CC BY
56
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ____________________________________2009, том 52, №6________________________________
ПЕТРОХИМИЯ
УДК 552.3(575.3)
В.С.Лутков, Ф.А.Малахов К ПЕТРОХИМИИ ЩЕЛОЧНЫХ И СУБЩЕЛОЧНЫХ БАЗИТОВ
ЮЖНОГО ТЯНЬ-ШАНЯ
(Представлено членом-корреспондентом АН Республики Таджикистан А.Р.Файзиевым 30.12.2008 г.)
Одними из важных мантийных объектов Тянь-Шаня являются трубки взрыва и дайки щелочных (субщелочных) базитов. Они выступают не только в виде транспорта, выносящего из мантии к поверхности фрагменты глубинного вещества. Еще существеннее их роль - особенно первичных («примитивных») расплавов - в том, что они отражают состав зон плавления и метасоматоза мантии. Эти процессы приводят к разуплотнению мантийного вещества и нередко сопровождаются аномально высокими концентрациями редких и рудных элементов. Мантийные субстраты и плюмы являются первоисточником рудного вещества. Обнаруженные в последние годы среди пикробазитов Тянь-Шаня геохимические аналоги лампрои-тов алданского типа, а также мелкие (технические) алмазы, иногда в сростках с хромитом, привлекают к щелочным базитам не только фундаментальный, но и прикладной интерес. Поэтому так важна впервые предложенная авторами новая классификация щелочных базитов Южного Тянь-Шаня.
Нами для предварительной разбраковки петрохимических анализов - от нормальных до щелочных и от ультраосновных до кислых использован 221 средний анализ пород из геологической литературы и справочников. Это дало возможность ранжировать изученные ба-зиты по фемичности (магнезиальности), щелочности, типу щелочности (К/Ка), титанистости, железистости и т.д. Как известно, подавляющая часть щелочных базитов региона относится к диатремам и дайкам - телам субвулканической фации. Данные породы содержат от 30 до 70% тонкозернистого или стекловатого вещества. Поэтому используемые до сих пор попытки классифицировать их на петрографической (минералогической) основе приводят к весьма неточным результатам. Такие названия как «пикритовый порфирит» являются неверными [1]. Ряд терминов можно считать сомнительными («бекинкинит», «лимбургит», «кампто-нит», «мончикит», «тералит» и др.), и часть из них изъята терминологической комиссией. Особое удивление вызывает используемый А.Х.Хасановым [2] для щелочных базитов региона термин «кимберлитоподобные породы», которые далее автором именуются «субщелоч-ными»(!). Известно, что кимберлиты-щелочно-ультраосновные породы, в составе которых существенную роль играют оливин, магматический кальцит и флогопит. Таким образом, эти породы ничего общего, кроме морфологии тел, со щелочными базитами не имеют. Предположение А.Х.Хасанова о возможной алмазоносности [2] Тянь-Шаня давно реализовано: в
Таджикистане в 1990 г. открыты первые алмазы [3]. Затем сделаны их многочисленные находки в сопредельных регионах, что позволило выделить один из крупнейших в мире (900x300 км) Южно-Тянь-Шаньский пояс алмазоносных щелочных базитов [4].
Авторами предложен новый метод классификации и расчленения щелочных базитов. В качестве основного используется петрохимический подход. Диаграмма SiO2-щелочность мало применима для ультрабазитов-базитов. Шкала MgO, тесно связанная с железистостью, более «растянута» и поэтому удобнее для ранжирования базитов. Концентрация MgO отражает величину плавления, глубину и состав субстрата, но характеризует и степень дифференциации пород. За основные реперы нами приняты примитивные базиты (^35%; MgO<9-11%). Кроме них, выделяются пикробазиты (MgO>14-15%), слабо дифференцированные базиты (6-9%MgO) и дифференцированные базиты (<5-6% MgO). Большая часть трубок и даек Тянь-Шаня относится к ряду слабо-умеренно дифференцированных и примитивных базитов.
Важным показателем пород является их щелочность. Мы использовали для дискриминации по щелочности диаграмму MgO-(К2O+Na2O) (рис.1), а также диаграмму CIPW (граница щелочных-субщелочных пород отвечает 8-9% нормативных фельдшпатоидов). Тип щелочности определяется соотношением K/Na: 1) >0.25 (№), 2) 0.25-0.75 (K-Na), 3) >0.75 (К), 4) >3(ультракалиевые). Данный параметр, как и Т^ является в большей мере субстратным, чем дифференциационным. На рис.1 кривая I может использоваться для разделения щелочных и субщелочных пород, хотя в ряде случаев диаграмма «работает» недостаточно четко. Щелочные базиты чаще выделяются повышенной титанистостью (рис.1).
Рис.1. Соотношение щелочей и MgO при разделении щелочных и субщелочных базитов.
ГГ-ГУ - магнезиальных пород.
1 - точки субщелочных пород (низкотитанистых),
2 - то же (высокотитанистых),
3 - точки щелочных пород (низкотитанистых),
4 - то же (высокотитанистых).
0 4----1—'—(-----1----1—|—I------к—'—I-----1----1
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
Особое значение для типизации щелочных базитов имеет такой относительно инертный компонент, как Т (рис.2). В генетическом (геодинамическом) плане Тьщелочные бази-
10
5?
О 9 сР 9 2
+
° 8
М§0, %
ты типичны для внутриплитных геодинамических обстановок, а низкотитанистые (<1.41.5%) - для межплитных, в частности, для абсарокит-шошонит-латитовых серий, развитых также в трубках и дайках Тянь-Шаня. Интересно, что в низкотитанистых щелочных базитах отсутствует связь Ть£, тогда как в Ть разностях эта связь является значимой прямой (рис.3). Наблюдается обратная корреляция ^-М^, как в породах нормального, так и субщелочного-щелочного рядов (рис.4). Вместе с тем очень часто общий уровень концентраций Т выдерживается в единых магматических сериях - от пикробазитов до метабазитов.
%
Рис.2.Вариационная кривая ТЮ2 в щелочных(субщелочных) базитах Южно-Гиссарской зоны (—граница высоко- и низкотитанистых базитов).
40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -
5 -0
0.6-0.7 1.0-1.1 1.4-1.5 1.8-1.9 2.2-2.3 2.6-2.7 3.0-3.1
ТЮ2, мас.%
Рис.2. Вариационная кривая ТЮ2 щелочных (субщелочных) базитов Южно-Гиссарской зоны (граница высоко- и низкотитанистых базитов - 1.4-1.5%).
4 1
3.5 -3 -
2.5 -2 -
1.5 -1 -
0,5 -0
ТЮ2, мас.%
20
° °<Ъ о°с
оо''
—г~
25
—г~
30
—г~
35
—г
40
о
о
О О
° о° Ь %
“Г"
45
-г-
50
-г-
55
—г~
60
-1
65
Рис. 3. Связь титанистости (ТЮ2) щелочных базитов с их железистостью (Г).
5 ■
4,54 ■
3,53 ■
2,52 ■
1,51 •
0,50
16
Рис. 4. Соотношение титанистости и магнезиальности в породах разной щелочности.
Связь типа щелочности (К/Ка) и Т выражена слабо, обычно она имеет тенденцию к обратной корреляции. Любопытна прямая связь К/Ыа-М§0, что указывает на рост глубинности выплавления магнезиальных и калиевых магм. Парадоксально, что зачастую отсутствует прямая связь щелочности и суммы фельдшпатоидов: дело в том, что содержание нормативных фельдшпатоидов зависит не только от суммы щелочей, но и от фемичности пород.
Изложенное выше позволяет оценить состав щелочных базитов Тянь-Шаня и сопоставить их с алмазоносными лампроитами алданского типа. Такое сопоставление кажется вполне реальным в связи с многочисленными находками мелких алмазов в щелочных базитах Тянь-Шаня.
Работа выполнена при поддержке Международного научно-технического центра (грант А-1418).
Институт геологии АН Республики Таджикистан Поступило 30.12.2009 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мушкин И.В. Петрология верхней мантии Тянь-Шаня. - Ташкент: Фан, 1979, 136 с.
2. Хасанов А.Х. Закономерности размещения, геодинамика и возможная алмазоносность кимберлитоподобных трубок взрыва Центрального Таджикистана (Южный Тянь-Шань). Душанбе, 2004, 169 с..
3. Лутков В.С., Гопфауф Л.М. и др. - ДАН ТаджССР, 1990, т.33, с.400-403.
Ti0, мас.%
/
/ +
О Нормальные + Субщелочные ▲ Щелочные
Поле 1-нормальных пород с “ Поле II- шелочных пород
\ I
\
\
+ А \
+ N
І І І І I
15 14 13 12 11
4. Лутков В.С., Файзиев А.Р. - Доклады РАН, 2007, т.413, №2, с.1-3.
В.С.Лутков, Ф.А.Малахов ОИД БА ПЕТРОХИМИЯИ БАЗИТ^ОИ ИШЦОРЙ ВА СУБИШЦОРИИ ТЁН-ШОНИ чанубй
Тахдики хусусиятх,ои базитх,ои ишкорй ва субишкории Тён-Шони Чднубй имкон дод, ки баъзе аз нишонах,ои генетикии онх,о ошкор карда шаванд.
V.S.Lutkov, F.A.Malakhov TO PETROCHEMISTRY OF ALKALINE AND SUBALKALINE BASIC ROCKS FROM THE SOUTHERN TIEN SHAN
The consideration of petrochemical features of alkaline and subalkaline basic rocks from southern Tien Shan has allowed to reveal some their genetic attributes.
