CC BY
48
УДК 552.122
А.В. Рудакова, Н.А. Криволуцкая
СТРУКТУРНО-ТЕКСТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И СТРОЕНИЕ ПОРОД ТРАППОВОЙ ФОРМАЦИИ НОРИЛЬСКОЙ МУЛЬДЫ (СЕВЕРО-ЗАПАД СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ)1
В статье детально проанализировано строение толщи трапповой формации Норильской мульды, приводятся данные петрографического изучения вулканитов. Установлены новые данные, позволяющие обновить и дополнить существующую информацию о строении трапповой формации. Исследование проводилось по скважине мощностью 1100 м (1039 м — вулканиты). Проанализированы мощность свит и их потоков, число потоков, петрографический состав и структурно-текстурные особенности. Прослежена изменчивость пород снизу вверх по разрезу даже в аналогичных породах разных свит.
Ключевые слова: трапповая формация, вулканиты, Норильский район, петрографический состав.
Exploration object was the 1100 m depth drill hole, with 1039 m of volcanic formations. The thickness of formations and lava flows, number of flows, their composition, texture and structure features were analyzed due to this exploration. Last of the explorations described above include vertical variations of similar rock types in different formations. As result we noticed number of differences from previous explorations, concerned formations characteristics. This allows renewing and applying current information about Siberian flood basalts.
Key words: volcanic flood basal sequence, Noril'sk region.
Введение. Изучению магматизма трапповых провинций в целом [Large Igneous Provinces, 1997; Mahoney, Coffin, 1997; Bryan, Ernst, 2008] и Сибирской платформы в частности [Золотухин и др., 1986; Налдретт, 2003; Lightfoot et al., 1990] придается большое значение на протяжении многих лет. Однако практически во всех работах приводится характеристика вулканогенных образований на основании одного-двух разрезов туфолавовой толщи, взятых в качестве опорных. Эталонный разрез эф-фузивов Норильского района построен на данных о Хараелахской мульде и западной части плато Путорана. Материалы о строении, петрографии и геохимии именно этих вулканитов легли в основу многочисленных модельных построений формирования траппов и связанных с ними платино-медно-никелевых месторождений района [Lightfoot et al., 1990; Fedorenko et al., 1996].
Хотя ранее отмечалось [Дюжиков и др., 1988; Рябов и др., 2001], что строение базальтовой толщи существенно изменяется по латерали, в литературе практически нет данных о детальном строении вулканогенных пород в различных структурных элементах территории. Такая информация необходима для корректного рассмотрения эволюции магматизма в Норильском районе. В качестве главного объекта исследования выбрана Норильская мульда, которая, с одной стороны, наиболее информативна в связи с широко проявленным в ней магматизмом, а с другой — пока крайне слабо охарактеризована по сравнению с другими структурами.
Главная задача исследований состоит в подробном изучении состава и структурно-текстурных особенностей лав и туфов в разных частях мульды для установления закономерностей их латеральных изменений, а также в сравнительном анализе близких по петрографическим характеристикам пород, относящихся к разным свитам, для выявления их возможных типоморфных особенностей.
Объекты и методы исследования. Для детального изучения вулканитов трапповой формации района исследована скважина ОМ-6, расположенная на севере центральной части Норильской мульды (рис. 1). Выбор этой скважины в качестве опорной обусловлен тем, что в ней вскрыт разрез максимальной мощности, который представлен всеми известными здесь свитами. Строение восточной части мульды изучалось по скважине ОМ-25. Необходимо отметить, что выход керна в обеих скважинах составлял 100% при хорошей сохранности, что позволило без пропусков описать полный разрез. Фактический материал отбирали из разных частей потоков. Всего отобрано 320 образцов, 116 из которых изучены под микроскопом в проходящем и отраженном свете (микроскопы «Carle Zeiss Jena» и «Jenalab» в ГЕОХИ РАН). Состав породообразующих минералов определяли на рентгеновском электронном микроанализаторе SX 100 фирмы «Cameca» в ГЕОХИ РАН, г. Москва (ускоряющее напряжение 200 кВ, ток 15—20 нА, аналитик Н.Н. Кононкова).
Результаты исследований. Скважина ОМ-6 вскрывает 7 свит базальтоидов пермско-триасового возраста
1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 07-05-01007) и Программы Президента РФ «Ведущие научные школы России» (НШ-150.2008.5).
общей мощностью 1030 м, залегающих согласно между собой [Траппы..., 1986] (снизу вверх): ива-кинскую, сыверминскую, гудчихинскую, хаканчан-скую, туклонскую, надеждинскую и моронговскую (рис. 2, табл. 1). Этот разрез характеризует большую часть полного разреза трапповой формации на северо-западе Сибирской платформы (7 свит из 11), наиболее вариабельной по петро- и геохимическим характеристикам. Верхняя часть общего разреза, сложенная (помимо указанных выше) еще 4 свитами [Дюжиков и др., 1988], весьма однообразна по составу и аналогична моронговской свите [Налдретт, 2003]. Подробное описание потоков для скважины ОМ-6 приведено в табл. 2 (мощность потоков приведена снизу вверх).
В скважине ОМ-25 вскрыта лишь часть общего разреза (700 м) (сыверминская, гудчихинская, хакан-
Рис. 1. Схема геологического строения Норильского рудного района, по [Геологическая карта., 1991]: 1 — вулканогенные породы трапповой формации; 2 — осадочные отложения тунгусской серии; 3 — карбонатно-терригенные породы; 4 — оси антиклиналей; 5 — глубинные разломы (а — главные, б — второстепенные, в — скрытые более молодыми образованиями) и их номера (1 — Северо-Хараелахский, 2 — Норильско-Хараелахский, 3 — Микчандингсикй, 4 — Кета-Ирбинский, 5 — Имангдинско-Летнинский); 6 — скважины; ХЛП — Хантайско-Ламский прогиб
чанская, туклонская и надеждинская свиты). По сравнению с разрезом скважины ОМ-6 здесь мощность всех свит (исключая туклонскую) уменьшается [Криволуцкая, Рудакова, 2009]. Покровы отнесены к той или иной свите в соответствии с характерными морфологическими особенностями пород [Траппы. , 1986] с последующим уточнением их границ по геохимическим данным [Криволуцкая, Рудакова, 2009]. Для получения детальной характеристики пород трапповой формации Норильской мульды изучена петрография базальтоидов каждой свиты и практически каждого потока. В составе трапповой формации присутствуют два главных типа вулканических образований: базальты и вулкано-генно-обломочные породы. Среди базальтов описаны афировые и порфировые разновидности, в которых выделяются миндалекаменные разности. Определение тех или иных структур базальтов проводилось согласно терминологии и графическим приложениям Д.А. Додина [Додин и др., 1971], Ю.И. Половинкиной [Половинкина, 1966, а, б] и В.В. Рябова [Рябов и др., 2001]. Каждый вид пород описан в той свите, для которой он наиболее типичен.
Вулканиты обычно сохраняют текстуру и структуру, в которой устанавливаются реликты первичных минералов, но стекло полностью раскристаллизовано, превращено в агрегат хлорита, соссюрита, карбоната. Основной плагиоклаз соссюритизирован и местами альбитизирован. По плагиоклазам и пироксенам иногда развиваются хлорит и палагонит, но пироксен чаще всего остается свежим. Вулканогенно-обло-мочные породы местами превращены в аргиллизи-рованные породы гематит-гидрослюдистого состава. Особенность базальтов Норильского района — высокая степень их раскристаллизованности, вплоть до полного отсутствия стекла.
Рис. 2. Разрез туфолавовой толщи (а—г) Норильской мульды (скважина ОМ-6): 1 — песчаники; 2 — конгломераты; 3 — алевролиты; 9 — порфировые, 10 — пойкилоофитовые, 11 — толеитовые (структура), 12 — пикритовые, 13 — флюидальные, 14 — ожелезненные, ратовые, 19 — псефитовые, 20 — псаммитовые, 21 — пелитовые); 22 — долериты; 23—24 — границы (23 — между
4 — прослои углей; 5—15 — базальты (5 — афировые, 6 — олигогломеропорфировые, 7 — гломеропорфировые, 8 — редкопорфировые, 15 — миндалекаменные); 16 — лавовые брекчии базальтов; 17 — туфобрекчии; 18—21 — туфы различной размерности (18 — агломе-подсвитами, 24 — между свитами); 25 — отобранные образцы, пронумерованные по глубине скважины
хаканчанская свита (Т,Ьк) гуклонская свита (Т,№)
€ 4 ч/€,/ / ч/\ V} Г7 Р [7| 10_Г Г7 ((Р 17 (7 |1Г (Г т Г7* ,Т [7 Р [7 | 1Г [7 (7 Р 1 Г » ✓ Р * Г1 |Г [7 ! 17 [7 [71 р Гн Гн Г Г (7 [7
а: 2
0505 05 0)05 СЛ4^ 00
СО 05-^00
СОСО О N5О 05
05 05СЛ
сл сооо
0505
оо
0501
■-1-1-1- г У Д, тЧ средняя подсвита ( Т , д с? 2) хинская свита верхняя подсвита (Т,дсО хаканчанская свита (Т,/7/с)
р ! г г Г| г Р 1 г г Р !г г // Ч> [р 1? 17 1° (С 1? |о У > у\ / >/ >/ ч>|>\>\> / \ / \ / / / ^ /
со СО СО СО
СО 00 -ч
со "Ч 05 05 05 ОО
з: И
Д Ч И X и н с р е д н я я
к г о д
свит
/ | X > у >| $ > р! Г ! Г Р |Ё 1 1Г 1Г |с | г г г Р Р "Т 1Г
> | > ч > ч 1 > <§ г !г р!. Г р Р ! г 1г |С |С | 1Г т 1Г Р. Р ! 1"
сыверминская свита (Т,зу) нижняя подсвита (Т,дс/,) Т ,дс1г
Г г [7 171 1Г 17 17 \ 1Г <§Ч / ГТ^ ' Р Р Р ((гт! Р Р >4>ч>! >С > > <§ > ГТ ГТ ГТ ГТ Г7 ¡р ГТ ГТ ГТ ГТ Р ГТ ¡1? >/> ч
СО-VI N5 00
I с ы в е р мине 1 1 1 кая свита (Т,5У) -1-1
¡г г Г7, г Р' г р ! "г г [7 1 г [7 1 1Г [7 ' Г Г , Г7 , Г [7 1 г [7 ! г Р 1 г г [7 [7 ! 1Г г Р ' г [7 \ Г 15 Р Р 1 Г Р Р ¡Г 1Г
ОО оо ОО ОО СЛ
4^ СО _|_|_
ОО ОО 05 05 СЛ СЛ
со Ъ. I I
з: 2
17 Р 1 1Г Г 1Г 1" Р Р Р ' [7 Р| 1Г € 1/1 р г т*
17 р 17 I г| ¡г г 17' 11 Р Р Р 1Р [7 I Г Т Р" !>! 17 ,1 > 17 г Р р /
со со со со СО СО СО ОО -ч -ч О О со О) ОО СЛ 00 СЛ СОСО СЛ 4^
со 4^ со 05 4^ СЛ ю со слео
CD ZC M -
F- I I сыверминск а я с в и т а (T,sv)
1 r r ¡г с w 17 |7| I" r 17 iif if r 17 \ \ 17 I7| 1" | [7 iTI 17 | IT is ¡Г Т\ 17 | IT |1Р |Ö [7 | IT IT |ё р р I Г Г [7
CD CD СЛ Ol 00 00
ивакинскя свита верхняя подсвита (P2/V2) сыверминская свита (T,sv)
€ <§ € и € € !гг г ГТ! Г Г г Г ГГ, т Т I Т" Т г т г Г ■"! ГГ ГГ ГТ ! г ! Г "Г 1 ГГ ГГ fТ ГГ 1 ! IF V 17 17 [7 17 F,17
-F^ со
CO Vj _l_I_
о о
00 -t^oo CO CD
1 I
Й.Э: 1
н и жняя подсвита (Р Jv,) верхняя подсвита (P2/V2)
>г € lf> IÖ ГУ ГТ ! г ГТ ГТ iT ^ // > ^ ГГ ГТ IT О ГТ ¡Г Г IT IT IT Т | 1 ГГ ГТ ГТ ГТ (( ГТ 1 Г Г Г Г Г Ii* ГТ ГТ 1
CD CD CD 00 l\5 CO
CD CO
ООО OO CO CO N) M —^
т У н г у с с к а я сери Я (С2-Р2) и в акинскя свит,_ а. нижняя подсвита (P2iv,)
г | IT I- |Г ГГ 1 т I 1 ; 1 ; . ; | . | I , I 1 ; 1 / / S <§\//<g/\ \ /ч <§ 4 /Ч\ т'!ч И- 11 ГТ ГГ)) гт ¡г г г ГТ (( ГТ ГТ 1 IT т г
jt
2
N
Ol
Ш
CO
ИЗ
N> N)
\ /
-N
\/
м IV)
о
€ 5
—\
N1 Oi
IT JT
üi
?
1
1
^
со
рг 17 ГТ ГТ IT IS" IS- 17
IE" Г7 15" ГГ IT IS" IS" in
N3 о to 03 N O) Ol
CO
О
N>
Таблица 1
Схема стратиграфического расчленения туфолавовой толщи Норильского района по скважине ОМ-6
Возраст Свита Мощность, м Основной тип пород Типичные структуры основной массы
Т1тг Моронговская 103,2 Базальты толеитовые, выше туфы Интерсертальная, пойкилоофитовая, микроофитовая, аллотрио-морфнозернистая, горошчатая гиалопилитовая
Надеждинская 487,7 Базальты толеитовые, туфы Интерсертальная, пойкилоофитовая, микроофитовая, аллотрио-морфнозернистая, горошчатая гиалопилитовая
Т^к Туклонская 12,4 Базальты толеитовые Толеитовая, микродолеритовая
Т^ Хаканчанская 67,9 Туфы, туффиты, базальты толеитовые Толеитовая, офитовая и диабазо-офитовая
Т^ Гудчихинская 127 Базальты толеитовые, пикритовые, туфы Пикритовая с интерсертальной, пойкилоофитовой; ниже порфировая с микродолеритово-горошчатой, офито-интерсертальной
Т^у Сыверминская 129,5 Базальты субщелочные, туфы Толеитовая, толеит-офитовая, редко гиалопилитовая
Р21У Ивакинская 99,9 Базальты субщелочные, трахибазальты, туфы Порфировая двуплагиоклазовая, ниже лабрадоровая с гиалопи-литовой, интерсертальной, микродолеритовой, офитовой
Ивакинская свита согласно перекрывает породы тунгусской серии на глубине 1033,6 м. Она состоит из двух пачек базальтов, разделенных двухметровым слоем туфов. Нижняя пачка сложена двумя покровами лабрадоровых базальтов с миндалекаменными зонами в кровле и подошве. Породы относятся к порфировым базальтам с большим количеством (7—12%) вкрапленников плагиоклаза (исключительно лабрадора, Ап54-57), представленного длиннопризматическими кристаллами размером от 0,5 до 2 мм. Основная масса имеет гиалопилитовую, интерсертальную и реже Таблица 2 микродолеритовую или офитовую Характеристика разреза туфолавовой толщи по скважине ОМ-6 структуру, где лейсты плагиоклаза
достигают 0,3—0,5 мм (рис. 3, а).
Верхняя пачка сложена тремя потоками порфировых двуплагио-клазовых базальтов, вкрапленники в которых представлены двумя генерациями плагиоклаза (рис. 3, б). Первая генерация — корродированные зерна андезина-лабрадора (Ап48-50) в виде крупнотаблитчатых (до квадратных) кристаллов; вторая — длиннопризматические кристаллы лабрадора (Ап48-50). Крупные вкрапленники первой генерации (от 0,7 до 1,5 мм) имеют зональное строение, в ядрах их состав соответствует Ап53, а в краевых частях — Ап46. Более мелкий таблитчатый плагиоклаз второй генерации представлен более свежими зернами длиной от 0,3 до 0,7 мм. Основная масса в таких породах обладает ин-терсертальной, долеритовой структурой с элементами офитовой и пойкилоофитовой (размер зерен до
Описание разреза по скважине ОМ-6 приводится от нижних свит к верхним (рис. 2, табл. 1, 2). Для разреза траппов характерна различная зернистость вулканитов разных по мощности потоков. Это отражается не только в увеличении размерности от периферий к центральным частям потоков, но в какой-то степени и в закономерно меньшем размере зерен в периферийных областях мощных потоков относительно нижележащих маломощных потоков, обладающих более крупнозернистыми структурами.
Свита/ подсвита P Мощность потоков Мощность туфов Мощность подсвит/свит к лэкс N
тг тг2 — 5 — 28,2 28,2 103,2 43,5 0,048
т^ 5 13,1; 6,9; 9,0;12,3; 17,0 2,7; 3,7; 5,2; 5,1 75,0
па па3 6 31 10,9; 2,9; 0,6; 22,3; 3,1; 14,7 15,9 72,2 487,7 18,5 0,064
па2 17 3,0; 2,4; 29,6; 34,3; 23,9; 4,6; 12,4; 14,8; 8,1; 6,7; 13,2; 14,1; 6,8; 8,2; 14,6; 8,6; 1,0 14,3; 1,2; 6,4; 2,7; 1,8; 11,5; 4,4 252,3
пд; 8 26,6; 8,8; 11,9; 19,4; 23,5; 10,3; 13,8; 17,1 6,0; 5,9; 3,8; 5,7; 5,8; 4,6 163,2
гк 2 5,8; 6,6 - 12,4 — 0,161
Ък 5 31,3; 2,8; 7,2; 2,1; 4,9 19,4; 0,2 67,9 28,9 0,074
8 10 2,3; 3,2; 6,2; 10,0; 6,1; 3,8; 5,2; 14,7 8,7; 0,8; 7,2 68,2 127,0 24,6 0,079
ёй, 2 34,2; 10,1 0,6; 13,9 58,8
БУ 19 10,7; 6,7; 8,2; 5,1; 9,8; 10,5; 3,8; 12,5; 4,8; 15,4; 4,4; 4,2; 4,9; 3,9; 7,1; 3,1; 7,1; 5,1 1,0; 1,2 129,5 1,7 0,147
IV 1У2 4 6 37,3; 4,8; 11,4; 13,5 3,6 70,6 99,9 5,6 0,060
1у1 2 19,3; 8 2,0 29,3
Рис. 3. Фотографии шлифов базальтов скважины ОМ-6 (а—в, е — николи скрещены, в—д — николи параллельны): а — лабрадоровые, P2iv (1029,5); б — двуплагиоклазовые, P2iv (962,8); в — с толеитовой структурой, T1sv (834,4); г — порфировые, T1gd2 (745,6); д — пикритовые, T1gd1 (713,4); е — с толеитовой структурой, T1hk
(649,5)
0,5 мм). В подошве пачки с четкой неровной субгоризонтальной границей с заливами залегает прослой пелито-псаммитовых туфов мощностью 2 м. Общая мощность свиты 105,3 м.
Стратиграфически выше ивакинской свиты (на глубине 933,7 м) залегает сыверминская свита. Это афировые, реже порфировые базальты с толеитовой и толеит-офитовой структурами основной массы, иногда с интерсертальной, офитовой и долеритовой. Толеитовая структура характеризуется большим количеством лейст плагиоклаза (размером до 0,7— 0,9 мм) преимущественно в виде хадакристаллов, прорастающих в ойкокристаллы авгита, в промежутках которых наряду с разложенным стеклом встречаются микролиты и четкие дендриты плагиоклаза и рудного минерала (рис. 3, в). Дендриты и лейсты рудных минералов размером до 1 мм представлены ильменитом, реже магнетитом. Стекло в породах сильно хлоритизи-ровано и опацитизировано, поэтому приобретает на-
сыщенный коричневато-зеленый оттенок. Совместно с толеитовой структурой часто проявляется офитовая, представленная тремя ее разновидностями [Половин-кина, 1966, а]: диабаз-офитовой, пойкилоофитовой и собственно офитовой, которые различаются размером лейст плагиоклаза и ксеноморфных ойкокристаллов пироксена. Но в отличие от базальтов других свит, где встречаются подобные структуры, для пород сывер-минской свиты характерна незначительная разница в размере минералов. Между некоторыми потоками сыверминской свиты, а также в ее подошве выявлены маломощные прослои туфов с неяснослоистой текстурой и туфобрекчий мощностью от 0,3 до 1,2 м. Общая мощность свиты 129,5 м.
Гудчихинская свита с четкой границей перекрывает сыверминскую на глубине 804,2 м. Она представлена тремя подсвитами. Нижняя подсвита сложена порфировыми базальтами с мелкозернистой (0,1—0,4 мм) микродолеритово-горошчатой либо офито-интерсертальной структурой основной массы. Во вкрапленниках наблюдаются как отдельные таблитчатые зерна плагиоклаза (0,3—1,5 мм), так и гломеропорфировые сростки плагиоклаза и оливина размером до 2 мм (рис. 3, г).
Средняя подсвита состоит из пикритовых базальтов с большим количеством оливина как во вкрапленниках, так и в основной массе интерсертальной и пой-килоофитовой структуры (размер зерен 0,5—0,7 мм) (рис. 3, д). Многочисленные фенокристаллы оливина (до 20—25%) имеют размер от долей мм до 4 мм. Минерал интенсивно замещен боулингитом. Для пород характерны игольчатые выделения ильменита. Многочисленные миндалины выполнены палагонитом темного коричневато-зеленоватого цвета. В основании и в центральной части свиты встречаются туфы алевро-псаммитовой размерности.
Верхняя подсвита сложена одним потоком ред-копорфировых базальтов, где вкрапленники представлены преимущественно гломеропорфировыми сростками плагиоклаза (0,5—1,5 мм). В подошве и кровле подсвиты развиты слабослоистые туфы пелито-псаммитовой и псефитовой размерности. Мощность свиты 127 м.
Хаканчанская свита с четкой неровной границей на глубине 677,2 м в скважине ОМ-6 перекрывает гудчихинскую. В нижней части она сложена туфами различной размерности, а в верхней — базальтами с толеитовой структурой. Эти базальты отличаются от аналогичных пород сыверминской свиты лучшей раскристаллизованностью, вплоть до образования долеритовой структуры, но в целом меньшими размерами лейст плагиоклаза (не превышают 0,2—0,3 мм, в среднем 0,1—0,15 мм) и слабой подверженностью вторичным изменениям (рис. 3, е). Кроме того, здесь наряду с толеитовой интенсивно проявлены офитовая и диабаз-офитовая структуры и практически полностью отсутствует пойкилоофи-товая. Мощность 67,9 м.
Туклонская свита с четкой границей на глубинах 609,3 м залегает на хаканчанской и слагает два маломощных (5,8 и 6,6 м) потока базальтов с олигофиро-вой структурой с редкими нечеткими вкрапленниками плагиоклаза и толеитовой либо микродолеритовой, в которой средний размер зерен составляет 0,4—0,6 мм (рис. 4, а). Мощность свиты 12,4 м.
Надеждинская свита на глубине 596,9 м перекрывает туклонскую, состоит из трех подсвит, разделенных прослоями туфов. Все породы свиты, независимо от положения в разрезе, обладают одним набором структур основной массы: интерсертальной, аллотриоморфнозернистой, горошчатой и пойки-лоофитовой (рис. 4, в). Интерсертальная структура характеризуется большим количеством беспорядочно расположенных лейст плагиоклаза длиной 0,1—0,4 мм, образующих решетку или остов породы с угловатыми замкнутыми промежутками. Между лейстами находится раскристаллизованное вулканическое стекло (до 10%) с ксеноморфными, редко округлыми зернами авгита (10—15%) или оливина размером 0,03—0,3 мм. Немногочисленные зерна ильменита и магнетита (до 0,05 мм) представлены преимущественно ксеноморфными выделениями. Аллотриоморфнозернистая структура присуща базальтам, сложенным лейстовидными зернами плагиоклаза (до 50%), ксеноморфными выделениями пироксена (до 30%) размером 0,05—0,07 мм и вулканическим стеклом (5%), интенсивно замещенным хлоритом и палагонитом. Горошчатая структура обусловлена округлыми выделениями авгита и оливина (суммарно до 50%) с размерами около 0,01 мм, в которых в виде пойкилитовых вростков расположены лейсты плагиоклаза длиной 0,02—0,07 мм. В породе присутствует до 5—7% ксеноморфных зерен ильменита, а также титаномагнетита размером до 0,05 мм.
В нижней подсвите преобладают редкопорфиро-вые (олигофировые) (преимущественно полифировые) базальты с интерсертальной, микродолеритовой и офитовой (преимущественно пойкилоофитовой, рис. 4, в) структурой основной массы. В полифировых базальтах вкрапленники представлены несколькими минеральными видами: лабрадором (Лп50-68), авгитом, редко оливином с размерами от 0,4 до 1,5 мм (до 5%) в различных соотношениях. Отдельные таблитчатые, реже ксеноморфные зерна и гломеропорфировые сростки этих минералов имеют размер 1—2 мм по удлинению.
Средняя подсвита отличается от нижней преобладанием афировых базальтов над порфировыми, встречаются также плагиофировые и гломеропорфировые. В последних порфировые выделения представленых исключительно плагиоклазом: как в виде единичных таблиц и крупных лейст, так и их гломеропорфи-ровыми сростками (более 15% от общего объема). Плагиоклаз вкрапленников обычно является более основным, чем в матриксе, и соответствует лабрадору, а иногда даже битовниту (Лп65-75). Кроме того, в
средней подсвите встречаются базальты с толеитовой структурой, сходные с базальтами сыверминской свиты, но отличающиеся несколько меньшим размером зерен — не более 0,2—0,3 мм (рис. 4, б).
Основной объем верхней подсвиты занимают гломеропорфировые мелкозернистые базальты. Гломе-ропорфировая структура характерна для порфировых базальтов с плагиоклазом, реже с пироксеном во вкрапленниках, и микроофитовой или интерсерталь-ной структурой основной массы (рис. 4, г). Идиоморф-ные зерна минералов образуют гломеропорфировые сростки или скопления размером от десятых долей миллиметра до 1,5 и 2—5 мм. Плагиоклаз чаще представлен лабрадором. Количество сростков варьирует от 5 до 10% от общего объема породы. Для всего разреза надеждинской свиты характерны мощные прослои туфов, встречающиеся как в подошве под-свит, так и между некоторыми потоками. Мощность свиты 487,7 м.
Рис. 4. Фотографии шлифов базальтов скважины ОМ-6 (б—г, е — николи скрещены; а, д — николи параллельны): а — с толеито-вой структурой, Т^к (604,0); б — двуплагиоклазовые, (347,1); в — пойкилоофитовые, (479,5); г — гломеропорфировые,
Т^! (146,1); д—е — туфы (д — литокристаллокластические, Т[йк (671,1); е — кристаллокластические, Т^ (933,4))
Моронговская свита, венчающая изученный разрез, с четкой границей на глубине 109,2 м залегает на надеждинской свите и состоит из двух подсвит — нижней, аналогичной по структурным особенностям базальтов средненадеждинской подсвите, и верхней, представленной мощными пластами туфов. Корреляция покровов с подсвитами проведена на основании описаний моронговской свиты в работах [Траппы..., 1994; Золотухин и др., 1986, 1989]. Мощность моронговской свиты в скважине ОМ-6 неполная и составляет 103,2 м.
Как было показано выше, в изученном разрезе на разных стратиграфических уровнях установлены прослои вулканогенно-обломочных пород различной мощности и размерности (лавовые брекчии, туфобрекчии и туфы). Никаких определенных закономерностей в их локализации не обнаружено. Наиболее типичны для вулканогенной толщи литокристаллокластические (рис. 4, д), кристаллокластические (рис. 4, е) и вит-ролитокластические туфы псаммитовой размерности (2—0,1 мм).
Обсуждение результатов. Спецификой базальтов Норильского района является высокая степень их раскристаллизованности вплоть до полного отсутствия стекла. Одной из причин этого явления можно считать высокий тепловой баланс при излиянии лав, что связано с большой скоростью накопления базальтовых потоков, вследствие чего нижележащие потоки перекрывались последующими еще в горячем состоянии и остывали очень медленно, что позволило лавам кристаллизоваться относительно долго. Однако такие породы не следует называть долеритами в силу их безусловной эффузивной природы, доказательством которой могут служить верхние миндалека-менные зоны в каждом потоке, размер, количество и извилистость формы миндалин в которых плавно увеличиваются к кровле. На интенсивные излияния также указывает и тот факт, что маломощные потоки чаще более крупнозернистые, чем перекрывающие их мощные потоки. Это свидетельствует о быстром перекрытии нижних потоков горячими мощными потоками долго остывавших лав, что позволяло маломощным потокам кристаллизоваться в условиях медленного снижения температуры. Вместе с тем базальты основания крупных потоков более мелкозернистые, поскольку контактировали с остывшей верхней миндалекаменной зоной ранних потоков.
Сравнивая эти породы со схожими из разных свит, мы установили, что базальты с толеитовой структурой сыверминской и туклонской свит наиболее схожи и отличаются от пород надеждинской и хаканчанской свит большим размером зерен, причем вулканиты последней имеют лучшую раскристаллизованность и большую свежесть пород. Кроме того, по коэффициенту N (отношение количества потоков свиты к ее мощности) видно, что наиболее часто излияния происходили в сыверминское и туклонское время (табл. 2). Остальные свиты характеризуются пример-
но равной интенсивностью извержений. Туклонская и сыверминская свиты обладают наименьшим среди всех изученных свит коэффициентом эксплозивности (Кэкс, табл. 2), тогда как моронговская свита, характеризующаяся наибольшем значением Кэкс, включает меньшее относительное количество потоков. Все это указывает на прямую связь интенсивности излияний и эксплозивности, а также на весьма схожие параметры излияния сыверминской и туклонской свит, последняя из которых незначительна по мощности, поскольку выклинивается к востоку Норильской мульды.
Помимо этого, при внимательном рассмотрении структур пород всех свит выяснилось, что базальты сыверминской свиты имеют наиболее крупнозернистый (0,7—0,9 мм) облик по сравнению с мелко- и среднезернистыми (0,2—0,4 мм) вулканитами остальных свит, что также объясняется, вероятно, высокой интенсивностью излияний.
В целом отмечается постепенное уменьшение значений мощности всех свит с запада (скважина ОМ-6) на восток (скважина ОМ-25) Норильской мульды, причем мощность нижних свит меняется резче, чем верхних. Эту особенность можно объяснить синвулканическим формированием Норильской мульды на ранних стадиях развития и существенно меньшим прогибанием на поздних.
Используя собственные материалы и литературные данные ЩёШоог ег а1., 1990], нам удалось сопоставить строение Норильской и Хараелахской мульд и выявить существенные различия в развитии магматизма в их пределах. Во-первых, в разрезе Норильской мульды магматические излияния проявлены полнее. Это касается в первую очередь нижних свит — ивакинской, сыверминской и гудчихинской. Первые две свиты в Норильской мульде представлены наибольшим количеством потоков большей мощности по сравнению с синхронными образованиями в Хараелахской мульде. В гудчихинской свите Норильской мульды выделяются три подсвиты — оливинофиро-вых, пикритовых и гломеропорфировых базальтов, а в Хараелахской — только две (нет верхней подсвиты). Во-вторых, весьма существенные различия в разрезах мульд установлены для их центральных частей. В Норильской мульде зафиксированы и подтверждены геохимическими методами [Криволуцкая, Рудакова, 2009] толеитовые базальты туклонской и хаканчан-ской свит, которые отсутствуют в Хараелахской. Этот факт чрезвычайно важен, поскольку согласно современным модельным построениям, выполненным для норильских медно-никелевых месторождений, туклонские магмы являются родоначальными для рудоносных массивов и должны отсутствовать в местах локализации интрузивов норильского комплекса [МаЫгеИ ег а1., 1992]. Тем не менее мы наблюдаем их совместное присутствие в Норильской мульде, более того, прорывание туклонских базальтов массивами с богатым оруденением.
Выводы. 1. Детально изучены два разреза туфо-лавовых пород трапповой формации в пределах
Норильской мульды. Установлена прямая связь интенсивности излияний и эксплозивности во время формирования свит, выявлены весьма схожие параметры излияний сыверминской и туклонской свит.
2. Маломощные потоки часто более крупнозернистые по сравнению с перекрывающими их мощными потоками, что свидетельствует о высокой интенсивности излияний и отсутствии заметных перерывов между ними.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Геологическая карта Норильского рудного района, масштаб 1:200 000 / Ред. М.Л. Шерман. Норильск: Государственное геологическое предприятие «Красноярскгео-логия», 1991.
Додин Д.А., Б.Н. Батуев, Митенков Г.А. и др. Атлас пород и руд Норильских медно-никелевых месторождений. Л.: Недра, 1971. 560 с.
Дюжиков О.А., Дистлер В.В., Струнин Б.М. и др. Геология и рудоносность Норильского рудного района. М.: Наука, 1988. 280 с.
Золотухин В.В., Виленский А.М., Дюжиков О.А. Базальты Сибирской платформы. Новосибирск: Наука, 1986. 243 с.
Золотухин В.В., Васильев Ю.Р., Дюжиков О.А. Многообразие траппов и исходные магмы (на примере Сибирской платформы). Новосибирск: Наука, 1989. 248 с.
Криволуцкая Н.А., Рудакова А.В. Строение и геохимические особенности пород трапповой формации Норильской мульды (северо-запад Сибирской платформы) // Геохимия. 2009. № 3 (в печати).
Налдретт А.Дж. Магматические сульфидные месторождения медно-никелевых и платинометальных руд. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2003. 487 с.
Половинкина Ю. Ир. Структуры и текстуры изверженных и метаморфических горных пород. Ч. 1. М.: Недра, 1966а. 239 с.
Половинкина Ю. Ир. Структуры и текстуры изверженных и метаморфических горных пород. Ч. 2. М.: Недра, 1966б. 423 с.
Рябов В.В., Шевко А.Я., Гора М.П. Магматические образования Норильского района. Петрология траппов. Т. 1. Новосибирск: Нонпарель, 2001. 407 с.
3. Постепенное уменьшение значений мощности свит от центральной части мульды к ее периферии указывает на то, что Норильская мульда, по крайней мере на ранних стадиях, формировалась как синвул-каническая структура.
Авторы выражают благодарность А.В. Тевелеву и П.Л. Тихомирову за ценные замечания и И.В. Храмову за помощь в проведении полевых и камеральных работ.
Траппы северо-западной части Сибирской платформы. Путеводитель Норильской экскурсии VII Всесоюзного петрографического совещания. Новосибирск: Наука, 1986. 121 с.
Bryan S.E., Ernst R.E. Revised definition of Large Igneous Provinces (LIPs) // Earth. Sci. Rev. 2008. Vol. 86. P. 175-202.
Fedorenko V.A., Lightfoot P.C., Naldrett A.J. et al. Petrogenesis of the Siberian flood-basalt sequence at Noril'sk, north central Siberia // Intern. Geol. Rev. 1996. Vol. 38, P. 99-135.
Large Igneous Provinces: Continental, Oceanic, and Planetary Flood Volcanism / Eds. J.J. Mahoney, M.F. Coffin. American Geophysical Union Monograph, 1997. P. 273—295.
Lightfoot P.С, Naldrett A.J, Gorbachev N.S. Geochemistry of the Siberian trap of the Noril'sk area, USSR, with implication for the relative contributions of crust and mantle to flood basalt magmatism // Contrib. Mineral. Petrol. 1990. Vol. 104. P. 631—644.
Mahoney J.J., Coffin M.F. Large igneous provinces: continental, oceanic, and planetary flood volcanism // AGU Geophys. Monogr. 1997. Vol. 100. 436 P.
Naldrett A.J, Lightfoot P.C., Fedorenko V. et al. Geology and geochemistry of intrusions and flood basalts of the Noril'sk region, USSR, with implications for the origin of the Ni—Cu ores // Econ. Geology. 1992. Vol. 87. Is. 4. P. 975—1004.
Wooden J.L., Czamanske G.K., Fedorenko V.A. et al. Isotopic and trace-element constraints on mantle and crustal contributions to Siberian continental flood basalts, Norilsk area, Siberia // Geochim. Cosmochimet. Acta. 1993. Vol. 57. Is. 15. P. 3677—3704.
Поступила в редакцию 16.04.2009
Кафедра петрологии МГУ имени М.В. Ломоносова, А.В. Рудакова, аспирантка, e-mail: [email protected] ГЕОХИ РАН,
Н.А. Криволуцкая, ст. науч. сотр., e-mail: [email protected]
