Введение
Петрологические особенности интрузивных образований имеют важное значение для понимания генезиса и потенциальной их рудоносности. По некоторым аспектам петрографического состава и химизма возможно выявление источников выплавления магм и эволюции глубинных очагов. Они дают важные сведения и о геодинамических обстановках формирования интрузий. Цель исследования – выявить петрологические особенности Кирилловского штока Горного Алтая и определить генетические аспекты его генерации.
Петрология кирилловского штока
Кирилловский интрузивный шток располагается в правом борту р. Кумир (левый приток реки Чарыш) в Горном Алтае. Габбро-гранитоидные образования штока отнесены к майорскому комплексу среднего девона и включены в состав Владимирского ареала. В этом районе комплекс представлен Еловским, Владимировским, Тимофеевским и Кирилловским гипабиссальными массивами, ассоциирующими с девонскими вулканогенно-осадочными образованиями и приуроченными к зоне Еловского разлома. В составе интрузивных массивов ареала выделялись ранее 3 фазы внедрения.
Детальное обследование показало, что Кирилловский шток сложен 5 фазами внедрения: первая фаза комплекса – авгит-гиперстен-амфиболовые габбро средне-крупнозернистые темно-зелёной окраски с габбровой и офитовой микроструктурами; вторая фаза представлена субщелочными биотит-амфиболовыми кварцевыми диоритами серой окраски с зеленоватым оттенком диоритовой микроструктуры. Плагиоклаз в габбро – лабрадор, а в диоритах – андезин-олигоклаз, пироксены – авгит и гиперстен, псевдоморфно замещаются обыкновенной роговой обманкой, которая, в свою очередь, замещается хлорит-актинолитовым агрегатом.
Третья фаза встречается редко; это биотит-роговообманковые гранодиориты, местами пересекающие кварцевые диориты и содержащие ксенолиты габброидов; они средне-мелкозернистые, зеленовато-серые, розовато-серые, с массивной и пятнистой текстурами, гипидиоморфнозернистой, пойкилитовой микроструктурами.
Четвёртая фаза: плагиограниты и граниты серые и розовые средне-мелкозернистые, реже средне- и крупнозернистые биотитовые амфиболсодержащие (рибекит) с гранитовой, гипидиоморфнозернистой, микрографической структурами. Для биотита характерна мечевидная форма выделений. Амфибол – рибекит, как и во всех породах комплекса, замещается актинолитом и хлоритом.
Пятая фаза представлена субщелочными двуполевошпатовыми рибекитовыми гранитами розоватой окраски, мелкозернистыми, местами порфировидными с вкрапленниками альбит-олигоклаза.
Основные акцессории в породах: ильменит, сфен, циркон, пирит, пирротин. В целом по составу акцессориев они относятся к ильменитовой серии по [12].
Химический состав породных типов Кирилловского массива приведен в табл. 1.
|
Компо-ненты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
SiO2 |
47,42 |
49,75 |
50,48 |
52,81 |
57,3 |
59,36 |
62,9 |
68,1 |
71,59 |
72,31 |
68,84 |
|
TiO2 |
1,49 |
1,12 |
2,48 |
1,1 |
1,56 |
0,94 |
0,6 |
0,3 |
0,26 |
0,26 |
0,26 |
|
Al2O3 |
15,56 |
20,34 |
19,01 |
17,02 |
16,9 |
18,4 |
16,16 |
13,81 |
14,2 |
14,33 |
14,55 |
|
Fe2O3 |
4,68 |
2,89 |
2,41 |
4,22 |
2,8 |
5,03 |
3,35 |
1,41 |
2,04 |
1,25 |
1,2 |
|
FeO |
7,58 |
6,48 |
6,31 |
3,39 |
3,01 |
3,22 |
3,03 |
2,1 |
1,44 |
1,58 |
2,35 |
|
MnO |
0,15 |
0,13 |
0,1 |
0,08 |
0,03 |
0,04 |
0,03 |
0,04 |
0,12 |
0,12 |
0,04 |
|
MgO |
7,85 |
3,25 |
3,54 |
4,05 |
3,14 |
1.42 |
0,77 |
0,2 |
0,3 |
0,25 |
0,29 |
|
CaO |
10,27 |
8,16 |
7,46 |
6,74 |
7,28 |
2,84 |
2,85 |
2,96 |
1,42 |
1,76 |
1,72 |
|
Na2O |
2,48 |
3,94 |
4,44 |
5,92 |
6,39 |
7,54 |
8,41 |
6,11 |
4,82 |
6,2 |
6,65 |
|
K2O |
0,48 |
1,1 |
1,11 |
0,29 |
0,29 |
0,19 |
0,29 |
1,88 |
2,81 |
0,94 |
3,27 |
|
P2O5 |
0,19 |
0,34 |
0,32 |
0,27 |
0,5 |
0,41 |
0,19 |
0,1 |
0,07 |
0,06 |
0,03 |
|
V |
220 |
225 |
230 |
240 |
137 |
130 |
120 |
17 |
13,0 |
11,0 |
12 |
|
Cr |
210 |
200 |
120 |
80 |
8,8 |
8,2 |
5,5 |
3,5 |
5,0 |
2,5 |
4,5 |
|
Co |
50 |
49 |
46 |
44 |
14,8 |
14,1 |
9,4 |
7,4 |
3,0 |
3,8 |
2,5 |
|
Ni |
92 |
85 |
61 |
40 |
8,3 |
8,1 |
5,1 |
4,8 |
2,5 |
2,4 |
2,3 |
|
Cu |
51 |
45 |
35 |
20 |
7,2 |
7,5 |
7,3 |
7,7 |
5,1 |
2,7 |
4,6 |
|
Zn |
85 |
84 |
93 |
102 |
14,3 |
14,1 |
12,5 |
10,3 |
12,5 |
8,5 |
13,5 |
|
Rb |
18,5 |
18,2 |
16,7 |
15,1 |
6,2 |
7,0 |
10,0 |
65 |
87 |
70 |
75 |
|
Sr |
325 |
310 |
290 |
275 |
243 |
245 |
210 |
120 |
150 |
123 |
145 |
|
Nb |
4,5 |
6,1 |
7,2 |
9,3 |
11,7 |
12,0 |
11,8 |
14,1 |
13,2 |
13,5 |
13,1 |
|
Cs |
1,2 |
1,4 |
1,7 |
1,9 |
0,21 |
0,3 |
0,4 |
3,8 |
4,0 |
3,5 |
3,9 |
|
Ba |
120 |
125 |
124 |
130 |
95 |
100 |
98 |
85 |
130 |
93 |
125 |
|
Pb |
8,5 |
6,3 |
5,8 |
5,3 |
1,9 |
2,2 |
2,5 |
3,5 |
4,2 |
3,8 |
4,0 |
|
Th |
1,5 |
1,7 |
2,0 |
2,6 |
5,2 |
4,8 |
5,7 |
15 |
17,0 |
16,0 |
16,5 |
|
La |
11,0 |
14,5 |
16,8 |
17,3 |
27,4 |
27,2 |
28,2 |
47,1 |
42,5 |
48,2 |
41,7 |
|
Ce |
22,1 |
20,8 |
28,3 |
32,0 |
72,2 |
71,8 |
72,4 |
82,0 |
89,7 |
81,5 |
91,0 |
|
Pr |
3,1 |
3,5 |
3,8 |
4,3 |
10,8 |
10,6 |
11,8 |
9,7 |
11,8 |
9,9 |
12,5 |
|
Nd |
13,2 |
14,1 |
16,1 |
17,1 |
56 |
55 |
58,2 |
29,5 |
45,5 |
30,1 |
47,0 |
|
Sm |
3,1 |
3,3 |
3,5 |
4,3 |
13,5 |
13,3 |
14,5 |
4,5 |
11,8 |
4,6 |
12,5 |
|
Eu |
1,0 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
2,54 |
2,5 |
2,0 |
0,9 |
0,8 |
0,8 |
0,88 |
|
Gd |
3,4 |
4,0 |
5,0 |
5,1 |
13,8 |
13,7 |
14,1 |
3,8 |
11,6 |
3,9 |
12,1 |
|
Tb |
0,51 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
2,22 |
9,3 |
10,0 |
0,55 |
2,1 |
0,6 |
2,2 |
|
Dy |
3,5 |
4,0 |
4,2 |
4,8 |
13,1 |
13,0 |
13,2 |
3,1 |
15,0 |
3,0 |
15,2 |
|
Ho |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,1 |
2,69 |
2,7 |
2,9 |
0,66 |
3,1 |
0,7 |
3,3 |
|
Er |
1,8 |
1,9 |
2,1 |
2,4 |
7,9 |
8,0 |
7,5 |
1,82 |
10,5 |
1,85 |
10,7 |
|
Tm |
0,25 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,98 |
0,96 |
0,8 |
0,33 |
1,5 |
0,34 |
1,8 |
|
Yb |
1,7 |
2,2 |
2,8 |
3,5 |
5,95 |
5,9 |
4,5 |
1,9 |
2,2 |
2,0 |
2,5 |
|
Lu |
0,27 |
0,3 |
0,33 |
0,4 |
0,77 |
0,72 |
0,6 |
0,32 |
0,36 |
0,31 |
0,35 |
|
Y |
22 |
28 |
32 |
34 |
70,9 |
69,5 |
63,2 |
20,9 |
22,1 |
21,1 |
21,5 |
|
Ga |
14,5 |
16,2 |
17,0 |
17,1 |
18,9 |
19,0 |
19,5 |
24,1 |
31,2 |
24,5 |
30,7 |
|
Zr |
94 |
110 |
122 |
123 |
158 |
155 |
170 |
235 |
302 |
228 |
305 |
|
Sc |
52 |
48 |
43 |
44 |
19,8 |
19,5 |
12,5 |
13 |
6,6 |
12,5 |
6,5 |
|
Hf |
2,1 |
2,5 |
3,0 |
3,1 |
4,36 |
4,2 |
4,0 |
5,5 |
6,5 |
5,3 |
6,7 |
|
Ta |
0,24 |
0,3 |
0,4 |
0,43 |
0,69 |
0,7 |
0,6 |
1,1 |
2,1 |
1,2 |
2,0 |
|
Mo |
<0,6 |
<0,6 |
0,6 |
0,65 |
<0,6 |
0,6 |
0,6 |
1,4 |
1,3 |
1,5 |
1,1 |
|
Sb |
0,3 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,37 |
0,4 |
0,5 |
0,8 |
1,0 |
1,0 |
0,9 |
|
Sn |
1,1 |
1,0 |
1,5 |
1,8 |
4,8 |
4,5 |
5,1 |
2,5 |
3,5 |
3,0 |
3,5 |
|
Be |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
3,66 |
3,5 |
3,6 |
4,3 |
5,5 |
4,5 |
5,7 |
|
W |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,1 |
<0,5 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
1,1 |
0,9 |
1,0 |
|
U |
0,3 |
0,35 |
0,45 |
0,5 |
2,2 |
2,1 |
2,5 |
2,0 |
2,1 |
2,5 |
2,3 |
|
Li |
4,7 |
4,3 |
4,0 |
3,8 |
3,3 |
3,5 |
3,8 |
4,4 |
4,9 |
4,5 |
5,0 |
|
∑REE |
87,63 |
99,5 |
118,2 |
129,0 |
300,7 |
304,2 |
303,9 |
208,1 |
270,5 |
208,9 |
275,2 |
|
U/Th |
0,2 |
0,21 |
0,22 |
0,19 |
0,42 |
0,44 |
0,44 |
0,13 |
0,12 |
0,16 |
0,14 |
|
Nb/Ta |
18,75 |
20,3 |
18,0 |
21,6 |
17,0 |
17,1 |
19,7 |
12,8 |
6,3 |
11,3 |
6,6 |
|
Eu/Eu* |
0,95 |
1,02 |
0,96 |
0,92 |
0,57 |
0,56 |
0,43 |
0,66 |
0,21 |
0,57 |
0,22 |
|
La/YbN |
4,27 |
4,35 |
3,96 |
3,26 |
3,04 |
3,04 |
4,14 |
16,4 |
12,75 |
15,92 |
11,0 |
|
La/SmN |
2,17 |
2,69 |
2,94 |
2,46 |
1,24 |
1,25 |
1,19 |
6,41 |
2,2 |
6,42 |
2,04 |
Примечание. Силикатные анализы выполнены в Лаборатории СО РАН (г. Новосибирск). Анализы на малые элементы выполнены в Лаборатории ИМРГЭ (г. Москва) методами ICP-MS и ICP-AES. Значения РЗЭ нормированы по хондриту по Anders E., Greevesse N. [7].Σ PЗЭ – сумма редкоземельных элементов. Eu*= (SmN+GdN)/2. Породы Кирилловского штока: 1-4 – габбро; 5-7 – субщелочные кварцевые диориты; 8, 11 – плагиограниты; 9 – субщелочной двуполевошпатовый гранит; 10 – гранит.
Рис. 1. а – диаграмма Al2O3/(N2O+K2O) – Al2O3/(N2O+K2O+CaO) по [13]
и б – диаграмма SiO2 – Fe2O3/(Fe2O3+MgO) по [15] для пород Кирилловского штока
1 – Габбро, 2 – субщелочные кварцевые диориты, 3 – плагиограниты, 4 – граниты,
5 – субщелочные двуполевошпатовые граниты
В целом породы Кирилловского штока характеризуются повышенными концентрациями натрия, алюминия, галлия и пониженными – калия, рубидия, тантал. Во всех разностях отмечается преобладание натрия над калием. U/Th отношения в породах ниже 1 и свидетельствуют о незначительных наложенных изменениях пород. Нормированные отношения (La/Yb)N умеренные для ранних и высокие для заключительных фаз плагиогранитов, гранитов, умереннощелочных двуполевошпатовых гранитов, указывая на высокую дифференцированность распределения РЗЭ.
Соотношения главных компонентов в породах позволяют относить их к пералюминиевому типу, а соотношение кремнекислотности и железа к магнию позволяют рассматривать габброиды магнезиальными разностями, а все остальные породы – железистыми (рис. 1).
По соотношениям Y-Nb-Ga все породы Кирилловского штока относятся к А2 – типу анорогенных гранитоидов (рис. 2). Они попадают в поле А2 гранитов, геодинамическая обстановка которых близка к функционированию плюма.
На диаграммах соотношений компонентов, определённых для экспериментальных расплавов, большая часть ранних породных типов попадает в поля плавления амфиболитов и небольшая часть кислых дериватов – в поле плавления граувакк (рис. 3).
Кислые породы Кирилловского штока располагаются на максимуме степени известково-щелочного фракционирования ортоклаза и альбита. Экспериментально установлено, что этой ситуации могут отвечать: уменьшение щёлочности в процессе взаимодействия вода-породы или небольшая степень ассимиляции пелитов, которые и будут легко увеличивать показатель A/СNK, что и имеет место для конечных дифференциатов Кирилловского штока (рис. 3 d).
Рис. 2. Диаграмма Y- Nb – Ga по Дж. Эби [8] для гранитоидов Кирилловского штока
1 – Поля гранитоидов по Дж. Эби [8]:
А1 – анорогенные гранитоиды
А1 – типа постколлизионных обстановок;
А2 – анорогенные гранитоиды
А2 – типа мантийных горячих точек
и плюмов. Породы Кирилловского штока: 1 – субщелочные кварцевые диориты,
2 – плагиограниты, 3 – граниты,
4 – субщелочные двуполевошпатовые граниты
В породах Кирилловского штока проявлен тетрадный эффект фракционирования РЗЭ, варьирующий от 0,88 до 1,49 (табл. 2).
На диаграмме Y/Ho – TE1,3 устанавливаются два противоположных тренда увеличения тетрадного эффекта (ТЭФ) М- типа и уменьшение ТЭФ W-типа (рис. 4).
Интерпретация результатов
Приведенные результаты показывают, что по присутствию в гранитоидах щелочной роговой обманки – рибекита, магматиты Кириловского штока должны относиться к анорогенному типу. И по химизму анализируемые породы попадают в поле А2 гранитов, как и все породы майорского комплекса в Абайском грабене [3], Майорском ареале [2], а также анорогенные гранитоиды елиновско-бутачихинского комплекса в Солонешенском рудном районе [4 – 6]. Магматиты Кириловского штока произошли в результате преимущественного плавления амфиболитов и в меньшей степени – граувакков. Появление тетрадного эффекта фракционирования М- и W- типов свидетельствует о различной насыщенности магматогенных флюидов летучими компонентами – водой и HF, HCl, HBO3 [1].
Рис. 3. (a), (b), (c) – диграммы композиционных экспериментальных расплавов из плавления фельзических пелитов (мусовитовых сланцев), метаграувак и амфиболитов по [14] для пород Кирилловского штока; (d) – диаграмма SiO2 – A/CNK) для пород Кирилловского штока. Тренд известково-щелочного фракционирования вулканических пород орогенных регионов по [9, 10].
A- Al2O3, CNK – Сумма CaO, Na2O, K2O. Условные обозначения те же, что на рис. 1.
Таблица 2
Отношения элементов и значения тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ
|
Отношения элементов |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
Отношения в хондритах |
|
Y/Ho |
31,4 |
35 |
35,6 |
30,9 |
26,4 |
25,7 |
21,8 |
31,7 |
6,5 |
7,1 |
30,1 |
29,0 |
|
Zr/Hf |
44,7 |
44 |
40,7 |
39,7 |
36,2 |
36,9 |
42,5 |
42,7 |
45,5 |
46,5 |
43 |
36,0 |
|
La/Nb |
2,4 |
2,4 |
2,3 |
1,9 |
2,4 |
2,3 |
2,4 |
3,3 |
3,2 |
3,2 |
3,6 |
30,75 |
|
La/Ta |
45,8 |
48 |
42 |
40,2 |
39,7 |
38,9 |
47 |
42,8 |
21 |
20 |
40 |
17,57 |
|
Sr/Eu |
325 |
258 |
223 |
196 |
96 |
98 |
105 |
133 |
165 |
187 |
154 |
100,5 |
|
Eu/Eu* |
0,95 |
1,02 |
0,96 |
0,92 |
0,57 |
0,56 |
0,43 |
0,66 |
0,22 |
0,21 |
0,57 |
0,32 |
|
TE1,3 |
0,96 |
0,89 |
0,88 |
0,93 |
0,96 |
1,48 |
1,49 |
0,98 |
1,0 |
1,03 |
0,97 |
- |
Примечание. Породы Кирилловского штока: 1-4 – габбро; 5-7 – субщелочные кварцевые диориты; 8, 11 – плагиограниты; 9 – субщелочной двуполевошпатовый гранит; 10- гранит. ТЕ1.3 – тетрадный эффект фракционирования РЗЭ (среднее между первой и третьей тетрадами) по В. Ирбер [11].
Рис. 4. Диаграмма Y/Ho – TE1 для магматитов Кирилловского штока
Условные обозначения те же, что на рис. 1.
Заключение
Таким образом, магматиты Кирилловского штока относятся к анорогенному типу А2, характерному для плюмовых обстановок. Для ранних фаз реконструируется плавление амфиболитов, а для более поздних – плавление и граувакк. Различная насыщенность и активность летучих компонентов в магматогенных флюидах подтверждается проявлением ТЭФ РЗЭ М- и W-типов.
Библиографическая ссылка
Гусев А.И., Гусев Н.И. ПЕТРОЛОГИЯ КИРИЛЛОВСКОГО ШТОКА ГОРНОГО АЛТАЯ // Современные наукоемкие технологии. 2014. № 3. С. 82-86;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=34116 (дата обращения: 03.04.2025).