CC BY
11
Известия
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ ¡РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМЕНИ С. М. КИРОВА
Том 252 1975
СОПОСТАВИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ БАЗАЛЬТОИДОВ РАЗНОВОЗРАСТНЫХ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ТОЛЩ РАЙОНА РУДНИКА ЮЛИИ (КУЗНЕЦКИЙ АЛАТАУ)
Д. И. ЦАРЕВ (Представлена межкафедральным научным семинаром)
В районе рудника Юлии (Батеневский кряж Кузнецкого Алатау) среди вулканогенных пород автором выделены три разновозрастные эффузивные толщи, занимающие определенное стратиграфическое положение: верхнепротерозойокая, среднекембрийская и нижнедевонокая. Возраст первой определен по положению ее среди палеонтологически охарактеризованных толщ. Она протягивается полосой в восточном-северо-восточном направлении от долины рч. Карыша через «г. Романовскую и лог Подтемный. Мощность ее достигает 2000 м.
Среднекембрийский возраст Катюшкинской эффузивной толщи мощностью около 500 м установлен по фауне трилобитов, собранных из прослоев осадочных пород среди эффузивов И. И. Коптевым (1968).
Нижнедевонские вулканогенные породы занимают участки в бортах рч. Сухой Ербы (Боградский мост) и рч. Большой Ербы (Больше-ер-бинская эффузивная толща). Эти вулканические породы несогласно перекрывают фаунистически охарактеризованные осадочные толщи среднего кембрия и по вещественному составу и степени изменения хорошо сопоставляются с вулканитами Боградского и Ворошилово-Троицкого разрезов Минусинской впадины, по И. В. Лучицкому (1960).
В отличие от верхнекембрийской и среднекембрийской (вулканических толщ существенно базальтоидного состава, нижнедевонская толща, ¡кроме базальтоидов, ¡имеет <в своем составе ¡потоми лав и слои вулканокластов среднего, кислого и субщелочного состава. Мощность этой толщи достигает 850 м.
Неизбежный субъективизм в геологическом картировании приводит различных исследователей к различной трактовке стратиграфического положения, а следовательно, и возраста одних и тех же вулканических толщ. Так, А. А. Моссаковский (1963), Е. В. Широкова (1968) и др. вулканогенные толщи г. Романовской и Катюшкинскую объединяли ,в одну свиту. Первый называл ее сыйской (Ст^), .вторая — бери-кульской (Ст2). Что касается эффузивав Боградского моста и с. Большой Ербы, то одни геологи считали их ореднекем'брийокими, другие — нижнедевонскими.
Чтобы более объективно решить вопрос о принадлежности различных вулканогенных толщ к одной или разным овитам, автором настоящей работы довольно детально был изучен вещественный состав, петрологические и физические свойства их пород и сделан сопоставительный анализ этих свойств по породам группы базальта. Показатели свойств в виде средних арифметических величин представлены в нижеследующих таблицах.
10*
1.47
1. Показатели иктрател л урн чес кой кристаллизации
а. Частота встречаемости макроструктур
Вулканические толщи
Порфировая (%)
Афнровая + сиорадо-фировая (%)
Вор хнепр оте)р озойокая 26 74
Оредетеке марийская <100 —
Нижнедевонская 43 57
6. Частота встречаемости вкрашештко© пирюмсент и плагиоклазов в базальтоидах (пффправой структуры
Вулканические толщи
Пироксены {?. )
Плагиоклазы (%)
Р/3 29 100
Ст2 70 100
£>! 35 100
в. Содержание и морфология порфировых вкрапленников
Вулканические комплексы Максимальное содержание порфировых выделений {%) Максимальные размеры порфировых выделений, мм Максимальное отношение длины к толщине в выделениях Наличие следов зональности Частота встречаем. (%)
оплавления и н резорбции Гломе-рокрис-тов плагиоклаза
Р1 1 Ру Р1 Ру Р1 Р1 1 Ру Р1 Ру
Р*з 35 а о 1,9 1,2х 0,6 4,5 ед. — 8 — б
Ст2 21,5 5 1,54 2,6х 4,0 ед. ед. 25 — 32
■1,7
Ох 40 ед. 2,6 1,2х 0,8 6 ед. ед. 24 — 33
г. Первичный- состав ин тр а теллурически х фаз
Средний состав пироксенов (%) Средние пеказатели порвич-ных плагиоклазов
Вулканические комплексы, толщи Ре+Мп Са 2 V
Р13 Ст2 Ох
37 23 31
21 29 34
42
48 35
51 54 60
78
75 33
Таблица 2
2. Показатели поздней кристаллизации лав
а. Структурные типы основных масс
Частота встречаемости структур (%)
Вулканические толщи о ь £ « Л Я £ х <у 2 * к г « £ ® ¿ё-5 « с, о се Н .са, ее охь в; »о ■ От V В О се О, = V Л Я § ■ X X с о ее ч «о я ш X ч а.* х 5 ■ г ее 0> ев ч а микродо-леритовая
-е-« С о я 2 I 5 Н * 2 и н н н
Ри 5 33 5 22 28 7 — —
С/П2 >12 6 20 59 3 — .—
о1 — — — /19 36 3 О- 1 о1 6
3. Показатели зеленокаменного изменения и ранней тгоствултсани ческой минерализации
Вулкаические толщи
Сохранность исходного объема
плагиоклазовой фазы {%) Сохранность
пироксенов
в вкрапленни- в основной
ках массе
Р( 3
Ст2
О,
22 30 67
1)2 22 57
15 36 42
Частота встречаемости вторичных минеральных образований (%)
Минералы
по плагиоклазу вкрапленников по пироксенам по основной массе в выполнениях миндалин
Р( 3 Ст2 Р* 3 Ст7 ! Ох Я/3 ! С/По ¿>1 Рк Ст2
Серецит 63 8(2 7<8 — •12 17 43 — — —
Соосюрит 22 114 29 — — _ 5 — 7 — — —
Хлорит 50 36 9 83 69 ¡60 88 79 60 75 95 65
Карбонат 12 50 4 бв 72 36 43 61 9 50 52 62
Гематит — — 1 — — 'Ы — — — — — —
ЛеЙ1К0К1сен — — — — — — 12 — 17 - —,
Пелнт 3 8 — — 7 — 4 — — —
Эпищот» 9 26 4 8 .12 — 24 2;5 5 25 17 —
цоизит
Альбит 60 60 4 __ — ? } — — -- —
Кварц 6 чв 11 4е 14 — — Д8 3 34 47 8
Мате гит — — — 17 43 — ? — ? — 34 —
Актинолит — — — — 3 — 7 4 — 9 — —
Таблица 4
4. Средние петрохимические показатели пород группы базал ьт а-андезито-базальта
Толщи а Ш2о к2о тю2 РеО" Ре' ОО од <и 2й- ОО
Рк 36,6% 2,4(2 11,04—2,45% 7,62-4113,9% 0,72 0,64 оде
Ст3 34,0% 11,34 !1 Л0—.1,74% 7,37—110,22% 0,66 1,04 0,69
д. 26,7% 3,8 0,88—2,36% . 7,5 -111,0% 0,75 0,91 0,64
Примечание: а — аиорпитовюе числю по Д. О. Штейнберт-у. РеО" — общая условная закись железа, по Д. С. Штейибергу (РеО" = Ие^Оз• 0,9-{-РеЮ). Ре — желе'
зистость I Ре' = - I .
\ РеО+Ре2Оз+М^О /
Зависимость двуокиси титана от общей условной закиси железа грубо выражается уравнениями ирямой с угловым коэффициентом, причем угловой коэффициент уменьшается от протерозоя к кембрию и к девону. Так, для пород верхнепротерозойского вулканического комплекса эта зависимость выразится уравнением ТЮ2 = 0,345 РеО", для пород ереднекембрийюкого комплекса — уравнением ТЮг^О^ РеО" и для пород нижнедевонского комплекса — уравнением ТЮ2=0,264 РеО".
5. Показатели ,родства вулканитов по А. Ритману (1964)
Вулканические комплексы
Соотношение весовых % щелочей
Характер родственной группы
ри
Ст2 £>1
4,5
5,85 2,78
МагО>КгО Атлантический переход — к тихо-
океанскому 1Ча20 >'КгО Атлантический слабый
1МагО >(К20 Тихоокеанский средний
(Ыа^О+КгО)
(вес % анализа) -- показатель родства.
БЮг—43
В таблицу занесены средние арифметические данные по каждому комплексу
На основании вышеприведенных данных можно сделать следующие 'выводы по характерным отличительным чертам исследованных вулканических толщ.
1. Среди эффузивных и пирокластических горных пород группы базальта нижнедевонского и особенно верхнепротерозойского комплекса преимущественным распространением пользуются афнравые и апорадо-фировые разности. Базальтоиды же среднекембрийекого комплекса на 100% имеют порфировую структуру.
2. В порфировых разностях базальтоидов вкрапленники пироксена чаще всего встречаются в среднекембрийском комплексе и реже всего—в верхнепротерозойоком. Максимальное же содержание вкрапленников пироксена наблюдается, наоборот, в верхнепротерозойских вулканических породах и минимальное — в нижнедевонских.
3. Вкрапленники плагиоклаза имеются во всех базальтоидах порфировой структуры. Максимальное же содержание и максимальные размеры их наблюдаются в нижнедевонских порфиритах и минимальное — в среднекембрийоюих. Оплавленных и резорбированных плагиоклазовых вкрапленников в кембрийских и нижнедевонских порфиритах встречается в три раза, а гломерокристов в 5 раз больше, чем в протерозойских.
4. Пироксены в протерозойских вулканических породах отвечают составу авгита, в кембрийских — ферросалита и в девонских — пижо-нитавгита.
5. Содержание анортита в первичных плагиоклазах вкрапленников увеличивается от протерозойских к девонским порфиритам.
6. Наиболее распространенными структурами основной массы базальтоидов являются: в верхнепротерозойоком комплексе — пилотакси-товая, интерсертальная и тиалошигитовая; в среднекембрийском — гиалопилитовая и интерсертальная; в нижнедевоноком— гиалапилито-вая, толеитовая и интерсертальная.
7. Сохранность первичных минералов (плагиоклазов и пироксе-нов) возрастает от протерозойских пород к девонским. Причем процент сохранности минералов — вкрапленников в девонских базальтоидах в 3 раза выше, чем в протерозойских, а сохранность основной массы — в 5 раз.
8. Наиболее развиты вторичные минеральные образования по плагиоклазам вкрапленников в породах группы базальта: в протерозойском комплексе—серицит, хлорит, альбит; «в кембрийском — серицит, хлорит, карбонат, эп-идот, цоизит, альбит; в девонском—серицит, сос-сюрит. По пироксенам — в протерозойских породах — хлорит, карбонат,
кварц; в кембрийских — хлорит, карбонат, магнетит; в девонских — хлорит, карбонат, гематит.
9. Известковистость горных пород уменьшается от протерозоя к девону.
'10. Самая высокая доля окиси натрия в сумме щелочей принадлежит нижнедевонским базальтоидам, а самая низкая — кембрийским.
11. По содержанию двуокиси титана верхнепротерозойские породы группы базальта-андезито-базальта являются нормально титан истыми (Д. С. Штейнберг, 1964), а кембрийские и нижнедевоиские— ¡малотитанистыми.
12. Железистость горных пород наиболее высокая в нижнедевонских и верхнепротерозойских толщах.
13. Магнезиальность наиболее высокая в кембрийских и наиболее низкая в верхнепротерозойских горных породах.
14. 3а)висим0сть содержания титана от железа различная для различных вулканических комплексов.
15. Плотность горных пород группы базальта возрастает от верхнепротерозойских к нижнедевонским.
16. Магнитная восприимчивость и остаточная намагниченность наиболее высокая в кембрийских горных породах и наиболее низкая — в протерозойских.. Наиболее магнитостабильными оказались нижнеде-вонокие горные породы. Самая низкая магнитная стабильность в кембрийских базальтоидах, по всей вероятности, вызвана значительным контактовьим метаморфизмом вулканогенной толщи.
17. Базальтоиды верхнепротерозойской и нижнедевоноких толщ содержат нормативный кварц и лишены нормативного оливина, а средне-кембрийской толщи содержат нормативный оливин и не содержат нормативного кварца.
Из приведенной сопоставительной характеристики видно, что изученные три вулканические толщи имеют свои отличные друг от друга индивидуальные свойства, характерные для определенных тектонических этапов развития земной коры, определенную степень сохранности первичных минералов, свой химизм и свои родственные группы с продуктами определенных видов современного вулканизма.
