Petrochemical characteristics ofthe stratified mafic-ultramafic massifs ofthe Nizhnederbinskiycomplex (NW ofthe Eastern Sayan Mountains).pdf Объектом исследования являются потенциально рудоносные на Си, Ni и Pt расслоенные мафит-ультрамафитовые массивы нижнедербинского комплекса. Они простираются в виде дугообразной прерывистой цепи протяженностью около 40 км в бассейне среднего течения р. Дербина в 100 км к югу от г. Красноярска (рис. 1). Наиболее крупными, пространственно сближенными массивами считаются Аштат-ский, Азертакский, Нижнедербинский, Бурлакский и Конжульский.Вмещающими породами мафит-ультрамафитовых массивов являются нижнепротерозойские метаморфические образования дербинской свиты, которые представлены главным образом кристаллическими сланцами и мраморизо ванными известняками [1]. Породы интенсивно дислоцированы и часто дезинтегрированы на отдельные блоки. Они имеют преимущественно субмеридиональное простирание и довольно крутые углы падения как на запад, так и на восток, тем самым отражая наличие складчатых структур [1,2].Рис. 1. Схема размещения расслоенных мафит-ультрамафитовых массивовнижнедербинского комплекса (составлена А.Г. Еханиным и др., 1991): 1,2- вмещающие породы: 1 - среднепалеозойскиевулканогенно-осадочные (быскарская серия) Северо-Минусинской котловины, 2 - нижнепротерозойские карбонатно-сланцевые(дербинская свита) Дербинского антиклинория; 3 - среднепалеозойские гранитоиды; 4 - мафит-ультрамафитовые массивы(1 -Аштатский, 2 - Азертакский, 3 - Нижнедербинский, 4 - Бурлакский, 5 - Конжульский); 5-позднепротерозойские гранитоиды;6 - разрывные нарушения; 7 - элементы залегания слоистостиОсновное внимание в процессе исследования уделялось породам Бурлакского и Нижнедербинского массивов, представляющих собой дискордантные тела линзовидной формы (см. рис. 1). Для этих массивов характерна первичная магматическая расслоенность [1, 2]. Бурлакский и Нижнедербинский массивы сложены преимущественно верлитами, пироксенитами и реже аподунитовыми и апогарцбургитовыми серпентинита-ми с ритмичным переслаиванием. Между породами наблюдаются постепенные переходы. Эта ассоциация пород представляет собой нижнюю часть расслоенных интрузий. Габбронориты и габбро, характерные для Бурлакского массива, слагают верхнюю часть разреза. Внутреннее строение интрузий и их контакты с вмещающими породами осложнены многочисленными дизъюнктивными нарушениями. По особенностям390внутреннего строения исследуемые массивы обнаруживают сходство с аналогичными расслоенными интрузиями габбро-пироксенит-дунитового формацион-ного типа Урала [3].Оценка петрохимических особенностей пород нижне-дербинского комплекса (СЗ Восточного Саяна) базировалась на результатах 136 силикатных анализов. По химиче-скому составу породы разделяются на три группы: улыра-мафитовую (дуниты, верлиты), субулырамафитовую (кли-нопироксениты, вебстериты) и мафитовую (габбронориты, габбро). При статистической обработке имеющихся данных основное значение уделялось анализу средних содержаний и коэффициентам вариации петрогенных элементов для каждой группы пород (табл. 1).Статистические параметры петрогенных компонентов в ультрамафитах и мафитахТаблица 1Компонентx | V | x | Vx | V | x | Vх | V УльтрамафитыСубультрамафитыМафиты ДунитыВерлитыВебстеритыКлинопироксенитыГаббронориты, габброSi0242,150,0245,720,0849,680,0651,300,0250,630,05Ti020,120,910,140,400,400,390,290,400,530,97А12031,430,372,050,295,000,233,920,2516,860,16FeO15,080,1510,470,1912,110,257,720,138,480,21MnO0,180,140,180,130,250,320,170,120,150,20MgO39,070,0529,390,1320,820,1419,020,099,020,30CaO1,620,8610,180,4311,090,2517,110,0711,300,19Na200,290,440,270,310,470,470,330,292,350,32к2о0,010,010,021,410,052,010,021,730,480,72P2O50,030,440,030,860,030,920,030,630,041,23p*27,850,1326,270,0836,770,1728,870,1248,460,13Примечание: х - средние содержания компонентов; V - коэффициент их вариации; F* - железистость пород ((F*= FeO/ (FeO+ MgO)x 100%).Для ультрамафитовой группы в ряду от дунитов к верлитам наблюдаются тенденции увеличения средних содержаний Si02, ТЮ2, А120з при уменьшении FeO, MgO и резком возрастании СаО (от 1,62 до 10,18). Коэффициенты вариации для этой группы характеризуются увеличением Si02, MgO, P2O5, резким возрастанием К20 и уменьшением ТЮ2, А1203, FeO, CaO, Na20.В субулырамафитовой группе наблюдается дальнейший рост средних содержаний Si02 и СаО при постоянном снижении значений FeO и MgO (см. табл. 1). Оригинальная зависимость наблюдается для ТЮ2, А120з, Na20 и К20 в ряду: дуниты - верлиты - вебстериты -клинопироксениты, которая выражается в увеличении средних содержаний указанных компонентов для верли-тов и вебстеритов и в уменьшении их значений от вебстеритов к клинопироксенитам. Коэффициенты вариации для субулырамафитовой группы обусловлены ярко выраженным уменьшением значений СаО, А1203 и увеличением К20 по сравнению с ультрамафитами. Для некоторых петрогенных компонентов, а именно МпО, FeO и Na20, наблюдается резкое возрастание коэффициента вариации для вебстеритов и понижение его значения для клинопироксенитов.В группе мафитов отмечаются последовательное снижение значений FeO, MgO и увеличение содержаний Si02 и ТЮ2, а также резкое возрастание А1203, Na20 по сравнению с ультрамафитовой и субультрама-фитовой группами (см. табл. 1). Коэффициенты вариации, рассчитанные для габброидов, формируют тенденцию роста для ТЮ2, MgO и Р205.Железистость трех породных групп изменяется в широких пределах (табл. 1). Для улырамафитов характерна в целом низкая железистость (26-28%), тогда как для мафитовой группы пород устанавливаются более высокие ее значения (48%). С возрастанием железисто-сти пород закономерно возрастает содержание титана, хотя разброс его содержаний довольно значительный. В целом для габброидов характерны невысокие его со-держания, не превышающие 1%. В то же время отмечаются отдельные рудные габброиды с содержанием ТЮ2 до 3%. Коэффициент вариации железистости выражается в постепенном увеличении его значений от ультрама-фитов к субультрамафитам и снижением к мафитам.Изучение характера корреляционных связей в различных группах пород обнаружило значимость зависимостей между отдельными элементами и их вариации (табл. 2). Для дунитов выявляются высокие значимые отрицательные коэффициенты корреляции для Na20-ТЮ2, Р205-ТЮ2, FeO-Si02, MnO-Si02, а также высокий положительный для MnO-FeO. Парные коэффициенты корреляции для верлитов характеризуются пониженными значениями по сравнению с дунитами. При этом положительные корреляционные связи устанавливаются между FeO-MgO, Si02-CaO, Si02-Na20, FeO-MnO и появляются новые значимые отрицательные коэффициенты корреляции для MgO-CaO, Si02-MgO, Ti02-MgO. Изменился знак значимости Р205-ТЮ2 с отрицательного для дунитов, на положительный - для верлитов.В целом субультрамафитовая породная группа (табл. 3) характеризуется увеличением количества парных корреляционных связей. Для вебстеритов наиболее значимыми положительными корреляционными связями являются K20-P205, FeO-MnO, Al203-Na20, FeO-Na20, Na20-K20, для других элементов, таких как Si02-А1203, Ti02-Na20, A1203-K20, FeO-K20, FeO-P205, значимость корреляционных связей менее выражена. Отрицательные парные коэффициенты корреляции становятся весомее для Si02-FeO и FeO-CaO. Изменился знак для Na20-K20 с отрицательного в ультрамафитах на положительный в субультрамафитах. Отрицательные корреляционные связи для Ti02-Na20, Si02-Al203, FeO-CaO и СаО-Р205, Si02-Na20, характерные для ультрамафитов, становятся положительными для вебстеритов. В клинопироксенитах отрицательных высоко значимых коэффициентов корреляции не наблюдается (см. табл. 3), а отмечаются только положительные -391FeO-MnO, А1203-ТЮ2. Для остальных оксидов парные коэффициенты слабо выражены. При этом возникают новые положительные корреляционные связи для ТЮ2-FeO, Al203-FeO, Al203-MnO, Ti02-MnO, а отрицатель-ные - для Si02-Ti02 и А1203-Р205. При этом отрицательные связи для MgO-Ti02, MgO-Al203, не характерные для верлитов, становятся значимыми для вебстери-тов и клинопироксенитов.Парные коэффициенты корреляции для ультрамафитовой группыТаблица 2КомпонентSi02Ti02A1203FeOMnOMgOCaONa20p2o5Si021,000,44-0,37-0,93-0,890,550,20-0,57-0,56Ti021,000,17-0,42-0,270,43-0,31-0,97-0,96А12031,000,120,20-0,550,410,020,04FeOДуниты (7)1,000,89-0,55-0,270,530,52MnO1,00-0,35-0,420,410,40MgO1,00-0,63-0,59-0,61CaO1,000,360,39Na201,000,29p2o51,00Si021,000,130,15-0,570,09-0,710,820,73-0,56Ti021,000,45-0,37-0,39-0,620,51-0,020,43A12031,00-0,320,09-0,430,19-0,14-0,31FeOВерлиты (22)1,000,440,83-0,81-0,260,08MnO1,000,33-0,340,13-0,45MgO1,00-0,95-0,320,09CaO1,000,48-0,50Na201,00-0,28p2o51,00Примечание. Здесь и далее жирным шрифтом выделены значимые коэффициенты корреляции, в скобках приведено количество использован-ных анализов.Парные коэффициенты корреляции для субультрамафитовой группыТаблица 3КомпонентSi02Ti02A1203FeOMnOMgOCaONa20к2оp2o5Si021,00-0,36-0,55-0,73-0,52-0,430,49-0,56-0,21-0,21Ti021,000,300,400,27-0,10-0,230,490,370,24А12031,000,420,29-0,06-0,370,790,470,39FeOВебстериты (20)1,000,810,05-0,660,670,510,52MnO1,00-0,10-0,420,390,130,17MgO1,00-0,55-0,23-0,14-0,06CaO1,00-0,41-0,53-0,57Na201,000,740,65к2о1,000,92p2o51,00Si021,00-0,37-0,32-0,65-0,48-0,060,18-0,21-0,23-0,20Ti021,000,760,570,45-0,55-0,120,03-0,14-0,20A12031,000,420,36-0,660,060,05-0,07-0,33FeOКлинопироксениты(39)1,000,78-0,25-0,43-0,030,200,22MnO1,00-0,24-0,290,02-0,080,09MgO1,00-0,510,050,260,09CaO1,00-0,04-0,44-0,28Na201,000,130,14к2о1,000,39p2o51,00Для мафитовой группы пород (табл. 4) отмечено наибольшее количество значимых коэффициентов корреляции. Возрастает значимость положительных корреляционных связей: FeO-MnO, Na20-Si02 и Na20-K20. Наиболее значимые коэффициенты корреляции с отрицательным знаком установлены для MgO-Na20, A1203-MnO, Al203-FeO, MgO-Al203, Si02-CaO, Si02-MgO. Изменилось направление корреляционной связи с положительной на отрицательную для А1203-МпО, А1203-FeO, А1203-ТЮ2 и с отрицательной на положительную - для Si02-Al203, MgO-CaO, K20-Si02.Дискретность петрохимической выборки пород из исследуемых массивов отчетливо проявляется на бинарных диаграммах в виде трех трендов (рис. 2). На бинарной диаграмме MgO-CaO (см. рис. 2, а) фигуративные точки пород образуют три тренда. Первыйультрамафитовый тренд (I) обусловлен последовательным и значительным снижением MgO от 42% (в дунитах) до 25% (в верлитах). При этом для него характерно возрастание содержания СаО от 0 до 16%. Второй субультрамафитовый тренд (II) несущественно отличается от первого более резким возрастанием СаО от 5% (в вебстеритах) до 20% (в клинопироксе-нитах) при уменьшении MgO от 29 до 17%. Третий мафитовый тренд (III), нечетко проявленный, обусловлен значительным разбросом фигуративных точек составов габброидов. Он, вероятно, фиксирует слабо выраженную прямую зависимость MgO и СаО в процессе дифференциации мафитового расплава. Этот тренд характеризуется по сравнению с ультрамафита-ми и субультрамафитами низкими значениями MgO (17-6%).392Таблица 4 Парные коэффициенты корреляции для мафитовой группыКомпонентSi02Ti02A1203FeOMnOMgOCaONa20к2оp2o5Si021,00-0,470,45-0,48-0,15-0,71-0,760,680,400,12Ti021,00-0,290,450,350,100,170,000,260,05А12031,00-0,76-0,76-0,75-0,360,510,00-0,19FeOМафиты (46)1,000,810,470,07-0,250,180,27MnO1,000,36-0,10-0,170,320,17MgO1,000,61-0,83-0,51-0,05CaO1,00-0,78-0,61-0,30Na201,000,660,21к2о1,000,46p2o51,00На бинарной диаграмме Al203-FeO также устанавливаются три тренда, отражающих эволюцию выделенных породных групп (рис. 2, б). Первый ультрама-фитовый тренд (I) характеризуется низкими значениями А120з (0,2-3%) при существенном уменьшении FeO от 17% (в дунитах) до 7% (в верлитах). Второй су-бультрамафитовый тренд (II) отражает отчетливую прямую зависимость и фиксирует уменьшение А120з от 8% (в вебстеритах) до 2 % (в клинопироксенитах) при соответственном уменьшении FeO от 22 до 5%. Третий мафитовый тренд (III), также четко проявленный, пока-зывает обратную зависимость FeO и А1203, т.е. в процессе эволюции габброидов с увеличением А120з (от 11 до 24%) происходит уменьшение FeO (от 13 до 5%).Идентификация ведущих процессов фракционирования и дифференциации осуществлялась с использованием факторного анализа, результаты которого отражены в табл. 5. Факторный анализ проведен для двух выборок: первая включает ультрамафиты и субультра-мафиты, а вторая - мафиты. Для каждой выборки нами были выделены по три главных фактора, составляющих в сумме более 80%.15 20 25МдО (вес.%)1015AIA (вес.%)Рис. 2. Вариации вещественного состава пород на бинарных диаграммах MgO-CaO (а) и FeO-Al203(6). Тренды изменения составапородных ассоциаций: I - ультрамафитовая; II - субультрамафитовая; III - мафитовая. Породы: 1 - дуниты;2 - верлиты; 3 - вебстериты; 4 - клинопироксениты; 5 - габбронориты, габброСогласно полученным результатам вариации петро-химических параметров пород в пределах улырамафи-тов и субулырамафитов определяются тремя главными компонентами с суммарным вкладом 85%. Первый фактор, имеющий максимальное влияние на вариативность пород массивов, характеризуется обратной тенденцией накопления элементов Si02, CaO и А1203 по отношению к MgO и FeO. Его можно интерпретировать как следствие магматической дифференциации исходного расплава, где ведущую роль играло фракционирование кристаллов оливина, выступающих в качестве наиболее ранней кумулятивной фазы. Структура второго фактора определяется поведением марганца, натрия и железа при наличии обратной корреляции с кальцием и кремнием. По-видимому, она характеризует процессы сегрегации кальциевых минералов, прежде всего клинопироксенов. Третий фактор, вероятно, фиксирует распределение рудных и акцессорных минералов, т.к. характеризуется высокой отрицательной корреляционной связью с фос-фором при весьма умеренной положительной корреляции с марганцем и железом. Для мафитовой группы пет-рохимическая неоднородность определяется тремя главными факторами, отражающими особенности минерального состава данных пород, которые в сумме дают 83% (табл. 5).Основной вклад в суммарную дисперсию данной выборки (более 45%) вносит фактор, структура которого отражает антогонизм А120з, Si02, Na20 по отношению к MgO и FeO, CaO. Наиболее вероятным процессом, обусловившим подобные связи, следует считать магматическую дифференциацию в группе мафитов. Второй фактор имеет гораздо меньшую нагрузку (24%) и определяется в основном противоположными тенденциями накопления марганца и железа по отношению к кальцию, алюминию и магнию. Ее структура предполагает фракционирование клинопироксенов и ортопироксенов. Третий фактор, оригинальный, определяется титаном, связан с обогащением им мафитов.393Факторный анализ для пород Бурлакского и Нижнедербинского массивовТаблица 5ФакторВклад, %Si02Ti02А1203FeO MnO MgOСаОNa20Р2О5Ультрамафиты и субультрамафитыI43-0,89-0,58-0,710,650,030,97-0,89-0,280,13II30-0,220,590,570,710,83-0,08-0,350,740,28III120,070,090,120,110,270,08-0,10-0,24-0,92МафитыI470,82-0,420,85-0,73-0,58-0,88-0,660,770,01II24-0,31-0,310,34-0,59-0,680,210,65-0,49-0,60III12-0,320,820,240,05-0,11-0,290,120,25-0,22Таким образом, в результате петрохимического изучения пород расслоенных мафит-ультрамафитовых интрузий нижнедербинского комплекса отчетливо выделяются три породные группы: ультрамафитовая, суб-ультрамафитовая и мафитовая. При этом для первых двух групп обнаруживаются близкие тренды их вещественной последовательной эволюции, что нередко выражается в постепенных переходных разновидностях в ряду: дуниты - верлиты - вебстериты - клино-пироксениты. При этом мафитовый тренд значительно отклоняется от эволюционного тренда ультрамафитов. Вероятно, разделение исходного основного расплава на производные - ультраосновной и основной - произошло на ранней стадии дифференциации. В дальнейшемкаждый из этих расплавов претерпел собственную эволюцию в промежуточных камерах в процессе дифференциации с образованием направленной серии пород. Внедрение ультраосновного и основного расплавов, очевидно, происходило разновременно в одни и те же участки литосферы. В результате сформировались интрузии со сложным внутренним строением, обусловленным наличием контрастных ультрамафитовых и мафитовых породных ассоциаций, не обнаруживающих между собой постепенных петрографических переходов. С учетом полученных данных по набору выделенных групп пород мафит-ультрамафитовые массивы нижнедербинского ареала относятся к перидотит-пироксенит-габбровому формациоиному типу.

Скачать электронную версию публикации