CC BY
21
ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 177 1971
ИЗЫХСКИЙ ГАББРОИДНЫЙ МАССИВ
(Кузнецкий Алатау)
Г. А. ИВАНКИН, Д. И. ЦАРЕВ
(Представлена кафедрой общей геологии)
Описываемый ниже габбровый массив расположен в левом борту долины р. Белого Июса против поселка Мендоля. Породами его сложена верхняя часть одноименной горы, вершина которой возвышается над окружающей поверхностью в виде монаднока.
Своеобразная структура плутона, особенности петрографического состава пород и степени их изменения до сих пор не нашли освещения в печати. Учитывая это, авторы в настоящей статье сообщают основные результаты своих исследований.
Плутон прослеживается от долины р. Белого Июса через гору Изых в ЮЗ направлении за пределы изученной площади. Он прорывает породы карбонатно-амфиболитовой толщи и вместе с ними слагает сравнительно крупный останец кровли Улень-Туимского (Белоиюсско-го) гранитоидного массива (рис. 1). Изыхский плутон имеет вытянутую в СВ направлении лополитоподобную форму, расслоен. Ясно выраженная полосчатость пород, слагающих его, позволяет уточнить строение массива, основные черты которого показаны на рис. 1. В дополнение подчеркнем, что полосчатость пород имеет очень крутое падение (под углами в 75—80°) на СВ вдоль ЮВ границы тела и обратное падение—'В СЗ части его. Юго-западнее вершины горы Изыха полосчатость имеет падение на СВ под углами 60—65°.
Среди пород, слагающих плутон, наиболее распространенными являются следующие разности: 1) габбро оливиновое соссюртизированное и амфиболизированное, 2) амфиболизированное и катаклазированное габбро, 3) амфиболизированное меланократовое габбро, 4) амфиболизированное кварцевое габбро и 5) анортозиты. Кроме того, к этому же комплексу, вероятно, относятся гарцбургиты, слагающие дайки, секущие габброиды. В табл. 1 приведена краткая характеристика отмеченных разностей пород.
Общими характерными чертами Изыхских габбро является то, что все они метагаббро, встречающаяся в них роговая обманка всегда вторичная, замещающая пироксен, имеет голубовато-зеленый цвет, зерна ч,асто с занозистыми очертаниями, 2У колеблется от—76 до—86°, С^— от 15 до 23°; первичные темноцветные минералы представлены авгитом (С^ —44°, ^—Кр —0,015), а в оливиновой разности — авгитом, ги-перстеном и магнезиальным оливином (^—Ыр 0,035); плагиоклазы— лабрадор-битовнитом от № 70 до № 76.
Преимущественным распространением пользуются амфиболизиро-ванное и катаклазированное и меланократовое амфиболизированное габбро. Кварцевое амфиболизирова.нное габбро и анортозиты более ограничены в распространении и встречаются отдельными неправильной формы участками и полосами.
Рис. 1. Геологическая карта горы Изых. 1—четвертичные отложения; 2 — мраморы каратегской толщи; 3 — сиенито-диориты первой фазы Улень-Туимского плуто-на; 4 — гранодиориты первой фазы Улень-Туимского плутона; 5—граниты второй фазы Улень-Туимского плутона; 6—габброиды горы Изых с элементами прото-тектонической полосатости; 7 — меланократовые разности габброидов горы Изых; 8 — контактовые амфиболи-то-гнейсы; 9 — дайки гарцбургитов; 10 — гибридные габбродиориты; 11 — дизъюнктивные нарушения.
Кроме описанных пород, сохранивших интрузивный облик, в соста-ье массива имеются разности, которые приобретают все особенности метаморфических образований. Для петрографической характеристики этих пород, названных нами контактовыми амфиболито-гнейсами, приведем обобщенное описание их.
Контактовые амфиболито-гнейсы наблюдаются в при-контактовой части габброидов с породами Улень-Туимского интрузивного комплекса и являются продуктами контактового воздействия последних на Изыхское габбро и вмещающие габбро породы карате! -ской толщи. По своему облику амфиболито-гнейсы напоминают мелкозернистые гнейсовидные диориты. Цвет их обычно серый. Предыдущие исследователи называли их роговиками. Однако, кроме типичных роговиков, имеющих в своем составе около 5—10% фемических минералов, в этой группе пород преобладают амфиболито-гнейсы. Основными мипе-
Е3> ЕЭ* ЕЕЗ* СПИ Ш* ГН1 О? ЕЭ« О» 1*>Г71"
Таблица 1
Краткая петрографическая характеристика Изыхских габброидов
Габбро оливиновое сос-сюритизированное и ам-фиболизированное Габбро амфиболизиро-ванное и катаклазиро-ванное Га'ббро меланократовое амфиболизированное Габбро кварцевое амфиболизирован-ное Анортозит
Цвет Темно-зеленовато-серый Среднезернистая Зеленовато-серый Темно-зеленый Зеленовато-серый Светло-серый
Макроструктура Среднезернистая Крупнозернистая Среднезернистая Крупнозернистая
Текстура Массивная или слабо Массивная или полосча- Массивная Массивная Массивная или пятни-
гнейсовидная тая стая
Микроструктура Габбро-офитовая, пойки- лоофитовая Гипидиоморфно-зер листая и бетонная Пойкилитовая Габбровая и пойкилитовая Панидиоморфно-зернистая
Плагиоклаз 35—45% 34—50% До 20% 40—50% До 98%
03 а н Авгит 20% Реликтовые зерна До 55% Реликтовые зерна —
о О и ЭЯ Гиперстен До 5% зерна замещены серпентином — — — —
Я ьг и 0) у Оливин Единичные зерна — до 10%
Я U о «s; Роговая обманка 25% 45—60% 25-30% 50—55% 1-9%
сх CJ Кварц — Вторичный, до 0,05% — До 10% —
я £ Акцессорные Шпинель Магнетит До 5% Магнетит До 0,5% Магнетит, сфен, единичные зерна Магнетит, циркон
Второстепенные Соссюрит Эпидот, цоизит, серицит Биотит, эпидот Эпидот, хлорит, серицит, соссюрит Альбит, цоизит
to
ралами, слагающими амфиболито-гнейсы, являются: 1) плагиоклаз — 30—60% (№ 40 до № 60, в реликтах первичных зерен — до 71); 2) роговая обманка —30—50% (2У от —72 до —84°, 17—19°); 3) диоп-снд —до 40% (Ые-Ыр = 0;028, 0^ = 39°, 2У = 57Ь); 4) кварц — '10%, акцессорные (магнетит, сфен) ■—5%; 5) редко биотит. Структура породы гнейсовидная, под микроскопом — нематобластовая (рис. 2, а). Амфиболито-гнейсы окаймляют габброиды г. Изых с северо-запада и юго-востока 'полосами шириною до 700 м. Элементы гнейсовидностн их располагаются параллельно контактам габброидов с Улень-Туим-скими гранитоидами и параллельно структурам останцев мраморов ка-ратегской толщи, имеют падение преимущественно под габброидный массив под углами 70—85°, редко — обратное. Отдельные линейновытяну-тые участки амфиболито-гнейсов встречаются среди массива габброидов, обтекают будины габбро, затекают в трещины. Местами наблюдаются процессы метасомэтической гранитизации амфиболито-гнейсов, выраженные в полосчатом замещении субстрата гнейса согласно его текстуре гранитом. Эти данные свидетельствуют о том, что амфиболито-гнейсы обладали пластической текучестью при своем образовании л, будучи пластичными, легко подвергались процессам гранитизации. Интересно отметить тот факт, что амфиболито-гнейсы наблюдаются только в приконтактовой зоне габброидов с первой сиенито-диоритовой фазой Улень-Туимской интрузии, в контакте со второй гранитовой фазой их нет.
Из даек, секущих метагабброиды горы Изых, большой интерес представляют дайки ультраосновных пород и оливиновых габбро. На них мы постараемся сосредоточить внимание, остальных же дайковых образований, как менее важных, с нашей точки зрения, касаться не будем.
Дайки ультраосновных пород сложены серпентинизиро-ванными гарцбургитам'и, имеют мощность 2—3 м, по отношению к структурам массива метагабброидов являются секущими. Цвет породы черный, структура мелко- и среднезернистая, текстура массивная или слабополосчатая, наблюдаются следы грубой рассланцовки. На выветрелых поверхностях образуются бурые корочки. Под микроскопом наблюдается петельчатая и перекрещенно-волокнистая структура. Минералогический состав: 1) оливин — 5% (^—Ыр = 0,036); 2) реликтовые зерна ромбических пироксенов, замещаемых серпентином и тремолитом (энстатит — ^—Ыр = 0,010, гиперстен — N5—Мр=0,012, 2У = —72°); 3) серпентин —45%; 4) тремолит —до 45% (N5—^ = 0,023); 5) рудные — до 5»%; 6) зеленая шпинель — 0—1%.
Дайки олив и нового габбро встречены в северо-восточной части Изыхского массива и за его пределами. В первом случае они секут метагабброиды, во втором — гранитоиды Улень-Туимского плутона, а следовательно, являются сравнительно молодыми образованиями среди интрузивных ¡пород района. Мощность даек достигает 6 м. Минералам, слагающим эти габбро, свойственна свежесть. Порода имеет темно-серый до черного цвет, среднезернистую структуру, массивную текстуру, состоит из 45% плагиоклаза № 70, 50% темноцветных минералов (пироксен, роговая обманка, оливин) и 5% магнетита. Пироксены представлены авгитом и в меньшей степени гиперстеном. Содержание оливина 3—4 зерна на шлиф. Почти все зерна пироксенов имеют кайму из зеленой роговой обманки. По всей вероятности, амфиболизация пироксенов произошла в процессе кристаллизации магматического расплава. Микроструктура породы габбро-офитовая, в отдельных участках — пойкило-офитовая.
Для геохимической характеристики габброидов и контактовых амф'иболито-гнейсов приведена табл. 2, в которой сведены результаты спектральных анализов. Сопоставлением наиболее часто встречающих-
ся содержаний химических элементов подтверждается генетическое сродство габброидов и амфиболито-гнейсов. Отмечаемое более высокое содержание титана и цинка, вероятно, объясняется влиянием наложенных процессов в приконтактовой части.
Таблица 2
Содержание химических элементов в породах массива горы Изых по результатам
спектрального анализа штуфных проб
Метагабброиды Ам Ьибэлито - гнейсы
Содержание, % доля наибо- Содержание, %
доля на ибо-
от до наиболее часто встречающиеся лее часто встречающихся содержаний,^ от до наиболее часто встречающиеся лее часто встречающихся содержаний, %
РЬ 0 0,001 0 72 0 сл. 0 89
Си 0,0005 0.1 0,001 38 0,001 0,006 0,001 44
0 0,06 0 40 0.003 0,01 0,006 78
N1 0,003 1,0 0 01 31 0,006 0.06 0,01 44
Со 0,001 0,3 0 01 40 0,003 0,01 0,01 44
Сг 0,001 0,1 0.03 28 0.001 0.1 0,03 33
V 0 0,03 0,01 35 0.006 0,03 0,01 55
Мп 0,01 0,1 о,06 35 0,01 0,06 0.06 44
Т1 0 1,06 0.01 22 0 01 0,03 0,03 66
Ва 0 0,003 0 53 0 0,001 0 78
Бг 0 0,006 0 75 0 0,001 0 89
Сравнивая количественный состав окислов контактовых амфиболито-гнейсов со средним составом наиболее типичных проб габбро (табл. 3), видим, что первые содержат больше 5Ю2, железа валового, ТЮ2, щелочей и обеднены кальцием и магнием. Из этого следует, что в результате контактового воздействия Улень-Туимской интрузии на габброиды г. Изых в последние привносились кремнекислота, титан, железо и щелочи и выносились из них кальций и магний.
В тектоническом отношении массив г. Изых располагается в осевой части Изыхской синклинали, входящей в состав более крупной структуры — горст-антиклинали, занимает субконкордантное положение со структурами вмещающих пород: его юго-западная граница является лишь несколько секущей по отношению к последним, северо-западная и юго-восточная протягиваются по простиранию мраморов каратегской толщи. Из элементов прототектоники проявляются полоса-тость, линейные структуры течения, трещины отдельности. При этом отличить первичную полосчатость от вторичной, возникшей в результате метаморфической переработки, не всегда возможно. Та и другая в основном имеют одно и то же простирание, параллельное контактам, падают обычно в сторону массива под углами 65—80° и выражаются чередованием мелакократовых метагаббро с обычными и анортозитами. Из прототектонических трещин отдельности наиболее различимы продольные, остальные затушеваны вторичной трещиностью. С вторичной трещиноватостью связано внедрение всевозможных даек и сбросо-сдви-говое перемещение. Линейные структуры течения обусловлены взаимопараллельным ориентированием удлиненных зерен темноцветных минералов.
Возраст метагабброидов горы Изых определить весьма трудйсу,-Массив прорывает каратегскую толщу ^з)1) и прорывается Улень--Туимской интрузией. Другими фактическими материалами, которые позволили бы сузить возрастные границы плутона, мы не располагаем. Сильная степень метаморфизма практически исключает возможность использовать методы определения абсолютного возраста.
Таблица 3
Химический состав пород Изыхского интрузивного комплекса
510, 44,62 43,39 44,92 47,17 46,97
ТЮ2 0,12 Ы 4 0,22 0,25 1,75
А1а03 22,30 16,05 10,07 23,20 9,61
Ре2Оэ 1,98 6,52 5,62 1,71 3,80
ГеО 3,44 5,77 5,05 2,27 5,65
МпО 0,05 0,09 0,11 0,11 0,15
МгО 9,99 8,93 22,58 7,14 13,92
СаО 13,75 14,41 4,03 15,79 15,00
№20 1,20 1,00 1,00 1,16 1,54
к20 Б 0,33 0-32 0,80 0,43 0,63
с* сл. 0,09 0,04 0,03
р2о5 00,9 0,04 0,07 0,08 0,49
н2о 01,7 0,09 0,36 0,15 -
п.п.п. 19, 4 1,07 5,72 1,37 0,96
Сумма 99, 89 98,92 1С0.64 1 СО,87 1 СО,47
46,24 0,23 16,08 3,35 3,92 0,0? 11,23 16,82 0,6? 0,15 0,02 0,05
1> 100,11
49,66 1,0б 15,22 6,*3 6,?6 0,^4 6,28 8,^4 2,84 0,86 0,05 0,20
1>0
99,^5
35,82 0,14 5,61 9,58; 5,84 0,30 30,28 1,12 0,19 0,15 0,10 0,06
10,14 39,24
Числовые характеристики по А. Н. Заварицкому
а 3,25 2,681 3,64 3,41 7,3 3,1 12,2 8,3 0,74
с 14,6 9,82' 4,45 15,21 7,2 19, 1,1
Ь 27,1 35,5 1 44.61 22,92 33.6 27,7 26,2 66,2:
5 55,05 52,0 : 47,3 58,46 46,7 50,3 53,1 31,9
<2 -11 --11,1 —17.1 -5,1 -28,2 -4,7 -14,1 --3,87
/' 19,4 32,6 19,8 37,79 10,2 32,6 52,5 26,2
т' 67,5 44,0 78,8 67,28 51,9 65,5 32,7 6,
с' 13,1 23,4 - 5,0 21,3 21,8 -
аг 1,4 14,7 13-3
1, 4, 6 — габбро амфиболизированное и катаклазированное.
2 — габбро оливиновое соссюритизированное и амфиболизированное.
3, 5 — габбро меланократовое амфиболизированное.
8 — гарцбургит.
7 — контактовый амфиболито-гнепс.
Таким образом, габброидный комплекс пород горы Изых характеризуется рядом специфических черт, отличающих его от других интрузивных образований района среднего течения р. Белого Июса. Судя по химическому составу (см. табл. 3 и петрохимическую диаграмму, рис. 3), наибольшее сходство породы комплекса обнаруживают с габбро горы Когтах, расположенной в 20 км к северо-востоку от горы Изых, но отличаются рядом существенных признаков, из которых следует подчеркнуть следующие: 1) породы горы Изых представляют собою метагаб-бро и серпентинизированные гарцбургиты, 2) по результатам площадного металлометрического опробования, выполненного геофизическими партиями, устанавливается повышенная концентрация Сг, N1, Со в породах горы Изых; эти элементы не характерны для Когтахского массива и 3) титановые минералы (ильменит и титано-магнетит), содержащиеся в повышенных количествах в породах Когтахского массива, практически отсутствуют в породах горы Изых.
а
При изучении гранитоидов Улень-Туимского плутона нами выявлено, что гибридные породы, слагающие обычно возвышенные участки в рельефе, содержат повышенное содержание пироксенов (до 35%) и изобилуют ксенолитами вмещающих пород типа Изыхского габбро и эффузивов каратегской толщи. Это наталкивает на мысль, что пиро-ксены являются ксеногенными минералами, захваченными гранитоид-кой магмой при ассимиляции магматических пород кровли. В подтверждение этой мысли при микроскопическом изучении обнаружено, что иногда пироксены в поле шлифа располагаются отдельными обособленными группами зерен среди плагиоклазов (рис. 2, е). В отдельных случаях зерна в этих группках «цементируются» рудным минералом, образуя сидеронитовую структуру. Такие участки пироксеновой породы напоминают собою реликты ксенолитов габбро. .Повсеместно п-ироксен замещается роговой обманкой или хлорит-актинолитовыми агрегатами. Пироксены представлены моноклинными (авгит, диопсид) и ромбическими (бронзит, гиперстен) разностями. В количественном отношении моноклинные преобладают над ромбическими.
Результаты металлометрического опробования, произведенного геофизическими партиями Западной комплексной геологоразведочной экспедиции Красноярского геологического управления, показывают, что повышенное содержание Сг и N1 находится преимущественно в пробах, взятых с горы Изых и с участков распространения гибридных пироксен-■содержащих пород (рис. 4). Участки с распространением эффузивов каратегской толщи и пород Бюйской интрузии не обнаруживают сколько-нибудь значительного содержания этих элементов.
Анализируя эти данные, можно сделать вывод, что габброиды горы Изых некогда имели сравнительно широкое распространение в районе среднего течения реки Белого Июса. Они слагали, по всей вероятности, пластообразные и воронкообразные тела, вытянутые в северо-восточном направлении по простиранию складчатых структур вулканогенно-оса-дочной геосинклинальной толщи (каратегской). Эта вулканогенно-оса-дочная толща обнажается к югу от горы Изых, интенсивно дислоцирована и насыщена силлами и дайками габбро-диоритов, габбро-диабазов, эпидиабазов габбро-диорит-диабазовой формации, именуемой в соседних районах Бюйской интрузией. Приспособляемость к складчатым структурам вмещающих пород и довольно интенсивная тектоника Изых-ских габброидов наводит на мысль, что образование их происходило в доорогенный период и связано с глубинными разломами,'возникшими при растяжении земной коры в краевой впадине геосинклинали в начальную стадию тектогенеза [8]. С внедрением габброидов завершился цикл геосинклинального вулканизма. Что касается даек гарц-бургитового состава, то их следует считать конечным продуктом дифференциации очага базальтовой магмы, породившей Изыхские габбро. Этому -свидетельствует пространственная приуроченность гарцбургитов к массиву габброидов, их одинаковая степень метаморфизма, указывающая на небольшой разрыв во времени образования, наличие повышенного содержания одинаковых элементов-примесей (N1, Со) в обоих типах пород и одинаковых метаморфогенных минералов (зеленая шпинель). Следовательно, встает необходимость выделения самостоятельного Изыхского габбро-пироксенитового интрузивного комплекса и отнесения этого комплекса к какой-то определенной магматической формации. Петрографический состав габброидов, форма тела, положение в геологических структурах, ассоциация с эффузивно-осадочным геосинклинальным комплексом, наличие кварцевых габбро — все это характерно для габбро-пироксенит-дунитовой формации, выделенной Ю. А. Кузнецовым на Урале [5].Отличительной же особенностью Изых-
Рил. 2. Макрофотографии петрографических шлифов. а — контактовый амфи-болито гн~й~: б — бетонная структура в катаклазирсванном габбро; в — реликты пироксена в зерне уралитовой роговой обманки в амфиболизированном габбро; г — ороговикованное габбро; д — амфиболизация зерна пироксена г. амфнболизирозанном габбро; е — групповое распределение пироксена в гибридных породах Улснь-Туимского плутона
ских пород является отсутствие в их составе дунитов, и ультраосновные породы являются более поздними образованиями, чем габброиды. Несколько похожий с нашим случай описан А. П. Лебедевым (1962 г.) на Сваранцком массиве в Южной Армении [7]. Там верхне-эоценовые (?) габброиды секутся дайками ультраосновных пород (магнетитовых оли-
АЗ
«4
Рис. 3. Петрохимическая диаграмма. 1—изыхское габбро; 2 — когтахское габбро; 3 — контактовый амфиболито-гненс горы Изых; 4 —гарцбургит горы Изых
винитов и казанскитов). В работах же по Кузнецкому Алатау описаний интрузивных комплексов, подобных Изыхскому, не встречается. Таким образом, возникает затруднение в определении формационной принадлежности пород массива горы Изых. Авторы все же склонны с большими условностями отнести их к габбро-пироксенит-дунитовой формации.
На более молодые дайки оливиновых габбро, секущих Изыхские метагаббро и Улень-Туимские гранитоиды, также следует обратить внимание. Подобные образования встречаются в нескольких районах Кузнецкого Алатау. А. Ф. Коробейников в работе по Коммунаровскому рудному полю [6] описывает дайки оливиновых габбро, секущие Сол-гонский гранитоидный массив, который параллелизуется с Улень-Ту^
имским плутоном (Ст3—0). Эти дайки он условно относит к девонскому габбро-сиенитовому интрузивному комплексу, выделяемому М. П. Кортусовым в Мариинской тайге (Кузнецкий Алатау) [3].
[ТЬ ПГЬ БЛз РДаГуЗд [Пб ш?
Рис. 4. Схематическая геологическая карта района горы Изых. 1 —габброиды горы Изых; 2 — гранитоиды Улень-Туимского плутона; 3 — гибридные породы Улеиь-Ту-имсксго плугона; 4 — карбонатные породы карагегской толщи; 5 — амфиболизирован-ные диабазы каратегской толщи; б — тела габбро-диоритов и габбро-диабазов габбро-диорит-диабазовой формации; 7 — ореолы повышенного содержания N1 п Сг по результатам металлометрического опробования
Согласуясь с этими данными, мы также условно относим дайки оливи-нового габбро в нашем районе к этому интрузивному комплексу.
ЛИТЕРАТУРА
!. А. Н. Заварицкий. Изверженные горные породы. Изд-во АН СССР, 1956.
2. Г. А. И в а и к и н, Ю. А. К у з н е ц о в. Магматизм и метаморфизм Кузнецкого Алатау. Геология СССР, т. XV, ч. 1, Красноярский край, Госгеолтехиздат, 1961.
3. М. П. К о р т у с о в. О габбро-сиенитовом интрузивном комплексе Мариинской тайги (Кузнецкий Алатау). Материалы по минералогии, петрографии и полезным ископаемым Западной Сибири. Изд-во Томского унверситста, Томск, 1962.
4. Ю. А. Кузнецов. О принципах выделения и классификации магматических пород. В кн.: «Основные идеи М. А. Усова в геологии». Изд-во АН Каз. ССР, 1960.
5. Ю. А. Кузнецов. Главные типы магматических формаций. Изд-во «Недра», Москва, 1964.
6. А. Ф. Коробейников. Основные черты трещинной тектоники Коммунаров-ского золоторудного поля. Геология и геофизика. Изд-во СО АН СССР, № 11, 1964.
7. А. П. Л е б е д е в. Рудные оливиниты Сваранцкого месторождения в южной Армении ^ак особый генетический тип магматических железных руд. Сб. Геология рудных месторождений. Изд-во АН СССР, № 6, 1962.
8. А. Ритма и. Вулканы и их деятельность. Перевод с немецкого. Изд-во «Мир», Москва, 1964.
9. В. Л. X о м и ч е в. Интрузивный магматизм Туимского района Хакассии. Сб. «Новые данные по геологии юга Красноярского края». Красноярское кн. изд-во, 1963,
