кузнецкого Алатау детально расчленен габброидный комплекс с установлением эволюции химического состава главных породообразующих и акцессорных минералов, что позволило на оонове петрохимического и геохимического исследования высказать предположение о дискретном характере габброидного офиолитового магматизма этого региона.

Практическая ценность.

1. Выявленные особенности внутренней деформационной структуры габброидов и эволюции их вещественного состава являются петрологической основой для последующего минералогического исследования.

2. Установлены повышенные концентрации золота в дайковых породах диабазовой ассоциации, что расширяет представления о перспективности .офиолитов Кузнецкого Алатау в отношении золотого оруденения. .

. 3. На основе сравнительного анализа с конкретными месторождениями хромита высказано предположение о перспективности проведения поисково-оценочных работ в контактовых зонах метаморфических перидотитов с низкотитанистыми полосчатыми габбро, в ко-

торых установлены аномально высокие, до ЭЭОО г/т, концентрации хрома. Габброиды этого типа представляют также интерес для оценки их платиноиосности, о чем свидетельствуют повышенные содержания палладия (до II иг/т) в ассоциирующих с г&ббро клшошгро-ксеиигах.

Апробация и реализация работы. Основные положения диссертации обсуждались на научной конференции, посвященной 100-летию Томского государственного университета (Томск, 1989); межвузовской научно-технической конференции (Томск* 1989 }•, Всесоюзном совещании по геохимии и критериям рудоносности базитов и гипер-базитов (Иркутск, 1990); научных чтениях, посвященных 100-летию со дня рождения профессора Н.К.Баженова (Томск, 1990).

Основные положения диссертации изложены В 8 опубликованных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, общим объемом в 143 страницы машинописного текста, 24 таблиц, 68 рисунков и списка литературы из наименований.

Автор искренне признателен профессору А.Й.Гончаренко за научное руководство, а также кандидату геолого-минералогических наук А.И.Чернигову за консультации при обработке фактического материала по петроструктурньш исследованиям. В процессе выполнения работы автор пользовался консультациями доцентов В.А.Вруб-левского, К.Л.Кузоватова, А.И.Летувнинкаса, Н.А.Макаренко, старших научных сотрудников Н.И.БорозновскоЙ, В.К.Чистякова, которых благодарит за ценные советы. Автор выражает большую благодарность всем сотрудникам кафедры петрографии, и лично В.А.Врублев-скому, оказавшим большую поддержку при выполнении работы. Большую помощь при оформлении диссертационной работы оказала Т.Ф. Наумова, которой автор приносит свою глубокую благодарность.

ГЛАВА I. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СЕВЕРНОЙ . ЧАСТИ КУЗНЕЦКОГО АЛАТАУ

В главе 1фатко изложены общие сведения по стратиграфии, магматизму и тектонике региона. ,

В тектонической структуре Кузнецкого Алатау йЦцеляется три типа структурно-формационных зон (Алабин, 1983), ,

Первый тип характеризуется наличием полных стратиграфических разрезов максимальной (10-15 км) мощности с преобладающим " вулканическим составом пород и линейной складчатостью.

Второй тип-зон отличается уменьшением мощности (8-13 км) отложений, фациальной сменой вулканических пород терригенно-кар-бонатннда, линейной и брахиформной складчатостью.

Для третьего типа выделенных структурно-формационных зон характерно •резкое сокращение мощности (6,2-8 км) отложений, преобладающий карбонатный состав с широким развитием доломитов и брахиформная складчатость.

Структурно-формационные зоны первого и второго типов соответствуют палеоструктурам, представляющим собой по режиму текто- ■ иического развития и морфологическому строению эвгеосишслиналь-ный прогиб, а третьего типа - относительно геосишшщальное и внутригеосинклинальное поднятие.

Для стратиграфии докембрийских метаморфических отложений западного склона Кузнецкого Алатау и его осевой части, в которой расположены изученные массивы, принята схема И.П.Ивонина (1970, 1971) , расчленившего эти отложения на три серии: терси-нскую (ранний рифей, возможно частично средний протерозой), колтасскую (средний рифей )и енисейскую (верхний рифей, верхний протерозой),

Фаунистически охарактеризованные (Горелов, Пономарев, 1966) ' кембриЛские отложения района в нижней^часги представлены карбонатными толщами (устькундатская и усинская свиты), которые вверх по разрезу сменяются вулканогенно-обломочными и эффузивными толщами (берикульская свита). Венчают' стратиграфический разрез района исследований нижнедевонские вулканогенно-осадоч-ные отложения (быскарская серия), трансгрессивно с углошм несогласием залегающие на зф^узивах берикульской свиты.

Интрузивный магматизм северной части Кузнецкого Алатау проявился в течение всех этапов его развития - геосинклинального, орогенного и субплатформенного. Первый этап характеризуется широким развитием ультрамафитовнх интрузий, а также становлением габбро-дисрит-диабазового и габбро-плагиогранитного (кундустуюльского) комплексов. В орогенный этап на рубеже среднего и позднего кембрия (Хомичев и др., 1990) в.Кузнецком Алатау образуется мартайгинский габбро-диорит-гранодиоритовый комплекс. С субплатформенным (посторогенным) этапом связано становление сложнопйстроенннх интрузий повышенной щелочности-кийсксго габбро-сиенитового и чебулинского щелочно-гранитового комплексов.

Интрузивные образования региона большинством исследователей объединяются в семь разновозрастных комплексов, краткая характеристика которых приведена в реферируемой работе.

ГЛАВА 2. ГЕОЛОГО-ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ, ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ И СТРУКТУРШЙ АНА- .

ЛИЗ МАССИВОВ ОФИОЛИТОВ

Изученные габброиды являются составными компонентами двух крупнейших в регионе габбро-гипербазитовых массивов, входящих в состав офиолитовой ассоциации северной части Кузнецкого Алатау. Геологическая позиция массивов определяется их-приуроченностью к линейным зонам внутригеосинклинальных прогибов, совмещенных с региональными глубинными разломами.

Среднетерсинский габбро-гипербазитовый массив залегает среди графитистых метаморфических сланцев рифей-вендского возраста, соприкасаясь с ними по тектоническим контактам. Массив располагается внутри подвижной зоны салаирской складчатости и приурочен к Крестовой синклинорной подзоне Центрально -Мартайгинской структурно-формационной зоны. . ' .

Габбро-гипербазитовый массив горы- Бархатной залегает в ' ' осадочно-эффузивных и метаморфических толщах верхнего протеро- . зоя и кембрия. Массив структурно приурочен к Урюпинско -Сала-

ирской подзоне Восточно-Мартайгинской структурно-формационной зоны.

Габброиды офиолитовой ассоциации северной части Кузнецкого Алатау по возрастным соотношениям и особенностям пространственного размещения сопоставляются с типичными разрезами габ-ровых комплексов офиолитов. Полосчатые габбро слагают основания габброидного комплекса и постепенно сменяются порфировид-ныыи разностями. Интрузивные тела роговообманковых габбро и габбро-диоритов приурочены, главным образом, к верхним частям разреза. Порода дайкового комплекса, представленного диабазами и диабазовыми порфиритами, габбро-диабазами, микрогаббро, спессартитами широко развиты и являются типичными для офиолитовой ассоциации массивов, хотя и не образуют классического комплекса параллельных даек типа "дайка в дайке". Установленные в Бархатном массиве дайки лейкократовых пород плагиогра-нитов, кварцевых альбитофиров, андезитовых порфиритов являются характерными членами офиолитовых комплексов, формирующихся: в островодужных геодинамических режимах ГФерштатер, 1982; Гон-чаренко, 1935) .

Из полученных данных микроструктурного исследования следует, что гипербазиты офиолитовой ассоциации северной части Кузнецкого Алатау испытали совместные пластические деформации, обусловленные движением твердопластичных блоков мантийного ре-стита на уровнях консолидации (Гончаренко, 1989) и синхронным • внедрением базитовых расплавов. Высокотемпературные деформации габброидов сопровождали становление этих пород, развиваясь вслед за их кристаллизацией.

, Нормирование Среднетерсинского и Бархатного габбро-гипер-базитовнх массивов на этом этапе деформации подтверждается наличием общих элементов минеральной уплощенности и линейности в мантийных тектонитах и габброидах габбровой и габбро-диабазовой ассоциации (Уткин, Гриневич, 1989). Синкинематические соотношения габброидов и гипербазитов нашли отражение в зонах их реакционного взаимоотношения и фиксируется наличием струй-чатости и полосчатости клинопироксена верлит-клинопироксенито-•вой ассоциации Среднетерсинского массива, совпадающей с минеральной упло[ценностью в породах габбро-гипербазитового компле-

кс а. Структурные элементы конформные со структурами габбро-ги-пербазнтового комплекса устанавливаются во вмещающих массивы породах метаморфических комплексов, что свидетельствует о проявлении на заключительных этапах эволюционного цикла синмета-морфической деформации. Динамическая обстановка на синязтамор-фическом этапе деформации реконструируется сменой вертикальных движений на горизонтальные и подтверждается формированием на-двиговых структур. Развитие надвигових процессов во времени привело к формированию тектонического контакта между комплексом гипербазитовых и габброидных толщ. Пластические деформации в габбро и гипербазитах синметаморфического этапа деформации фиксируются потроструктурам анализом в переориентация предпочтительных ориентировок, сформировавшихся на ранних этапах деформации ультрамафитов.

Становление пород дайкового комплекса проходило в два этапа, что подтверждается структурной сбязью даек с различными деформационными системами.

ГЛАВА 3. ПЕТРОГРАФИЯ И МИНЕРАЛОГИЯ ГАББРОИДОВ

В главе приведена петрографическая характеристика габброидов, объединенных в четыре пространственно обособляющихся ассоциации - габбровуй, габбро-диабазовую, диорит-диабазовую и диабазовую (дайковую) (Уткин и др., 1-939).

К габбровой ассоциации отнесены полосчатые габбро, наиболее широко распространенные в Среднетерсинском массиве в зона контакта габброидного и гппербазитового комплекса офиолитов. Полосчатые габбро постепенно сменяются вверх по разрезу габброидного комплекса породами габбро-диабазовой ассоциации, представленными порфировидными габбро и габбро-пегматитами. . В диорит-диабазовую ассоциацию включены роговообмалковыэ габбро и габбро-пиоритн небольших интрузивных тел, приуроченных, главным образом, к верхним частям разреза, наиболее удаленным

от контакта с гипербазитами. Диабазитовая ассоциация, наряду с диабазами, диабазовыми порфиритами, объединяет габбро-порфири-ты, микродиориты, спессартиты. Породы этой ассо7;иации, в становлении которой выделяется два последовательно проявившихся этапа внедрения, пространственно обогащаются и относятся к комплексу параллельных даек офиолитов (Колман, 1979),

Общая эволюция формирования габброидов офиолитовой ассоциации находит отражение в закономерном изменении состава главных породообразующих минералов.

Наиболее высокая основность плагиоклаза (Ап^.дэ) устанавливается в полосчатых габбро. В породах габбро-диабазовой ассоциации и диорит-диабазовой отмечается понижение основности плагиоклаза, соответственно до Ап^д^ и Ап^^д.

Анализом рентгенолюминесцентных свойств плагиоклазов габброидов выделенных ассоциаций установлена различная светимость минерала, обусловленная изоморфными примесями в них Мпг\ Ге3* и реже Се3* (Уткин и др., 1989). Плагиоклазы из пород габбровой и габбро-диабазовой ассоциаций обнаруживают большую интенсив- . ность свечения, вызванную изоморфной примесью Мп в то время, как в плагиоклазах из пород диорит-диабазовой и диабазовой ассоциаций соотношение марганцевых и железистых центров свечения смещено в сторону /е-". Полученные результаты согласуются с опубликованными данными (Леонов, 1988} Рокачук и др., 1983) и позволяют предполагать более глубинные уровни кристаллизации для габброидов габбровой и габбро-диабазовой по сравнению с породами диорит-диабазовой и диабазовой ассоциаций.

Анализом вариаций состава клинопироксенов устанавливается увеличение титанистости и железистости клинопироксенов вверх по габброидному разрезу. Клинопироксены в габброидах ранних габбровой и габбро-диабазовой ассоциаций отличагатс9овшсодер&аниями~ барофильных (жадеитового и кальций-чермакитового) миналов, что указывает на кристаллизацию в условиях относительно больших глубин. На более поздних этапах эволюции расплава составы клинопироксенов существенно изменились, обогащаясь титан-фассаито- . вой составляющей, что отражает малоглубинные условия их кристаллизации. Выявленные рубежи эволюции состава клинопироксенов в габброидах офиолитовой ассоциации фиксируются также в зональ-

ных индивидах, в которых содержание ТС и /-"е от центра к периферии увеличивается, a Vif - уменьшается. Расчетная температура кристаллизации клинопироксенов (Малахов, 1983) из пород габбровой и габбро-диабазовой ассоциации близка к 1200°С, что несколько выше, чем у клинопироксенов из габброидов диорит-диабазовой ( ^1150°С, и диабазовой (~1000° С) ассоциаций.

Выявленные различия в состава амфиболов из габброидов офи-олитовой ассоциации свидетельствуют о широком развитии в породах роговых обманок как метаморфического, так и магматического генезиса.

Бурые роговые обманки, образующие обособленные индивиды, а такие венцовые оторочки вокруг индивидов клинопироксенов, пользуются широким распространением в габброидах диорит-диабазовой и диабазовой ассоциаций и по содержаниям ÀC'r и отношению

Ai'" / A£v' t величина которого изменяется от 5,4 до 10.4 ____

(Уткин, 1990), относятся к кальциевым амфиболам неизменешйх н пород. Бурые роговые обманки по химическому составу близки к первично-магматическим амфиболам роговообманковых габбро верхних частей габброидного комплекса офиолита Бей-оф-Айлендс ( G ¿пег,— de cm, Afevee , Ï983) и обнаруживают прямую зависимость между содержанием в них ТС , Ai и содержанием этих компонентов в ассоциирующих клинопироксонах.

Впервые проведенные исследования акцессорных минералов позволили установить в габброидах оЬиолитовой ассоциации, наряду с магнетитом, титаномагнетитом, ильменитом, сфеном, сульфидами, наличие двух генераций: хромшпинелидов, резко отличащихся по содержанию с~г03 и имеющих магматогенное и ксеногенное (рес-титовое) происхождение.

Анализом изменения состава породообразующих минералов габброидов офиолитовой ассоциации, установлено наличие общего тренда, проявившегося в параллельном накоплении титана и железа в темноц. угных минералах и понижении основности плагиоклаза во всех вышележащих породах габброидного разреза.

ГЛАВА 4. ПЕТРОХИШЯ И ГЕОХИМИЯ ГАББРОИДОВ ОФИОЛИТОВОЛ АССОЦИАЦИИ

^ По особенностям химизма и геохимии выделяются два типа габброидов офиолитовой ассоциации северной части Кузнецкого Алатау - низкотитанистые и относительно высокотитанистые ( Уткин, 1988; Гончаренко, Уткин, 1990) .

НИзко-гитанистые полосчатые габбро, слагающие нижние горизонты г&бброидного комплекса, обнаруживают петрохимическое и геохимическое сходство как с альпинотипными габбро офиолитовых ассоциаций Урала( Ферштатер и др., 1982; Алышнотипные..., 1985), так и с кумулятивными габбро офиолитов мира (Колман, 1979), что позволяет считать их в генетическом смысле типично офиолитовыми породами. Характерными признаками полосчатых габбро первого петрохимического типа является низкое содержание титана ( ТЮг < 0,25%), кал:« (КгО < 0,236), суммарного железа .(/е О' = 5-954) и высокие содержания кальция ( CaO >IZÎ), магния {Мд0= 7-15%), хрома (до 3000 г/т). Эти габбро можно считать комплементарными по отношению к реститам - ассоциирующим 'с ними альпинотипным гипербазитам, представляющим продукт селективного плавления вещества верхней мантии.

. Кластерным анализом установлено, что низкотитанистые полосчатые габбро не обнаруживают родственных связей с габброидами диабазовой (дайковоЛ) ассоциации, что также является типичным признаком эталонных альпинотипшгх габбро, не имеющих еффузивных аналогов (Ферштатер, 1979).

Базиты второго петрохимического типа, объединяющего габб-роиды габбро-диабазовой, диорит-диабазовой, диабазовой ассоциаций (Уткин, Гончаренко, 1990) , по хш.мческому составу и геохимическим особенностям ближе к породам верхних частей габброид-ного разреза офиолитов и комплекса параллельных даек (Колман, 1979).

Изменения химического состава изученных габброидов офиолитового комплекса, а также вариации содержаний в них когерентных сидорофйльных элементов-примесей последовательны и закономерны о? ргшних породных ассоциаций к более поздним - вверх по габб-роидному разрезу. Наиболее тугоплавкие элементы Mg , Сг ,

№ , Со обогащают полосчатые габбро нижних частей разреза, выше же их содержание заметно падает. Относительно легкоплавкие элементы Т1 , /~е , V ) наоборот, накапливаются в рого-вообманковых габбро, габбро-диоритах диорит-диабазовой ассоциации и дайковых породах диабазовой ассоциации верхних гори- ■ зонтов офиолитового комплекса. Подобные закономерности изменения химизма и геохимии характерны для офиолитовых разрезов мира и отражают эволюцию мантийных базитовых расплавов, сформировавших габброидный офиолитовый комплекс северной части Кузнецкого Алатау.

Характерным геохимическим признаком, общим для изученных габброидов, является постоянно повышенные содержания в них олова и циркония, превышающие кларковые (Виноградов, 1962) соответственно в 2-3 н 1,5 раза, что позволяет предположить наличие геохимической специализации для офиолитов северной части Кузнецкого Алатау.

Анализом содержаний золота и палладия в уяьтраосновных и основных породах офиолитовой ассоциации установлена общая -тенденция распределения этих элементов, отражающая специфику их поведения в процессе формирования офиолита (Уткин и др., 1990).1 Повышенные концентрации палладия отмечаются в габброидах, обогащенных клинопироксеном, и в ассоциирующих с габбро клинопи-роксени-"ах. Золото накапливается в породах поздних этапов кристаллизации - габброидах диорит-диабазовой и, главным образом, диабазовой (дайковой) ассоциации, что отражает специфику поведения этого элемента в процессе магматической дифференциации (Уткин, Гончаренко, 1990) .

Анализом содержания золота установлена его высокая миграционная способность, приводящая к перераспределению металла в. породах одного комплекса, вызванного метаморфическими и метасо-матическими процессами. Резкие колебания содержаний золота отмечены и в рекристаллизованных дунитах разных структурных типов, что согласуется с представлениями о перераспределений Аи в процессе пластического течения гипербазитов (Гончаренко, 1939). . .

Сравнительный анализ геохимических особенностей изученных' габброидоз с использованием традиционных диаграмм Со-Л^С, 71/ Сг - л/с , ТС /100 -Сг с нанесенными на них полями и трендами

океанических и островодужных базальтов (Дутц, 1980), позволяет предполагать возможность формирования о$иолитов северной части Кузнецкого Алатау в островодужном геодинамическом режиме. Габб-роиды характеризуются низкими отношениями лк!Со ( 6,0) и Тс /2г (5-40), типичными для островодужных базальтов, тогда как в океанических базальтах значения этих параметров намного выше (Лутц, 1980).

ГЛАВА 5. ПЕТРОГЕНЕЗИС ГАББРОИДОВ ОФИОЛИТОВОЙ АССОЦИАЦИИ

Проведенное петрологическое исследование габброидов позволяет относить изученные породы к типичном первично-магматическим, сформировавшимся в процессе дискретно проявившегося магматизма..

Величина отношения ¡Са в габброидах, как индикатора составов первичных магм( Рябчиков, I964), генерируемых при частичном плавлении вещества верхней мантии, увеличивается от ранних возрастных ассоциаций (габбровой, габбро-диабазовой) к более поздним - диорит-диабазовой и диабазовой (дайковой). Аналогичная тенденция отмечается также для габброидов офиолитовых комплексов мира (Колман, 1979). Фиксируемые тренды значений

[ Ссг отношения согласуются с расчетными параметрами этого показателя для составов расплавов, генерируемых в диапазоне давлений 35-50 кбар (Рябчиков, 1984).

Выявленную направленность эволюции состава габброидов можно объяснить механизмом порционного фракционирования выплавок в результате их удаления из вещества верхней мантии дискретными порциями при достаточно продвинутом плавлении (Белоусов, Кри-венко, 1983) , что подтверждается геологическими наблюдениями и котектической природой таких выплавок (Гончаренко, 1985; Гон-чаренко, Уткин, 1990). Представляется возможным объяснить формирование выделяемых породных ассоциаций габброидов о['Иолотового комплекса северной части Кузнецкого Алатау из трех, четырех выплавок родоначальных базальтовых магм, соответствующих 30/» и

15% степени плавления. Породы габбровой и габбро-диабазовой ассоциации сформировались в результате длительного процесса магматической дифференциации единой порции основной магмы ЗОЛ степени плавления. При этом значительную роль е образовании низкотитанистых габбро оказывало действие мантийных "газовых струй" (Белинский, 1970, 1979), которые, пронизывая базитовый магматический очаг, способствовали процессам своеобразного "габброидного рестирования". Этим, хорошо объясняется отсутствие дайковых аналогов у низкотитанистнх плутонических полосчатых габбро нижних горизонтов габброидного комплекса.

Высокотитанистыв базитовые расплавы, как производные диорит-диабазовой и диабазовой ассоциаций, представляли собой мантийные выплавки со степенью плавления —• 15?", о высоких скоростях внедрения которых в область консолидации пород офиолитовой . ассоциации свидетельствуют отмечающаяся зональность породообразующих минералов и сохранившиеся в габброидах ксенолиты высокохромистых хромшпинелидов.

Формирование офиолитовой ассоциации северной части Кузнецкого Алатау осуществлялось в геодинамической обстановке островной дуги, что подтверждается петрохимическими и геохимическими особенностями габброидов, а также сравнительным анализом с габ-броидами офиолитов древних и современных островных дуг.

На синконсолидационноы этапе габброиды офиолитовой ассоциации подверглись пластической деформации, которая привела к конформным соотношениям их внутренней структуры с деформационной структурой ассоциирующих гипербазитов и пород обрамления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изученные габброиды по особенностям вещественного состава и соотношением с ассоциирующими гипербазитами хорошо сопоставляются с типичгасли разрезами габбрового комплекса офиолитов.

По особенностям петрографического состава офиолитовне, габброиды объединяется в четыре ассоциации - габбровую, габбро-диабазовую, диорит-диабазевую и диабазовую (дайковую). Общая яьо-

люция формирования габброидного комплекса проявляется в закономерном изменении состава породообразующих минералов, отражающем условия их кристаллизации.

Последовательно.проявившиеся породные ассоциации габброидов отличаются химическими и геохимическими особенностями, что позволяет объединить их в два петро-геохимических типа - низкоти-танистыв и относительно высокотитанистые. Породы первого типа, представленные полосчатыми габбро габбровой ассоциации и распространенные в нижних частях габброидного разреза, обнаруживают сходство с типичными мафическими кумулятами, отличаясь повышенными содержаниями наиболее тугоплавких элементов Ус , Со , Относительно выоокотитанистые породы второго типа габбро-диабазовой, диорит-диабазовой и диабазовой ассоциаций по содержанию породообразующих и примесных элементов сопоставимы с габ-броидами верхних горизонтов и дайкового комплекса офиолитов.

Выявленная общая направленность эволюции составов габброидов является следствием процессов дискретно проявившегося магматизма в геодинамической обстановке островодужного режима.

На синконсолидационном этапе габброиды подвергались пластической деформации о возникновением габбровых тектонитов. Структурным анализом выделяется два типа габбровых тектонитов, возникших как следствие проявления двух этапов пластической дефор-. мации. Ранний этап деформации габброидов фиксирует их синкине-матические соотношения с гипербазитами, создаваемые при внедрении базитовых расплавов синхронно с движением твердопластичных блоков мантийных гипербазитовых тектонитов. Заключительный этап деформации пород офиолитовой ассоциации обусловлен развитием надвиговых структур в северной части Кузнецкого Алатау. Становление дайкового комплекса сопровождало оба этапа деформации, что фиксируется приуроченностью даек к различным деформационным структурам.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАНИЯХ РАБОТ ПО ТЕМЕ

диссертации

I. Уткин П.В. Пвгрохимические особенности мотагаббро офиолитовой ассоциации Кузнецкого Алатау (на примере массива

горы Кончин) // Актуальные вопросы геологии Сибири. Тез.докладов научной конференции. T.I.- Точек, 1988,- С.138-139.

Z, Уткин Л,В., Грипевнч И.А, Деформационная структура габброидов офиолитовой ассоциации Срвднегереикского массива (Кузнецкий Алатау) // Рациональное использование природных ресурсов Сибири. Тез.докладов научной конференции.- 7о«;ск, ISS9. - C.IC2.

3. Уткин Ю.В., Чистяков В.И., Гриневич М.А. Рентгенолюми-несценция плагиоклазов из габброидов офиолитовой ассоциации северной части Кузнецкого Алатау // Рациональное использование природных ресурсов Сибири. Тез.докладов научной конференции.-Томск, 1989.- С.103.

-UfTitrai P.B., Гэичареттко АЛ. О яетиохимччеекюс тин«*

kqühx riopof о1 л-.оггитоло" п-хониатгл Сгег'ло'гсре'.'.нского насск?'i Í Кузнецкий Длптчу) Точек. !>/".;ü-¡ . • 8 с. ■ Дет, !>-1Ч!ГШ То.О'-:. GO. V- 1 1П-В90,

5, Гончаренко А.И., Утю« П,В, Петротюзпевкдо» типы габброидов офиолиторой ассоциации счверчой част:», Кузнецкого Алатау // Минералогия, геохимия и полезны? ископаоиче Сибчри, Вып.Т.Томск, 1990.- C.I86-I9T.

G. Уткин Ю.В., Гончаренко А.И. Геохимические индикаторы эволюции габброипов офиолитовой ассоциации сеэзриой части Кузнецкого Алатау // Геодинамические условия формирования, геохимические аспекты генезиса базитов и гипербазитов,- Иркутск, 19902.- С.39-43.

7. Уткин Ю.В. Амфиболы габброидов офиолитовой ассоциации северной части Кузнецкого Алатау // Геология, геохимия, минералогия и металлогения юга Сибири. Тез.докладов научной конференции.- Томск, 1990.-. C.S?- ioo.

8. Уткин Ю.В., Гончаренко А.И., Коробейников А.Ф., Курулен-ко Н.В. Распределение золота и палладия в породах офиолитовой ассоциации Среднетерсинского массива (Кузнецкий Алатау) // Геология, геохимия, минералогия и металлогения юга Сибири. Тез.докладов научной конференции,- Томск, 1990.- С. ¡19-121.

/

Заказ 1305. Тираж 100. Ротапринт ТИАСУРа.