Расслоенные интрузивы

27.05.2020

Расслоенные интрузивы образуют две группы по вещественному составу преобладающих габброидов: обогащенные калием (Восточно-Хабарнинский) и бедные калием (Кокпектинский и Аккермановско-Кирпичнинский) массивы. Обе группы характеризуются связью с мантийными тектонитами, но в их геологическом положении имеются существенные различия.

Восточно-Хабарнинский дунит-клинопироксенит-вебстерит-габбровый массив залегает, как следует из его названия, в восточной части Хабарнинского гарцбургитового массива и, по данным ряда исследователей, вместе с гарцбургитами находится в перевернутом положении. Массив подробно описан в отдельной работе. Он имеет многофазное строение и сложен, как минимум, четырьмя крупными залежами (снизу вверх в современном залегании): габбро-норитовой, вебстеритовой, клинопироксенитовой и верлит-дунитовой (рис. 3.5). Строение массива в целом сходно с опрокинутым стандартным расслоенным интрузивом, но анализ строения каждой залежи в отдельности позволяет усомниться в справедливости этого положения.

Минеральный состав главных разновидностей пород (обозначения минералов по: The nomenclature, цифры у индексов железомагнезиальных силикатов - железистость = 100Fe/(Fe + Mg), у плагиоклаза - содержание анортита) следующий: дунит - Ol8-40, Ol15-18, Cpx5, Cr; клинопироксенит - Ol10-40, Cpx5-25, Bt25, Hbl30, Cr, Mt; вебстерит - Cpx2540, Opx30, Hbl30, Pl80-40, Mt (±Оr); габбро-норит - Cpx3045, Opx35-40, Hbl40-40, Bt40-40, Pl60-40, Mt, Or.

Габбро-нориты и вебстериты характеризуются нормальной для расслоенных базитов скрытой геохимической зональностью, которая согласуется с моделью магматического фракционирования: снизу вверх в них уменьшается содержание никеля, возрастает концентрация титана, иттрия, увеличивается железистость, тогда как клинопироксенитовая и верлит-дунитовая залежи имеют противоположные тренды. Показательно поведение натрия в габброноритах, содержание которого отчетливо растет снизу вверх и отражает рост щелочности и лейкократовости в ходе эволюции, что свойственно трендам кристализационной дифференциации базитов.

Важно отметить, что выявленные тренды изменения состава габбро-норитов основной залежи прослеживаются и в телах габбро-норитов среди вебстеритов, что свидетельствует о связи этих тел с верхними зонами магматической камеры, заполненной габбро-норитовым расплавом. Габбро-нориты содержат ксенолиты контактирующих с ними на востоке амфиболитов и образуют в них дайки, а вебстериты, в свою очередь, образуют дайки в вышезалегающих пироксенитах, дунитах, гарцбургитах и амфиболитах.

Тренды поведения всех элементов в залежах, сложенных оливиновыми клинопироксенитами и верлитами и дунитами, не противоречат представлению об их опрокинутом залегании. Таким образом, вопрос о тектоническом положении Восточно-Хабарнинского массива в целом и его отдельных составляющих остается открытым.

Породы Восточно-Хабарнинского массива характеризуются повышенным содержанием калия и крупноионных литофильных элементов (КИЛЭ) (табл. 3.1), а также отрицательным наклоном трендов распределения РЗЭ (рис. 3.6) с LаN/LuN>2. Эти тренды в габбро-норитах и вебстеритах сходны, а в области средних и тяжелых РЗЭ - идентичны. Породы клинопироксенитовой залежи отличаются в 5-10 раз более низким содержанием РЗЭ. Распределение редких элементов характеризуется наличием положительных аномалий Sr, P и отрицательных - Zr, Nb. Вещественный состав пород (см. табл. 3.1) свидетельствует о принадлежности магматического источника к континентальной литосфере.


Восточно-Хабарнинский массив сопровождается небольшими кольцевыми интрузивными дунит-верлит-клинопироксенит-габбро-гранитоидными телами в гарцбургитах, которые выделены в молостовский комплекс. В отличие от габбро-норитов Восточно-Хабарнинского расслоенного массива, производных маловодного расплава, которые содержат роговую обманку только в качестве позднего минерала, габброиды молостовского комплекса - это продукты кристаллизации более богатой водой магмы, и поэтому роговая обманка в них выделяется на раннем этапе в парагенезисе с клинопироксеном.

Жильная фация восточно-хабарнинского и молостовского комплексов представлена редкими дайками клинопироксен-роговообманковых ортоклазсодержащих габброидов. Одна из таких даек зафиксирована в контактирующем на севере с хабарнинскими гарцбургитами блоке континентальной коры, представленном андезитоидными вулканитами и ультракалиевыми риолитами. Эта дайка, рассекая и гарцбургиты, и вмещающие их породы, как бы «сшивает» гарцбургитовый аллохтон с его континентальным окружением (рис. 3.7). Минеральный состав габброидов Восточно-Хабарнинского массива, молостовского комплекса и преимущественно роговообманковых жильных габбро несколько различен, однако содержание петрогенных и редких элементов в них практически тождественно (рис. 3.8). Это обстоятельство свидетельствует о близком составе субстрата габброидов и близких геодинамических условиях их формирования. Особенности состава и геологическое положение пород однозначно указывают на их формирование после обдукции гарцбургитов (офиолитов) в структуры континентальной коры.


Аккермановский и Кирпичнинский массивы прорывают и перекрывают аллохтонные пластины сложно построенного Хабарнинского офиолита (см. рис. 3.1). По всей вероятности, они представляют собой части единого интрузива, эродированного над Хабарнинским гарцбургитовым массивом и сохранившегося в его краевых частях.

Наиболее полно сохранился Кирпичнинский фрагмент массива, который представлен расслоенным верлит-клинопироксенит-габбро-плагиогранитоидным интрузивом и примыкающей к нему с запада зоной параллельных диабазовых даек и базальтов. Нижняя (восточная) часть Кирпичнинского массива сложена крупнозернистыми битовнитовыми оливиновыми габбро-норитами, перемежающимися с оливиновыми вебстеритами и клинопироксенитами. Контакт этой части массива с серпентинизированными гарцбургитами отчетливо интрузивный. В контактовой зоне шириной около 200 м гарцбургиты превращены в антигоритовые серпентиниты и интрудированы многочисленными телами, часто расслоенными, плагиоклазовых оливиновых вебстеритов и оливиновых габбро-норитов (см. рис. 3.4, а), которыми сложена нижняя часть Кирпичнинского массива.

Силлоподобный интрузив оливиновых габбро-норитов выявлен нами в подошве Аккермановского массива среди слюдисто-кремнистых сланцев, залегающих под Хабарнинским гарцбургитовым массивом в эрозионном окне, расположенном в северной части массива (см. рис. 3.4, б). Наличие этого интрузива, имеющего, по-видимому, форму сипла, является однозначным доказательством формирования Аккермановского массива после обдукции офиолитов на кору субконтинентального типа. В отличие от тектонически аллохтонного Хабарнинского гарцбургитового массива и Кирпичнинский, и Аккермановский массивы имеют интрузивные контакты с подстилающими гарцбургитами и вмещающими их породами. Интрузивная природа массива подтверждается и трендом изменения вещественного состава пород, в которых в полном соответствии с моделью магматического фракционирования лейкократовость и кремнекислотность увеличиваются снизу вверх (рис. 3.9). Нижняя зона Кирпичнинского массива мощностью около 300 м сложена преимущественно оливиновыми габбро-норитами, которые перемежаются с оливиновыми клинопироксенитами, верлитами и дунитами.

Снизу вверх количество ультрамафитовых прослоев сокращается, оливиновые габбро сменяются двупироксеновыми (габбро-норитами). Содержание анортита в плагиоклазе габброидов снизу вверх уменьшается от An90 до An70, железистость (Fe/(Fe + Mg)) ортопироксена возрастает от 0.15 до 0.28. Мощность вышележащей габбро-норитовой зоны 500-600 м. Она перекрывается пироксен-роговообманковыми габбро и габбро-диабазами с жилами и небольшими интрузивными телами роговообманковых диоритов, тоналитов и трондьемитов, количество которых увеличивается вверх по разрезу. Эти породы образуют верхнюю зону массива. Плагиоклаз в габбро и габбро-диабазах (Аn50-30) становится более кислым по сравнению с габбро-норитами (An60-40), железистость роговой обманки составляет около 0.4. Габбро-диабазы комагматичны породам субвулканической части разреза, сложенной зоной параллельных диабазовых даек и пиллоу-лавами. Состав пород приведен в табл. 3.2.


Изменение некоторых параметров состава пород расслоенной части интрузива горы Кирпичной показано на рис. 3.9. Железистость ультрамафит-мафитовой части разреза плавно возрастает снизу вверх от 0.15 до 0.55, а нормативное содержание железомагнезиальных минералов (степень меланократовости), выраженное через величину MgO' = 0.5FeO + 0.55Fe2O3 + MgO, столь же плавно снижается. Гранитоидная часть интрузива образует свой собственный тренд пониженной меланократовости и железистости (только для гранитоидов повышенной основности). Гранитоиды содержат высокотитанистую роговую обманку и титаномагнетит с 5-6% TiO2, уравновешенные, судя по ильменит-магнетитовому термометру, роговообманково-плагиоклазовому барометру и содержанию кварца в микропегматитовых олигоклаз-кварцевых срастаниях (45-50%), при давлении около 2 кбар и температуре 650-700°.

Наиболее низким содержанием редких, в том числе редкоземельных, элементов характеризуются ультрамафиты и габброиды расслоенной части массива. Среди них от аподунитового хризотилового серпентинита, образующего прослой среди пироксенитов (обр. Нb242 на рис. 3.10), к габбро-нориту (Нb232) в несколько раз возрастает содержание КИЛЭ и РЗЭ при сохранении основных особенностей тренда распределения: положительной аномалии Sr (наиболее яркая геохимическая особенность спайдердиаграмм всех пород массива), Р, Pb, отрицательной - V, практически нефракционированного распределения РЗЭ. Составы клинопироксенитов и вебстеритов занимают промежуточное положение. Гранитоидная и субвулканическая части разреза характеризуются сходным распределением и содержанием РЗЭ в 6-10 раз более высоким по сравнению с расслоенным ультрамафит-мафитовым интрузивом при сохранении слабо дифференцированного типа тренда (см. рис. 3.10). Распределение РЗЭ в роговообманковом габбро, габбро-диабазе и базальте близко к N-MORB при немного более низком содержании средних и тяжелых РЗЭ. Только в плагиогранитах LaN/LuN = 2-2.5.

Аккермановский массив имеет примерно такое же строение, но не западное, а крутое восточное падение пород. В массиве хорошо проявлена расслоенность, в которой чередуются слои оливиновых и безоливиновых габбро-норитов разной меланократовости и крупности зерна (рис. 3.11). Он перекрыт пиллоу-лавами. На границе габброидов и базальтов отмечаются небольшие тела плагиогранитоидов. Самый крупный массив этих пород - Северо-Хабарнинский - подробно описан ранее. Вещественный состав пород Аккермановского массива, в том числе базальтов и гранитоидов, совершенно аналогичен породам массива горы Кирпичной.

Породы даек и силлов, связанных с Аккермановско-Кирпичнинским массивом (см. рис. 3.4), по минеральному и химическому составу (табл. 3.3) подобны соответствующим породам расслоенного массива, что, с одной стороны, подтверждает вывод об интрузивном залегании последнего, а с другой, свидетельствует об участии в формировании массива, по крайней мере, двух типов магм - верлит-вебстеритовой и базитовой. Появление гранитоидов обязано обособлению гранитоидной магмы как дифференциата базитовой.

Отметим также полное сходство в распределении редких, в том числе редкоземельных, элементов в вулканических и субвулканических породах, ассоциированных с Аккермановско-Кирпичнинским массивом, с одной стороны, и вулканитах эйфельской карамалыташской свиты Магнитогорской зоны, с другой. Последние, по современным представлениям, принадлежат к формациям задугового спрединга. Геохимическое сходство карамалыташских пород с рассматриваемыми, по-видимому, свидетельствует о том, что геодинамические условия формирования расслоенных интрузий также соответствовали надсубдукционному задуговому спредингу.

Кокпектинский массив представляет собой круто падающее на запад тело, разбитое тектоническими нарушениями на ряд блоков. Эти блоки перемещены друг относительно друга незначительно, что позволяет реставрировать первичную структуру массива, в том числе его скрытую расслоенность. Под интрузивом залегают гарц-бургиты, а перекрывают его базальты MORB-типа. Восточный контакт массива с гарцбургитами интрузивный. В подошве массива троктолиты содержат многочисленные ксенолиты контактово-преобразованных гарцбургитов, превращенных в антигоритовые серпентиниты, количество которых возрастает с запада на восток, т. е. по направлению к гарцбургитовому массиву. Верхний контакт с базальтами тектонический с неясными возрастными взаимоотношениями габбро и базальтов. В структуре массива выделяется также зона параллельных диабазовых даек (ЗПДД), которая располагается в северо-восточном фрагменте массива между габброидами и базальтами. Сложность в идентификации генетической принадлежности ЗПДД состоит в том, что ее породы метаморфизованы в условиях амфиболитовой фации, что отличает их от практически не метаморфизованных и регионально не деформированных пород Кокпектинского массива и перекрывающих их базальтов. По условиям метаморфизма породы ЗПДД близки апобазальтовым (MORB) амфиболитам, вмещающим Кемпирсайский гарцбургитовый массив.

Кокпектинский массив сложен (снизу вверх) троктолитами, оливиновыми габбро и клинопироксеновыми габбро. Характер контактов между залежами этих пород недостаточно ясен. Судя по наблюдением за контактами между небольшими по размеру телами, они резкие. Текстура габброидов трахитоидная. Полосчатые зоны отмечаются по всему разрезу и суммарно составляют менее 30% его объема. Они представлены переслаиванием троктолитов и разных по составу габбро. Состав пород в таких зонах варьируется в широких пределах от меланократовых разностей, содержащих 60-70% фемических минералов, до анортозитов.

За пределами полосчатых зон троктолиты, оливиновые и клинопироксеновые габбро обладают высокой степенью однородности. Каждая разновидность в точности отвечает котектике плагиоклаза с соответствующими фемическими минералами, что не вызывает сомнений в том, что все названные разновидности габброидов представляют собой расплавы. Изменение состава пород в разрезе интрузива демонстрирует рис. 3.12. На нем отчетливо видно плавное увеличение количества фемических минералов (Fem) снизу вверх, отражающее рост меланократовости котектик, отвечающих составам соответственно троктолитов (Ol + Pl), оливиновых (01 + Cpx + Pl) и клинопироксеновых габбро. Плавность изменения состава при этом отражает скрытую расслоенность пород в пределах каждой порции первоначально котектического расплава. От троктолита к габбро постепенно нарастает железистость пород и содержание большинства редких и всех редкоземельных элементов при сохранении общей конфигурации трендов.

Эти данные свидетельствуют о формировании Кокпектинского массива в результате последовательного внедрения во все более высокие горизонты магматической камеры, занятой сейчас массивом, котектических магматических расплавов, которые, по-видимому, образованы в результате фракционирования троктолитового расплава в гипотетическом более глубоком очаге. Состав этих расплавов последовательно менялся от троктолитового до базальтового типа N-MORB. Крайне низкие содержания некогерентных элементов в троктолитах свидетельствуют о высокой степени деплетированности мантийного источника их магмы.

Особенности минерального состава пород подробно рассмотрены в отдельных работах. Следует обратить внимание на отсутствие в породах первичной роговой обманки, что свидетельствует о низком содержании воды в магматических расплавах, давших всю интрузивную серию. Содержание редких элементов в главных типах пород массива показано на рис. 3.13. Обращает на себя внимание низкое содержание всех элементов при отрицательных аномалиях Nb и Zr при положительных Sr, Р, К, что может указывать на надсубдукционную природу массива.

Особо следует охарактеризовать природу плагиоверлитов, которые фиксируются среди оливиновых габбро в виде протяженных тел мощностью 2-3 м, параллельных направлению трахитоидной структуры и расслоенности габброидов. Верлитам свойственна пойкилитовая структура, в которой крупные ойкокристаллы клинопироксена содержат многочисленные идиоморфные зерна оливина, ортопироксена, клинопироксена и плагиоклаза An80. Составы пород приведены в табл. 3.4. Верлиты довольно однородны по составу, имеют резкие контакты с вмещающими оливиновыми габбро и, возможно, по аналогии с такими же породами в других расслоенных интрузивах представляют собой магматические внедрения.

Результатом разрыва слэба и сплошности верхней мантии при обдукции и спровоцированного ими плавления являются многочисленные дайки спессартитов. Породы образуют рои даек мощностью до 2-3 м и небольшие - до первых сотен метров в поперечнике - интрузивные тела в гарцбургитах, базальтах, зонах параллельных диабазовых даек, расслоенных интрузивах. Обычно хорошо выражены закаленные контакты даек. Породы имеют типичную лампрофировую структуру (идиоморфные зерна роговой обманки и клинопироксена в мелкозернистом существенно полевошпатовом базисе), позволяющую надежно отделять их от габброидов других формаций еще при микроскопическом исследовании.



Содержание петрогенных и редких элементов в спессартитах сильно варьируется (табл. 3.5, рис. 3.14). Породы отличаются повышенным содержанием К, Sr, Р. На спайдерграммах отчетливо выражены отрицательные аномалии Nb, Ti, что свидетельствует о надсубдукционной природе пород и участии в их формировании флюида, источником которого служила дегидратация слэба.

Предполагается, что все названные выше массивы находятся в аллохтоне, который был сформирован в несколько этапов. Первый этап - обдукция гарцбургитов на породы окраинно-континентальной и островодужной коры; второй - внедрение Восточно-Хабарнинского массива; третий - надвиги с образованием лежачей складки; четвертый - образование окраинно-морского бассейна; пятый - внедрение Аккермановско-Кирпичнинского массива, излияние базальтов и формирование зоны параллельных диабазовых даек; шестой - коллизионная тектоника, меланж и окончательное оформление Xaбарнинского аллохтона. Схематический разрез Хабарнинского аллохтона, составленный с учетом не только геологических наблюдений на поверхности, но и большого числа глубоких (более 1 км) скважин и геофизических наблюдений, представлен на рис. 3.15. На нем отражены несомненный факт залегания Восточно-Хабарнинского массива под гарцбургитами и столь же бесспорный факт перекрытия гарцбургитов породами Аккермановско-Кирпичнинского массива. Оба массива, как отмечалось, имеют четкие интрузивные контакты с гарцбургитами. Вместе с тем Восточно-Хабарнинский массив участвует в складчато-надвиговой структуре Хабарнинского аллохтона, тогда как Аккермановский массив, располагаясь в этой же структуре, сохраняет свое первичное положение по отношению к окружающим породам.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна