CC BY
32
УДК 552.32
ОБЛОМКИ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД В ВЫБРОСАХ ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ ТАМАНСКОГО ПОЛУОСТРОВА: ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ПАЛЕОГЕОДИНАМИЧЕСКАЯ РЕКОНСТРУКЦИЯ (Краснодарский край, Северный Кавказ)
В.М. Газеев1, А.Г. Гурбанов2, И.А. Кондратов3, О.А. Гурбанова4
Аннотация. В выбросах грязевых вулканов Таманского полуострова обнаружены обломки предположительно раннемезозойских магматических пород. Их изучение имеет большое значение для уточнения истории геологического развития Западного Кавказа и определения геодинамических процессов, проявившихся здесь в этот период времени. Приведены результаты RFA INNA и ICP-MS анализов следующих магматических пород: гранит-порфиров, фельзит-порфиров, диабазов. Дано краткое петрографическое описание пород, рассмотрены их геохимические особенности. Сделано предположение о новом, не выделявшемся ранее вулканическом районе, расположенном в 150-200 км к западу от Туапсинской поперечной структуры и Гойтхского вулканического района. Проявившийся здесь вулканизм развивался в надсубдук-ционных условиях на молодой, утоненной, эпипалеозойской Скифской плите.
Ключевые слова: Таманский полуостров; грязевые вулканы; петрография; гранит-порфиры; геохимия; диагностические диаграммы; геодинамические реконструкции.
КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЯ ТАМАНО-КЕРЧЕНСКОЙ ЗОНЫ
Тамано-Керченская зона (ТКЗ), объединяющая складчатые сооружения Керченского и Таманского полуостровов и прилегающих шельфов Черного и Азовского морей, является наиболее глубокой частью Индоло-Кубанского краевого прогиба. Она граничит с зонами переклинально-го погружения Большого Кавказа и Горного Крыма (рис. 1). В структурном отношении ТКЗ представляет собой область длительного прогибания (погружения) с четкой геоморфологической обособленностью от смежных структур. Со всех сторон ТКЗ ограничена разрывными нарушениями. Предполагается, что в триасовый и юрский периоды, когда формировались троговые бассейны Горного Крыма и Кавказа [3] на месте ТКЗ располагался выступ эпигерцинской Скифской плиты (СП) [2]. В его пределах формировался чехол из карбонатных и терригенно-карбонатных мезо-зойско-кайнозойских пород. Вследствие сложной истории развития смежных структур и интенсивных тектонических движений, связанных с орогенезом Кавказа этот выступ СП приобретает сложное блоковое строение. Считается, что основание ТКЗ разбито параллельными разломами на узкие блоки. Вдоль разломов глубинного заложения образовались складки в верхнем не-
оген-антропогеновом комплексе. Начиная с сарматского времени регион характеризуется широким проявлением грязевого вулканизма [5; 10].
МАГМАТИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ
В 2007-10 годах при изучении экологических аспектов, связанных с эпизодической активностью грязевых вулканов Таманского полуострова, сотрудниками лаборатории петрографии ИГЕМ РАН и ВНЦ РАН были обнаружены обломки магматических пород в выбросах вулканов «Шуго» и «Плевака». Их координаты: с. ш. 45о 04' 13.9''; в. д. 37° 36' 43'' и с. ш. 45о 00' 20.3''; в. д. 37° 43' 30.3'', соответственно. Из собранных образцов изготовлено 29 шлифов и проведено их петрографическое изучение. В 2015 году в лаборатории анализа минерального вещества ИГЕМ РАН проведены определения концентраций петрогенных и микроэлементов рентгено-флуоресцентным анализом (XRF), редких и редкоземельных элементов методом спектроскопии с индукционно-связанной плазмой с масс-спектрометрическим окончанием (ЮР-1^) на масс-спектрометре X-Series II. Концентрации рудных элементов определялись методом инструментального нейтронно-активационного анализа (INNA) в группе ядерно-физических ме-
1 Газеев Виктор Магалимович - к. г.-м. н., с. н. с. ВНЦ РАН, г. Владикавказ, Россия; н. с. ИГЕМ РАН, г. Москва.
2 Гурбанов Анатолий Георгиевич - к. г.-м. н., вед. н. с. ИГЕМ РАН, г. Москва, ВНЦ РАН г. Владикавказ, Россия.
3 Кондратов Игорь Андреевич - н. с. ИГЕМ РАН, г. Москва.
4 Гурбанова Ольга Александровна - к. х. н., ассистент кафедры кристаллографии и кристаллохимии геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.
44
устойчивое развитие
Рис. 1. Местоположение+ грязевых вулканов (по координатам GPS)
ЮЗ
N. m
тодов лаборатории радиогеологии и радиогеоэкологии ИГЕМ РАН. Использованные методики и условия анализов описаны в [4]. На основе результатов анализов построены классификационные, петрогенетические диаграммы и графики, которые использовались для расшифровки геодинамической обстановки, существовавшей
при формировании изучаемых вул-_
канических образований. Полевые и лабораторные исследования проводились при финансовой поддержке темы НИР № 1 ВНЦ РАН и базовой темы ИГЕМ РАН (2008-2013 гг.) «Раннеальпийский магматизм южного обрамления Восточно-Европей- мь ^ ской платформы».
КРАТКАЯ ПЕТРОГРАФИЧЕСКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗУЧАЕМЫХ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД
Среди изученных обломков магматических пород выявлено несколько петрографических разновидностей - гранит-порфиры, фельзит-порфиры, гранодиорит-порфиры, плагиофельзит-порфиры и диабазы (рис.3) [9].
Гранит-порфиры и фельзит-пор-фиры обнаружены в выбросах грязевых вулканов «Шуго» и «Плева-
ром до 2-4 мм. Иногда его зерна обрастают полевошпатовой каемкой или содержат включения рудного минерала, выполняющего микротрещинки в кварце. Плагиоклаз (андезин) наблюдается в виде широко-таблитчатых зональных кристаллов, размером до 0.7 * 1.5 мм, и их сростков размером до 3-4 мм. Зерна плагиоклаза в разной
1000
1000
-■2000
■3000
Ш з
Ш}\ 3
: NjH N. т
ш i
=VN.m
ги: m кя
т
4
5
6 7 Н 9 Í0 11 12
13
14
15
16
■5Q00
Рис. 2. Разрез через вулкан «Шуго» [5]
Условные обозначения: 1 - четвертичные отложения, конгломераты, пека». Структура породы порфировая ски; 2 - верхний плиоцен, пески, галечники; (3-8) куяльницкий, киммерийский, и гломеропорфировая основная понтический, меотический ярусы, сарматский, тортонский ярусы, глины с
прослоями известняков; мергелей, алевролитов; 9 - майкопская толща, би-масса — аллотриаморфнозернистая туминозные глины; 10 - палеоцен-эоцен, глины, мергели; 11 - верхний мел, и фельзитовая. Вкрапленники пред- мергели, известняки; 12 - нижний мел, песчаники, алевролиты; 13 - нижняя, ставлены кварцем плагиоклазом и средняя юра, алевролиты, песчаники, известняки, кварцевые порфиры; 14 -
биотитом. Кварц присутствует в виде ™й средний триас,рифогенные известняки; 15 - разрывные нарушения; 'г'^у а 16 - отложения грязевого вулкана «Шуго»
субизометричных выделений разме-
Таблица 1
Результаты рентгено-флюоресцентного анализа обломков магматических пород из выбросов грязевого вулкана «Шуго»
(оксиды в весовых %; элементы в г /т)
Номер образца
Оксиды 133- 133- 133- 133- 145-1/09 145-2/09 145- 145- 155/10
элементы 1/08 2/08 3/08 5/08 3/09 5/09
SiO2 75.55 67.54 68.32 63.14 66.01 69.17 76.00 63.81 70.56
TiO2 0.24 0.55 0.09 0.55 0.59 0.55 0.11 0.59 0.50
AhO3 12.56 15.07 12.67 14.54 16.10 14.49 10.84 13.89 13.30
Fe2O3 1.44 1.80 0.81 2.52 2.10 2.07 0.72 1.51 1.66
MnO 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.01 0.03 0.02
MgO 0.71 1.23 0.43 0.95 0.69 0.98 0.26 0.44 0.55
CaO 1.38 4.90 3.24 6.35 4.52 2.93 2.15 9.53 1.43
Na2O 2.30 2.15 0.76 2.08 1.61 1.33 2.58 2.32 1.13
K2O 4.76 4.72 9.43 4.87 6.70 7.31 5.08 5.00 7.85
P2O5 0.06 0.17 0.03 0.28 0.18 0.08 0.02 0.11 0.06
S 0.02 0.03 0.02 0.14 0.07 0.17 0.05 0.09 0.21
ппп н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о 2.21
Сумма 99.03 98.18 95.82 95.44 98.59 99.10 97.82 97.32 99.48
Cr 84 71 18 45 60 91 36 63 36
V 43 83 9 40 53 57 3 45 47
Co 7 9 3 9 7 9 6 3 7
Ni 15 10 5 23 14 13 1 5 8
Cu 5 5 5 5 12 11 1 52 10
Zn 14 23 13 24 21 31 17 39 18
Pb 18 25 14 25 23 17 18 23 18
Rb 97 145 188 164 190 143 148 121 132
Sr 129 306 86 1144 633 130 105 245 106
Ba 1145 522 413 779 614 517 469 429 540
Nb 10 16 12 16 11 8 2 9 11
Zr 148 200 112 213 202 164 94 179 167
Y 28 33 33 30 26 29 22 29 25
степени пелитизированы, часто содержат включения карбоната (т siti), по плагиоклазу развивается альбит и иногда эпидот. В некоторых образцах отмечены его серицитизированные псевдоморфозы. Редкие пластинки биотита, размером до 1 мм, часто замещены хлоритом. Основная масса полнокристаллическая, аллотриаморфнозернистая и гранофировая, иногда неравномернозернистая (размер зерен варьирует от 0.02 до 0.2 мм). Состоит из полевого шпата, кварца, карбоната и рудного минерала. Микрополости, наблюдаемые в основной массе, выполнены карбонатом и хло-рит-монтморилонитовым агрегатом.
Гранодиорит-порфиры и плагиофельзит-пор-фиры обнаружены в выбросах грязевого вулкана «Плевака». Структура пород порфировая. Вкрапленники представлены пелитизированным пла-
гиоклазом (андезин), погруженным в аллотриа-морфнозернистую или фельзитовую основную массу, состоящую преимущественно из полевого шпата с примесью кварца, хлорита и рудного минерала.
Диабазы обнаружены в выбросах грязевого вулкана «Плевака». В них отмечены две структурные разновидности - порфировые и афировые. Первые обладают порфировой, гломеропорфи-ровой структурой и состоят из вкрапленников плагиоклаза с размером зерен до 1.0 х 2.0 мм и их сростков, размером до 3,0-5.0 мм. Плагиоклаз пелитизирован, деанортизирован, содержит включения карбоната in situ, замещается альбитом. Основная масса спилитовая. Состоит она из разноориентированных лейст плагиоклаза, в промежутках между которыми развиваются хло-
Таблица 2
Результаты рентгено-флюоресцентного анализа обломков магматических пород из выбросов грязевого вулкана «Плевака»
(оксиды в весовых %; элементы в г /т)
Номер образца
Оксиды 146- 146- 146- 146- 156/10 156- 156- 156- 156-
элементы 1/09 2/09 3/09 4/09 1/10 2/10 3/10 156-4/10 7/10
&О2 77.98 77.96 46.05 69.62 69.41 69.41 65.27 79.10 74.31 73.73
ТЮ2 0.11 0.20 2.19 0.31 0.64 0.68 0.52 0.27 0.28 0.47
АЬОз 12.40 14.42 18.66 14.12 13.35 13.70 14.70 11.11 14.15 12.92
Fe2Oз 1.47 0.58 15.13 2.22 4.15 4.02 3.34 2.28 2.63 4.69
MnO 0.01 0.06 0.15 0.24 0.04 0.04 0.17 0.02 0.08 0.05
MgO 1.48 0.19 8.87 1.36 3.73 3.50 1.52 1.90 2.55 1.37
CaO 0.39 2.08 2.07 6.75 0.39 0.39 4.98 0.53 1.81 1.97
Na2O 5.62 3.74 3.40 3.77 2.76 2.70 3.59 4.17 2.73 4.00
ад 0.13 0.36 0.20 0.25 1.13 1.09 0.11 0.28 0.85 0.10
P2O5 0.02 0.02 0.25 0.09 0.07 0.08 0.07 0.05 0.04 0.07
S 0.04 0.02 0.06 0.03 0.02 0.02 0.1 0.19 0.02 0.05
ппп н.о н.о н.о н.о 3.93 4.09 5.52 н.о н.о н.о
Сумма 99.65 99.63 97.03 98.76 99.62 99.72 99.89 99.90 99.45 99.42
Сг 32 44 245 43 53 48 38 31 20 28
V 29 23 248 24 92 100 68 20 42 45
Со 10 6 31 7 8 9 8 5 6 6
№ 21 2 75 9 14 12 7 5 9 17
Си 13 14 74 15 10 9 8 9 8 9
Zn 22 16 102 31 31 31 19 13 24 29
Pb 5 5 11 4 8 7 8 7 9 8
Rb 2 11 4 6 49 44 3 10 46 5
Sr 95 77 153 167 74 69 110 104 62 99
Ба 80 70 320 125 81 73 108 98 75 113
№ 7 4 5 9 8 6 6 8 8 10
Zr 121 106 175 153 185 170 151 150 123 242
У 33 13 23 23 23 26 19 20 16 20
рит, карбонат и присутствует рудный минерал. Вторые — равномерно зернистые с апоинтерсер-тальной и спилитовой структурами — состоят из плагиоклаза (альбит-олигоклаз), карбоната, хлорита и рудного минерала.
ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ, ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРОД
На классификационной диаграмме магматических пород (№20 + К20) — SiO2 (рис. 4), построенной по результатам ХRF (табл. 1, 2), фигуративные точки составов исследованных образцов сгруппированы в полях кислых (гранодиориты — граниты) и основных пород. По петрохимиче-ским критериям среди изученных пород выделяются три разрозненные группы: 1 — кислые, нормально и умеренно щелочные; 2 — кислые и
до ультракислых, низко щелочные; 3 — основные, умеренно щелочные. Породы первой группы обнаружены в выбросах грязевого вулкана «Шуго», второй и третьей групп — в выбросах вулкана «Плевака». Ниже рассмотрим характеристики пород с привязкой к выделенным петрохимиче-ским группам. Породы первой группы (табл. 1) являются низкотитанистыми, высококалиевыми (К2О = 4.72—9.13; среднее 6.19 %), плюмази-товыми (пересыщенные глиноземом СаО + №20 + К20 < А1203), реже известково-щелочными (СаО + Na2O + К20 > А1203 > №20 + К20), с калиево-на-триевым и калиевым типами щелочности (№20/ К20 = 0.5—0.08; среднее 0.29). Породы второй группы (табл. 2) относятся к низкотитанистым, низкокалиевым (К2О = 0.1—1.13; среднее 0.47 %), плюмазитовым с калиево-натриевым и натриевым типами щелочности (№20/^0 = 1.5—43.0;
Рис. 3-1. Фельзит порфир. Диагональ снимка (Д) - 3 мм
Рис. 3-2. Полевошпатовая каемка вокруг кварца в гранит порфирах. Д - 3 мм
Рис. 3-3. Гранит порфир. Аллотриаморфнозер-нистая структура основной массы. Д - 3 мм
Рис. 3-4. Гоанодиорит порфир. Д - 3 мм
Рис. 3-5. Диабаз. Структура порфировая, основная масса спиллитовая. Д - 3 мм
Рис. 3-6. Диабаз. Апоинтер-сертальная структура
Рис. 3. Микрофотографии пород
среднее 7.8). Породы третьей группы (табл. 2, обр. 146-3/09) соответствуют низкокалиевым (К2О 0.2 %), умеренно глиноземистым с натриевым типом щелочности (№20/К20 = 17). На вариационных диаграммах SiO2 - петрогенные элементы (рис. 5) отмечается общая для первой и второй групп обратная корреляция содержаний ТЮ2; А1203; Fe2O3; СаО с количеством SiO2 и отсутствие какой-либо корреляции №20, К20 с SiO2. Можно отметить, что породы первой и второй групп заметно отличаются по содержанию №20, К20, МдО и Fe2O3. На петрогенетических диаграммах (рис. 6) фигуративные точки со-
ставов изученных пород сгруппированы: в поле пород Андийского вулканического пояса (TiO2
- MgO); на диаграмме, позволяющей различать адакитовые и прочие островодужные расплавы (La/Yb)n - Ybn , Sr/Y - Y - в поле островодужных магм; и в поле гранитов вулканических дуг - Rb
- (Y + Nb).
По геохимическим данным, полученным методом ICP-MS (табл. 3), построены мультиэле-ментные спектры и спектры распределения REE. На спайдер-диаграммах (рис. 7) при нормировании по хондриту [12] в кислых породах первой и второй групп отмечается существенное фрак-
Рис. 4. Положение составов обломков магматических пород на классификационной диаграмме [9]
Обломки магматических пород в выбросах грязевого вулкана: 1 - «(Плевака»; 2 - «<Шуго»
ционирование редких земель, с обогащением LREE при относительно ровном распределение TREE. Наблюдается четко выраженный Eu минимум. Для пород третьей группы (обр. 146-3) характерно слабое фракционирование REE и отсутствие существенной Eu аномалии. Средняя величина LaM/LuM отношения в породах первой группы равна 7.4, второй группы - 5.0 и третьей группы - 1.9, а величины LaM/YbM составляют 7.8, 5.3, 2.0; La'VSm» - 3.2, 3.3, 1.0; GdWb - 1.5, 1.0, 1.6, соответственно.
Величина количественного дефицита европия, используемая для оценки степени дифференциации расплава, характеризуется коэффициентом Eu/Eu*, где Eu* = V(Sm /Sm
т Г ~1 in \ пор хонд
х Gd /Gd ). В выделяемых трех группах Eu/
пор хонд
Eu* отношение соответственно равно 0.37; 0.39; 0.91, что указывает на наличие процесса дифференциации, со значительной ролью фракционирования плагиоклаза в кислых породах первой и второй групп и практическое отсутствие фракционирования плагиоклаза в
основных по составу породах третьей группы.
Мультиэлементные спектры, нормированные по эталону N-MORB [12], свидетельствуют об обогащении пород легкими литофильными элементами (LILE) и обеднении высокозарядными элементами с высокой валентностью (HFSE). На графиках для пород первой и второй групп отмечаются характерные негативные аномалии Ti, Р, Nb. Подобные особенности редкоэлементного состава пород указывают на то, что формирование расплавов контролировалось субдукционны-ми процессами. Диабазы, выделенные в третью породную группу, по отношению к N-MORB характеризуются небольшим повышением содержаний liLe.
Сравнение средних содержаний рудных и редких элементов (табл. 1-4) с кларковыми концентрациями элементов для кислых по составу пород показало, что в большинстве случаев они близки к ним либо ниже таковых. Повышенные содержания (Кк) установлены для Bi - 10, Ад -7.4, Sc - 5.6, Mo - 4.0, Y - 4.0, U - 2,4.
Рис. 5. Составы магматических пород из выбросов грязевых вулканов «Шуго», «Плевака» на вариационных диаграммах SiO2 - петрогенные элементы
50
устойчивое развитие
о ь-
......... 1 1 . 1 1 . Вулкан) сты Л иди и с ко 1 о вулканического пояса ■ (БАДР. оанянты. алакиты) ,— ,, 11, [,,,,,, 1,,.
* 1 / 1 / ' -
> "т— Толеитовая серия
Комагнитоная серия -—
< /...... Божшитовая серия
50
40
> сл
30
20
10
(¡'V
III,
9к"
Трс I [. 1 КI [ I юз I и рова IГ1 м остромдужных нп О
10
М§0
TiO2 - MgO
20 30
• 1 О 2
ю
2000 1000
100
10
». . . 1 , о{ о# ОО
20 У 30
31/1-1
Ё Чуп-С01,С ■1 ■ ■ ■ • ""1 1 У......I \\рс !
р----- ""о Ш —
г • • » 1
- УАб / • .1 ... , ...1 оке; ........1
[ 10 100 У+М)
Rb - (Т+ ЯЪ)
Рис. 6. Магматические породы из выбросов грязевых вулканов «Шуго» и «Плевака» на петрогенетических диаграммах
1000 20(10
(La/YЪ)n - YЪn
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Магматические образования в Предкавказье встречаются на различных стратиграфических уровнях [6]. Так, вулканиты основного состава локализованы в верхнепермских комплексах фундамента, а кислого и среднего составов - в верхней части разреза переходного комплекса (поздний триас-лейас) Восточного Предкавказья. Раннемеловые (апт-альб) вулканиты основного состава известны в Западном Предкавказье, а миоценовые граниты и граносиениты - в Центральном Предкавказье. Эффузивы среднего и кислого составов приурочены к плиоценовым отложениям Восточного Предкавказья. Западнее Туапсинского поперечного поднятия, в районе активных грязевых вулканов Шуго и Плевака, на глубине 4-5 километров (рис. 2) [5] присутствует толща ранне-среднеюрских отложений, представленная алевролитами, песчаниками, известняками с горизонтом кварцевых порфиров. Последние, судя по некоторым угловато-окатанным образцам, являются, скорее всего, переотложенными.
Считается, что позднетриасовая вулканическая активность в Северо-Кубанском и Крым-
ском регионах связана с формированием протяженного магматического известково-щелочного пояса, протягивающегося вдоль Скифской платформы. Этот магматический пояс «андийского типа» испытал значительную эрозию в юре [11]. В последующий ранне-среднеюрский тектоно-магматический цикл Скифско-Кавказско-Пон-тидский регион с юга был ограничен гипотетической магматической дугой и зоной субдукции океанической коры Нео-Тетиса. Начиная с сине-мюра начал формироваться троговый бассейн Большого Кавказа. На бортах трога изливались лавы кислого и среднего составов, формирующие надсубдукционный вулканический пояс [11]. В связи с этим изученные породы могут быть как позднетриасовыми, так и ранне-среднеюрскими. Поэтому до появления надежных изотопных датировок можно считать их раннемезозойскими образованиями.
В результате проведенных исследований установлено, что обломки кислых, по составу, магматических пород образуют две разрозненные группы, отличающиеся по петрохимическим критериям (рис. 4). Этот парадоксальный факт, даже при переотложенном залегании магматических пород, как нам кажется, указывает на их не-
Таблица 3
Результаты ЮР-1^ анализа обломков магматических пород из выбросов грязевых вулканов «Шуго» и «Плевака»
(элементы в г /т)
Элементы Номер образца
145-3/09 145-5/09 146-2/09 146-3/09 155/10 156-2/10 156-3/10
Li 33 47 30 128 20 58 29
Be 1.7 1.4 0.80 0.55 0.53 0.85 0.95
Sc 17 20 19 21 <ПО 18 12
ТС 511 2705 884 9368 2530 2468 1203
V 2.8 34 14 209 34 58 15
Сг 35 75 55 194 30 30 24
Mn 73 217 354 763 88 1144 122
Co 1.2 3.5 1.6 28 6.8 9.7 8.8
Ni 2.9 5.6 2.7 64 23 13 10
Си 6.1 56 12 71 3.2 2.7 11
Zn 4.6 51 10 76 11 13 7.4
Rb 130 120 4.5 5.2 107 3.3 8.7
Sr 96 262 31 121 109 100 93
Y 12 22 7.7 21 16 13 12
Zr 63 70 69 157 60 73 120
Nb 4.3 7.6 4.5 4.8 7.6 6.9 5.5
Mo 0.74 1.3 1.8 0.31 0.72 0.64 1.6
Ag 0.37 0.33 0.32 0.75 0.31 0.35 0.59
Cd 0.10 0.17 0.15 0.21 0.06 0.14 0.21
Cs 2.3 3.4 2.2 6.0 3.8 1.0 1.0
Ба 431 439 29 257 489 52 64
La 21 21 7 6.3 17 15 12
Се 47 47 14 19 42 36 29
Рг 5.0 5.4 1.8 2.8 5.0 3.9 3.1
Ш 18 22 7 14 21 16 12
Sm 3.2 4.4 1.4 3.8 4.4 3.0 2.1
Ей 0.23 0.68 0.18 1.2 0.52 0.36 0.24
Gd 2.4 3.8 1.2 4.3 3.9 2.3 2.1
ТЬ 0.42 0.70 0.22 0.77 0.64 0.44 0.39
Ву 2.4 4.3 1.5 4.5 3.7 2.6 2.4
Но 0.51 0.87 0.34 0.91 0.75 0.53 0.52
Ег 1.3 2.4 1.0 2.4 1.8 1.3 1.4
Тт 0.22 0.37 0.17 0.36 0.28 0.21 0.24
Yb 1.5 2.3 1.4 2.2 1.8 1.5 1.6
Lu 0.25 0.33 0.22 0.35 0.28 0.23 0.28
Ш 2.4 2.0 2.7 3.4 1.9 2.4 3.6
Та 0.79 0.75 0.73 0.35 0.70 0.62 0.71
W 1.8 7.3 3.2 0.33 1.0 0.52 1.3
РЬ 17 20 2.9 4.7 16 5.8 3.1
Б1 0.17 0.21 0.09 0.002 0.028 0.015 0.19
ТЬ 12 9.3 7.9 0.55 10.1 8.8 13
и 1.2 2.4 2.0 0.31 1.6 1.7 3.5
Образцы вулкана «Шуго» 145-3/09, 145-5/09, 155/10. «Плевака» 146-2/09,146-3/09, 1562/10, 156-3/10.
52
устойчивое развитие
Таблица 4
Результаты ^АА анализа обломков магматических пород из выбросов грязевых вулканов «Шуго» и «Плевака»
(элементы в г /т)
элементы в г /т Н омер образца
1331/08 1332/08 1333/08 1335/08 1451/09 1452/09 1453/09 1455/09 1461/09 1462/09 1463/09 1464/09
Sc 3.4 8.0 2.8 7.60 8.6 6.1 2.6 7.9 2.9 3.9 32.4 4.8
Сг 127.7 85.8 24.6 48.5 80.3 64.5 32.0 80.8 44.3 58.1 228.3 46.2
Со 5.9 5.0 0.5 7.69 6.3 6.8 0.9 2.5 4.8 0.7 31.0 3.2
Zn 1.6 2.3 1.4 2.3 2.0 1.9 1.0 2.2 1.2 1.0 5.8 1.4
As 1.7 0.4 1.3 4.4 0.5 2.5 4.8 0.5 12.3 3.1 0.8 0.4
Se 0.2 0.9 0.2 0.4 0.4 0.3 0.5 0.4 0.7 0.5 1.1 0.7
Rb 82.4 138.2 191.9 143.5 196.3 133.6 164.7 125.0 2.0 10.6 8.3 7.0
Sr 134 280 100 1030 722 122 106 246 82 81 99 239
Zr 119 185 65 137 117 147 63 221 146 138 79 145
Mo 4.8 3.8 3.0 8.9 2.1 1.8 3.8 2.1 1.7 7.2 2.7 6.2
Sb 0.13 0.27 0.37 0.47 0.09 0.07 0.30 0.08 0.24 0.04 0.48 0.05
Te 2.1 2.5 1.8 1.2 2.2 1.3 1.5 2.0 1.9 1.8 3.2 1.9
Cs 0.61 4.38 1.65 4.77 3.71 3.88 2.21 3.42 0.59 2.32 6.68 1.05
Ба 962 458 396 781 543 475 445 487 20 20 236 164
La 14.2 27.6 17.1 26.61 27.2 21.7 25.1 26.0 21.4 16.7 6.7 12.9
Се 32.9 65.1 42.1 56.9 58.7 49.1 56.9 54.9 54.9 35.9 18.4 32.4
Nd 12.7 27.1 18.3 21.2 23.5 21.2 18.2 23.4 25.0 11.8 12.7 12.9
Sm 2.55 5.30 3.44 4.78 4.99 5.05 3.92 5.02 5.25 2.41 4.09 2.87
Ей 0.46 0.70 0.20 0.59 0.55 0.62 0.26 0.71 0.88 0.34 1.37 0.39
ТЬ 0.39 0.68 0.52 0.71 0.49 0.76 0.36 0.74 0.74 0.31 0.56 0.44
УЬ 2.08 1.95 2.64 1.93 1.61 2.08 1.60 2.18 2.74 1.80 2.12 2.32
Lu 0.34 0.37 0.48 0.29 0.26 0.31 0.26 0.36 0.42 0.27 0.32 0.37
Ш 3.56 4.92 3.17 4.85 5.36 4.38 2.63 4.97 4.03 4.16 3.55 5.24
Та 0.42 0.69 0.60 0.66 0.74 0.58 0.66 0.66 0.78 0.60 0.35 0.75
Аи 0.002 0.002 0.001 0.001 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.004 0.002
ТИ 9.52 13.21 13.71 12.26 1.30 1.94 1.24 2.14 1.33 2.00 0.17 1.96
и 1.67 1.82 2.76 1.66 11.92 9.47 14.59 10.44 13.66 14.64 0.60 14.97
значительный перенос от коренного источника. Отметим, что ближайшие, кислые по составу иг-нимбриты и туфы «свиты горы Индюк» [8] расположены в районе г. Туапсе на удалении 150-200 км от рассматриваемых нами объектов. Вероятно, исследованные породы относятся к ранее не выделявшемуся здесь району с раннемезозой-ской вулканической активностью.
Изученные гранит-порфиры, гранодиорит-порфиры и плагиофельзит-порфиры относятся к низкотитанистым, плюмазитовым, реже из-вестково-щелочным образованиям с калиево-натриевым, калиевым либо натриевым типом
щелочности, и они заметно различаются по содержанию №2О, К20, МдО и Fe2Oз. На петроге-нетических диаграммах (рис. 6) фигуративные точки их составов сгруппированы в поле производных островодужных магм ^а/УЬ)п - Ybn ; Sr/Y - Y и гранитов вулканических дуг - Рь - Nb). На спайдер-диаграммах (рис. 7) при нормировании по хондриту [12] наблюдается их существенное обогащение LREE и четко выраженный Ей минимум, что указывает на наличие процесса дифференциации, со значительной ролью фракционирования плагиоклаза. Мультиэлементные спектры, нормированные по эталону ^МОРВ,
агюм-м / ввюйоц яаок-ы / насш-ы / *и»л>11
свидетельствуют об обогащении пород LILE и обеднении HFSE. Отмечаются негативные аномалии Р, Ti, Nb, что является важным геохимическим маркером субдукционных обстановок [1; 7].
Встречающиеся в районе вулкана «Плевака» диабазы являются низкокалиевыми, умеренно глиноземистыми образованиями с натриевым типом щелочности. Для них характерно слабое фракционирование REE и отсутствие Eu аномалии. По отношению к N-MORB они характеризуются небольшим повышением содержаний LILE. Однако малое количество анализов основных, по составу, пород не позволяет нам проводить их сопоставление и соответствующие интерпретации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В выбросах активных грязевых вулканов Таманского полуострова «Шуго», «Плевака» обнаружены обломки предположительно раннеме-зозойских магматических пород, среди которых
встречаются гранит-порфиры, фельзит-порфи-ры, гранодиорит-порфиры, плагиофельзит-пор-фиры и диабазы. Петрохимические исследования показали, что здесь встречаются породы: кислые нормально и умеренно щелочные; кислые низко щелочные; основные умеренно щелочные. На основании анализа петрогенетиче-ских диаграмм (La/Yb)n - Ybn; Sr/Y - Y; Rb - (Y + Nb) установлено, что кислые разновидности пород являются производными островодужных магм и что они формировались в субдукционной обстановке на южной окраине эпипалеозойской Скифской плиты. Это подтверждается геохимическими данными: фракционирование REE (La"/ Lu отношение равное 5.0 и 7.4); обогащение их LREE, LILE и обеднение HFSE; наличие четко выраженного Eu минимума и негативных аномалий Ti, Р, Nb. Появление этих пород указывает на существование в раннем мезозое в районе современного Таманского полуострова центров магматической активности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абрамович И.И., Залепугин В.Н., Аплонов С.Д. и др.
Основы геодинамического анализа при геологическом картировании. - Москва: Всегеи, 1997. 499 с.
2. Бобылев В.В., Пишванова Л.С., Яценко Т.В. К тектонике Керченско-Таманской зоны // Геология нефти и газа, 1981. № 7. С. 36-41.
3. Большой Кавказ в альпийскую эпоху (Под. ред. акад. Ю.Г. Леонова). - М.: ГЕОС, 2007. 368 с.
4. Газеев В.М., Гурбанов А.Г. и др. Фиагдонский эффузив-но-силловый комплекс (Россия, рСо-А): геохимия, геодинамическая обстановка формирования проблемы рудоносно-сти // Вестник ВНЦ РАН, 2014. Том 14. № 2. С. 21-33.
5. Изменение окружающей среды и климата: природные и связанные с ними техногенные катастрофы (под. ред. акад. Н.П. Лаверова). - М.: ИГЕМ РАН, 2007. 200 с.
6. Клавдиева Н.В. Тектоническое погружение Предкавказ-ских краевых прогибов в Кайнозое // Дисс, на соиск., уч., степени к. г.-м. н., МГУ, 2007. 179 с.
7. Короновский Н.В., Демина Л.И. Магматизм как индикатор геодинамических обстановок. - Москва: Изд. «КДУ», 2011. 209 с.
8. Ломидзе М.Г. Вулканизм Северо-Западного Кавказа и его связь с тектоникой // М.: Изд-во МГУ, 1969, 220 с.
9. Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. - Санкт-Петербург: Всегеи, 2009. 198 с.
10. Собисевич А.Л., Собисевич Л.Е., Тверитинова Т.Ю. О грязевом вулканизме в позднеальпийском складчатом сооружении Северо-Западного Кавказа (на примере изучения глубинного строения грязевого вулкана Шуго) // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 2. C. 80-93.
11. 400 миллионов лет геологической истории южной части Восточной Европы (под ред. Морозова А.Ф., Никишина А.М., Фокина П.А.). - М: Геокарт, изд. «<ГЕОС». 2005. 351 с.
12. Sun S.S., McDonough W.F. Chemical andisotopic systematic of oceanic basalts // Geol. Spec. Publ. 1989. № 42. P. 313-345.
FRAGMENTS OF MAGMATIC ROCKS IN A OUTBURST OF THE TAMANSKY PENINSULA MUD VOLCANOES: GEOCHEMICAL PECULIARITIES AND PALEO-GEODYNAMIC REVISIONS (KRASNODARSKY AREA, NORTHERN CAUCASUS)
V.M. Gazeev1,2, A.G. Gurbanov1,2, I.A. Kondrashov1, O.A. Gurbanova3
1 - Scientific budgetian institution of the Russian Academy of Science Institute of Ore Deposits Geology, Petrography, Mineralogy and Geochemistry (IGEM RAS ), Moscow ([email protected]), ([email protected]).
2 - Vladikavkaz scientific center of the RAS, Vladikavkaz.
3 - Moscow State University named after Lomonosov, Moscow.
Abstract. In outburst of the Tamansky peninsula mud volcanoes the fragments of magmatic rocks of the Early Mesozoic age, supposedly, have been discovered. Its investigation has a great importance for refinements of geological evolution history of the West Caucasus and for determination of geodynamic processes which were shown here at that time. The results of RFA, INNA and ICP-MS analysis are listed for following magmatic rocks: granite-porphyry, felsites-porphyry, diabase. The concise petrographic description of the rocks and its geochemical peculiarities was done. The supposition about a new, unknown early, volcanic area, which are placed in 150-200 km to the west from Tuapsinsky transversal structure and Goitchsky volcanic area. Volcanism, which have been shown here, evolved at under-subduction conditions on young, thin Epi-Paleozoic Scythian plate.
Keywords: Tamansky peninsula, mud volcanoes, petrography, granite-porphyry, geochemistry, diagnostic diagrams, geodynamic reconstructions.
REFERENCES
1. Abramovich I.I., Zalepugin V.N., Aplonov S.D., i dr. Osnovy geodinamicheskogo analiza pri geologicheskom kartirovanii. - Moskva: Izd. Vsegei, 1997. 499 s.
2. Bobylev V.V., Pishvanova L.S., Yatsenko T.V. K tektonike Kerchensko-Tamanskoy zony // Geologiya nefti i gaza, 1981. № 7. S. 36-41.
3. Bol'shoy Kavkaz val'piyskuyu Epokhu (Pod. Red. Akad. Yu.G. Leonova). - M.: GEOS, 2007. 368 s.
4. Gazeev V.M., GurbanovA.G., i dr. Fiagdonskiy effuzivno-sillovyy kompleks (Rossiya, RSO-A): geokhimiya, geodinamicheskaya obstanovka formirovaniya problemy rudonosnosti // Vestnik VNTs RAN, 2014. Tom 14. № 2. C. 21-33.
5. Izmenenie okruzhayushchey credy i klimata: prirodnye i svyazannye s nimi tekhnogennye katastrofy. (Pod. Red. Akad. N.P. Laverova). - M.: IGEM RAN, 2007. 200 s.
6. Klavdieva N.V. Tektonicheskoe pogruzhenie Predkavkazskikh kraevykh progibov v Kaynozoe //Diss., na soisk., uch, stepeni k-gmn., MGU, 2007. 179 s.
7. Koronovskiy N.V., Demina L.I. Magmatizm kak indikator geodinamicheskikh obstanovok. - Moskva: Izd. «KDU», 2011. 209 s.
8. Lomize M.G. Vulkanizm Severo-Zapadnogo Kavkaza i ego svyaz's tektonikoy//M.: Izd-vo MGU, 1969, 220 s.
9. Petrograficheskiy kodeks Rossii. Magmaticheskie, metamorficheskie, metasoma-ticheskie, impaktnye obrazovaniya. - Sankt-Peterburg: Izd. Vsegei, 2009. 198 s.
10. Sobisevich A.L., Sobisevich L.E., Tveritinova T.Yu. O gryazevom vulkanizme v pozdneal'piyskom skladchatom sooruzhenii Severo-Zapadnogo Kavkaza. (Na primere izucheniya glubinnogo stroeniya gryazevogo vulkana Shugo) // Geologiya i poleznye iskopaemye Mirovogo okeana. 2014. № 2. C. 80-93.
11. 400 millionovlet geologicheskoy istorii yuzhnoy chasti Vostochnoy Evropy (Pod red. Morozova A.F., Nikishina A.M., Fokina P.A.). - M: Geokart, izd. «GEOS». 2005. 351 s.
12. Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts // Geol. Spec. Publ. 1989. № 42. P. 313-345.
