Особенности строения и вещественный состав базитовых интрузий Сунтарской вулканотектонической структуры (северо-запад Якутии) | Вестн. Том. гос. ун-та. 2015. № 393.

Особенности строения и вещественный состав базитовых интрузий Сунтарской вулканотектонической структуры (северо-запад Якутии)

Изучены особенности строения и проведен сравнительный анализ вещественного состава субпластовых и дайковых интрузий Вилюйско-Мархинского и Чаро-Синского дайковых поясов, образованных в процессе развития Сунтарской вулкано-тектонической структуры. На основании сходства петрографического и петрохимического составов интрузий и общей схемы формирования сделан вывод о единстве их мантийного очага. Тесная пространственная сопряженность кимберлитовых тел и субщелочных базитов позволяет прогнозировать новые площади, перспективные на проявление кимберлитового магматизма.

Specific features of the formation and material composition of the Suntar volcano-tectonic structure basic rock intrusio.pdf Введение. Сунтарская вулканотектоническая структура (ВТС) выделена в пределах северозападного сегмента среднепалеозойского Патомско-Вилюйского авлакогена. Проявленная на этой территории в нижнем палеозое магматическая деятельность основного состава привела к формированию полого-залегающих интрузий долеритов [1]. Из всего полифациального комплекса магматитов Сунтарской ВТС эти интрузии характеризуются наиболее широким площадным распространением (рис. 1). По данным глубокого бурения, субпластовые тела долеритов фиксируются на большей части территории Малоботуобинского и Среднемархинского алмазоносных районов, в том числе и на площадях Мирнинского и Накынского кимберлитовых полей. Подводящие каналы этих интрузий располагались в эпицентральной области ВТС у подножий Сунтарско-го поднятия, где вскрывается наиболее глубокий (венд-нижний кембрий) уровень их внедрения. По сравнению с эпицентром Сунтарской ВТС, в рассматриваемых алмазоносных районах уровень внедрения этих интрузий приурочен к средне- и верхнекембрийским, а также нижнеордовикским отложениям (рис. 2). На участках флексурных перегибов кембрийских отложений интрузивные массивы располагаются на более высоких гипсометрических уровнях, отмечается их расщепление на отдельные тела, с которыми связаны наиболее мощные и протяженные дайки Ви-люйско-Мархинского и Чаро-Синского поясов. Таким образом, в пределах участков флексурных перегибов возникают зоны повышенной трещиноватости, которые создают благоприятную среду для субвертикальных отстрелов дайковых тел от восстающих и поло-гонаклонных субпластовых интрузий. Отсюда следует, что и глубина залегания картируемых дайковых тел, а также связанных с ними туфовых трубок основного состава в пределах перефирии Сунтарской ВТС определяется лишь уровнем внедрения самих субпластовых интрузий. Суммарная мощность этих интрузий в Малоботуобинском и Среднемархинском районах по разрезам отдельных скважин изменяется от 30-50 до 480 м. В Чаро-Синском районе вскрыты тела мощностью до 500 м. Широкий площадной масштаб проявлений интрузивного магматизма основного состава обусловливает и значительную протяженность связанных с субпластовыми телами дайковых роев. Так, протяженность только Вилюйско-Мархинского дайкового пояса составляет на юго-западе около 800 км при его ширине от 20 км (Малоботуобинский район) и до 150 км на северо-востоке (Среднемархин-ский и Тюнгский районы), при этом число даек вкрест простирания изменяется соответственно от 4-5 до 3040. Чаро-Синский дайковый пояс имеет протяженность более 500 км. Вкрест простирания этого пояса картируется до 20 дайковых тел [2]. Результаты исследований. Обобщение материалов петрографического изучения показывает, что дифференциация магматического расплава, формировавшего субпластовые и трещинные интрузивы, находит свое отражение в латеральном изменении их вещественного состава. Так, для внутренних частей Вилюй-ско-Мархинского пояса наиболее характерны толеито-вые габбродолериты, в то время как в его северозападной (периферийной) части наиболее широко развиты их субщелочные разности [3]. В Чаро-Синском поясе магматическая деятельность началась со становления силлов и даек толеитовых габбродолеритов. Затем последовательно внедрялись тела субщелочных габбродолеритов и монцонит-порфиров, а завершается магматический процесс формированием сиенит-порфиров [4]. Ниже приводятся наиболее характерные петрографические ассоциации магматических пород для рассматриваемых дайковых поясов. ВИЛЮЙСКО-МАРХИНСКИЙ ДАЙКОВЫЙ ПОЯС Долериты и габбродолериты в пределах данного пояса формируют основной объем магматических образований в виде субпластовых тел и связанных с ними даек. Породы этой петрографической ассоциации имеют полнокристаллическую, мелко-средне-зернистую, нередко порфировидную структуру. Структура основной массы - офитовая, субофитовая, пойкилоофитовая. Порфировидные вкрапленники представлены плагиоклазом и составляют не более 10%. По составу плагиоклаз отвечает битовнит-лабрадору (Ап80-70). Основная масса сложена преимущественно плагиоклазом (Ап75-70 до Ап80) (3050%) и клинопироксеном (Wo41-42 En46-48 Fsn_i2) (2030%), отмечается оливин до 5-6%, отвечающий по составу гиалосидериту (Fa48_50). Оливин обычно псев-доморфно замещен иддингситом, боулингитом, тальк-хлорит-магнетитовыми и тальк-серпентиновыми агрегатами. Рудные минералы представлены ксеноморф-ными зернами и скелетными агрегатами титаномагне-тита и игольчатыми зернами магнетита. Их содержание варьирует от 5 до 15%. Из акцессорных минералов отмечаются сфен и апатит. В петрохимическом отношении долерит-габбродолеритовая ассоциация характеризуется почти двукратным превышением натрия над калием, а также высокой титанистостью, железистостью и кальциевостью. EZ 9 и ю\ Рис. 1. Схема площадного развития среднепалеозойских магматических образований Сунтарской ВТС. 1 - районы преимущественного развития базальтовых покровов; 2 - районы распространения туфогенно-осадочного комплекса мощностью более 1 км; 3 - районы развития базальтов по всему верхнедевонско-нижнекаменноугольному туфогенно-осадочному разрезу; 4 - хонолиты габбродолеритов; 5 - дайковые пояса: Вилюйско-Мархинский (ВМ), Контайско-Джербинский (КД), Чаро-Синский (ЧС); 6 - базитовые трубки взрыва; 7 - крупные вулканические аппараты; 8 - граница распространения субпластовых интрузий габбродолеритов и субщелочных габбродолеритов; 9 - кимберлитовые поля: Н - Накынское, М - Мирнинское, ХМ - Хомпу-Майское; 10 - проекция латерального движения щелочно-ультраосновных расплавов от эпицентра ВТС до территорий кимберлитовых полей; 11 - предполагаемая граница эпицентральной области Сунтарской ВТС р.Марха 3220 Линия I-I р.Хання 3231 3430 р.Тюкян б а Рис. 2. Характер взаимоотношений структур осадочного чехла и базитовых образований Вилюйско-Мархинского дайкового пояса (а), схема расположения разрезов (б). 1 - границы стратиграфических подразделений (а), сейсмоотражающего горизонта КВ (б); 2 - интрузии долеритов среднепалеозойского возраста; 3 - Накынское кимберлитовое поле; 4 - нефтеразведочные скважины: а) на разрезах, б) в плане; 5 - линии разрезов Кварцевые габбродолериты установлены в субпластовых телах, хонолитах, а также в отдельных дайках в западной части Накынского кимберлитового поля. Они представляют собой среднезернистые породы с габброофитовой, офитовой и долеритовой структурой. Главный породообразующий минерал -плагиоклаз (Ап75-7о), представлен лейстами, реже призмами и таблицами. Высокотитанистый клинопи-роксен (Wo4i-43 En44-48 Fsn-i4) имеет ксеноморфную, таблитчатую, реже призматическую форму. Зерна оливина встречаются редко (не более 3-5%) и обычно замещены тальк-серпентин-магнетитовыми и ид-дингсит-боулингитовыми агрегатами. Рудные минералы отмечаются постоянно в количестве до 5-7%. Они представлены титаномагнетитом, который образует субизометричные, иногда скелетные зерна. Ме-зостазисные участки сложены микропегматитовым агрегатом, образованным сростками кварца и калиевого полевого шпата. Редко кварц присутствует в виде отдельных зерен. Иногда в мезостазисе существенный объем представлен палагонитизированным стеклом, содержащим зеленую роговую обманку, биотит, хлорит и апатит. Петрохимический состав ассоциации кварцевых габбродолеритов оказывается близким габбродолеритам. По соотношению кремнезема и щелочей выделяются как толеитовые, так и субщелочные разности. Щелочные базиты установлены на площади На-кынского кимберлитового поля в составе отдельных пологосекущих и дайкообразных тел (Меридиональная, Усть-Накынская и др.). По внешнему облику породы этой ассоциации представлены в различной степени измененными афировыми базальтами с минда-лекаменной текстурой. Среди них выделяются микро-долериты, гиало- и витробазальты. Породы этой группы подвержены и интенсивным вторичным преобразованиям, в том числе калишпатизации, хлорити-зации, амфиболитизации, карбонатизации и сульфи-дизации. Значительный объем в породах этой ассоциации составляет темно-бурое непрозрачное (хлорити-зированное, палагонитизированное) вулканическое стекло, в котором отмечаются микролиты плагиоклаза (Ап64-57), реликты измененных зерен пироксена, бурой роговой обманки, а также магнетит и сульфиды. Особенностью пород является обилие миндалин, выполненных кальцитом, цеолитом, халцедоном, кварцем, палагонитом. В петрохимическом отношении ассоциация щелочных базитов отличается от предыдущих ассоциаций долеритов, габбродолеритов и кварцевых долеритов пониженной кремнекислотностью и повышенной щелочностью. При этом доля калия в сумме щелочей может варьировать от равного соотношения с натрием до его многократного преобладания. Монцонит-порфиры представляют поздние фазы внедрения в трещинных интрузиях, в которых слагают их центральные части. Так, в центральной части дайки «Меридиональная» лейкократовые монцонит-порфиры представлены порфировыми мелкозернистыми либо средне- и крупнозернистыми породами. Порфировые вкрапленники встречаются редко (до 57%) и представлены призматическими зернами плагиоклаза и таблитчатыми индивидами клинопироксе-на. Плагиоклаз обычно полностью серицитизирован и альбитизирован, а пироксен - хлоритизирован и ам-фиболизирован. Основная масса породы сложена мелкозернистыми агрегатами призматических и таблитчатых зерен плагиоклаза (49-53%) и клинопи-роксена (16-18%) при подчиненной роли калишпата и кварца (12-18%), имеющих субизометричную и ксе-номорфную форму зерен. В мезостазисе постоянно присутствует микропегматитовый агрегат калиевого полевого шпата и кварца (8-10%). Рудные минералы образуют редкую вкрапленность (менее 1%), постоянно встречается апатит. В обрамлении кимберлитовой трубки «Нюрбин-ская» выявлена сложно построенная многофазная дайка, центральная часть которой также сложена монцонит-порфирами. Порфировые вкрапленники представлены единичными или гломеровыми скоплениями плагиоклаза, клинопироксена, калишпата и титаномагнетита. Плагиоклаз калишпатизирован, се-ритизирован и слабо карбонатизирован. В наиболее хорошо сохранившихся зернах плагиоклаз представлен лабрадором (Ап57-51). Клинопироксен по составу отвечает авгиту ^о42-43 Еп39-40 Fsi9-20). По нему развиты амфибол и магнетит. Продукты распада мезоста-зиса представлены в основном амфиболом, хлоритом, серицитом и магнетитом. Часто присутствует микропегматитовый агрегат калиевого полевого шпата и кварца. Породы этой ассоциации по своему химизму занимают промежуточное положение между толеито-выми и субщелочными породами. ЧАРО-СИНСКИЙ ДАЙКОВЫЙ ПОЯС Долериты и габбродолериты в пределах этого пояса образуют многочисленные тела, среди которых преобладают субпластовые интрузии и дайки [2-4]. Одним из самих изученных среди них является Чаро-Токкинский силл, который закартирован на водоразделе нижнего течения рек Чары и Токко. Периферийные части этой интрузии сложены порфировыми мик-родолеритами и мелкозернистыми долеритами. Большая же часть характеризуемой интрузии представлена мезократовыми такситоофитовыми и офитовыми до-леритами и габбродолеритами. В ее центральной части отмечаются их более лейкократовые разности. Практически для всех пород этой петрографической группы характерна миндалекаменная текстура. Обилие пор, миндалин и постоянное присутствие в доле-ритах и габбродолеритах гидроксилсодержащих минералов поздне- и постмагматических фаз свидетельствуют о значительном насыщении расплава летучими компонентами. Порфировые выделения представлены плагиоклазом, который отвечает битовниту (Ап78-76). Плагиоклаз основной массы представлен лабрадором (Ап69-65), клинопироксен-авгитом ^о37-38 En44-47 Fs16-18). Нередко наблюдаются псевдоморфозы боулингита по оливину. Калиевый полевой шпат является составной частью мезостазиса. В петрологическом отношении породы силла соответствуют продуктам расплава, переходным от типично толеитовых к субщелочным базальтовым. Кварцевые габбродолериты. Наиболее представительными в этой ассоциации являются породы Туол-бинской дайки [4]. Она сложена кварцевыми габбро-долеритами с редкими порфировыми вкрапленниками плагиоклаза (до 1 об. %), количество которых возрастает в эндоконтактовых зонах (до 3-5 об. %), где наряду с плагиоклазом появляются вкрапленники клинопироксена и оливина ранней генерации. Наибольшее количество вкрапленников плагиоклаза (до 10-15 об. %) отмечается в кварцсодержащих габ-бродолеритах, которые наблюдаются в центральной части дайки в виде зоны шириной до 3-5 м. Плагиоклаз в порфировых вкрапленниках представлен би-товнит-лабрадором (Ап75-68), содержащим минеральные и расплавные включения. Состав раннего оливина соответствует хризолиту ^а21-24) и обычно псев-доморфно замещен серпентином и боулингитом. Оливин в основной массе соответствует гортонолиту ^а54). Клинопироксен во вкраплениках имеет состав Wo37 En52 Fs11. Клинопироксен основной массы отличается более железистым составом - Wo36-28 En43 Fs21-19, иногда до преобладания в нем ферросилитово-го компонента (Wo31 En24 Fs45). Субщелочные кварцсодержащие габбродолериты формируют самостоятельные тела (Нучалы-Юряхская, Хатыстырская, Усть-Чарская дайки) и слагают первую фазу внедрения двухфазных трещинных интрузивов (Верхне-Мархинская, Хара-Балыкская, дайка М-68). Породы этой петрографической ассоциации примерно на 50% сложены плагиоклазом, который в порфировых вкрапленниках отвечает по составу лабрадор-андезину An65 -32, а в основной массе - андезину. Клинопироксен относится к авгиту Wo36-42 En40-48 Fs14-24. К наиболее раннемаг-матическим образованиям относятся крупные лей-сты плагиоклаза, центральные части которых соответствуют лабрадору (Ап65), а также отдельные находки клинопироксенов с содержанием ферроси-литового компонента менее 14 мол. % [4]. Породы этой ассоциации отличаются повышенными содержаниями кварца (до 6%) и калиевого полевого шпата (до 9%), которые образуют отдельные зерна, а так же встречаются в виде микропегматитовых срастаний. Вторичные процессы проявляются в виде альбитиза-ции и серицитизации плагиоклаза, а клинопироксен замещается уралитом либо хлорит-слюдистыми агрегатами. Кварцевые монцонит-порфиры не образуют самостоятельных интрузивов, однако участвуют в качестве второй фазы внедрения при формировании многофазных трещинных даек наряду с субщелочными кварцевыми габбродолеритами (дайки Верхне-Мархинская, Хара-Балыкская и другие), а также габбродолеритами и сиенит-порфирами (дайка М-68) [2]. Примером, где наблюдаются непосредственные контакты между породами разных фаз внедрения, является Верхне-Мархинская дайка, вскрываемая в среднем течении р. Мархи, левого притока р. Лены. Дайка имеет сложное строение, её центральную часть шириной около 5о м слагают кварцевые монцонит-порфиры, краевые части представлены субщелочными кварцевыми габбродолеритами. Контакт между монцонитои-дами и габбродолеритами проявляется в относительном уменьшении зернистости первых и лейкократиза-ции вторых. В субщелочных габбродолеритах в при-контактовой зоне отмечаются также шлиры пегмато-идных габбродолеритов. Все это свидетельствует о внедрении монцонитоидного расплава в не полностью раскисталлизованные габбродолериты. Кварцевые монцонит-порфиры характеризуются порфировой структурой, образованной таблитчатыми выделениями зонального лабрадор-андезина (Ап53-42), при этом плагиоклаз основной массы имеет практически тот же состав с незначительным преобладаем андезина (Ап53-38). Пироксен практически полность замещен вторичной роговой обманкой. Для пород характерно постоянное присутствие калишпата, который образует ксеноморфные выделения в основной массе (до 15%) либо формирует микропегматитовые сростки с кварцем. Монцонит-порфиры, по сравнению с субщелочными габбродолеритами, характеризуются более высоким содержанием кремнекислоты и калия при близкой натриевости и высокой степени окисленности железа. Максимально высокое содержание калия (до 8,6%) отмечается в приконтактовых частях монцонитоидов с габбродолеритами, а также в шлировых обособлениях. Кварцевые сиенит-порфиры составляют ассоциацию пород, наиболее богатых кремнекислотой и щелочами. Они, как и монцониты, встречаются в составе монофазных даек, а также образуют известный што-кообразный Олекминский интрузив. Ведущим минералом в сиенит-порфирах является калишпат (до 50%), при подчиненной роли плагиоклаза, состав которого изменяется от лабрадора до альбита (Ап57-10). При этом основность плагиоклаза в порфировых вкрапленниках отвечает лабрадор-андезину (Ап55-30), а в основной массе в среднем - андезину (Ап45). Редкие зерна клинопироксена (Fs25-30) обычно полностью амфиболизированы. По трещинам развит флогопит. Трахидолериты и щелочные сиенит-порфиры в пределах северо-западной части Чаро-Синского пояса известны в виде отдельных даек [2]. Трахидолериты представляют собой массивные порфировые породы. Порфировые выделения представлены плагиоклазом (Ап52-38, реже Ап76-75), клинопироксеном и, в редких случаях, псевдоморфозами иддингсит-магнетита по оливину. Основная масса сложена олигоклаз-андезином (Ап20-38), клинопироксеном, калишпатом, стеклом (до 15%), амфиболом и рудными минералами. На бинарной диаграмме кремнезем - щелочи фигуративные точки их составов ложатся в область субщелочных пород. Щелочные сиенит-порфиры представляют собой лейкократовые породы, сложенные ортоклазом (до 70-80%) с редкими порфировыми выделениями альбит-олигоклаза Ап10-15, измененными рудными минералами, а также кварцем. Важной особенностью их химического состава являются высокие содержания титана (до 7%) и калия (до 11%) при низком содержании натрия (0,3%). Выводы. Таким образом, полученные нами результаты, а также обобщения материалов других исследователей [2, 4] показывают как единство составов интрузивных образований Вилюйско-Мархинского и Ча-ро-Синского дайковых поясов, так и общую последовательность их формирования. При этом ведущую роль в данных процессах играет разделение магматического расплава как в самом очаге, так, очевидно, и во время его движения на путях к гипабиссальному уровню. Длительный период существования этой системы не только обусловил широкий размах дифференциации единого субщелочного толеит-базальтового расплава, но и способствовал его подпитке глубинными флюидами, обогащенными калием [4]. Установленная симметричность, выраженная в латеральной смене вещественного состава дайковых тел Вилюйско-Мар-хинского и Чаро-Синского поясов, а также близкую пространственную сопряженность кимберлитовых трубок Накынского и Мирнинского полей с субщелочными базитами, являются благоприятными факторами для обнаружения кимберлитов вблизи субщелочных даек в пределах Чаро-Синского дайкового пояса [3]. В настоящее время данный прогноз полностью подтвердился открытием нового Хомпу-Майского ким-берлитового поля [5].

Ключевые слова

Якутия, Сунтарская вулканотектоническая структура, базитовые интрузии, Yakutia, Suntar volcano-tectonic structure, basic intrusions

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Чернышов Алексей ИвановичТомский государственный университетд-р геол.-минерал. наук, зав. кафедрой петрографииAich53@yandex.ru
Коробков Илья ГеоргиевичПолитехнический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова в г. Мирномд-р геол.-минерал. наук, профессор кафедры горного и нефтегазового делаKorobkovIG@alrosa.ru
Всего: 2

Ссылки

Проценко Е.В., Коробков И.Г. Петрографическая характеристика базитовых интрузий Сунтарской вулкано-тектонической структуры // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.И. Чирвинского : сб. науч. ст. / Перм. гос. нац. исслед. ун-т. Пермь, 2013. Вып. 16. С. 120-128.
Олейников Б.В., Томшин М.Д., Королева О.В. Глубинная эволюция субщелочной толеит-базальтовой магмы в режиме палеорифтогенеза (на примере Чаро-Синской зоны): Препринт. Якутск, 1984. 32 с.
Масайтис В.Л., Михайлов М.В., Селивановская Т.В. Вулканизм и тектоника Патомско-Вилюйского среднепалеозойского авлакогена. М., 1975. 175 с.
Коробков И.Г., Чащухин А.В. Вещественная характеристика интрузивных образований основного состава Сунтарской вулканотектонической структуры // Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века : сб. тр. Воронеж : Воронеж. гос. ун-т, 2003. С. 81-86.
Коробков И.Г., Проценко Е.В., Поцелуев А.А., Коробкова А.И. Вулкано-тектонические структуры Патомско-Вилюйского авлакогена и их минерагеническое значение при прогнозе алмазных месторождений // Развитие минерально-сырьевой базы Сибири: от Обручева В.А., Усова М.А., Урванцева Н.Н. до наших дней : Материалы Всерос. фор. с междунарю уч-ем, посв. 150-летию академика Обручева В. А., 130-летию академика Усова М.А. и 120-летию проф-ра Урванцева Н.Н. ; ТПУ. Томск : Изд-во ТПУ, 2013. С. 191-195.
 Особенности строения и вещественный состав базитовых интрузий Сунтарской вулканотектонической структуры (северо-запад Якутии) | Вестн. Том. гос. ун-та. 2015. № 393.

Особенности строения и вещественный состав базитовых интрузий Сунтарской вулканотектонической структуры (северо-запад Якутии) | Вестн. Том. гос. ун-та. 2015. № 393.