Территория Юго-Западной Тувы, входящая в состав Центрально-Азиатского складчатого пояса, характеризуется сложным геологическим строением и многоэтапной эволюцией магматизма, в том числе ультра-мафитового и мафитового составов. При среднемасштабных геолого-съемочных работах в этом регионе был выделен ряд крупных тектонических блоков, сложенных метаморфическими комплексами, включающими толщи орто- и парасланцев, относящихся к джебашской и баратальской сериям (средний протерозой). Среди этих метаморфических образований залегают относительно небольшие тела реститогенных (альпинотипных) ультрамафитов, а также тел ультрамафит-мафитового состава, к которым приурочена титано-магнетитовая и более поздняя золото-платиноидная минерализация. В настоящее время эти уль-трамафитовые и мафитовые тела оставались почти не изученными с применением современных аналитических методов. Этот пробел частично восполнен материалами данной статьи, в которой приведена новая информация по геологии, петрографии, геохимии и изотопному возрасту магматических пород, распространенных в пределах Дурусугского участка Монгунтайгинской офиолитовой ассоциации - одного из фрагментов древней океанической коры, которая обнажается на территории Западной Тувы.
Geology, mineral composition, age and conditions of formation monuntains ophiolite association (South-Western Tuva).pdf Введение На территории Тувы, как и всей Алтае-Саянской складчатой области, широко распространены каледонские складчато-блоковые структуры, включающие в себя различные по размеру и составу фрагменты породных комплексов офиолитовых ассоциаций. К их числу относятся такие ассоциации, как Агардагская, Каахемская, Куртушибинская, Эмий-ская, Западно-Тувинская и др. Трудности в их изучении обусловлены, с одной стороны, разобщенностью и фрагментарностью выходов офиолитовых комплексов, с другой стороны, тем, что в их строении принимают участие породные комплексы, тектонически значительно нарушенные и неравномерно эродированные. При изучении каледонских офиолитовых ассоциаций, распространенных на территории Тувы, к настоящему времени получены различные по своей детальности геолого-структурные и петролого-геохимические данные. Наиболее представительная информация была получена по Агардагской [Pfander et al., 2002], Каахемской [Котляров, Симонов, 2003] и Западно-Тувинской [Монгуш и др., 2011а] офио-литовым ассоциациям. В полном объеме породные комплексы офиоли-товых ассоциаций на территории Тувы нигде не сохранились. В большинстве случаев эти комплексы обнажаются в виде более или менее крупных блоков, в строении которых принимают участие преобладающие тела ультрамафитов (серпентиниты, серпен- © Ойдуп Ч.К., Леснов Ф.П., 2017 DOI: 10.17223/25421379/3/5 тинизированные гарцбургиты, лерцолиты, верлиты, пироксениты) и подчиненные им тела габброидов. Реже встречаются блоки, в составе которых обнажается относительно полный «набор» породных комплексов, которые принято включать в состав офио-литовых ассоциаций [Nicolas, 1989]. Одним из примеров таких блоков является Мон-гунтайгинская офиолитовая ассоциация, расположенная в пределах крайней юго-западной части Тувы, в районе хр. Монгун-Тайга и по бортам долины р. Моген-Бурен, начиная от поселка Кызыл-Хая. Ду-русугский участок, охарактеризованный в данной статье, картируется от истока р. Дуругсуг (левый приток р. Моген-Бурен) в западном направлении. В его пределах пространственно сближены небольшие тела реститогенных и гибридных ультрамафитов, ортомагматических и гибридных габброидов, вулка-ногенно-осадочных отложений чингинской свиты и даек основного состава. Тела этих магматических комплексов структурно приурочены к Хаялыгскому глубинному разлому, который прослеживается южнее оз. Хиндиктиг-Холь. Все эти образования рассматриваются в качестве компонентов Монгун-тайгинской офиолитовой ассоциации. Следует отметить, что о распространении фрагментов офиолитовой ассоциации, пространственно сближенных с высокобарическими метаморфическими комплексами в Западной Туве, ранее было известно, причем выходы пород офиолитовой ассоциации интерпретировались как аллохтонные «пластины», залегающие среди метаморфических пород джебашской серии (средний протерозой) [Берзин, Кунгурцев, 1996]. Петрографическая характеристика породных комплексов Рассматриваемая офиолитовая ассоциация включает в себя тела в разной мере серпентинизирован-ных реститогенных ультрамафитов («верхнемантийные тектониты»), гибридных ультрамафитов (верли-ты, пироксениты), ортомагматических и гибридных габброидов, вулканогенных пород, а также апоуль-трамафитовых (листвениты) и апогабброидных (ро-дингиты) метасоматических пород. Серпентиниты, образованные преимущественно по реститогенным гарцбургитам, часто содержат реликтовые выделения оливина и ортопироксена, замещенные лизардитом и баститом. В них обычно присутствуют выделения измененной хромшпинели, а также талька и карбоната, талька, местами наблюдаются тонкие прожилки хризотил-асбеста и офита. Верлиты, вебстериты, оливиновые клинопи-роксениты рассматриваются в качестве гибридных ультрамафитов, образованных в процессе контакто-во-реакционного взаимодействия мафитовых расплавов с более древними реститогенными ультрама-фитами и их серпентинизированными разновидностями. Выходы верлитов, вебстеритов и оливиновых клинопироксенитов совместно с выходами габброи-дов обнажаются в зоне Хаялыгского глубинного разлома южнее оз. Хиндиктиг-Холь. При этом тела габброидов имеют интрузивные контакты с породами вмещающей толщи. Верлиты имеют крупно-среднезернистую структуру, размеры зерен клинопироксена и оливина в них иногда достигают 5-6 мм. В интерстициях между их зёрнами находится агрегат, состоящий из более мелких (0,3-1,5 мм) зерен этих минералов, а также плагиоклаза и выделений флогопита. Эти породы имеют следующий количественно-минеральный состав: оливин, замещенный серпентином, вторичный магнетит - 55%; клинопироксен - 30%; роговая обманка - < 5%; флогопит (оранжево-бурый) - 5-10%; плагиоклаз (соссюритизирован-ный) - 5%; рудный (первичный титаномагнетит) -1%. Роговая обманка замещает клинопироксен вдоль границ его зерен с выделениями флогопита. Последний, вероятнее всего, образовался на заключительной стадии кристаллизации породы. Оливиновые клинопироксениты имеют панидио-морфнозернистую, крупно-среднезернистую структуру (размер зерен 1-5 мм). В них содержание кли-нопироксена достигает 90-95%. Зерна содержащегося в этих породах оливина расположены в интерсти-циях между более крупными зернами клинопи-роксена. Кроме того, в клинопироксенитах присутствуют образованный по оливину серпентин (15%), плагиоклаз (до 5%), биотит оранжево-бурой окраски (до 2-3%), рудный минерал - титаномагнетит (2-3%). Вебстериты оливиновые, как и верлиты и кли-нопироксениты, также рассматриваются в качестве гибридных ультрамафитов. В качестве примеси в них присутствуют плагиоклаз и флогопит. Эти породы имеют следующий количественно-минеральный состав: оливин серпентинизированный (до 65%), клинопироксен (15%), ортопироксен, частично замещенный тальком (5%) (оталькованный), флогопит (< 10%), плагиоклаз, полностью замещенный соссюритовым агрегатом (10%), рудный минерал - 2-3%. Меланократовые габброиды имеют следующий количественно-минеральный состав: клинопироксен (60-65%); актинолит и хлорит, замещающие клинопироксен (25%); плагиоклаз, замещенный соссюритом (15%); КПШ (10-15%); флогопит (5-7%); апатит (0,n%); рудный минерал (< 1%). Структура этих пород порфировидная, обусловленная присутствием более крупных (2-5 мм) таблитчатых выделений клинопи-роксена. В основной массе зерна минералов имеют размеры 0,3-1,5 мм. Иногда вместо КПШ в этих породах присутствует флогопит. В единичных гнёздах встречаются мирмекитовые срастания кварца с альбитом на границе с КПШ. Порода деформирована, трещиновата, рассекается многочисленными прожилками хлорита, актинолита мощностью 0,05-0,01 мм. Отметим, что небольшие тела описанных гибридных ультрамафитов ранее были выявлены в расположенных к западу от Дурусугского участка Бирдагском и Хаялыгском ультрамафит-мафитовых массивах, где ими сложены ксенолиты, залегающие среди габброидов [Ойдуп и др., 2011]. Габбро-диориты слагают жильные тела, которые инъецируют породы верлит-клинопироксенит-габбровой ассоциации. Их количественно-минеральный состав следующий: плагиоклаз (50-55%), зеленая роговая обманка (30-35%; КПШ (5-10%), кварц, иногда в срастании с КПШ (< 5%); биотит, частично замещенный хлоритом и эпидотом (~ 1-2%); апатит (0,n%), магнетит и ильменит (1%). Эти породы имеют порфировидную структуру из-за присутствия более крупных выделений плагиоклаза и роговой обманки. Листвениты, распространенные на Дурусугском участке, имеют существенно кварц-карбонатный состав. В качестве примеси они содержат реликтовые выделения хромшпинели и серпентина, а также новообразованный фуксит. Кроме того, в этих породах были обнаружены выделения имеющего яркий металлический блеск рудного минерала, отвечающего следующему химическому составу (мас. %): Ni(46,77), Sb (24,27), S (24,69), As (0,431), Cu (0,265), Fe (0,023), Cr (0,008). Этот состав соответствует химической формуле ульманнита (NiSbS), который в лиственитах не встречался. Он был описан в числе других рудных минералов в составе поздней антимонит-золоторудной ассоциации на месторождении Золотая Гора (Урал) [Спиридонов, Плетнев, 2002]. Несмотря на то что в проанализированных нами атомно-абсорбционным методом пробах листвени-тов были определены повышенные содержания Au и Ag, минералы золота и серебра в них не были обнаружены. Родингиты, тела которых встречаются на Ду-русугском участке Монгунтайгинской офиолито-вой ассоциации, представляют собой крупнозернистые и обычно сильно трещиноватые породы, имеющие следующий количественно-минеральный состав: клинопироксен (80%), часто пелити-зированный; гранат (около 15%) (агрегаты и отдельные зерна в составе прожилков совместно с выделениями серпентина); серпентин (5%), бастит (менее 1%). Зерна клинопироксена трещиноватые с изогнутой спайностью, вокруг которых наблюдаются шестоватые агрегаты вторичного клинопи-роксена, промежутки между его выделениями выполнены серпентином. Стратифицированные образования, входящие в состав рассматриваемой офиолитовой ассоциации, представлены двумя толщами - вулканогенной и кремнисто-алевролитовой, которые относятся к чин-гинской свите (нижний кембрий). Контакты между вулканогенной и кремнисто-алевролитовой толщами тектонические. Вулканогенная толща, имеющая мощность более 1000 м, представлена метаморфизованными лавами и гиалокластитами пироксеновых и пи-роксен-плагиоклазовых базальтовых порфиритов. Лавы часто имеют порфировую структуру благодаря присутствию вкрапленников плагиоклаза, реже клинопироксена. В виде обломков кристаллов в них встречаются частично или полностью амфиболизи-рованный клинопироксен (1-2%), а также плагиоклаз, замещенный клиноцоизитом, серицититом и альбитом (20%). В лавах наблюдаются миндалины, выполненные зернами альбита, актинолита, хлорита, сфена (замещен лейкоксеном), а также мелкой «сыпью» рудного минерала. В некоторых обнажениях в лавах наблюдалась шаровая отдельность, размеры овальных «подушек» достигают 2 м в поперечнике. Некоторые «линзы» шаровых лав имеют протяженность до 50 м. По простиранию лавы сменяются гиалокластитами. В последних встречаются обломки порфирового андезитобазальта с многочисленными порами округлой и эллипсоидальной формы, находящиеся в альбит-эпидот-акти-нолитовой матрице. Эти обломки местами имеют микролитовую, микропойкилитовую и микроофитовую структуры основной массы. Вторая толща представлена кремнистыми алевролитами, в которых были обнаружены гальки кремнистых пород, реже - базальтовых порфиритов и зеленых сланцев. Последние у контактов с метаморфическими породами среднего протерозоя имеют мелкочешуйчатую структуру. С учетом присутствия в составе кремнисто-алевролитовой толщи обломков порфиритов предполагается, что она сформировалась позже, чем вулканогенная толща. Диабазовые дайки, имеющие меридиональное простирание, обнажаются в долине р. Моген-Бурен. Они залегают как среди протерозойских высокобарических метаморфитов, так и среди отложений чингинской свиты (нижний кембрий). Видимая протяженность даек составляет от долей метра до десятков метров при мощности 0,5-2,5 м. Дайки сложены главным образом зелено-серыми мелкозернистыми долеритами, габбро-долеритами и диоритами. С вмещающими породами дайки имеют отчетливо секущие контакты. Зоны приконтактовых изменений вмещающих пород вблизи даек имеют мощность в пределах нескольких сантиметров. Эти изменения проявились в уплотнении и хлоритизации вмещающих пород. В зальбандах даек отмечались признаки закалки расплава. Петрохимическая характеристика породных комплексов Реститогенные ультрамафиты и их серпентини-зированные разновидности значительно истощены легкоплавкими компонентами, в том числе щелочами (табл. 1). В гибридных ультрамафитах (верлиты, пироксе-ниты) суммарные содержания щелочей находятся на уровне 0,11-3,38 мас. %. Еще выше их содержания в габбро и габбро-диоритах (3,61-5,37 мас. %), при этом в некоторых образцах последних содержание K2O выше, чем содержание Na2O. Показатель магне-зиальности вулканогенных пород чингинской свиты находится примерно на том же уровне, что и в габб-роидах, но он значительно ниже, чем в верлитах и пироксенитах. Вулканогенные породы по химическому составу соответствуют низкотитанистым базальтам субщелочной серии (Na2O > K2O). Пироксен-порфировые базальты отличаются более высокими содержаниями MgO по сравнению с остальными вулканитами (табл. 2). На классификационной диаграмме в координатах SiO2 - (Na2O+K2O) фигуративные точки вулканитов сосредоточены в поле базальтов. Породы дайкового комплекса характеризуются пониженными содержаниями TiO2 (0,81-2,67) и P2O5 (0,15-0,49 мас. %) и повышенным суммарным содержанием щелочей (4,00-5,70 мас. %) (табл. 3). Таблица 1 Химический состав ультрамафитов и габброидов Монгунтайгинской офиолитовой ассоциации (Дурусугский участок), мас. % Table 1 Chemical composition of ultramafites and gabbroids of the Monguntaiga ophiolite association (Durusugsky site), wt. % Номер образца пород Компонент Д-67 Д-68 Д-69 Д-18 Д-17 Д-73 Д-74 Д-77 Д-710 Д-712 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SiO2 40,42 38,55 46, 54 43,05 47,50 50,57 51,65 41,88 48,81 48,47 TiO2 0,03 0,03 0,13 0,17 0,79 0,40 0,44 0,16 0,36 0,38 Al2Oj 1,52 1,37 2,20 3,26 17,11 11,42 1 3,23 5,08 9,13 9,28 Fe2Oj 7,31 10,81 5,37 3,26 17,11 11,42 1 3,23 5,08 9,13 9,28 FeO 2,80 3,23 4,06 Н.о Н.о. Н.о. Н.о. Н.о. Н.о Н.о MnO 0,12 0,15 0,18 0,39 0,17 0,20 0,17 0,14. .0,19 0,20 MgO 35,16 33,74 21,32 22,65 7,48 7,48 9,00 29,64 12,85 13,01 CaO 0,18 0,10 16,78 11,45 10,43 10,21 7,31 3,81 12,07 11,90 Na2O 0,30 0,30 0,30 0,06 1,68 2,40 2,39 0,21 1,16 1,19 K2O 0,10 0,10 0,10 0,05 1,15 1,21 2,98 0,97 2,22 1,41 P2O5 0,03 0,03 0,03 0,04 0,16 0,16 0,24 0,08 0,21 0,17 ВаО Н.о. 0,01 Н.о.
Берзин Н.А., Кунгурцев Л.В. Геодинамическая интерпретация геологических комплексов Алтае-Саянской области // Геология и геофизика. 1996. Т. 37, № 1. С. 63-81
Котляров А.В., Симонов В.А. Геологическое строение и особенности формирования офиолитов Каахемского пояса (Восточная Тува) // Металлогения древних и современных океанов-2003. Формирование и освоение месторождений в островоду-жных системах. Миасс : ИМинУрО РАН, 2003. С. 35-39
Монгуш А. А., Лебедев В.И., Травин В.В., Ярмолюк В.В. Офиолиты западной Тувы - фрагменты поздневендской островной дуги палеазиатского океана // Доклады РАН. 2011а. Т. 438, № 6. С. 796-802
Монгуш А.А., Лебедев В.И., Ковач В.П. и др. Тектономагматическая эволюция структурно-вещественных комплексов Таннуольской зоны Тувы в позднем венде - раннем кембрии (на основе геохимических, Nd изотопных и геохронологических данных) // Геология и геофизика. 2011б. Т. 52, № 5. С. 649-665
Ойдуп Ч.К., Леснов Ф.П., Ярмолюк В.В. и др. Ультрамафит-мафитовыймагматизм Юго-Западной Тувы // Геология и геофизика. 2011. Т. 52, № 3. С. 354-372
Ойдуп Ч.К., Леснов Ф.П., Монгуш А.А. и др. Габбро-норит-диоритовая ассоциация Хамсаринской зоны (Тува): первые данные о возрасте, геохимии, источниках магм и геодинамическая позиция // Успехи современного естествознания. 2016. № 9. С. 146-154
Спиридонов Э.М., Плетнев П.А. Месторождение медистого золота Золотая Гора (о золото-родингитовой формации). М. : Научный мир, 2002. 220 с
Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Ковач В.П., Рыцк Е.Ю., Козаков И.К., Котов А.Б., Сальникова Е.Б. Ранние стадии формирования Палео-Азиатского океана: результаты геохронологических, изотопных и геохимических исследований поздне-рифейских и венд-кембрийских комплексов Центрально-Азиатского складчатого пояса // Доклады РАН. 2006. Т. 410, № 5. С. 657-662
Nicolas A. Structures of ophiolites and dynamics of oceanic Lithosphere. Ser. Petrol. Struct.Geol. 4 kluver. Dordrecht, 1989. 367 p
Pfander J.A., Jochum K.P., Kozakov I.K. et al. // Contribs Mineral. And Petrol. 2002. V. 143. P. 154-174
Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and proseses / eds by A.D. Saunders, M.J. Norry. Magmatism in the ocean basins // Geological Society of London Special Publication. 1989. V. 42. P. 313-345