CC BY
14
ИЗВЕСТИЯ
томского ордена трудового красного знамени политехнического института имени с. м/кирова_
Том 196 в 1969
НЕКОТОРЫЕ ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ ЧЕРТЫ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПОРОД РАЙОНА ВЫСОТЫ 808,5 (БАТЕНЕВСКИЙ КРЯЖ)
Д. И. ЦАРЕВ
(Представлена кафедрой общей геологии)
К востоку от деревни Катюшкиной, в районе высоты с отметкой 808,5, в замковой части нижнепалеозойской синклинали, обнажаются вулканические породы. В нижней части они представлены пироксен-плагиоклазовыми и плагиоклазовыми порфиритами, их туфами и туф-фитами с линзами известняков, содержащих фауну археоциат и трилобитов обручевского комплекса, среди которых встречаются средне-кембрийские трилобиты. Порфириты прорваны дайкоподобными и трубчатыми телами эксплозионных брекчий (5), телами, кварцевых сиенитов, сиенит-аплитов, микросиенитов, дайками кислого, среднего и основного составов. Эксплозионные брекчии, кроме рвущих тел, встречаются поверх порфиритов совместно с полуспекшимися туфами щелочного состава.
Вулканогенная толш,а на основании петрографических признаков и геологической обстановки формирования пород разделена автором на два вулканических комплекса: 1) Катюшкинский базальтоидный — Ст 1—2 и 2) кисло-щелочной — Ст2 (?)-'К первому комплексу отнесены пироксен-плагиоклазовые и плагиоклазовые порфириты и их вулкано-кластические образования, ко второму — эксплозионные брекчии, туфы щелочного состава, экструзивные ортофиры и фельзиты, сиениты, дайки кислых и щелочных пород. Породы кисло-щелочного комплекса некоторыми предыдущими исследователями и автором ранее относились к девонскому врёмени (5). На основании петрохимического анализа пород автор в настоящее время склонен считать разрыв в возрасте этих комплексов значительно меньшим.
Катюшкинский вулканический комплекс (Сш1—2)
•
Состав пород Катюшкинского комплекса на диаграмме А. Н. За-варицкого (рис. 1) выражен серией векторов, которые на плоскости авЬ при наибольшем значении коэффициента «Ь» лежат на вариационной линии средних составов пород нормального ряда, по Дэли (2), соответствуя плато-базальтам. Затем вектора уклоняются вправо, что указывает на повышенную щелочность характеризуемых пород. Основная часть пород нормально насыщена глиноземом (правый уклон векторов). Состав их варьирует от плато-базальтов до андезито-базальтов, по Дэли. Интервал щелочности находится в пределах от очень бедных щелочей до щелочных пород (2). По содержанию двуокиси титана
6. Заказ 1980 81
(1—2%) порфириты следует отнести к базальтоидам, бедным титаном, по содержанию железа (РеО"< 11%) — к маложелезистым (7). Малотитанистые и маложелезистые базальты принято считать характерной особенностью орогенных серий (1). Кроме того, повышенное содержание щелочей, особенно калия, характеризует порфиритовые формации с существованием базальт-трахитовых серий. Обычно в этих сериях существует перерыв между группами базальта и трахита, но в каждой группе отчетливо выражена „дифференциация в том же базальт-трахитовом направлении (7). В нашем случае ясно намечается дифференциация магмы базальтового состава в сторону трахита: уменьшение содержания магния в породах ведет к увеличению содержания щелочей. Это явление довольно отчетливо обнаруживается в поведении векторов на плоскости аэЬ диаграммы А. Н. Заварицкого (рис. 1) и в том, что порфириты с малым содержанием вкрапленников пироксена и совсем не содержащие их преобладают в верхних горизонтах вулканического комплекса.
Кисло-щелочной вулканический
комплекс (Сш2?) %
На диаграмме А. Н Заварицкого (рис. 1) вариационная линия соста-
Рис. 1. Вариационные линии составов пород: 1 — Катюшкинского и кисло-щелочного вулканических комплексов, 2 — средних составов по Дэли, 3 — лав внутриокеанических островов, 4 — лав внутриконтинентальных вулканов (по Г. С. Горшкову). Составы пород: 5 — Катюшкинского комплекса, б — кисло-щелочиого комплекса.
Рис. 2. Диаграмма кремнезем — «фемический показатель» по Ю. М. Шейнманну. Поля классов магм: 1—анде-зито-базальтового, 2 — оливин-базальтового, 3 — ультра-основного-щелочного. Породы вулканических комплексов: 4 — Катюшкинского, 5 — кисло-щелочного.
вав пород этого комплекса является как бы продолжением вариационной линии Катюшкииских порфиритов. По всей вероятности, породы кисло-щелочного комплекса являются дифференциатами магмы, котора$г
J
породила базальтоиды Катюшкинского комплекса. Состав пород заключен в пределах от трахиандеэитового (№1, №2) до трахитового и риоли-тового. Большая часть пород насыщена S1O2 и богата щелочами (2). Ортофиро-сиенитовая группа пород, входящая в состав обломков экс-плозионных брекчий, полностью попадает в класс насыщенных S1O2 и в группу богатых щелочами. Интрузивные и дайковые породы-комплекса в большинстве пересыщены S1O2, а по содержанию щелочей варьируют от богатых до бедных. Все породы комплекса являются лейкократовы-ми. На диаграмме А. Н. Заваридкого вектора сиенит-ортофировой группы пород эксплозианных брекчий и туфов (№ 5, 6, 7, 8) лежат почти в одной точке и, имеют наклон влево.. Это обстоятельство указывает на комагматичность пород, застывших на глубине и на поверхности (ще-* лочные сиениты и ортофиры). Эта группа пород бл;иже всего подходит по составу к нордмаркиту и щелочному трахиту, по Дэли (2), но отличается от ¡них в основном более высоким содержанием К2О, более низким содержанием Na2O.H пересыщенностью глиноземом.
Что касается группы интрузивных и дайковых пород комплекса, здесь наблюдается некоторый разброс векторов по вариационной линии в сторону снижения содержания щелочей и повышения кремнезема от итрузивных пород к дайковым. Конечный продукт дифференциации— дайки фельзитов — имеет состав близкий к риолитовому. Потерю щелочей в последних магматических продуктах вулканического комплекса и повышение в них содержания кремнезема можно объяснить гипотезой Д. С. Коржинского о инфильтрационно-диффузионном взаимодействии между расплавом и контрастной с ним по составу вмещающей средой [3, 4].
Вариационная кривая через векторы Катюшкинского и кисло-ще-лочного комплексов пород (рис. 1) по своему изгибу соответствует вариационным кривым для лав внутриокеанических островов (1).
На диаграмме Ю. М. Шейнманна [6], построенной в координатах Si02 — a/ß ( = К2О -f- Na20; ß — сумма окислов, идущих по расчету на построение темноцветных минералов: MgO, FeO, Fe203 и остатка А120з или СаО после образования полевых шпатов) по 800 анализам, породы рассматриваемых комплексов в основном попадают в поле, соответствующее породам оливин-базальтового класса магмы (рис. 2).
ЛИТЕРАТУРА
1. Г. С. Горшков. Явления вулканизма и верхняя мантия. Тр. геохим. конференции «Химия земной коры», т. 2, посвящ. столетию со дня рожд. В. И. Вернадского. Изд. «Наука», 1964.
2. А. Н. Заварицкий. Пересчет химических анализов изверженных горных пород. Госгеолтехиздат, i960.
3. Д. С. К о р ж и н с к и й. Кислотно-основное взаимодействие компонентов в . силикатных расплавах и направление котектических линий. Докл. АН СССР № 2, 1959.
4. Д. С. Коржи некий. Теория процессов минералообразования. III чтение им. В. И. Вернадского. Изд. АН СССР, 1962.
5. Д. И. Царев. Палеовулканизм района рудника Юлии (Батеневский кряж). Геология, геофизика, геодезия (тезисы докладов Новосибирской конференции молодых ученых и специалистов) СО АН СССР, 1966.
6. Ю. М. Щейнманн. Возможные связи магм со строением йнешних оболочек земли. Тр. Геохим. конференции «Химия земной коры», т. 2, посвящ. столетию со дня рожд. В. И. Вернадского. Изд. «Наука», 1964.
7. Д. С. Ш т е й н б е р г. О химической классификации эффузивных горных пород. 'Тр. ин-та геологии Уральского филиала АН СССР, вып. 72, 1964.
Т а б л и ц а 1
Химический состав пород Катюшкинского вулканического комплекса и их числовая
характеристика
2 ' 3 4 5 6 7 8 9 10 11 » 12 13 14
БЮа 50,59 46,35 47,03 47,86 49,83 48,70 50,40 51,02 50,54 49,13 47,84 49,64 48,13 50.32
т Ю2 1,10 1,26 1,30 1,30 1,54 1,30 1,24 1,61 1,10 1,24 1,74 1,91 1,44 1,37
А!2 03 16,69 15,85 17,33 17,55 16,87 16,83 17,20 17,27 17,01 - 19,79 14,75 14,61 14,01 13,72
Ре2 02- 3,47 3,27 3,06 2,19 8,54 5,87 4,54 1,30 3,97 2,57 5,79 7,45 3,40 6,84
РеО 4,89 5,67 6,02 6,56 2,37 3,61 3,65 7,65 3,94 5,25 4,94 2,99 7,16 3,69
МпО 0,01 0,30 0,14 0,09 0,14 0,18 0,17 0,30 0,18 0,12 0,12 0,07 0,14 0,07
А^О 6,0 5,60 4,45 5,40 4,46 5,43 3,55 3,85 2,80 3,40 7,31 4,02 8,47 6,19
СаО 9,73 7,79 7,86 12,24 5,91 7,42 6,40 5,56 6,12 3,89 7,75 7,31 9,55 5,85
N32 О 2,90 2,41 3,79 2,41 3,95 3,75 3,76 3,75 4,35 3,80 2,75 3,25 2,22 3,0
к2о 2,25 2,90 2,37 1,75 3,48 0,60 2,38 3,59 3,41 4,10 1,86 2,78 1,75 1,05
р2о5 0,768 0,77 0,70 0,54 0,70 ' 0,69 0,80 0,675 0,77. 0,69 0,55 0,62 0,44 0,55
н2о 2,24 4,40 4,12 2,62 1,60 3,17 .3,36 3,26 2,32 4,22 0,44 0,08 0,34 0,27
со2 н/об 4,54 1,69 0,27 0,84 3,07 2,14 0,44 3,74 1,74 — — —. _
Б сл. 0,02 0,02 сл. сл. сл. 0,02 0,01 сл. 0,01 — — — _
ппп 3,85 4,85 3,06 7,30
100,64 101,13 99,88 100,77 100,23 100,62 99,61 100,18 100,25 99,75 99,69 99,50 100,11 100,22
а 9,94 10,50 12,8 ,8,3 15,6 9,9 12,87 14,25 15,68 15,65 9,2 12,0 7,6 8,8
с 6,49 6,60 6,25 8,1 3,85 7,24 6,20 5,03 4,52 5,15 5,8 4,3 5,6 5,5
Ь 23,92 23,8 21,55 25,4 21,1 21,84 17,03 18,12 16,6 17,0 27,0 22,2 30,2 23,3
Б 59,65 59,1 59,4 58,2 59,5 61,02 63,9 62,6 63,2 62,2 58,0 61,5 55,4 62,4
Г 33,0 39,5 42,4 33,1 46,7 43,0 47,8 50,5 48,1 46,5 37,2 44,6 32,3 42,9
т' 43,5 43,9 38,3 37,6 36,8 45,5 38,6 38,0 30,6 36,9 47,7 32,6 47,7 47,9
Окончание табл. 1
1 2 3 4 5 6 7 8 ? 10 11 12 13 14
с' 23,5 16,6 19,3 29,3 16,5 11,5 13,6 11,5 21,3 _ 15,1 22,8 20,0 9,2
а' — — — — — — — — — 16,6 — — — —
п 66,3 55,7 71,0 67,2 57,7 90,5 71,0 61,6 - 66,0 58,2 69,2 65,8 64,8 80,0
Я -7,07 -9,4 -13,05 -8,2 -16,1 —5,0 —4,14 —8,33 -9,48 —12,05 -8,2 -5,3 -7,8 +1.7
ь Г, 64 2,03 2,0 1,97 2,24 1,94 1,76 2,3 1,64 1,8 2,7 2,8 2,2 1,99
9 12,8 13,2 13,1 7,3 35,2 25,0 24,6 6,35 22,2 14,0 16,4 27,6 10,5 18,4
а/с 1,53 1,59 2,05 1,02 4,05 1,37 2,08 2,84 3,48 3,04 1,59 2,8 1,36 1,6
а 39,50 38,60 1 32,80 49,4 19,8 42,3 32,50 26,10 22,40 24,8 38,7 26,4 42,4 38,5
1 0,43 0,45 0,51 0,34 0,66 0,41 0,51 0,59 0,64 0,54 0,45 0,58 0,40 0,45
РеО" 8,01 8,61 8,77 8,51 10,05 8,91 7,73 8,82 7,52 7,56 10,1 9,69 10,22 9,84
*
Примечание: В таблице, кроме числовой характеристики по А. Н. Заварицкому, внесены некоторые характеристики по Д. С. Штейн-бергу (а—анортитовое число и РеСЦ—общая условная закись железа), а также щелочной модуль 7 по И. В. Лучицкому.
V
со СП
Химический состав пород кисло-щелочного вулканического комплекса и
1 2 3 4 5 6 7 8
БЮ2 57,23 52,92 53,85 54,08 58,62 61,44 61.56 61,75
ТЮо 0,90 1,18 1,02 1,06 0,55 0,56 0,60 0,63
А1203 15,33 17,88 17,33 16,92 18,84 18,61 18,49 18,22
Ре203 3,77 5,14 4,25 1,65 1,38 2,01 2,27 1,55
РеО 2,63 3,54 2,70 5,25 1,91 1,56 1,32 2,19
МпО 0,13 0,08 0,07 0,18 0,06 0,14 0,14 0,08
MgO 1,50 2,20 2,51 2,40 0,70 0,81 1,06 1,10
СаО 6,19 5,0 5,19 5,0 2,22 1,56 1,12 1,39
N320 6,40 6,0- 3,80 4,43 2,80 4,0 4,48 5,35
к2о 0,50 1,50 4,51 2,15 9,20 8,0 7,62 6,10
Р2о5 0,515 0,619 0,37 0,607 0,195 0,18 0,23 0,252
н2о 2,44 2,14 0,17 3,18 2,58 — — 1,34
со2 3,11 1,33 — 2,22 0,66 — _ сл.
Б 0,02 0,03 — 0,05 сл. 0,07 0,03 0,01
ппп 3,77 0,89 0,90
100,66 99,56 99,54 99,18 99,17 99,69 99,83 99,96 •
а 15,26 16,4 15,9 14,06 20,8 20,92 21,16 20,85
с 2,97 4,56 4,5 5,25 2,9 1,95 1,38 1,75
Ъ 13,65 14,14 13,4 12,94 4,75 5,33 6,06 5,75
5 68,12 65,0 66,2 67,75 68,65 71,8 71,4 71,65
Г 45,1 58,5 50,6 56,0 68,2 63,2 54,6 62,7
тг 19,2 28,2 33,7 33,7 25,8 26,3 29,5 32,5
Таблица 2 их числовая характеристика по А. И. Заварицкому
9 10 11 12 13 14 15 16
59,90 59,56 63,55 65,32 68,87 58,72 65,89 76,79
0,68 0,77 0,70 0,63 0,39 0,78 0,27 0,08
19,99 20,19 17,14 15,78 15,10 18,07 14,97 13,16
0,97 3,49 1,38 2,12 1,14 3,42 1,23 0,53
2,03 1,17 2,69 1,55 1,59 2,74 1,32 1,00
0,04 0,06 0,08 0,04 0,09 0,07 0,15 0,06
0,95 0,50 1,20 1,02 0,35 1,50 0,80 0,10
0,63 0,69 1,11 2,40 1,60 4,09 3,48 0,14
2,8ß 5,58 5,20 3,17 4,23 3,80 4,15 5,0
9,0 5,40 4,05 6,05 3,78 4,52 2,^1 2,50
0,241 0,337 0,325 0,14 0,124 0,32 0,309 0,08
1,76 2,02 1,78 0,64 1,42 0,29 1,88 0,36
н/об. сл. 0,09 — 1,11 — 2,00 0,09
0,01 0,02 0,02 1,32 сл. 1,55 0,09 сл.
99,04 99,34 99,32 100,18 99,79 99,87 99,25 99,89
19,4 . 20,1 17,3 16,6 14,75 15,6 13,5 13,8
0,8 0,89 1,4 2,3 1,98 4,9 3,5 0,19
10,6 10,21 8,8 5,6 4,65 8,7 4,5 3,81
69,2 68,8 72,5 75,5 78,62 70,8 78,5 82,2
29,0 41,0 44,3 58,5 54,5 66,5 52,5 35,0
15,5 8,0 23,2 30,5 13,2 30,2 30,8 5,0
Продолжение табл. 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
с' 35.,7 13,3 15,7 10,3 _ — _ __ _ __ _ 11,0 _ 3,3 , 16,7 _
а' — * — — — . 6,0 10,5 15,9 4,80 1 55,5 51,0 32,5 — 32,3 — — 60,0
п 95,5 86,0 £6,0 76,0 31,5 43,4 47,4 57,0 32,6 61,3 66,2 77,8 63,0 56,0 69,8 75,0
<? 2,75 —7,46 —3,9 2,13 -4,3 —0,19 -0,9 -0,15 -1,2 -3,5 9,0 15,5 15,76 5,5 26,5' 3^6
1,14 1,67 ■ 1,43 1,53 0,71 0,68 0,77 0,77 0,89 0,99 0,85 0,73 0,43 1,03 0,36 0,08
24,9 32,8 19,6 12,6 27,4 31,6 31,8 24,1 7,7 29,5 14,0 17,4 20,6 14,5 21,6 10,0
а ¡с 5,15 3,6 3,54 2,68 7,2 10,7 1-5,3 11,9 24,3 22,6 *2,4 7'. 24 7,45 3,19 3,86 72,7
а 16,3 21,80 22,0 27,2 12,2 8,5 6,15 7,7 3,9 4,2 7,5 12,2 11,8 24,0 20,6 1,35
7 0,72 0,64 0,64 0,57 0,78 0,83 0,85 0,85 0,72 0,74 0,76 0,78 0,73 0,61 0,65 0,84
Ре О" 6,01 8,16 6,52 6,73 3,15 3,37 3,36 3,58 2,90 4,31 3,92 3,46 2,62 5,8 2,42 1,48
Примечание.
а — анортитовое число по Д. С. Штейнбергу (7), 7 — щелочной модуль по И. В. Лучицкому, . РеО"— общая условная закись железа по Д. С. Штейнбергу, 1,2,3,4 — андезито-базальтовая составная часть эксплозионных брекчий, 5, 6 — обломки сиенитов в эксплозионной брекчии,
7 — фьямме эксплозионных брекчий (игнимбритоподобных пород),
8 — ортофировый цемент эксплозионных брекчий,
9 — инъекция ортофиров в эксплозионной брекчии, 10 — жерловые ортофиры,
11, 12 — интрузии кварцевых сиенитов, 13, 14 — дайки ортофиров,
15 — дайка микросиенитов,
16 — дайка полосчатых фельзитов.
