CC BY
11
• ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
_ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА_
Том 201 ' 1972
ОБЩИЕ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЩЕЛОЧНЫХ ПОРОД БАТАНАЮЛЬСКОГО МАССИВА
(Кузнецкий Алата>) ,
А/А. МИТЯКИН (Представлена научным семинаром кафедры петрографии)
Батанаюльский массив щелочных пород расположен по речкам Ба-танаюл и Кудудет, левым притокам среднего течения р. Урюп. Он представлен двумя основными телами со сложным петрографическим составов несколько разделенными пространственно. Оба тела удлиненной формы, вытянутые в субширотном направлении, имеют площадь выхода на дневную поверхность, в сумме равную около 1 км2. Залегают породы массива среди эффузивно-осадочных образований нижнего девона. В составе массива установлено большое * разнообразие пород,, формирование которых происходило в четыре последовательные фазы от более ранней к поздним:
1 фаза-тералиты-порфириты, лабрадоровые берешиты и андезино-вые берешиты;
2 фаза —лейкократовые тералиты-порфириты;
3 фаза—: нефелиновые монцониты и нефелиновые сиениты;
4 фаза — известково-щелочные и щелочные сиениты. - *
В заключительный этап становления массива образовались дайко-ь*ые породы — диабазы, долериты, щелочные сиениты. Общей особенностью пород массива, формировавшегося в приповерхностных условиях, является четко порфировая или мелкозернистая структура.
~ Общей геохимической особенностью для массива является то, что почти все элементы, обнаруженные в его составе, являются сквозными к присутствуют, к тому же, в примерно равных количествах во всех раз-" новидностях пород. "Исключение в этом смысле составляет лишь литий, обнаруженный в заметных* количествах лишь в одной разновидности — б^решитах. Сквозными элементами пород массива являются титан, свинец, цирконий, иттрий, стронций, барий, галлий, цинк, медь, бериллий, ванадий, хром. Два элемента — никель и кобальт —• содер-жатся в незначительных количествах, и их содержание непостоянно. Что касается геохимической специализации, то, как видно из вышеизложенного, почти все перечисленные элементы свойственны' основным и средним породам. Для щелочных пород характерны лишь бериллий» иттрий и галлий, но они присутствуют в небольших количествах, начиная от ранних продуктов дифференциации й кончая поздними, и поэтому не определяют геохимическую специализацию пород. Рассмотрим поведение элементов в ходе процесса дифференциации магматического расплава, при этом, учитывая особенность набора элементов и предпо-
Ф
лагаемую связь пород с основной магмой, сравнение по содержанию будем деАать с кларками основных пород по А. П. Виноградову (1962).
Элементы группы железа. Из этой группы в породах присутствуют титан, ванадий, хром, кобальт, никель и марганец.
Титан во всех разновидностях пород присутствует в количествах ниже кларка, причем содержание его несколько уменьшается в направлении от ранних продуктов дифференциации к поздним —от 0,5 в бере-шитах до 0,25 в нефелиновых сиенитах. Как показывают спектральные анализы, титан содержится в магнетите в количестве 2% и пироксене— -0.3—0,5%. При микроскопическом изучении пироксенов было установлено, что в породах ранних фаз он более титанистый, чем в поздних, в частности, в нефелиновых сиенитах, где присутствует гиперстен и авгит. Этим, видимо, и объясняется некоторое уменьшение его содержания в поздних разностях пород.,
Ванадий во всех разновидностях пород присутствует в количествах, значительно ниже кларковых, причем какой-либо закономерности в изменении его содержания не наблюдается. Спектральные анализы показывают наибольшее содержание его в магцетите, доходящее до 0,01%. Данный элемент входит также в состав железомагнезиальных пироксенов. Значительно более низкие содержания ванадия во всех* породах по сравнению с кларком свидетельствуют (} бедности данным элементом родоначальной магмы. При этом небольшие различия в содержании железомагнезиальных компонентов и акцессорного магнетита в породах разных фаз не способствовали накоплению данного элемента в-какой-то определенной породе.
% Аналогично ванадию ведут себя и такие элементы, как хром, кобальт и никель. Их содержание во всех разновидностях пород примерно одинаковое и в несколько десятков раз ниже кларкового, причем кобальт и никель в отдельных разновидностях пород, исключая береши-ты, не улавливаются вообще.
Группа- малых петрогенных элементов
Литий, как было отмечено выше, обнаружен в заметном количе- . стве только в берешите, Причем содержание его несколько ниже кларкового. Концентрация лития в берешитах—продуктах ранней стадии дифференциации— объясняется его способностью замещать изоморфно натрий, который присутствует ,в значительном количестве в данной породе в Составе нефелина. Это подтверждает спектральный, анализ нефелина из берешитов, показывающий содержание лития в количестве ' 0,03%.
Содержание бериллия во.всех породах массива равно 0,001%, за исключением пород последней фазы, где оно равно 0,0008%, но так- -же выше кларкового. О связи данного элемента с каким-то определенным минералом говорить трудно, поскольку он в равных количествах (0,001) обнаружен в пироксене, нефелине и магнетите, чем, видимо, и объясняется его рассеянность и примерно равное содержание во всех разновидностях пород. , .
Стронций почти во всех разновидностях пород содержится § количествах выше кларкового значения, при этом наблюдается уменьшение содержания его от пород ранних этапов дифференциации к поздним. Тяк в берешитах и тералитах-порфиритах его содержание составляет 0.07—0,06% при кларковом значении, равном 0,044, а з породах последней фазы—0,03%. Такое поведение стронция объясняется, по-видимому, близостью его ионного радиуса к радиусу кальция, а содержание последнего резко уменьшается также от ранних* продуктов дифференциа-
в
■ции к поздним. Спектральный анализ дает также высокое содержание ^стронция в нефелине берешитов, равное 0,5%, что, видимо, свидетельствует о изоморфном замещении стронцием натрия, а, возможно, стронций здесь ассоциирует с кальцием, содержание которого в нефелину достигает 8% ■
Содержание бар и я также во всех разновидностях пород выше или равно. кларковому. Данный элемент ведет себя аналогично предыдущему— его Содержание уменьшается ,от пород раннего этапа дифференциации к позднему. В породе первой фазы—берешите—содержание бария равно 0,13%, а в породах последней фазы — 0,03-%. Интересным в поведении бария является то, что его содержание в породах поздних фаз, наиболее богатых калием, значительно ниже,, чем в .ранних продуктах дифференциации, хотя в литературе указывается на постоянную концентрацию бария ,в калийсодержащих минералах. Видимо, стронций и барий ведут себя здесь аналогично и связаны с породами, наиболее богатыми кальцием. О сходном поведении бария с кальцием свидетельствует тот факт, что при калишпатизации берешитов из них выносится большая часть кальция. Такая же тенденция намечается и в отношении с барием — его содержание в калишпатизированных берешитах
равно 0,01% вместо 0,13% в неизмененной породе. *
Группа металлических элементов.
Свинец и цинк ведут себя одинаково и их содержание в общем колеблется около кларкового. Чаще наблюдаются случаи с пониженным содержанием. Какой-либо закономерности в поведении этих элементов в породах разных фаз не наблюдается.
Содержание меди во всех разновидностях пород значительно ниже кларкового, причем намечается тенденция в уменьшении ее содержания от ранних продуктов дифференциации к поздним/
Группа редких элементов.
Из этой группы в породах массива обнаружено три элемента—-иттрий, цирконий и галлий. Иттрий в целом для пород массива содержится в количестве-, близком к кларку. В отдельных разновидностях пород наблюдается колебание в его составе* в'ту или иную сторону. Какой-либо закономерности в изменении его содержания в последовательном ряду продуктов дифференциации не наблюдается. Спектральные анализы показывают, что его содержание выше кларкового—0 003 в пироксене. В таких минералах, как нефелин, калишпат и магнетит,, элемент не обнаружен. Для циркония характерно то, что почти во всех разновидностях пород его содержание выше кларкового, причем наблюдается тенденция в увеличении его содержания от ранних продуктов дифференциации к поздним. Так, если в берешитах и тералитах-порфиритах его содержание равно соответственно 0.012 и 0.01%, то' в нефелиновых монцонитах и нефелиновых сиенитах 0,04 и 0,03%. Объясняется эго тем, что элемент входит в состав акцессорного минерала — циркона, содержание которого увеличивается в направлении к поздним продуктам дифференциации. В породообразующих минералах — пироксене, нефелине и калишпате— содержание элемента равно 0,001—0,003%. Галлий во всех разновидностях пород, кроме нефелинового сиенита, присутствует в количествах выше кларкового, значения, при этом наблюдается тенденция в уменьшении его содержания от пород ранних фаз к поздним. Это, возможно, объясняется тем, что по величине ионного радиуса элемент близок к алюминию, которым наиболее богаты породы
ранних фаз, ввиду наличия в них большого количества- нефелина и др. алюмосиликатов.
Кроме всех перечисленных элементов, в породе наблюдаются следы молибдена и ниобия.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать следующие основные
РЫВОДЫ.
1. Обращает на себя внимание небольшое количество присутствующих в породах массива элементов-примесей, причем подавляющее большинство их характерно для пород основного состава.
Все элементы, характерные для основных пород — титан, хром, ванадий, кобальт, никель и медь—содержатся в количествах значительно ниже кларковых значений. Это объясняется тем, что перечисленные элементы характерны для дифференциатов магмы основного состава, каковыми являются эффузквы преимущественно базальтового состава, образовавшиеся раньше опйсанцых интрузивных массивов. В этом смысле интерес представляют кобальт и никель, характерные для пород ранних стадий кристаллизации.
2. "Из редких элементов, характерных для щелочных пород, присутствуют лишь три—иттрий, цирконий и галлий, при этом содержания их лишь в незначительной степени превышают кларк основных пород. Присутствие данных элементов тем более не показательно, если' учесть, что родоначальная магма щелочных интрузивных пород является остаточной, дифференциатом от магдеы бол^ее основного состава, и накопление в остатке редких элементов является вполне естественным, если их содержание в родоначальной магме и было незначительным.
3. Все элементы, присутствующие в породах, являются сквозными, исключая литий, обнаруженный в заметном количестве лишь в породе первой фазьг—берешите.
4. Среди всех элементов, присутствующих в породах, только барий и стронций наблюдаются в количествах, превышающих кларковые, что является также характерным признаком связи между интрузивными и эффузивными образованиями, так как эти элементы накапливаются обычно в конечных продуктах кристаллизации, каковыми в данном случае являются описанные интрузивные породы, образовавшиеся из остаточной магмы как дифференциата более основной.
7. Том 201-
