CC BY
16НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2010, №3 УДК 552.3 (571.56)
Петрографический состав и иетрохимическая характеристика раннеюрского кобюминского вулканического комплекса
Южного Верхоянья
Я П. Шепелева, ИИ Колодезников, Д.В. Захаров
Статья содержит сведения о петрографическом составе структурно-текстурных признаков и пет^рохимических особенностях вулканогенных пород раннеюрского Кобюминского вулканического комплекса Южного Верхоянья. На основании приведенных данных делаются выводы об условиЯХ 1ЛХ фо рми рования.
Ключевые слова: раннеюрский, вулканический комплекс, грабен, андезибазальт, петрохимический состав, эффузивный, иирокластический, палеогеография
The first part of the article presents information about petrographic composition and petrochemical peculiarity of The Kobuma Early Jurassic volcanic complex of The Southern Verhoyan. The article contains conclusions of their formation conditions.
Key words: Early Jurassic, volcanic complex, graben, andesite basalt, petrochemical composition, effusive, pyroclastic, paleogeography
Раннеюрский кобюминский вулканический комплекс объединяет потоки и покровы базальтов, андезибазальтов, андезитов, переслаивающиеся с эффузивно-обломочными, пирокластическими и вулканогенно-осадочными породами. Он сосредоточен в Абонском, Кюентинском грабенах Кобю-минской системы складок Южного Верхоянья. В западной части Кобюминской системы складок в
породы вулканического комплекса представлены покровами и потоками базальтов, андезибазальтов и андезитов [1]. Плагиоклазовые и пироксен-плагиоклазовые базальты имеют темно-серую, темно-зеленовато-черную окраску, это плотные, тонкозернистые породы. Наиболее часто в составе серии наблюдаются миндалекаменные базальты. Общая структура базальтов порфировая, реже афировая. Строение основной массы интерсер-тальное и микродолеритовое. Миндалины в базальтах выполнены преимущественно хлоритом и карбонатом, реже агрегатом кварц-карбонат-хлоритового состава с примесью цеолитов, размер миндалин изменяется от 2 до 9 мм.
Андезибазальты темно-серые и черные породы порфировой структуры и обладают массивной, реже миндалекаменной текстурами. Миндалины мелкие, размером до 2 мм, выполнены чаще каль-
ШЕПЕЛЕВА Яна Петровна, к.г.-м.н., доцент каф. РГиГ СВФУ, [email protected]; КОЛОДЕЗНИКОВ Игорь Иннокентьевич, д.г;-м. н., профессор, Президент Академии наук РС(Я); ЗАХАРОВ Дмитрий Васильевич, аспирант, СВФУ им М.К. Аммосова
цитом, реже хлоритом. Основная масса имеет микролитовую, пилотакситовую структуры. По соотношению вкрапленников андезибазальты разделяются на пироксен-плагиоклазовые и амфибол-плагиоклазовые. Общее количество порфировых выделений 15-25%..
Андезиты комплекса представлены серыми плотными пироксен-плагиоклазовыми разностями с порфировой и гломеропорфировой структурой. Порфировые вкрапленники составляют 30% общего объема породы и представлены плагиоклазом (50%), моноклинным пироксеном (35%) и роговой обманкой (15%). Основная масса имеет ги-алопилитовое строение.
В восточной части района в береговых обнажениях ручья Круг развиты покровы плагиокла-зовых, пироксен-плагиоклазовых и оливиновых базальтов [2], которые обладают темно-серой с зеленоватым оттенком и черной окраской. Структура пород порфировая с пилотакситовой, интер-сертальной, стекловатой основной массой, сложенной лейстами плагиоклаза, мелкими зернами пироксена, оливина, рудного минерала и буровато-зеленым стеклом. Базальты обладают миндалекаменной текстурой, шаровой и подушечной отдельностью. Размер миндалин изменяется от 0,3 до 20 мм. Миндалины выполнены карбонатом, хлоритом или агрегатом карбоната и халцедона.
Вулканокластические породы кобюминского вулканического комплекса представлены тремя группами: эффузивно-обломочными, пирокластическими и осадочно-вулканокластическими. Наиболее широко вулканокластические породы развиты в западной части Кобюминской системы
ПЕТРОГТАФИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ПЕТРОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Р АННЕЮРСКОГО КОБЮМИНСКОГО ВУЛКАНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ЮЖНОГО ВЕРХСЯНЬЯ
складок в бортах р. Луговая, где они резко преобладают над эффузивными породами. Здесь развиты кластолавы серого цвета. По размерам обломков встречаются кластолавы агломератовой и глыбовой агломератовой структуры, преобладают первые с обломками размером 100-200 мм. По агрегатному состоянию пирокластики структура кластолавы литокластическая, обусловленная преобладанием обломков порфировых андезитов и андезибазальтов с микролитовой и гиало-пилитовой основной массой. В меньшей степени наблюдаются спекшиеся обломки вулканического стекла размером от 0,2 до 20 мм и обломки плагиоклаза длиной от 0,1 до 1,5 мм. Цемент выполнен мелкопористым хлоритизированным или карбонатизированым вулканическим стеклом.
Эксплозивно-обломочные породы образуют самую обширную и разнообразную группу среди пород комплекса. Такое разнообразие обусловлено различными размерами и составом обломков, типом цемента, примесью чуждых обломков. Пи-рокластические породы разделяются на две подгруппы: 1) пирокластические породы без примеси постороннего материала, представленные туфами, сцементированными гидрохимически, и спекшимися туфами (агглютинаты); 2) пирокластические породы с примесью чуждых обломков.
Туфы кобюминского вулканического комплекса отличаются разнообразием состава и структур: так, туфы базальтов, андезибазальтов и андезитов характеризуются псаммитовой, лапиллиевой, агломератовой и глыбовой агломератовой структурами, среди которых преобладают агломерато-вые разности. В составе комплекса широко представлены шлакокластические, литокластические, кристалло-литокластические туфы. Преобладающими являются шлакокластические туфы, состоящие из обломков шлака, размером от 0,5 до 200 мм и более.
Заполнитель туфов пепловый, состоящий из тонкораспыленных обломков кристаллов и вулканического стекла. Цемент туфов гидрохимический, хлорит-карбонатного состава с примесью цеоли-товой составляющей. По соотношению пирокластики и цемента структура цемента туфов поро-вая, базальная или пленочная.
Туфы подвергнуты интенсивным вторичным изменениям: хлоритизации, карбонатизации и цео-литизации.
Характерными породами комплекса в западной части территории являются агглютинаты, представляющие собой спекшиеся в сплошную массу обломки шлака и базальта. Окраска агглютина-тов серая с линзами темного вулканического стекла. Пирокластический материал представлен обломками шлака и базальта, размером от 1-2 мм
до 50 мм и единичными кристаллами длиной до 0,3 мм, погруженными в плотную псевдофлюи-дальную основную массу.
В нижних частях вулканического комплекса наблюдается преобладание ксенотуфов, состоящих из обломков эффузивных пород и примеси обломков осадочных пород (до 50%). По размеру обломков литокластические ксенотуфы подразделяются на лапиллиевые и глыбовые разности. В ла-пиллиевых ксенотуфах преобладают обломки размером 10-30 мм, представленные обломками шлака и базальта, и в меньшей степени - обломками осадочных пород.
Глыбовые ксенотуфы состоят из обломков шлака, базальта, андезибазальта и терригенных пород, размером 50 мм -2 м. Признаки окатанности пи-рокластического материала в породах отсутствуют.
Терригенный материал ксенотуфов составляет 30% и состоит из обломков кварцитов, алевролитов и галек терригенных пород и примеси песчаного материала. Цемент ксенотуфов гидрохимический, состав - карбонатный, местами хлоритовый.
В западной части Кобюминской системы складок в основании раннеюрского вулканического комплекса ксенотуфы чередуются с псаммитовыми и глыбовыми шлако-литокластическими туффита-ми с базальным карбонатным цементом.
Туффиты имеют серую окраску, плохо отсортированные, обогащенные глинисто-алевритовым материалом с примесью галек терригенных пород. Состав пирокластики туффитов аналогичен
Количество терригенного материала туффитов доходит до 30% и представлен окатанными обломками кварца, полевых шпатов и галькой терригенных пород. Размер обломков кварца и полевых шпатов изменяется от 0,2-0,5 мм до 1 мм. Преобладающими среди терригенной примеси являются зерна кварца (15%), полевые шпаты представлены обломками плагиоклаза (10%). Интересной особенностью туффитов является наличие в них гальки терригенных пород, уплощенная
прибрежно-морских отложений. Размер галек изменяется от 20 до 50 мм. Цемент туффитов гидрохимический выполнения пор и представлен агрегатом мелкозернистого кальцита и глинистого минерала.
В центральной части Кобюминской системы складок в бассейне ручья Круг происходит сокращение вулканокластического материала, который здесь представлен мелкозернистыми косослоис-тыми, волнистослоистыми туфопесчаниками, ту-фоалевролитами, волнисто- и параллельнослоис-тыми псаммитовыми туфами базальтов с обиль-
ной морской мелководной фауной. Сокращение вулканокластического материала продолжается далее на восток по ручьям Абон и Мас-Юрях. где преобладают лавы основных и средних пород.
Изучение петрохимического состава эффузивных пород абонской серии показало, что содержа-
ние 8Ю2 в базальтах изменяется от 43,2 до 52,7 мас.%, для них характерен гиперстен-норматив-ный, реже оливин-нормативный состав с относительно низкими содержаниями (2,46-9,76 мас.%), СаО (2,81-14,28 мас.%), повышенными значениями А1о03 (9,45-16,4 мас.%), весьма вы-
5 ^
Рис.1. Фигуративные точки анализов эффективных пород на диаграмме БЮ2 - (Ыа20 + К20)
Условные обозначения: 1) область распространения химических составов магматических пород; 2) границы разделения магматических пород на группы по содержанию кремнезема с «полями неопределенности»; 3) нижняя граница
дшпатоидных щелочных пород, содержащих щелочные пироксены и амфиболы; 5) область распространения субщелочных пород; 6) границы распространения кварца >5 %; 7) - граница разделения подгрупп; 8) - точки распространения эффузивов абонской серии ранней юры
ПЕТРОГТАФИЧЕСКИИ СОСТАВ И ПЕТРОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 1АННЕЮРСКОГО КОБЮМИНСКОГО ВУЛКАНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ЮЖНОГО ВЕРХСЯНЬЯ
Рис. 2. Положение эффузивов кобюминского вулканического комплекса в координатах А1,03/ (Ге0+Ге20,+Мя0)-№20/К20. Условные обозначения: 1 - базальты, развитые в бассейне р. Луговая; 2 - базальты развитые в бассейне руч. Круг
§ а
CD
О
• • •
Na О •
К 3
12 - *
к
то •
® 10 -
ф
s
о. •
Е а - •
то
I
б Ж • •
к . ТО 11 = 1 i 5 ? лз то ¿ i; i - Ж
Калиевая 1 > ■ 1
0,2 0,4 0.6 Низкоглинозсмистыс
0,8 1,0 Умеренно глинозе мистые
1,2 1,4 1,6 ALO
Высокоглиноземистые
FeO+FezO ,+МдО
сокими значениями ТЮ2 (1,41-2,86 мас.%), Ре203+Ре0 (7,06-13,74 мас.%) и Р205 (0,25-1,6 мас.%). Отмечается положительная корреляционная связь между значениями К20 и Р205. Показатели СаО находятся в обратной зависимости от концентрации щелочей и уменьшаются с увеличением содержания 8Ю2. Судя по высокому содержанию С02 (до 5,39 мас.%) и потерь при прокалывании (п.п.п. до 5,25 мас.%) в некоторых образцах, можно заключить, что исследуемые породы в разной степени испытали низкоградный метаморфизм, а местами - наложенную карбонатизацию [3]. Данное обстоятельство следует иметь в виду особенно при оценке кремнекислотности и щелочности вулканитов как главных классификационных признаков. Например, при пересчете на сухой остаток содержание 8Ю2 увеличивается от 49 до 61 мас.%. Относительное увеличение щелочности при этом невелико. Такое же поведение главных петроген-ных окислов наблюдаются и у андезибазальтов и андезитов. В андезибазальтах содержание 8Ю2 меняется от 53,68 до 54,88 мас.%, количество М§0 - 2,40-5,50 мас.% низкое, содержание ТЮ2 (1,331,7 мас.%) и А1203 (12,09-15,20 мас.%,) напротив повышенное. Андезитам характеризуются следу-
ющими содержаниями (масс.%): Si02 - 56,5057,42%, TÍO. - 1,32-1,34%, АЦ)3 - 9,45-11,80%, MgO-2,25-6,31%.
По отношению суммы щелочей к Si02 базальты кобюминского вулканического комплекса относятся к петрохимическим сериям толеитовых и умереннощелочных щелочных пород (рис. 1). Как видно из диаграммы, при распределении то-
циации расплава не происходит.
Базальты комплекса являются преимущественно натриевыми, реже калиево-натриевыми. В отдельных случаях высокое содержание натрия (Na20 - 5,81%), вероятно, связано с альбитиза-цией.
Толеитовые базальты характеризуются низкой глиноземистостью (рис. 2), в субщелочных базальтах коэффициент глиноземистости варьирует от низкоглиноземистого до выскоглиноземис-того, андезибазальты относятся к умеренно-глиноземистым сериям, андезиты - к высокоглиноземистым сериям.
На диаграмме AFM базальты приурочены к полям известково-щелочных и в меньшей степени толеитовых серий по X. Куно (рис. 3).
Рис.3. Диаграмма АРМ (№20+К20)-Ре02-Мц0) ддяэф-фузивов кобюминского комплекса. Линией показана граница толеитовой и известюво-щелочной серий по X. Куно
Изучение петрографического состава и строения вулканогенных пород раннеюрского кобюминского вулканического комплекса показало, что в целом комплекс характеризуется достаточно однообразным минеральным составом эффузивных пород: базальтов, андезибазальтов и андезитов и их вул-канокластических аналогов. При прослеживании по латерали изменений структурно-текстурных признаков вулканогенных пород, количественных соотно-
плекса установлено существенное преобладание в западной части изучаемой территории глыбовой и агломератовой вулканокластики, которая в восточном направлении сменяется преобладанием эффузивных пород и уменьшением размерности вулканокластики. В центральной и восточной частях района в основном наблюдаются псаммитовые и ла-пиллиевые туфы. Эффузивные породы комплекса в центральной части территории имеют стекловатые, неполнокристаллические структуры, характеризу-
цированного вулканического стекла. Здесь мы видим в эффузивах шаровую, подушечную отдельности. Также при изучении пород комплекса установлена разная интенсивность развития вторичных процессов по вулканогенным породам. Наиболее силь-
но изменены вулканиты в центральной и восточной части района, где породы подвергнуты интенсивной карбонатизации, хлоритизации, цеоли-тизации и альбитизации.
Сравнение петрохимического состава базальтов, отобранных из отдельных участков проявления вулканитов комплекса в пределах Кобю-минской системы складок, показало, что химический состав эффузивных пород довольно однообразный, за исключением более высоких содержаний щелочей в базальтах, развитых в более восточных частях района.
На основании изучения петрографического, химического состава и строения эффузивных, вул-канокластических, осадочно-вулканогенных пород кобюминского вулканического комплекса можно заключить, что вулканиты являются продуктами единого магматического источника, но сформированы в различных палеогеографических условиях. Структурно-текстурные характеристики вулканитов, развитых в центральной и восточной частях Кобюминской системы складок указывают на излияние вулканического материала в подводно-морской обстановке, а в западной части системы извержения раннеюрского вулкана происходили в субаэральной обстановке на палеоостровах.
Литература
1. Шепелева Я. П. Новые данные о составе нижне-
хояиского складчато-надвигового пояса // Наука и образование. - 2004.-№ 4 - С. 112-113.
2. Попов Б. II. Особенности геологического строения и развития Брюнгаде-Буор-Юряхского междуречья (Южное Верхоянье) //В сб. «Тектоно-магматичес-кие и металлогенические проблемы геологии Якутии». Якутск: изд. ЯГУ 1987. - С. 42-48.
3. Киселев А.II., Колодезников II.II, Шепелева Я.П.
стемы впадин Верхоянского складчато-надвигового пояса// Наука и образование. - 2006. - № 4. - С. 53-58.
