Петрология Кия-Шалтырского массива

Войтенко, Дмитрий Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Петрология Кия-Шалтырского массива
ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Петрология Кия-Шалтырского массива"

На правах рукописи

ВОЙТЕНКО Дмитрий Николаевич

ПЕТРОЛОГИЯ КИЯ-ШАЛТЫРСКОГО МАССИВА (КУЗНЕЦКИЙ АЛАТАУ)

Специальность 25 00 04 - петрология, вулканология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

□□3173136

Томск 2007

003173196

Работа выполнена в НИЛ структурной петрологии и минерагении и на кафедре петрографии ФГОУ ВПО «Томский государственный университет»

Научный руководитель кандидат геолого-минералогических наук,

доцент И Ф Гертнер

Официальные оппоненты доктор геолого-минералогических наук,

профессор А Э Изох, лаборатория «Петрология и рудоносность магматических формаций» (ИГиМ СО РАН, г Новосибирск)

кандидат геолого-минералогических наук, доцент НА Макаренко, кафедра динамической геологии (Томский государственный университет)

Ведущая организация ФГОУ ВПО

«Сибирский Федеральный Университет» Институт цветных металлов и золота (г Красноярск)

Защита состоится 12 ноября 2007 г в 16 30 час на заседании диссертационного

совета К 212 267 04 в Томском государственном университете в ауд № 154

Адрес 634050, г Томск, пр Ленина, 36

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке

Томского государственного университета

Автореферат разослан 5 октября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат геолого-минералогических наук, доцент

О В Бетхер

ВВЕДЕНИЕ

Цель исследований состояла в выявлении закономерностей структурно-вещественной эволюции габбро-уртитовой ассоциации Кия-Шалтырского массива

Основными задачами работы являлись: 1) реконструкция вероятностного деформационного режима формирования массива; 2) моделирование внутренней неоднородности уртитового тела, 3) оценка эволюции магмогенерирующего мантийного резервуара и геодинамического режима формирования пород габбро-уртитовой ассоциации, 4) оценка вероятного абсолютного возраста массива

Фактический материал. В основу диссертационной работы положены результаты полевых и лабораторных исследований пород Кия-Шалтырского массива, проводимых автором в 1999-2004 гг в рамках научных исследований НИЛ структурной петрологии и минерагении и кафедры петрографии Томского госуниверситета, и при выполнении проектов ФЦП «Интеграция» (№№ Е0254, 633245), НИР (№ гос регистрации 01200215452, № РИ-111 0/003/053), РФФИ (грант № 04-05-64331), Министерства образования и науки России (№ Е 02-9 0-92), НП «Университеты России» (проект № УР 09 01 042), Федерального агентства по образованию (грант № А04-2 13-480) В результате проведения полевых работ было составлено пятнадцать детальных опорных структурных разрезов с замерами тре-щиноватости в 11 пунктах наблюдения Всего изучено 210 образцов и прозрачных шлифов, из них ориентированных 200 Петроструктурные исследования выполнены в 17 образцах, в которых проведен анализ ориентировки кристаллооптических осей нефелина и пироксена уртитов, а также в трех образцах вмещающих пород для кальцита Микрорентгеноспектральные исследования были проведены для 116 минеральных фракций В 30 валовых пробах определены содержания петрогенных окислов методом РФА, а также редких и рассеянных элементов методом ICP-MS-спектрометрии Методом лазерной абляции были изучены пироксены габбро и фои-долитов (2 усредненных анализа по 25 сканов каждый) В 23 валовых и мономинеральных пробах изучен изотопный состав неодима, стронция, кислорода

Методы исследований. Базисной схемой научного исследования была оригинальная методика комплексного структурно-петрологического картирования, включающая синтез геометрического, петрографического, микроструктурного, геохимического и минералогического анализов горных пород Вещественный состав горных пород изучался с применением современных методов анализа геологических объектов, а именно микрорентгеноспектральный, рентгенофлюоресцентный (РФА), ICP-массспектрометрия, лазерная абляция Определения изотопных составов пород и минералов выполнены на многоколлекторном масс-спектрометре Finnigan МАТ-261 в статическом режиме в ИГГД РАН (г Санкт-Петербург) и в ИМГРЭ (г Москва) Аналитические результаты обрабатывались методами математической статистики (корреляционный, факторный анализ) с помощью соответствующего программного обеспечения на ЭВМ

Основные защищаемые положения.

1 Формирование Кия-Шалтырского массива связано с внедрением и кристаллизацией расплава в магматических камерах типа «pull-apart» и «gash», образование которых обусловлено левосдвиговыми деформациями вдоль тектонических срывов северо-западного простирания в ядре антиклинальной структуры кембрийского над-вигового ансамбля

2 Минералогическая и петроструктурная анизотропия уртитов Кия-Шалтырского плутона является отражением объемно-ячеистой макроритмичности, возникшей при кристаллизации вязкопластического фоидитового расплава "in situ"

3 Особенности вещественного состава изученных пород обусловлены автономной эволюцией родоначальных фоидитовой и базитовой магм в сложной окраинно-континентальной обстановке при участии вещества плюмового и надсубдукционно-го компонентов

4 Вариации изотопного состава неодима, стронция и кислорода в породах изученной ассоциации свидетельствуют о генерации исходных магм из источника умеренно деплетированной мантии типа PREMA, производные которых испытали селективную коровую контаминацию

Научная новизна. В результате проведенных исследований автором предложена оригинальная структурная динамо-кинематическая схема формирования плутона Впервые для уртитов проведен петроструктурный анализ нефелина и пироксена, отразивший скрытую магматическую анизотропию пород Новые данные о закономерностях вариаций вещественного состава породообразующих минералов

уртитов, совместно с результатами петроструктурного анализа, послужили основой для обоснования модели кристаллизационной дифференциации исходной фоидито-вой магмы Получены новые современные аналитические данные о петрохимических и геохимических особенностях пород, позволившие обосновать и охарактеризовать источник вещества, а также провести реконструкцию геодинамической палеобстановки формирования пород массива Получены новые изотопные данные по стронцию, а также, впервые, по изотопному составу неодима, на основе которых установлен вероятный возраст формирования массива на рубеже 406±2 млн лет и оценены масштабы мантийно-корового взаимодействия при генерации исходных магм

Практическая значимость. На примере Кия-Шалтырского месторождения предложена структурно-петрологическая модель формирования уникальных природных залежей практически мономинеральных нефелиновых руд, основанная на особенностях кристаллизационной дифференциации исходной фоидитовой магмы

Проведена оценка природы источника магм, показаны основные этапы их эволюции Выполнена оценка геодинамического режима формирования ассоциации щелочно-базитовых пород Установлен вероятный возрастной рубеж магматического этапа в истории становления Кия-Шалтырского массива

Апробация работы и основные публикации. Результаты проведенных исследований опубликованы в 15 статьях и тезисах докладов Основные материалы и положения работы представлены в докладах РАН (2004), докладах МАНВШ (2005), на 12-ой ежегодной международной геохимической конференции им В М Гольд-шмидта (Давос, Щвейцария, 2002), на всероссийских и региональных конференциях по петрологии, геохимии и рудоносности магматических пород (Томск, 2001-2004, Санкт-Петербург, 2003, Саратов, 2003, Новосибирск, 2004, Москва, 2005, Апатиты, 2005)

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения Общий объем работы составляет 179 страниц, включая 61 иллюстрацию, 13 таблиц с аналитическими данными и список литературы из 146 наименований

Благодарности. Автор признателен своему научному руководителю доценту, кандидату геолого-минералогических наук, И Ф Гертнеру за всемерную поддержку и помощь при осуществлении всех этапов работы

При проведении полевых и камеральных работ неоценимую поддержку оказали сотрудники НИЛ СПМ ТГУ, кафедры петрографии и кафедры минералогии и геохимии профессор В В Врублевский, доценты П А Тишин, Т С Краснова, магистры А Н Войтенко, Н Н Войтенко, заведующий лабораторией пробоподготовки ГГФ С В Кузьмин, ассистент А А Баева, а также профессор А М Сазонов (Институт цветных металлов и золота, Красноярск), главный геолог Кия-Шалтырского рудника Н Н Садкин, геологи РЭП «Мартайга» (п Тисуль) С А Корчагин, А И Мостовской, заведующий лабораторией пробоподготовки ТПУ Ю Е Зыков, научный сотрудник лаборатории «Магматические формации» ОИГГМ СО РАН С И Ступаков Автор выражает им свою благодарность Автор искренне признателен научным сотрудникам лаборатории геохимии изотопов и геохронологии ГИН РАН и ИМГРЭ Б Г Покровскому, Д 3 Журавлеву, В П Ковачу (ИГГД РАН), Г Н Аношину (ОИГГМ СО РАН), А М Селятицкому (ОИГГМ СО РАН) за проведение аналитических исследований

В процессе работы автор получал поддержку и ценные советы своих старших коллег, докторов геол -минерал наук В В Врублевского, А И Чернышова, кандидатов геол -минерал наук П.А Тишина, Т С Красновой

Организация научной работы во многом обеспечивалась помощью декана геолого-географического факультета Г М Татьянина

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ МАССИВОВ ПОВЫШЕННОЙ ЩЕЛОЧНОСТИ В СТРУКТУРАХ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ КУЗНЕЦКОГО АЛАТАУ

Особенности строения и возраст Кия-Шалтырского массива и его позиция в составе раннедевонского щелочно-габброидного комплекса отражены в разные годы в работах И К Баженова (1945, 1963), А М Прусевича (1959), М П Кортусова (1962), ЮД Скобелева (1963), Е Д Андреевой (1968), А В Бозина (1962), А В Клюшкиной (1963), А И Мостовского (1972), Е Д Станкевича (1963), В Г Родыгиной (1980), Н А Макаренко (1987), О М Гринева (1990), А М Сазонова (2000) и многих других Область распространения массивов повышенной щелочности в северо-восточной части Кузнецкого Алатау (Мариинская Тайга) небольшая и составляет около 4500 км2 Она приурочена к раннекаледонским складчатым сооружениям Мариинского поднятия и к рифтоподобным раннедевонским структурам Структурно-тектонический контроль в размещении щелочных интрузивов определяется распо-

ложением их в зонах пересечения разломов двух систем - северо-восточного и северо-западного простирания (Прусевич, 1978 и другие), по которым часто наблюдается развитие сдвиговых деформаций с формированием специфических зон растяжения («pull-apart» и «gash») (Гертнер и др , 2002) К району развития щелочных массив приурочены протяженные дайковые пояса субщелочных и щелочных пород (Гертнер и др , 1987)

Многочисленные, но небольшие по площади, щелочно-базитовые интрузии Ма-риинской Тайги, объединяются в раннедевонский горячегорский комплекс и по своему петрографическому составу представляют сочетание ультраосновных и основных фоидолитов с субщелочными габброидами и нефелиновыми сиенитами Практически полный ряд пород комплекса представлен в Белогорском, а в виде ги-пабиссальных разновидностей - в Университетском массивах В Кия-Шалтырском массиве в основном преобладают субщелочные габброиды и уртиты

Формирование магматитов повышенной щелочности обычно связывается с режимом деструкции или рифтогенеза консолидированной окраины Сибирского кратона в раннем-среднем девоне (Кортусов и др, 1968, Яшина, 1981, Макаренко, 1984, Марков, 1984, Парначев, Смагин, 1985, Уваров, 1986, Гринев, 1987, Континентальный , 1996)

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ИХ ОБОСНОВАНИЕ

1. Формирование Кия-Шалтырского массива связано с внедрением и кристаллизацией расплава в магматических камерах типа «pull-apart» и «gash», образование которых обусловлено левосдвиговыми деформациями вдоль тектонических срывов северо-западного простирания в ядре антиклинальной структуры кембрийского надвигового ансамбля.

Кия-Шалтырский массив представляет собой дифференцированную многофазную интрузию, в виде комбинации трех автономных тел штокообразной формы с почти вертикальными контактами (рис 1) Северо-восточная часть массива сложена лей-кократовым трахитоидным субщелочным габбро, сменяющимся на юго-западе вытянутым телом мезо- и меланократовых пойкилоофитовых габброидов, с которыми ассоциируют мелкие проявления тералитов Уртиты образуют обособленное линейное тело с преобладающим северо-западным простиранием, которое распо-

Рис. 1. Геологическая схема Кия-Шалтырского плутона

Составлена по материалам ФГУП "Запсибгеология", А.И. Мостовского (1972),

О.М. Гринева (1990) с детализацией автора.

Условные обозначения-. 1 -2 - отложения нижнего кембрия: 1 - усть-кундатская свита; 2 - усин-ская свита; 3 - 7 - интрузивные образования: 3 - уртиты (а); ийолиты (б); 4 - пойкилитовое мелано- и мезогаббро; 5 - трахитоидное лейкогаббро (а); порфировидное трахитоидное лейкогаб-бро (б); 6 - дайковые образования (вне масштаба)): фоидолиты (а); субщелочные и щелочные габброиды (б); нефелиновые и щелочные сиениты (в); 7 - терапиты; 8а - эндоконтактовые пирок-сениты; 86 - ореол скарнированных пород; 9а - плоскости надвигов; 96 - плоскости второстепенных разломов; 10 - направление смещения в зоне пластических деформаций; 11 -элементы залегания структур анизотропии (трахитоидности, минеральной уплощенности и рас-слоенности): 12 - элементы нормального (а) и опрокинутого (б) залегания слоистости нижнекембрийских отложений; 13 - залегание осевой плоскости надвиговой антиформы; 14 - зона пластических деформаций в известняках и 15 - в эффузивно-карбонатной толще.

лагается на южном и юго-западном фланге Кия-Шалтырского массива. В пределах массива отмечаются проявления нескольких групп дайковых тел: фоидолитов, субщелочных габброидов, фойяитов и щелочных сиенитов.

На основании полученных нами данных, структура вмещающей толщи интерпретируется как серия тектонических пакетов северо-западного простирания, возникших в результате эшелонированного надвигообразования (Войтенко и др.,

2001) Центральный надвиг, вмещающий тела уртитов и мезогаббро, ограничен поверхностями, имеющими простирание в северной части 310° С, а на юге 340° С, с крутым падением на северо-восток (75-85° С) Внутренняя структура надвига представляет собой ядро опрокинутой на юго-запад антиклинали с простиранием осевой плоскости, соответствующей плоскостям ограничения надвига и углам падения крыльев складки 60-85° С В строении надвиговой структуры принимают участие известняки, реже эффузивы, туфы и туффигы В теле надвига отмечаются многочисленные несогласные дайковые образования камптонитов, ийолитов и субщелочных диабазов

Методами стрейн-анализа по мелкомасштабным кинематическим индикаторам (ориентировка будин, линейность течения, микроструктурные узоры кальцита) и распределению систем трещин и дайковых образований в пределах массива установлены деформации двух стадий Наиболее ранней стадии соответствует надвигообразование в условиях осевого сжатия с ориентировкой максимального стресса в СВ-ЮЗ румбах Деформации второй стадии вызвали сдвиговые или сбро-со-сдвиговые смещения вдоль заложенных ранее тектонических зон северозападного простирания, с образованием структур зияния «pull-apart» и «gash», которые послужили камерами для интрузивных фаз массива

Общая динамо-кинематическая схема образования массива предусматривает заполнение фоидитовым расплавом полостей зияния «pull-apart» - основной северозападной ветви тела и «gash» - ответвление рудного тела на южном фланге, образовавшихся при левостороннем сдвиге в ядерной части антиклинальной структуры надвига Формирование пойкилитового габбро происходило из базитового расплава в смежной камере «pull-apart» Более сложен механизм внедрения для магматического расплава лейкократового габбро Магматическая камера, вмещающая северную часть тела этих пород, вероятно, также формировалась при левосдвиговом режиме вдоль структур северо-западного простирания в пределах соседней надвиговой пластины При этом, клинообразная полость южной части трахитоидного габбро образовалась при заполнении магматическим расплавом зоны разрыва, образовавшейся в условиях общего плана сдвиговых деформаций

2. Минералогическая и петроструктурная анизотропия уртитов Кия-Шалтырского плутона является отражением объемно-ячеистой макроритмич-

ности, возникшей при кристаллизации вязкопластического фоидитового расплава "in situ".

Проведенные нами исследования главных породообразующих минералов фоидо-литов (Войтенко, 2004, Войтенко и др., 2004) показывают, что вариации состава нефелина, по результатам факторного анализа, выражаются в виде обособления трех групп: "высоконатровых", "высококремнистых" и "высококалиевых" кристаллов. Состав клинопироксена уртитов соответствует безнатровым (Na<0,l формульной единицы - ф. ед.), высокальциевым (Са=0,9-1 ф. ед.), среднежелезистым (f=30-70%) разновидностям и отвечает салитам. Клинопироксены по распределению элементов главных формульных единиц также разделяются на группы, обогащенные энстати-товым ("магнезиальные"), волластонитовым ("кальциевые") или авгитовым и акмитовым ("железистые" разновидности) компонентами.

При сопоставлении сосуществующих минералов в пределах уртитов выделены два минеральных парагенезиса: а) "высоконатровые" нефелины + "магнезиальные" пироксены; б) "высококремнистые" нефелины + "железисто-кальциевые" пироксены (рис. 2).

Рис. 2. Компонентная диаграмма химических составов сосуществующих нефелинов и пироксенов уртитов

Парагенезисы из 1 - южной части уртитового тела; 2 - центральной и северной частей уртитового тела. Римскими цифрами показаны выделенные минеральные парагенезисы.

Первый, относительно неравновесный парагенезис, преобладает в породах северной и центральной частей рудного тела, выполняющих полость «pull-apart». Его особенностью, вероятно, является низкий уровень обменных реакций между кристаллизующимися фазами, который предполагает достаточно быструю консолидацию вязкой фоидитовой магмы. Ассоциация «высоконатровые» нефелины + «магнезиальные» пироксены более типична для руд южного фланга месторождения, выполняющих полость отрыва («gash») вблизи предполагаемого подводящего канала. Ее относительно равновесный характер допускает более медленное остыва-

И А Ч \ ■ А ■ ■ ■ А 4 А " я А

■ 1 ; I • ■ V ■ \ *** - __ ^ ' F1 И} Шк 1

ние пород с возможным пополнением интрузивной камеры новыми порциями расплава Свидетельством подобного многоактного внедрения могут служить дайки микроийолитов с резкими прямолинейными контактами и «ксенолитоподобными» включениями полнокристаллических уртитов, которые прорывают достаточно консолидированный субстрат

Вариации петроструктурных узоров уртитов определяются кристаллической ориентировкой зерен нефелина Среди них диагностируются три основных типа, которые допускают существование кристаллов двух морфологических типов - удлиненных и укороченных вдоль оси шестого порядка (Войтенко, Гертнер, 2003) Удлиненные кристаллы отражают формирование минеральной линейности в породе, которая в южной части уртитового тела субвертикальная (1 тип), а в северной -субгоризонтальная (2 тип) Преобладание укороченных кристаллов нефелина создают планпараллельную директивную текстуру пород (3 тип) Их сортировка контролировалась в большей степени не вектором, а плоскостью ламинарного течения в магматической системе Выявленные особенности кристаллографической ориентировки нефелина можно объяснить его кумулятивной природой, которые приспосабливались к существующим кинематическим условиям внедрения и становления магмы Пироксен, выступающий в виде ойкокристаллов в уртитах, кристаллизовался уже из интеркумулусной жидкости и, по-видимому, его ориентировка может служить индикатором условий окончательной консолидации уртитов (Войтенко, 2003)

Наши представления о динамо-кинематических и физико-химических условиях кристаллизации уртитов дополняют результаты мониторинга качества руды и изучение рудной минерализации (Родыгина, Гринев, 1988, Сазонов и др , 2000, Вульф, 2003) Были установлены ритмические вариации породообразующих окислов в вертикальном и латеральном разрезах с шагом максимального накопления порядка 7080 м Учитывая данные по экспериментальному моделированию кристаллизации силикатных систем, можно утверждать, что макроритмичное строение фоидолитовой интрузии обусловлено направленными тепловыми и гравитационными потоками, обеспечивающими возникновение автономных конвективных ячеек Их образование возможно при высокой скорости консолидации расплава в пределах основной маг-молокализующей структуры "pull-apart" с распадом общей магматической колонны на ряд относительно автономных ячеек, в пределах которых конвекция осуществляется в большей степени При этом с восходящими тепловыми потоками связано

флотационное перераспределение относительно легких фенокристов нефелина, а с нисходящими - оседание и кумуляция ликвационных обособлений сульфидов и, частично, остаточного субэвтектоидного расплава, который в последующем выжимался в верхние горизонты в виде жильных тел ийолитов Следствием таких механизмов, вероятно, являются специфические нефелин-пирротиновые породы, которые имеют локальное, не выдержанное в вертикальном разрезе уртитов распространение

3. Особенности вещественного состава изученных пород обусловлены автономной эволюцией родоначальных фоидитовой и базитовой магм в сложной окраинно-континентальной обстановке при участии вещества плюмового и надсубдукционного компонентов.

Среди вулканических и плутонических пород повышенной щелочности, развитых в северной части Кузнецкого Алатау, традиционно выделяются продукты трех автономных серий субщелочнобазальт-трахитовой, базанит-фонолитовой и собственно нефелинитовой (Геохимия , 1987; Гертнер и др , 2001) Петрохимическая аттестация и анализ распределения петрогенных оксидов в изученных нами петрографических разновидностях позволяют диагностировать в составе Кия-Шалтырского массива производные только двух из них, а именно нефелинитовой (уртиты и ийолиты) и щелочно-базитовой (пойкилитовые и трахитоидные габброи-ды, трахидиабазы, камптониты) и различать петрогенетическую гетерогенность базитов и фоидолитов Нефелиновые и щелочные сиениты, имеющие крайне незначительное распространение, могут интерпретироваться в качестве поздних дифференциатов, скорее всего, субщелочнобазитовой ассоциации

Поведение редкоземельных (REE) и некогерентных (HFSE) элементов определяется тенденцией роста их концентраций по мере уменьшения значений индекса магнезиальности, которая четко проявлена в породах субщелочной базитовой серии Для фоидолитов фиксируется обратный тренд Уртиты обнаруживают заметное обеднение REE (рис За) (X(REE)=29-84 г/т, Ybn=3-7) относительно своих жильных производных - пегматоидных ийолитов (Z(REE)=71-88 г/т, Ybn=9-17) и микроийо-литов (£(REE)=125-177 г/т, Ybn=17-21), но степень фракционирования для них выше (La/Yb)cp.3„ =9 в уртитах, (La/Yb)q, зн =5,5 в пегматоидных ийолитах и (La/Yb)cp з„ =6,5 в микроийолитах Подобная закономерность вполне объяснима, если принимать во внимание кумулятивную природу уртитов и рассматривать

Рис. 3. Распределение редкоземельных и гидромагматофильных элементов в породах Кия-Шалтырского массива

(а) и (в) Фоидолиты: 1 - уртиты, 2 - микроийолиты; 3 - пегматоидные ийолиты (среднее по 2 ан.);

(б) и (г) Габбро, базальтоидные дайки и нефелиновые сиениты: 1 - пойкилитовое мелано-, мезогаббро (среднее по 2 ан.), 2 - трахитоид-ное лейкогаббро; 3 - камптонит; 4 - трахидиабаз; 5 - нефелиновый сиенит; 6 - микросиенит. Содержания элементов нормализованы по хондриту CI (Sun, McDonough, 1989).

ийолиты в качестве остаточного эвтектоидного расплава Габброиды главных интрузивных фаз массива между собой имеют не столь значимые различия по уровню накопления REE (рис 36) (X(REE)=34-60 г/т, Ybn=7-9 для пойкилитовых и Z(REE)=55 г/т, Ybn=8 для трахитоидных разновидностей) Заметное обогащение редкоземельными элементами (РЗЭ) характерно для камптонитов (X(REE)=150 г/т) и трахидиабазов (E(REE)=219 г/т) Вместе с тем, степень фракционирования РЗЭ закономерно возрастает в петрогенетическом ряду «пойкилитовое габбро-трахитоидное габбро-камптониты и трахидиабазы» от 3-6 до 7-9 В спектре РЗЭ трахитоидных разновидностей базитов характерна также слабая положительная аномалия Ей, которая указывает на вероятное фракционирование плагиоклаза Данный процесс мог иметь место в глубинной промежуточной камере

Нефелиновые и щелочные сиениты по уровню накопления РЗЭ занимают промежуточное положение между интрузивными и дайковыми разновидностями габброидов (Z(REE)=97 г/т и 137 соответственно) (рис 36) Однако более высокая степень фракционирования РЗЭ (La/Yb=ll-18) подтверждает их вероятное происхождение из остаточного расплава Слабо выраженные обратные аномалии европия указывают на комагматичность этих пород

В целях реконструкции геодинамической палеобстановки формирования исследуемого объекта проведен анализ распределения рассеянных элементов в слагающих его разновидностях пород на основе спайдер-диаграмм, построенных по принципу нормирования к эталону для продуктов внутриплитного (плюмового) магматизма - базальту океанических островов (OIB) (рис Зв,г) Фоидолиты и габброиды главных интрузивных фаз обнаруживают заметную обедненность большинства рассеянных элементов относительно модельного источника OIB Повышенные концентрации фиксируются, в основном, для LIL-элементов, таких как Rb, Sr и локально для Ва и Р Достаточно инертные HFSE-элементы (Th, Nb, Та, Hf, Zr, тяжелые REE) характеризуются низкими концентрациями, не свойственными аналогичным породам щелочных провинций из других регионов мира Как и в случае с РЗЭ, наблюдается общая тенденция накопления рассеянных элементов в жильных и дайковых производных фоидитовой и базитовой магм Тем не менее, уровень их концентраций только приближается к OIB, но не достигает его Характерной особенностью мультиэлементных спектров пород Кия-Шалтырского плутона являются отрицательные аномалии Th, Nb, Та, Hf, Zr и Ti, которые обычно наблю-

даются в продуктах островодужного магматизма и объясняются плавлением над-субдукционного мантийного субстрата

Сопоставление геохимических параметров исследуемых фойдолитов и базитов с их петрографическими аналогами из типоморфных рифтогенных провинций, таких как Маймеча-Котуйская, Кольская, Восточно-Африканская и Центрально-Германская, выявляет заметное обеднение пород Кия-Шалтырского и других ще-лочно-габброидных массивов Кузнецкого Алатау большинством рассеянных элементов, прежде всего HFSE (Zr, Hf, Nb, Та, Th, LREE) По ряду индикаторных отношений Ce/Y, La/Nb, Th/Yb и Ta/Yb (рис 4) габброиды изученного объекта соответствуют обогащенным базальтам срединно-океанических хребтов (E-MORB), а в некоторых случаях и N-MORB типу (по значениям Zr/Nb) (рис 4а) Фигуративные точки уртитов и ийолитов в целом тяготеют к плюмовому источнику OIB, однако для них наблюдается смещение от композиционных полей «рифтогенных» нефели-нитов по направлению к компоненту E-MORB и в область магматитов активных континентальных окраин (рис 4г)

Учитывая повышенную глиноземистость и пониженную титанистость щелочных и субщелочных пород Кузнецкого Алатау, наблюдаемые соотношения некогерентных элементов, при относительном обогащении стронцием, ураном и калием, свидетельствуют о сложной геодинамической палеообстановке их формирования, допускающей конвергенцию признаков островодужного, окраинно-континентального и внутриплитного магматизма Примером такого сложного сочетания тектонических режимов, инициирующих магматическую деятельность, может служить современная активная континентальная окраина калифорнийского или средиземноморского типов Благодаря косой ориентировке аккретирующих литосферных блоков, здесь, на фоне общего сжатия, создаются условия для сдвиговых деформаций и возникновения глубокопроникающих локальных зон растяжения, контролирующих дискретное проявление магматизма повышенной щелочности (Гертнер и др, 2002)

4. Вариации изотопного состава неодима, стронция и кислорода в породах изученной ассоциации свидетельствуют о генерации исходных магм из источника умеренно деплетированной мантии типа PREMA, производные которых испытали селективную коровую контаминацию.

Til.'Yt)

ТаЛ'Ь fr

La/Yb

. ТрайД зтпюцхи исгочникон бйзаяб.тоидмых магм

■ ■ N-МОЙВ

Рис. 4. Соотношения некогерентных элементов в субщелочных и щелочных породах и мантийных источниках базальтоидных магм

1-6 - Кия-Шалтырский массив: 1 - мелано-, мезократовое габбро, 2 - лейкократовое габбро, 3 -уртиты; 4 - пегматоидные и эндоконтактовые ийолиты; 5 - микроийолиты; 6 -нефелиновые сиениты. 6-9 породы "горячегорского комплекса" (Верхнепетропавловский, Горячегорский, Дедовогорский массивы): 6 - субщелочное габбро, 7 - полевошпатовый уртит, 8 - тералиты и основные фоидолиты, 9 - нефелиновые сиениты; 10 - ийолиты щелочно-ультраосновной формации Хибинского массива (Кольский п-ов) (Арзамасцев и др., 2002). Выделены поля составов пород нефелинитовой (темно-серый фон) (НК) и базальтоидной (светло-серый фон) (БК) серий Крестовской ВПС (Маймеча-Котуйская провинция) (Платиноносные ..., 2000), рифтовых систем восточной Африки (вулканическая провинции Киву, Мейдоб Хил: БА - базальтоидная серия) (Franz et al., 1999; Furrnan, Graham, 1999) и центральной Германии (вулканическая провинция Рейна: БГ - базальтоидная, НГ - нефелинитовая серии) (Jang, Hoemes, 2000). ОД - островные дуги, АКО - активные континентальные окраины. Значения для мантийных источников (N-MORB, E-MORB, OIB) по (Sun, McDonough, 1989).

Первые изотопные исследования щелочных пород Кия-Шалтырского плутона (Андреева, 1968; Кононова и др., 1973 и другие) были ориентированы на определение абсолютного возраста K-Ar -изотопным методом. Результатом этих определений стал вывод о вероятном достаточно продолжительном (более 50 млн. лет) формировании данного массива, который начался в силуре и продолжился в первой половине девона (Яшина, 1982). Позднее, Покровским с соавторами (1991), на основе анализа изотопного состава стронция и кислорода пород и минералов фоидитовой и габброидной серий, были оценены вероятные масштабы коровой контаминации исходных магм (Покровский и др., 1991).

Нами впервые проведено комплексное изучение изотопного состава неодима, стронция и кислорода в валовых составах и отдельных минералов основных петрографических разновидностей горных пород Кия-Шалтырского месторождения, которое позволило существенно уточнить природу источника их вещества и характер контаминационных процессов. Слабая вариативность значений Sm/Nd и Rb/Sr в исследованных образцах не позволила в полной мере решить вопрос о возрастном диапазоне формирования плутона. Большинство изохрон, построенных для фоидо-литов, пойкилитовых и трахитоидных габбро, характеризуются неопределенностью возраста (±30-40 млн. лет) и широким разбросом средних значений (от 430 до 390 млн. лет). Тем не менее, достаточно точная оценка финальной стадии формирования главных интрузивных фаз массива была получена по минеральной Rb/Sr изохроне, рассчитанной по биотиту, клинопироксену и валовому составу пойкилитового мела-ногаббро (обр. КШ 26/1) (рис. 5). Ее регрессионная линия отвечает наклону с возрастом 406+2 млн. лет при MSWD=0,725 и первичном отношении

0,82

0,80

0,78

0,76

0,74

0,72

0,70

0,68

Г 87С Sr/ Sr Bi 26/1 "*

- ✓ x* У у У У T млн. лет = 406 ±2.2 ^ ^ e SrfT) =9.98

- WR 26/1 . ^ x MSWD = 0.725 8? 86 Sr/ Sr0=0.704745

_Cpx 26/1 ......t 1 S7Rb/86Sr i i , i

10 15 20

Рис. 5. Минеральная ЯЬ-Бг изохрона для пойкилитового меланогаббро Кия-

Шалтырского массива

валовый состав породы, Срх- моноклинный пироксен, В1 - биотит.

(87Sr/86Sr)0=0,704745 (рис. 5). Для остальных образцов исходные параметры изотопного состава Nd и Sr ((143Nd/144Nd)0, (87Sr/86Sr)0, e(Sr)T, eNd(T)) были пересчитаны именно на этот возраст.

Значения 5180 в валовых составах пород субщелочной серии закономерно увеличиваются от 8-8,4%о (пойкилитовое мелано-, мезогаббро) до 10,2 %c-fl0,5%o (трахитоидное лейкогаббро и нефелиновый сиенит) (рис. 6). Для фоидолитов эти вариации менее значительны (9,4-9,7%с в ийолитах, 9,3-10,2%о в уртитах). Очевидно, что величина б180 заметно превышает мантийные значения 5,5±0,5%с (по Taylor, Sheppard, 1986 и др.), что указывает на вероятную контаминацию первичного источника компонентами земной коры. Изотопные Rb-Sr системы пород и минералов массива проявляют следы смешения вещества мантии и земной коры с постепенным увеличением первичных значений (87Sr/86Sr)0 от 0,704797-0,705252 в валовых про-

Рис. 6. Эволюция изотопного состава стронция и кислорода в породах и минералах Кия-Шаптырского массива 1 - трахитоидное лейкогаббро; пойкилитовое: 2 - меланогаббро; 3 - мезогаббро; 4 -уртиты; 5 - ийолит-уртит. Незалитыми символами обозначены составы породообразующих клинопироксенов, залитыми символами - валовые составы пород. Серым фоном выделено композиционное поле щелочно-ультраосновных и основных плутонических пород и вулканитов Майме-ча-Котуйской провинции (Покровский, 2000; Сазонов и др., 2001). Прямоугольник «М» - предполагаемый состав мантии, Прямоугольник «К» - предполагаемый состав корового контаминанта, соответствующий фанерозойским осадочным карбонатным породам (87Sr/86Sr ~ 0,7078, Sr ~ 470 г/т, 5180 ~ 20 %о, SMOW). Стрелками показано направление изменчивости изотопных составов при процессах мантийной (МК) и коровой (КК) контаминации, поздне- и постмагматических преобразований с участием метеорных вод во флюиде (MB). На врезке диаграммы в правом нижнем углу

отражены принципиальные отличия мантийной и коровой ко нтаминации при разных отношениях (цифры на линиях смешения) концентраций стронция в мантии/магме Sr(M) к его содержаниям в контаминанте Sr(K). Прерывистыми линиями показана предполагаемая область смешения. Концентрации кислорода в мантии/магме и контаминанте принимаются равными (Taylor, 1980; James, 1981; Покровский, 2000).

("Sr'-Srb

бах габброидов до 0,705261-0,706338 в фоидолитах (рис 6)

Повышенные концентрации стронция в валовых составах пород указывают на вероятность поступления в магму его дополнительных количеств В качестве доказательства можно отметить существование корреляционной зависимости между изотопными составами кислорода и стронция в минералах и породах Кия-Шалтырского массива (рис 6) Ее проявление определенно указывает на происходившее в ходе щелочного петрогенезиса смешение мантийного и корового веществ Согласно существующим представлениям (Taylor, Sheppard, 1986, Покровский и др, 1991, 2000), наблюдаемое отклонение от прямолинейного тренда зависимости между областями предполагаемого мантийного источника магмы и корового контаминанта следует интерпретировать как результат обогащения исходного мантийного источника радиогенным стронцием осадочных образований

Результаты анализа изотопного состава Sr и Nd изученных пород, а также других представителей щелочных массивов Кузнецкого Алатау показывают, что исходное вещество родоначальных магматических расплавов имело мантийную природу (рис 7) Вместе с тем, в отличие от платформенных условий, проявление щелочного магматизма в складчатых областях характеризуется более масштабным смешением мантийного и корового материала В наименьшей степени влияние этого процесса отразилось на изотопном составе неодима, который по своим параметрам соответствует умеренно деплетированному мантийному источнику типа PREMA

Рис 7 Изотопный состав Nd и Sr в породах щелочных массивов Кузнецкого Алатау

1-3 породы Кия-Шалтырского массива 1 - меланогаббро, 2 - фои-долиты, 3 - лейкогаббро, 4-5 породы Дедовогорского массива 4

- лейкогаббро (пироксен), 5 -нефелиновый сиенит, 6-8 породы Верхнепетропавловского массива б

- субщелочное габбро, 7 - полевошпатовый ийолит, 8 -карбонатит, 9-10 породы Горяче-горского массива 9 -полевошпатовый уртит и лейкоте-рапит, 10 - нефелиновый сиенит

Положение резервуаров PREMA, HIMU, EMI, EMII приведено в соответствии с их современными изотопными параметрами по Zindler, Hart, 1986 Пунктиром оконтурено поле преобладающих составов пород ранне- и среднепалеозойских базитовых магматических ассоциаций Алтае-Саянской области по (Ярмолюк В В , Коваленко В И, 2003)

По породам всех интрузивных фаз массива фиксируется примерно одинаковая степень истощенности магмогенерирующего субстрата, что выражается в незначительных колебаниях eNd(T) от +5,23—1-4,84 в субщелочных габбро до +4,83 в уртитах (рис 7) Более широкие вариации отмечаются для значений eSipr) (+10,93-+32,81) с увеличением первичных изотопных отношений от меланогаббро к трахитоидному лейкогаббро и уртитам Смещение составов в область положительных значений eSr (первый квадрант) интерпретируется нами как следствие коровой контаминации, благодаря которой в расплавы поступал дополнительный радиогенный стронций из метаморфизованных осадочных толщ (Покровский и др , 1991, 2000, Врублевский и др, 2005) Под ее влиянием трансформированными оказались также изотопно-кислородные системы минералов и пород щелочных массивов

Выявленные особенности распределения рассеянных элементов, изотопов кислорода, стронция и неодима в породах Кия-Шалтырского плутона указывают на их формирование из магматических расплавов, генерируемых при плавлении умеренно деплетированного мантийного резервуара типа PREMA с локальным участием мета-соматизированной нижней литосферной мантии При подъеме исходных магм в верхние горизонты литосферы, скорее всего, имело место селективная контаминация обогащенных стронцием рассолов, законсервированных в кембрийских осадочных толщах и мобилизованных при тепловом воздействии интрузий (Покровский и др, 1991, 1998, Vrublevsky et al, 2002) Такое предположение согласуется с существующими представлениями о развитии ранне-среднепалеозойского базитово-го магматизма на территории Северной Азии под воздействием на литосферу мантийного суперплюма, в составе которого доминировал материал типа PREMA (Ярмолюк, Коваленко, 2003)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проведенных комплексных структурно-петрологических исследований Кия-Шалтырского массива позволяют сформулировать следующие основные выводы

1 В центральной ядерной части антиклинали надвиговой структуры в результате проявившихся левосторонних сдвиговых деформаций по нелинейным тектоническим зонам раннего заложения возникли локальные области зияния типа «pull-apart» и структуры отрыва типа «gash», которые послужили камерами для интрузивных фаз изученного массива

2 Петроструктурные и минералогические особенности внутреннего строения уртитового тела указывают на то, что процесс внутрикамерной кристаллизационной дифференциации фоидитовой магмы был обусловлен направленными конвекцион-но-гравитационными тепловыми потоками и фиксируется в виде скрытой объемноячеистой макроритмичности

3 Петрохимические, геохимические и изотопные особенности изученной габб-ро-уртитовой ассоциации обусловлены эволюцией умерено деплетированного мантийного источника типа PREMA с признаками смешения вещества плюмового и надсубдукционного компонентов при участии процессов коровой контаминации Формирование массива происходило в сложной окраинно-континентальной обстановке на рубеже 406 млн лет

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Войтенко Д.Н., Гертнер И Ф , Врублевский В В , Сазонов A M Структурные аспекты локализации уртитового тела Кия-Шалтырского плутона // Петрология магматических и метаморфических комплексов Вып 2 Матер научн конф -Томск ЦНТИ, 2001 С 197-201

2 Гертнер И Ф , Врублевский В В , Войтенко Д.Н., Сазонов A M , Краснова Т С , Тишин П А Геохимия щелочно-мафитовых плутонов Кузнецкого Алатау свидетельства конвергентности окраинно-континентального и внутриплитного магматизма // Петрология магматических и метаморфических комплексов Вып 3 Матер научной конф ТI - Томск изд-во Томского ун-та, 2002 С 55-67

3 Vrublevsky V V , Gertner IF, Voitenko D.N. Oxygen isotope ratios in alkaline basites from Kuznetsky Alatau ridge (South Siberia) // Geochim Cosmochim Acta Twelfth Goldschmidt Conference Abstracts V 66 N 15a (SI) 2002 P A813

4 Войтенко Д.Н., Гертнер И Ф Особенности микроструктурного строения ур-титов Кия-Шалтырского плутона (Кузнецкий Алатау) // Проблемы геологии и географии Сибири Матер научн конф / Вестник ТГУ, серия «Науки о Земле» Вып 3 Т 3 -Томск изд-во Том гос ун-та, 2003 С 156-158

5 Войтенко Д.Н. Микроструктура уртитов Кия-Шалтырского плутона (Кузнецкий Алатау) // Геологи XXI века Тез Всеросс научн конф - Саратов Изд-во СО ЕАГО, 2003 С 28-31

6 Врублевский В В , Гертнер И Ф , Руднев С Н , Борисов С М , Войтенко Д.Н. U-Pb-изохронный возраст финальной стадии проявления щелочно-базитового магматизма в Кузнецком Алатау // Изотопная геохронология в решении проблем геодинамики и рудогенеза Мат II Росс конф - Санкт-Петербург, 2003 С 121 -124

7 Войтенко Д.Н., Селятицкий А М, Гертнер И Ф, Врублевский В В Уртиты Кия-Шалтырского массива изменчивость химического состава породообразующих минералов как отражение структурно-петрологических условий их формирования // Петрология магматических и метаморфических комплексов Вып 4 Матер Всерос конф -Томск,2004 С 75-85

8 Войтенко Д.Н., Селятицкий А М Минералогические свидетельства латеральной неоднородности уртитов Кия-Шалтырского плутона (Кузнецкий Алатау) // Тез докл Второй Сибирской межд конф молодых ученых по наукам о Земле -Новосибирск, 2004 С 36-37

9 Врублевский В В , Гертнер И Ф, Владимиров А Г , Руднев С Г, Борисов С М, Левченков О А, Войтенко Д.Н. Геохронологические рубежи и геодинамическая интерпретация щелочно-базитового магматизма Кузнецкого Алатау // Докл РАН, 2004 Т 398 № 3 - С 374-378

10 Vrublevskn VV, Gertner IF, Vladimirov AG, Rudnev SN, Borisov SM, Levchenkov О A, Voitenko D.N. " Geochronological boundaries and geodynamic interpretation of the alkaline mafic magmatism in Kuznetsk Alatau" // Doklady Earth Sciences, 2004 T 398A №7 - P 990-994

11 Парначев ВП, Гертнер ИФ, Краснова ТС, Врублевский ВВ, Войтенко Д.Н., Тишин ПА Структурная эволюция ультрамафит-мафитовых ассоциаций как отражение тектонических процессов в складчатых областях // Доклады АН ВШ РФ 2005 №1 (4) - С 103-112.

12 Врублевский В В , Гертнер И Ф, Войтенко Д.Н. Хронология и источники ще-лочно-базитового магматизма Кузнецкого Алатау // Петрография XXI век Мат Петрографического совещ Т 2 - Апатиты Кольский научный центр РАН 2005 С 58-60.

13 Гертнер И Ф , Войтенко Д.Н., Врублевский В В , Сазонов А М Структурно-тектонические факторы формирования нефелиновых руд Кия-Шалтырского месторождения (Кузнецкий Алатау) // Тектоника земной коры и мантии Тектонические закономерности размещения полезных ископаемых Мат XXXVIII Тектонического совещ Т1 -М ГЕОС, 2005 С 136-139

Отпечатано в ФГОУ ВПО «Томский государственный университет» Уел печ л 1 4, Уч-изд Л 1 8 тираж 100 экз

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Войтенко, Дмитрий Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ГЕОЛОГО-ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ МАССИВОВ ПОВЫШЕННОЙ ЩЕЛОЧНОСТИ

КУЗНЕЦКОГО АЛАТАУ

1.1. Общая характеристика геологического строения Кузнецкого Алатау

1.2. Закономерности локализации массивов повышенной щелочности в структурах северо-восточной части Кузнецкого Алатау

ГЛАВА 2. СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

ФОРМИРОВАНИЯ КИЯ-ШАЛТЫРСКОГО ПЛУТОНА

2.1. Внутренняя структура интрузивных тел массива 30 Особенности внутреннего строения тел габбро 30 Особенности внутреннего строенияуртитового тела 32 Дайковые и жильные интрузивные тела

2.2. Строение складчато-надвигового обрамления Кия-Шалтырского плутона

ГЛАВА 3. ПЕТРОГРАФИЯ И МИНЕРАЛОГИЯ ПОРОД КИЯ

ШАЛТЫРСКОГО ПЛУТОНА

3.1 Петрография

3.2. Петроструктурный анализуртитов Кия-Шалтырского массива >

3.3. Состав породообразующих минералов

ГЛАВА 4. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОРОД КИЯ-ШАЛТЫРСКОГО ПЛУТОНА

4.1 Распределение петрогенных элементов

4.2. Распределение редких и редкоземельных элементов

4.3. Геохронология. Распределение радиогенных и стабильны изотопов в породах массива. Источники вещества

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Петрология Кия-Шалтырского массива"

Актуальность работы. Уртиты Кия-Шалтырского щелочно-базитового плутона представляют собой уникальные интрузивные образования и служат высокосортным сырьем для получения глинозема. Их изучение имеет большое значение для понимания как условий проявления щелочного магматизма в складчатых регионах, так и процессов формирования месторождений богатых нефелиновых руд. Постоянный интерес к данным породам обусловлен и тем, что при их исследовании выявляются новые особенности строения и вещественного состава. В последние годы в результате минералого-геохимического анализа продуктов глиноземного производства были установлены признаки потенциальной рудоносности уртитов в отношении благородных металлов (Гринев, Сазонов, 1996; Сазонов и др., 1996). Методика комплексного структурно-петрологического картирования магматических объектов в совокупности с традиционными минералого-геохимкчсскими и изотопными исследованиями, примененная в данной работе, является новым и перспективным направлением, которая позволяет реконструировать динамо-кинематический режим и петрологическую модель формирования массива, выявить вещественную неоднородность слагающих его пород и структурные критерии локализации оруденения, а также оценить геодинамическую обстановку проявления щелочно-габброидного магматизма и источник его вещества.

Цель исследований состояла в выявлении закономерностей структурно-вещественной эволюции габбро-уртитовой ассоциации Кия-Шалтырского массива и ее позиции в составе щелочно-габброидного комплекса Кузнецкого Алатау. В процессе исследования решались следующие задачи: реконструкция вероятностного деформационного режима формирования массива на основе изучения структурных опорных разрезов, изучение трещиноватости, пространственного распределения дайкового комплекса и анализ зон пластических деформаций; моделирование внутренней неоднородности уртитового тела по результатам исследования химического состава и анализа предпочтительной ориентировки породообразующих минералов; петро-геохимическая аттестация основных петрографических разновидностей плутона с целью оценки эволюции магмогенерирующего мантийного резервуара и геодинамического режима формирования пород габбро-уртитовой ассоциации;

Rb-Sr и Sm-Nd изотопная систематика и оценка вероятного абсолютного возраста массива, позволяющие уточнить природу источника исходных мантийных магм и их взаимодействие с материалом земной коры.

Фактический материал. В основу диссертационной работы положены результаты полевых и лабораторных исследований габбро-уртитовой ассоциации Кия-Шалтырского массива в северо-восточной части Кузнецкого Алатау, проводимых автором в 1999-2004 гг. в рамках научных исследований НИЛ структурной петрологии и минерагении и кафедры петрографии Томского государственного университета, а также при выполнении проектов ФЦП «Интеграция» (№№ Е0254, 6-33245), НИР (№ гос. регистрации 01200215452, № РИ-111.0/003/053), РФФИ (грант № 04-05-64331), Министерством образования и науки России (грант № Е 029.0-92), НП «Университеты России» проект № УР.09.01.042, Федеральным агентством по образованию (грант № А04-2.13-480). В результате проведения полевых работ было составлено пятнадцать детальных опорных структурных разрезов с замерами трещиноватости в 11 пунктах наблюдения. Всего изучено 210 образцов и прозрачных шлифов, из них ориентированных 200, в которых геометрическим анализом определялось пространственное положение элементов анизотропии. Петроструктурные исследования выполнены в 17 образцах, в которых проведен анализ ориентировки кристаллооптических осей нефелина и пироксена уртитов, а также в трех образцах вмещающих пород для кальцита. Микрорентгеноспектральные исследования были проведены для 116 минеральных фракций. В 30 валовых пробах определены содержания петрогенных окислов методом РФА, а также редких и рассеянных элементов методом ICP-MS-спектрометрии. Методом ICP-MS-спектрометрии с приставкой для лазерной абляции были изучены пироксены габбро и фоидолитов (2 усредненных анализа по 25 сканов каждый). В 23 валовых и мономинеральных пробах изучен изотопный состав неодима, стронция, кислорода.

Методы исследований. Базисной схемой научного исследования явилась оригинальная методика комплексного структурно-петрологического картирования, включающая синтез геометрического, петрографического, микроструктурного, геохимического и минералогического анализов горных пород. Применяемая методика предполагала составление опорных геолого-петрографических разрезов с применением данных по геометрическому анализу ориентированных образцов, выявление закономерностей предпочтительной кристаллографической ориентировки породообразующих минералов, реконструкцию режима деформаций при формировании плоскостных и линейных элементов текстурной неоднородности горных пород (стрейн-анализ) и анализ закономерностей вариаций их вещественного состава на породном и минеральном уровнях структурной организации. Вещественный состав горных пород изучался с применением современных методов анализа геологических объектов, а именно: микрорентгеноспектральный, рентгенофлюоресцентный (РФА), ICP-массспектрометрия, лазерная абляция. Определения изотопных составов пород и минералов выполнены на многоколлекторном масс-спектрометре

Finnigan MAT-261 в статическом режиме в ИГГД РАН (г. Санкт-Петербург) и в ИМГРЭ (г. Москва). Аналитические результаты обрабатывались методами математической статистики (корреляционный, факторный анализ). Петро- и геохимические построения осуществлялись с помощью программного пакета «Statistics», «Isoplot», «Excel» и др.

Основные защищаемые положения.

2. Минералогическая и петроструктурная анизотропия уртитов Кия-Шалтырского плутона является отражением объемно-ячеистой макроритмичности, возникшей при кристаллизации вязкопластического фоидитового расплава "in situ".

Научная новизна. В результате проведенных исследований автором предложена оригинальная структурная динамо-кинематическая модель формирования плутона, отражающая полистадийный характер и обосновывающая единый план разномасштабных деформаций. Впервые для уртитов проведен петроструктурный анализ с определением кристаллографической ориентировки зерен нефелина и пироксена, отразивший скрытую магматическую анизотропию пород. Новые данные о закономерностях вариаций вещественного состава породообразующих минералов уртитов и результаты петроструктурного анализа послужили основой для обоснования модели кристаллизационной дифференциации исходной фоидитовой магмы, которая осложнялась конвекционно-гравитационными тепловыми потоками на фоне плотностного разделения минеральных фаз и образования скрытой объемноячеистой неоднородности. Получены новые современные аналитические данные о петрохимических и геохимических особенностях пород, позволившие обосновать и охарактеризовать источник вещества, а также провести реконструкцию геодинамической палеобстановки формирования пород массива. Получены новые изотопные данные по стронцию, а также впервые по изотопному составу неодима, на основе которых установлен вероятный возраст массива на рубеже 404-406 млн.лет и оценены масштабы мантийно-корового взаимодействия при генерации исходных магм.

Проведена оценка природы источника магм, показаны основные этапы их эволюции. Выполнена оценка геодинамического режима формирования ассоциации щелочно-базитовых пород. Установлены вероятные возрастные рубежи магматического этапа в истории становления Кия-Шалтырского массива.

Апробация работы и основные публикации. Результаты проведенных исследований опубликованы в 15 статьях и тезисах докладов. Основные материалы и положения работы представлены в докладах РАН

2004), докладах МАНВШ (2005), на 12-ой ежегодной международной геохимической конференции им. В.М. Гольдшмидта (Давос, Щвейцария, 2002), на всероссийских и региональных конференциях по петрологии, геохимии и рудоносности магматических пород (Томск, 2001, 2002, 2003; Санкт-Петербург, 2003; Саратов, 2003; Новосибирск, 2004).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем работы составляет 179 страниц, включая 61 иллюстрацию, 13 таблиц с аналитическими данными и список литературы из 146 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Петрология, вулканология", Войтенко, Дмитрий Николаевич

Основные результаты кристаллохимических расчетов представлены в таблице 3.1. Отметим главные характеристики химического состава нефелина: а) наличие значимых отрицательных корреляционных связей между Si, Al, Са, Ti и Na; К и Fe, Са; б) значимые положительные корреляционные связи Si с Mn, Al, Ti, а также Ti с А1 и Сг.

В результате соответствующих статистических исследований (факторный анализ) установлено два главных фактора, имеющих наибольший вклад в вариации химического состава нефелина: Fi = Na98 / Si93Al94 (56% от общей дисперсии) и F2 = К90 / Са95. (35% от общей дисперсии). Взаимосвязи между элементами в первом факторе обусловлены позиционными отношениями катионов-модификаторов (Na, К, Са) и катионов-каркасоообразователей (Si, Al, Ti) в кристаллической решетке и отражают степень упорядоченности структуры минерала. Факторные нагрузки К и Са во втором факторе указывают на изоморфное замещение этих элементов в нефелине по схеме KSi CaAl, что определяет количественную роль кальсилитового и анортитового миналов.

На компонентной "FrF2" диаграмме (рис. 3.15) составы нефелина фоидолитов массива образуют три композиционных поля, отвечающие "высоконатровым" (поле I), "высококремнистым" (поле II) и "высококалиевым" (поле III) фельдшпатоидам. Кристаллохимические формулы "высоконатровых" нефелинов близки к стехиометрическому составу минерала. Для "высококремнистых" разновидностей фиксируется избыток А1 и Si, для "высококалиевых" - повышенные концентрации щелочей (К).

Химический состав, кристаллографические формулы нефелина

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

SiO, 42,55 43,32 42,75 42,02 41,89 42,25 41,39 41,37 41,12 41,89 42,16 41,28

TiCb 0,013 0,007 0,005 - - - - - - - -

АЬ03 34,31 35,1 34,63 34,46 34,15 33,8 33,52 33,26 33,72 33,7 33,68 33,34

FeO 0,459 0,218 0,247 0,302 0,43 0,1 0,46 0,47 0,38 0,41 0,23 0,14

MgO 0,002 0,008 0,005 0,004 0 0 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02

CaO 3 2,11 2,59 2,81 2,49 2,8 2,5 2,56 2,57 1,82 2,45 2,08

Na20 14,43 13,73 15,09 15,47 15,47 16,57 17,67 17,29 17,1 17,22 16,55 16,88

K:0 5,01 5,85 4,31 5,08 5,11 4,87 4,62 4,53 4,88 5,2 4,88 5,66

Сумма 99,77 100,34 99,64 100,14 99,55 100,39 100,16 99,48 99,77 100,24 99,96 99,39

Кристаллохимические формулы рассчитаны на 16 атомов кислорода

Si 4,24 4,3 4,24 4,13 4,15 4,11 4,02 4,05 4,02 4,07 4,12 4,04

А1 4,02 4,1 4,04 3,99 3,98 3,87 3,83 3,83 3,87 3,85 3,88 3,84

Са 0,32 0,22 0,28 0,3 0,26 0,29 0,26 0,27 0,27 0,19 0,26 0,22

Na 2,78 2,64 2,9 2,95 2,96 3,12 3,32 3,28 3,23 3,24 3,13 3,2

К 0,64 0,74 0,55 0,64 0,65 0,61 0,57 0,57 0,61 0,65 0,61 0,71

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проведенного нами комплекса структурно-петрологических исследований Кия-Шалтырского щелочно-габброидного массива позволяют уточнить ряд важных аспектов генетической модели его формирования и оценить особенности проявления щелочного магматизма в северной части Кузнецкого Алатау.

Мозаично-блоковое строение каледонских складчатых сооружений региона, на фоне активного воздействия Центрально-Азиатского суперплюма в раннем палеозое, явилась основной причиной уникальности тектонической позиции и вещественного состава массивов горячегорского комплекса. Прогрессирующее тепловое воздействие глубинного мантийного источника инициировало левосторонние сдвиговые смещения вдоль главного Кузнецко-Алатаусского линеамента и возникновение сопряженных деформаций по оперяющим дизъюнктивам субмеридионального и северо-западного направлений.

Механическая» неоднородность кембрийского складчато-надвигового ансамбля способствовала развитию сдвигов по нелинейной траектории с образованием локальных полостей зияниятипа «сдвига-раздвига» (pull-apart) и «разрыва» (gash), которые обусловили морфологию конкретных щелочно-базитовых интрузий и, в частности, Кия-Шалтырского плутона. В случае исследуемого объекта имели место активные сдвиговые смещения по зонам ограничения надвиговых пластин с локальным преломлением в ядрах антиклинальных складок.

По результатам петроструктурных и минералогических исследований уртитов была установлена латеральная неоднородность рудного тела, выраженная в особенностях кристаллической ориентировки зерен нефелина и вещественного состава сосуществующих минеральных фаз -фельдшпатоида и клинопироксена. По этим параметрам породы северозападного фланга месторождения (структура «pull-apart») и породы южного и юго-восточного фланга (структура «gash») отличаются между собой. В качестве возможного варианта интерпретации нами предполагается модель порционного заполнения интрузивной камеры «кашеобразной» фоидитовой магмой, содержащей субликвидусные кристаллы нефелина. Поступление магматического расплава происходило из подводящего канала на южном фланге месторождения и сопровождалось возникновением конвекционных гравитационных и тепловых потоков с образованием объемноячеистой макроритмичности, присущей уртитам более крупного северо-западного фрагмента интрузивной камеры (структура «pull-apart»), которая формировалась в условиях одноактного поступления магмы. Предполагаемая модель является генетической основой для статистической оценки качества руд и позволяет прогнозировать наличие горизонтов пород, насыщенных рудными минералами (сульфидами).

Характер распределений большинства петрогенных и рассеянных элементов в породах массива относительно коэффициента магнезиальное™ указывают на особые процессы при дифференциации щелочно-базитовой магмы, предполагающие автономную кристаллизацию фоидитового и базитового расплавов.

В ряду габброидов от пойкилитовых к трахитоидным и дайковым разновидностям, отражающим временную последовательность становления и степень фракционирования, закономерно возрастают концентрации высокозарядных и литофильных элементов (Ti, Y, Zr, REE, К, Р, Sr, U, Th) и снижение значений Са0/А1203. Уртиты, относительно своих поздних дериватов - ийолитов и микроийолитов, заметно обеднены большинством магматофильных компонентов (HFSE), что подтверждает их кумулятивную природу.

В целом, вариации петро- и геохимических параметров изученных пород позволяют рассматривать их в качестве продуктов частичного плавления умеренно деплетированного гранатсодержащего мантийного субстрата. При этом для резко недосыщенной кремнеземом фоидитовой магмы предполагается более низкая степень плавления и, вероятно, иной флюидный режим.

Сопоставление геохимических параметров исследуемых фоидолитов и базитов с их петрографическими аналогами из типоморфных рифтогенных провинций, таких как Маймеча-Котуйская, Кольская, Восточно-Африканская и Центрально-Германская, выявляет заметное обеднение пород Кия-Шалтырского и других щелочно-габброидных массивов Кузнецкого Алатау большинством рассеянных элементов, прежде всего HFSE (Zr, Hf, Nb, Та, Th, LREE). По ряду индикаторных отношений Ce/Y, La/Nb, Th/Yb и Ta/Yb габброиды изученного объекта соответствуют обогащенным базальтам срединно-океанических хребтов (E-MORB), а в некоторых случаях и N-MORB типу (по значениям Zr/Nb). Фигуративные точки уртитов и ийолитов в целом тяготеют к плюмовому источнику OIB, однако для них наблюдается смещение от композиционных полей «рифтогенных» нефелинитов по направлению к компоненту E-MORB и в область магматитов активных континентальных окраин.

Учитывая повышенную глиноземистость и пониженную титанистость щелочных и субщелочных пород Кузнецкого Алатау, наблюдаемые соотношения некогерентных элементов, при относительном обогащении стронцием, ураном и калием, свидетельствуют о сложной геодинамической палеообстановке их формирования, допускающей конвергенцию признаков островодужного, окраинно-континентального и внутриплитного магматизма. Примером такого сложного сочетания тектонических режимов, инициирующих магматическую деятельность, может служить современная активная континентальная окраина калифорнийского или средиземноморского типов. Благодаря косой ориентировке аккретирующих литосферных блоков, здесь, на фоне общего сжатия, создаются условия для сдвиговых деформаций и возникновения глубокопроникающих локальных зон растяжения, контролирующих дискретное проявление магматизма повышенной щелочности (Гертнер и др., 2002).

Результаты Sm-Nd и Rb-Sr датирования свидетельствуют о завершении основного магматического этапа в истории формирования Кия

Шалтырского плутона на рубеже 406±2 млн. лет. Первичные параметры

18 изотопного состава Nd, Sr, рассчитанные на этот возраст, и значения 5 О в исследуемых породах подтверждают их образование из исходных мантийных магм. Близкий диапазон значений sNd(T) (от +5,23 до +4,83) в базитах и фоидолитах массива предполагает единую природу глубинного источника, в качестве которого, возможно, выступал умеренно деплетированный мантийный домен типа PREMA с локальным участием метасоматизированной литосферной мантии. Широкие вариации sSr(T) (от+10,93 до +32,81) и повышенная величина 5180 (от 8,0 до 10,2%о) свидетельствуют об активном взаимодействии родоначальных расплавов с веществом земной коры, которое могло происходить как на уровне их генерации, так и при дальнейшей эволюции в верхних горизонтах литосферы. Одним из возможных механизмов селективной коровой контаминации в процессе аплифтинга глубинных магм является термальная мобилизация богатых Sr рассолов, законсервированных в кембрийских осадочных толщах (Покровский, 2000; Vrublesky et al., 2002).

Основными факторами, определявшими динамику формирования и специфику вещественного состава щелочного магматизма региона, следует считать начало девонского литосферного растяжения, малую мощность субконтинентальной коры, а также энергию поднимающегося плюма. Для северо-восточной части Кузнецкого Алатау, где площадь проявления щелочных пород ограничена в пределах 4500 км2, можно предполагать существование мелкомасштабного ответвления от главного, проецирующегося в область Минусинских котловин, плюма, который, в основном, контролировал становление интрузий горячегорского комплекса. Такое предположение согласуется с существующими представлениями о развитии ранне-среднепалеозойского базитового магматизма на территории Северной Азии под воздействием на литосферу мантийного суперплюма, в составе которого доминировал материал типа PREMA (Ярмолюк, Коваленко, 2003).

Основные тезисы предложенной модели формирования габбро-уртитовой ассоциации Кия-Шалтырского плутона были положены в основу четырех защищаемых положений.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Войтенко, Дмитрий Николаевич, Томск

1. Алабин JI.B., Калинин Ю.А. Металлогения золота Кузнецкого Алатау. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1999. -237 с.

2. Андреева Е.Д. Щелочной магматизм Кузнецкого Алатау. М.: Наука, 1968.-169 с.

3. Анциферов А.С. Гидрогеология древнейших нефтегазоносных толщ Сибирской платформы.-М.: Недра, 1989. 176 с.

4. Бабин Г.А., Борисов С.М., Токарев В.Н. и др. Легенда Кузбасской серии государственной геологической карты Российской Федерации м-ба 1:200 000 (2-е изд.). Т. 1-3. Объяснит. Записка. Новокузнецк: ОФ ФГУГП "Запсибгеолсъемка". 1999. - 426 с.

5. Базаров Л.Ш., Гордеева В.И., Шевченко B.C., Петрушин Е.И. Экспериментальное моделирование процессов массовой кристаллизации в объеме плоской камеры // Петрология. -2002. № 5. Т. 10. С. 532-542.

6. Белостоцкий И.И., Зоненшайн Л.П., Красильников Б.Н. Тектоническое районирование и закономерности формирования Алтае-Саянской складчатой области // БМОИП. Отд. геол. 1965. Т. 34. Вып. 6. - С. 3-22.

7. Берзин Н.А., Кунгурцев Л.В. Геодинамическая интерпретация геологических комплексов Алтае-Саянской области // Геология и геофизика. -1996. № 1.-С. 63-81.

8. Бозин А.В. Петрология Кия-Шалтырского, Кургусульского и Горячегорского массивов (Кузнецкий Алатау: Автореф. дис. . канд. геол.-минерал. наук. Красноярск, 1968.-35 с.

9. Борисов С.М., Дубский B.C. Геодинамическая эволюция восточной части Мартайги (Кузнецкий Алатау) // Геодинамика Южной Сибири. -Томск, 1994. С. 22-24.

10. Буслов М.М., Террейновая тектоника и геодинамика складчатых областей мозаично-блокового типа (на примере Алтае-Саянского и Восточно-Казахстанского регионов): Автореф. дис. д-ра геол.-мин. Наук. Новосибирск, 1998. 44 с.

11. Владимиров А.Г., Козлов М.С., Шокальский С.П. и др. Основные возрастные рубежи интрузивного магматизма Кузнецкого Алатау, Алтая и Калбы (по данным U-Pb изотопного датирования) // Геология и геофизика. -2001.-№8.-С. 1149-1170.

12. Кия-Шалтырского плутона (Кузнецкий Алатау) // Геологи XXI века: Тез. Всеросс. научн. конф. Саратов: Изд-во СО ЕАГО, 2003. С. 28-31.

13. Войтенко Д.Н. Микроструктурный анализ нефелина из уртитов Кия-Шалтырского плутона (Кузнецкий Алатау) // Проблемы геологии и освоения недр. Тр. междунар. науч. симп. им. Ак. М. А. Усова. Томск: Изд-во НТЛ, 2002. С. 73.

14. Войтенко Д.Н., Гертнер И.Ф., Врублевский В.В., Сазонов A.M. Структурные аспекты локализации уртитового тела Кия-Шалтырского плутона // Петрология магматических и метаморфических комплексов. Вып. 2. Матер, научн. конф. Томск: ЦНТИ, 2001. С. 197-201.

15. Войтенко Д.Н., Селятицкий А. М. Минералогические свидетельства латеральной неоднородности уртитов Кия-Шалтырского плутона (Кузнецкий Алатау) // Тез. докл. Второй Сибирской межд. конф. молодых ученых по наукам о Земле. Новосибирск, 2004. С. 36-37.

16. Врублевский В.В. Петрология карбонатитовых комплексов консолидированных складчатых областей (на примере Южной Сибири и Тянь-Шаня): Автореф. дис.доктора геол.-мин. наук. Новосибирск, 2003. -40 с.

17. Врублевский В.В., Гертнер И.Ф., Войтенко Д.Н. Изотопное датирование щелочных комплексов Кузнецкого Алатау и Горного Алтая. Отчет о НИР / Том. гос. ун-т. № ГР 01200215452; Инв. №02200206297. - Томск, 2002. -65 с.

18. Врублевский В.В., Гертнер И.Ф, Войтенко Д.Н. Хронология и источники щелочно-базитового магматизма Кузнецкого Алатау // Петрография XXI век: Мат. Петрографического совещ. Т.2. Апатиты: Кольский научный центр РАН . 2005. С. 58-60.

19. Врублевский В.В., Гертнер И.Ф., Журавлев Д.З., Макаренко Н.А. Sm-Nd-изотопный возраст и природа источника ассоциации щелочных основных пород и карбонатитов Кузнецкого Алатау // Докл. РАН. 2003. Т. 391,-№3,-С.378-382.

20. Врублевский В.В., Кулешов В.Н. Изотопный состав и происхождение карбонатитов Верхнепетропавловского массива (Кузнецкий Алатау) // Докл. АН СССР. 1988. Т. 298. - № 5. -С. 1214-1218.

21. Вульф М.В. Неоднородность химического состава нефелиновой руды и золотоплатиноносность Кия-Шалтырского месторождения // Автореф. дис. . канд. геол.-минерал. наук. Красноярск, 2003. - 17 с.

22. Галахов А.В. Рисчорриты Хибинского щелочного массива. M.-JL: АН СССР, 1959.-170 стр.

23. Гольцман Ю.В., Кононова В.А., Баирова Э.Д., Шанин JT.JL Генезис уртитовых руд Кия-Шалтырского месторождения по данным изотопного состава стронция //Докл. АН СССР. 1978. Т. 242. -№ 4. - С. 924-927.

24. Гончаренко А.И. Петроструктурная эволюция альпинотипных гипербазитов. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1989. -398 с.

25. Гринев О.М. О механизме формирования грабеновых структур северной части Кузнецкого Алатау // Вопросы геологии Сибири. Вып. 2. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1994. С. 237-259.

26. Гринев О.М. Эволюция щелочно-габброидного магматизма Кузнецкого Алатау: Автореф. дис. канд. геол.-минер. наук. -Томск, 1990. -19 с.

27. Данилович В.Н. Метод поясов в исследовании трещиноватости, связанной с разрывными смещениями: Метод, руководство. Иркутск: Иркутское кн. изд-во, 1961. -46 с.

28. Девонские рифтогенные формации юга Сибири / Парначев В.П., Вылцан И.А., Макаренко Н.А. и др. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1996.-239 с.

29. Добрецов H.JL, Кочкин Ю.Н., Кривенко А.П., Кутолин В.А. Породообразующие пироксены. -М.: Наука. 1971. -454 с.

30. Довгаль В.Н., Широких В.А. История развития магматизма повышенной щелочности Кузнецкого Алатау. Новосибирск: Наука. 1980.-215 с.

31. Долгушин С.С. Кузнецко-Алатауский глубинный разлом и связь с ним метаморфизма и гранитоидного магматизма // Изв. АН СССР. Сер. Геол., -1969.-№2.-С. 96-104.

32. Дроздов Б.В. К вопросу о формировании уртитов Кия-Шалтырского месторождения (Кузнецкий Алатау) // Нефелиновое сырье. М.: Наука, 1978. С. 71-74.

33. Дроздов Б.В. Нефелиновые интрузивные и эффузивные породы Кузнецкого Алатау // Советская геология. 1990. - № 11. - С. 85-96.

34. Дроздов Б.В. Эволюция щелочного магматизма Кузнецкого Алатау и глиноземные нефелиновые руды. // Магматизм и эндогенная металлогениязападной части Алтае-Саянской складчатой области. Новокузнецк, 1987. С. 47-48.

35. Дроздов Б.В., Чайко В.Я. Структура и генезис Кия-Шалтырского нефелинового месторождения. Фонды ФГУГП Кузбасс. Новокузнецк: ТФГИ, 1972.

36. Елисеев Н.А. Структурная петрология. -JT.: Изд-во ЛГУ, 1953.-309 с.

37. Жданов В.В., Станкевич Е.К. О щелочных габброидах восточного склона Кузнецкого Алатау // Петрографический сборник. Л.: ВСЕГЕИ, -1962. Т. 73,-№4.- С. 61-70.

38. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.М. Тектоника литосферных плит территории СССР. В 2-х книгах. Кн. 1. -М.: Недра, 1990.-328 с.

39. Иванкин Г.А., Коптев И.И. и др. К стратиграфии древних толщ восточного склона Кузнецкого Алатау // Материалы по минералогии, петрографии и полезным ископаемым Западной Сибири и Красноярского края. Томск: Изд. ТГУ, 1965. Вып. 3. С. 200-213.

40. Казаков А.Н. Динамический анализ микроструктурных ориентировок минералов. Л.: Наука, 1987.-272 с.

41. Клюшкина A.M., Прусевич A.M., Скобелев Ю.Д. Кия-Шалтырский плутон щелочных габброидов // Материалы по геологии Западной Сибири. -М.: Госгеолтехиздат, 1963. С. 46-77.

42. Кононова В.А. Якупирангит-уртитовая серия щелочных пород. М.: Наука, 1976.-215 с.

43. Континентальный рифтогенез и пострифтовые бассейны седиментации в геологической истории Южной Сибири / В.П. Парначев, И.А. Вылцан, Н.А. Макаренко и др. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1996. - 110 с.

44. Корреляция магматических и метаморфических комплексов западной части Алтае-Саянской складчатой области / Под ред. А.Ф. Морозова. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал "Гео". 2000. 187 с.

45. Кортусов М.П. Палеозойские интрузивные комплексы Мариинской Тайги (Кузнецкий Алатау). Т. 1. Томск: изд-во Томского ун-та, 1967. -163 с.

46. Кортусов М.П., Макаренко Н.А. Некоторые дискуссионные вопросы изучения щелочных пород северной части Кузнецкого Алатау // Щелочные и субщелочные породы Кузнецкого Алатау. Томск. 1987. С. 3-15.

47. Костюк В.П. Минералогия и проблемы генезиса изверженных пород Сибири.-М.: Наука, 1974.-247 с.

48. Краснова Т.С. Петрология ультрамафитовых массивов гор Северно-Зеленой и Бархатной (Кузнецкий Алатау): Автореф. дис . канд. геол.-минер. наук. Томск, 2005. - 18 с.

49. Кузнецов В.А. Геотектоническое районирование Алтае-Саянской области // Вопросы геологии Азии. -М.: АН СССР, 1954. Т. 1. С. 202-227.

50. Кузнецов Ю.А. Главные типы магматических формаций. М.: Недра, 1964.-387 с.

51. Кухаренко А.А. Палеозойский комплекс ультраосновных и щелочных пород Кольского п-ова и связанные с ним редкометальные месторождения // ЗВМО. 1958. Ч. 87. № 3. С. 305-314.

52. Лепезин Г.Г. Метаморфические комплексы Алтае-Саянской складчатой области. Новосибирск: Наука, 1978. -229 с.

53. Макаренко Н.А., Кортусов М.П. Петрология габбро-сиенит-нефелинсиенитовой ассоциации Мариинской Тайги. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1991. - 310 с.

54. Макаренко Н.А., Осипов П.В., Гринев О.М. и др. К методике поисков невскрытых нефелиновых рудных тел в Кузнецком Алатау // Магматизм и эндогенная металлогения западной части Алтае-Саянской складчатой области. Новокузнецк: НТО "Горное", 1987. С. 42-44.

55. Макаренко Н.А., Осипов П.В., Гринев О.М., Номоконова Г.Г., Рихванов Л.П. Геолого-геофизические особенности рудоносных щелочно-габброидных массивов Мариинской тайги и критерии контроля нефелинового оруденения. ВИНИТИ. №3605-В88. 1988. 180 с.

56. Марков В.Н. Нижнедевонский щелочной вулканизм северной части Кузнецкого Алатау // Химизм магматических формаций Сибири. -Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1984. С. 138-139.

57. Марков В.Н., Косоруков А.П. О нижнедевонском возрасте горячегорского комплекса (северо-восточная часть Кузнецкого Алатау) // Щелочные и субщелочные породы Кузнецкого Алатау). Томск: Изд-во Томского ун-та, 1987. С. 97-99.

58. Мегакомплексы и глубинная структура земной коры Алтае-Саянской складчатой области / B.C. Сурков, В.П. Коробейников, А.В. Абрамов и др. -М.: Недра, 1988.-195 с.

59. Милановский Е.Е. Рифтовые зоны континентов. -М.: Недра, 1976. -280с.

60. Минералы: Справочник / Гл. редактор Ф.В. Чухров. М: Наука, Т. 3. Вып. 2. 1981.-614с.

61. Минин В.А., Гринев О.М. Распределение РЗЭ в нефелине и некоторые вопросы генезиса нефелинсодержащих пород Саяно-Алтайской горной области // Вопросы геологии и палеонтологии Сибири: Сборник трудов. -Томск: Изд-во НТЛ, 1997. С. 149-154.

62. Моссаковский А.А. Тектоническое развитие Минусинских впадин и их горного обрамления в докембрии и палеозое. -М.: Госгеолтехиздат, 1963. -215 с.

63. Мостовской А.И. Условия формирования щелочных массивов и связанных с ними нефелиновых руд в кузнецком Алатау // Нефелиновое сырье. -М.: Наука, 1978. С. 66-70.

64. Мусатов Д.И., Тарков А.П. Тектоническое строение центральной части Саяно-Алтайской области / Материалы по геологии и полезным ископаемым Красноярского края. Вып. 2. Красноярск, 1961. С. 169-187.

65. Николаев П.Н. Методика статистического анализа трещин и реконструкция полей напряжений // Изв. ВУЗов. Геология и разведка. -1977.-№ 12.- С. 103-115.

66. Осипов П.В., Макаренко Н.А., Корчагин С.А., Гертнер И.Ф., Гринев О.М. Новый щелочно-габброидный рудоносный массив в Кузнецком Алатау // Геол. и геофиз. 1989. - № 11. - С. 79-82.

67. Офиолитовая ассоциация Кузнецкого Алатау (на примере Среднетерсинского массива) / А.И. Гончаренко, П.П. Кузнецов, В.А. Симонов, А.И. Чернышов. Новосибирск: Наука, 1982. - 105 с.

68. Парначев В.П., Гертнер И.Ф., Краснова Т.С., Врублевский В.В., Войтенко Д.Н., Тишин П.А. Структурная эволюция ультрамафит-мафитовых ассоциаций как отражение тектонических процессов в складчатых областях // Доклады АН ВШ РФ. 2005. № 1 (4). С. 103-112.

69. Парначев В.П., Макаренко Н.А. О палеозойском щелочном магматизме Кузнецкого Алатау // Магматизм и геодинамика Сибири. Томск: ЦНТИ. 1996. С. 35-36.

70. Парначев В.П., Смагин А.Н. О составе продуктов, условиях проявления и металлогении девонского вулканизма северо-западной части Восточного

71. Саяна // Обзорные вулканологические карты и металлогеническая специализация вулканических областей. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1985. С. 91-107.

72. Пиннекер Е.В. Рассолы Ангаро-Ленского артезианского бассейна. М.: Наука, 1968.- 332 с.

73. Пинус Г.В., Кузнецов В.А., Волохов И.М. Гипербазиты Алтае-Саянской складчатой области.-М.: Госгеолтехиздат, 1958.-295 с.

74. Платиноносные щелочно-ультраосновные интрузии Полярной Сибири / A.M. Сазонов, Е.А. Звягина, С.И. Леонтьев и др. Томск: ЦНТИ, 2001. -510с.

75. Покровский Б.Г. Коровая контаминация мантийных магм по данным изотопной геохимии. (Тр. ГИН РАН; Вып. 535). -М.: Наука, 2000. -228 с.

76. Покровский Б.Г., Андреева Е.Д., Врублевский В.В., Гринев О.М. Природа контаминации щелочно-габброидных интрузий южного обрамления Сибирской платформы по данным изотопии стронция и кислорода // Петрология. 1998. Т. 6. - № 3. - С. 259-273.

77. Покровский Б.Г., Виноградов В.И. Изотопные исследования щелочных пород средней и западной Сибири // Изотопная геохимия и космохимия. -М.: Наука, 1990. С. 114-159.

78. Покровский Б.Г., Врублевский В.В., Гринев О.М. Изотопный состав стронция и кислорода в щелочно-габброидных интрузиях севера Кузнецкого Алатау // Тез. докл. XII Всесоюз. симпоз. по стабильным изотопам в геохимии. -М., 1989. С. 33.

79. Покровский Б.Г., Врублевский В.В., Гринев О.М. Роль вмещающих пород в формировании щелочно-габброидных интрузий севера Кузнецкого Алатау по изотопным данным // Изв. АН СССР. Сер. геологич. 1991. -№8.-С. 81-94.

80. Прусевич A.M. Закономерности размещения нефелиновых месторождений в Кузнецко-Алатауской провинции // Нефелиновое сырье. -М.: Наука, 1978. С. 56-61.

81. Прусевич A.M. Кия-Шалтырское месторождение уртитов // Бюлл. НТИ. №2(19). 1959.

82. Родыгин А.И. Методы стрейн-анализа: Учебное пособие. Томск: Том. ун-т, 1996.-170 с.

83. Родыгина В. Г. Минералогия Кия-Шалтырского массива. Томск: изд-во Томского гос. ун-та, 1980. - 159 с.

84. Родыгина В.Г., Гринев О.М. Нефелин-пироксен-пирротиновые и пироксен-пирротиновые породы Кия-Шалтырского массива (Кузнецкий Алатау) // Зап. всесоюз. минерал, общ. 1988. Ч. CXVII. Вып. 6. - С. 668674.

85. Сазонов A.M., Гринев О.М., Шведов Г.И., Алгебраистова Н.К., Рюмин А.И., Алексеева Е.А., Бухаров В.А. Благороднометальная рудоносность Кия-Шалтырского габбро-уртитового плутона // Руды и металлы. 1996, № 1. - С. 17-24.

86. Сазонов A.M., Леонтьев С.И., Гринев О.М., Звягина Е.А., Чекушин B.C., Бетхер М.Я. Геология и золотоплатиноносность нефелиновых пород Западной Сибири. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2000. -248 с.

87. Самсонова Н.С. Минералы группы нефелина. -М.: Наука, 1973. 144 с.

88. Симакин А.Г., Эпельбаум М.Б. Экспериментальное изучение процессов сопряженной дегазации и кристаллизации магматических расплавов //

89. Экспериментальное и теоретическое моделирование процессов минералообразования.-М.: Наука, 1998. С. 56-70.

90. Симонов В.А. Петрогенезис офиолитов. Новосибирск, 1993.-248 с.

91. Тектоника и глубинное строение Алтае-Саянской складчатой области // B.C. Сурков, О.Г. Жеро, Д.Ф. Уманцев и др. -М.: Недра, 1973.-144 с.

92. Трубицин В.П., Харыбин Е.В. Конвекция в магматических камерах, вызванная инверсией распределения по глубине осаждающихся кристаллов // Физика Земли. 1997. - № 5. - С. 47-52.

93. Фор Г. Основы изотопной геологии. -М.: Мир, 1989.-590 с.

94. Френкель М.Я. Тепловая и химическая динамика дифференциации базитовых магм. -М.: Наука, 1995.-240 с.

95. Хоментовский В.В. Структурно-фациальные зоны нижнего кембрия и рифея юго-западного обрамления Сибирской платформы // Изв. АН СССР. Сер. геол., 1959. - № 10. - С. 42-49.

96. Шацкий B.C. Условия минералообразования в кийском габбро-сиенитовом комплексе (Кузнецкий Алатау) // Автореф. дис. . канд. геол.-минерал. наук. Новосибирск. 1975.-30 с.

97. Шипицын В.А. Стратиграфия и палеонтология верхнего протерозоя восточной части Кузнецкого Алатау: Автореф. дис. . канд. Геол.-мин. Наук. Тохмск, 1975.- 16 с.

98. Элдер Дж. Количественное лабораторное изучение динамических моделей магматических интрузий / Механизм интрузий магмы. -М.: Мир, 1972.-С. 213-229.

99. Ярмолюк В.В., Коваленко В.И. Глубинная геодинамика, мантийные плюмы и их роль в формировании Центрально-Азиатского складчатого пояса // Петрология. -2003. Т. 11, № 6, - С. 556-586.

100. Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Кузьмин М.И. Северо-Азиатсткий суперплюм в фанерозое: магматизм и глубинная геодинамика // Геотектоника. -2000. № 5. - С. 3-29.

101. Ярошевич В.М. Стратиграфия синийских и кембрийских отложений Батеневского кряжа, хр. Азыртал и бассейна р. Белый Июс. Новосибирск: Изд. СО АН СССР, 1962. - 186 с.

102. Carmichael J.S.A., Nicholls J., Smith A.L. Silica activity in igneous rocks. American Mineralogist. Vol. 55. 1970. - P. 242-264.

103. Barth T.F.W. Additional data for the two feldspar geothermometer // Litos. V. 1. № 4. 1963. - P. 305-306.

104. Bonczar L.J., Barsch G.R. Elastic and thermoelastic constants of nepheline // J. Appl. Physics. Vol. 46(10). 1975 - P. 4339-4340

105. Boynton, W.V., 1984. Geochemistry of the rare earth elements: meteorite studies // Rare Earth Element Geochemistry / Ed. Henderson P. Amsterdam: Elsevier. P. 63-114.

106. Donnay G., Schairer J.F., Donnay J.D.H. Nepheline solid solutions // Miner. Mag. V. 32. № 245 1959. - P. 93-109.

107. Franz G., Steiner G., Volker F., Pudlo D. Plume related alkaline magmatism in central Africa—the Meidob Hills (W Sudan) // hemical Geology. V. 157 -1999-P. 27-47.

108. Furman Т., Graham D. Erosion of lithospheric mantle beneath the East African Rift system: geochemical evidence from the Kivu volcanic province. Lithos. V. 48 1999 - P. 237-262.

109. Hartmann, G., Wedepohl, K.H., 1990. Metasomatically altered peridotite xenoliths from the Hessian Depression (Northwest Germany). Geochim. Cosmochim. Acta. V. 54 P. 71-86.

110. James D.E. The combine use of oxygen and radiogenic isotopes as indicators of crustal contamination // Annual Rev. Earth Planet. Sci. V. 9. — 1981. —P. 311344.

111. Javoy M. Stable isotope and geothermometry // J. Geol. Soc. London. V. 133. N. 6.- 1977.-P. 609-636.

112. Kogarko L.N. Ore-forming potential of alkaline magmas. Lithos. Vol. 26. № 1/2.- 1990.-P. 167-175.

113. Maitre R.W., Bateman P., Dudek A. et al. A classification of igneous rocks and glossary of terms. Oxford: Blackwell, 1989. - 193 p.

114. Naslung H.R., McBirney A.R. Mechanisms of Formation of Igneous Layering / Layered Intrusions. 1996. P. 1-44.

115. Ramsay J.G. The geometry of conjugate fold systems // Geol. Mag. Vol. 99. №6.- 1962.-P. 516-526.

116. Shaw, D.M. Trace element fractionation during anatexis // Geochim. Cosmochim. Acta. V. 34 1970. - P. 237-243.

117. Sun S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Magmatism in the ocean basins / Eds. Saunders A.D.&Norry M.J. Geol. Soc. Special Publ. № 42. -1989.-P. 313-345.

118. Taylor H.P. The effect of assimilation of rocks by magmas: ,80/l60 and 87Sr/86Sr systematics in igneous rocks // Earth Planet. Sci. Lett. V. 47. № 2. -1980.-P. 243-254.

119. Taylor H.P., Sheppard P.M.N. Igneous rocks: I. Processes of isotopic fractionation and isotope systematics // Reviews in Mineralogy. V. 16. 1986. -P. 227-271.

120. Tuttle O.F, Smith J.V. The nepheline-kalsilite system. II. Phase relations // Amer. J. Sci. V. 256. 1958 - P. 571-589.

121. Veksler I.V.„ Teptelev M.P. Conditions for cristallization and concentration of perovskite-type minerals in alkaline magmas. Lithos. Vol. 26. № 1/2. 1990. -P.-177-189.

122. Vrublevsky V.V., Gertner I.F., Voitenko D.N. Oxygen isotope ratios in alkaline basites from Kuznetsky Alatau ridge (South Siberia) // Geochim.

123. Cosmochim. Acta. V. 66. № 15a (SI). Twelfth Goldschmidt Conference Abstracts.-2002-P. A813.

124. York D. Least squares fitting of straight line // Can. J. Phys. V. 44. 1966. -P. 1079-1086.

125. Zi-Fu Zhao, Yong-Fei Zheng. Calculation of oxygen isotope fractionation in magmatic rocks. Chemical Geology. 2003, № 193. - P. 59- 80.

126. Zindler, A., Hart, S.R., Chemical Geodynamics // Annu. Rev. Earth Planet. Sci. V. 14- 1986-P. 493-571.

Информация о работе

Войтенко, Дмитрий Николаевич
кандидата геолого-минералогических наук
Томск, 2007
ВАК 25.00.04

Диссертация

Петрология Кия-Шалтырского массива - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы