Номер части:
Журнал
ISSN: 2411-6467 (Print)
ISSN: 2413-9335 (Online)
Статьи, опубликованные в журнале, представляется читателям на условиях свободной лицензии CC BY-ND

МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ ТЕРМОБАРИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ГИДРОТЕРМАЛЬНО-МЕТАСОМАТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ГАББРО-ДОЛЕРИТАХ ПЕРВОМАЙСКОГО ШТОКА (СРЕДНЕЕ ТЕЧЕНИЕ Р. БОДРАК, ГОРНЫЙ КРЫМ)



Науки и перечень статей вошедших в журнал:
DOI:
Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Анотация:
Ключевые слова:                              
Данные для цитирования: . МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ ТЕРМОБАРИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ГИДРОТЕРМАЛЬНО-МЕТАСОМАТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ГАББРО-ДОЛЕРИТАХ ПЕРВОМАЙСКОГО ШТОКА (СРЕДНЕЕ ТЕЧЕНИЕ Р. БОДРАК, ГОРНЫЙ КРЫМ) // Евразийский Союз Ученых. Науки о Земле. ; ():-.

Территория Горного Крыма характеризуется масштабным развитием мезозойских субвулканических интрузий, которые слагают крупные массивы, малые тела различной формы и дайки. Их формирование связано с тремя основными тектоно‑магматическими циклами, проявленными c позднего триаса до раннего мела [10]. Интрузивные образования в целом имеют достаточное разнообразие вещественных типов с преобладанием пород габбро-диоритового состава.

При изучении интрузивных комплексов особый интерес вызывает характер гидротермально-метасоматических изменений, проявленных в них и в контактовых зонах с вмещающими породами.

Интенсивность метасоматических преобразований очень разная и зависит от целого ряда факторов. В первую очередь — это состав интрузивных пород, особенности строения зон разрывных нарушений, физико-механические свойства вмещающих пород, продолжительность гидротермального процесса и, наконец, термобарометрические характеристики растворов. Влияние отдельных факторов, как, например, вещественный состав пород, а также особенности трещинно-разрывной тектоники можно оценить достаточно полно, о роли других – можно высказать лишь наиболее вероятные предположения.

В пределах юго-западного Крыма площадные метасоматические изменения в около- и внутриинтрузивных системах изучены недостаточно. В ряде работ приводятся данные о характере наложенных минеральных ассоциаций в различных субвулканических телах [1,3]. Но чаще описание гидротермально-метасоматических преобразований в магматитах ограничивается трещинным пространством [4 — 6].

С целью систематизации метасоматических образований и установления их зонального распределения были проведены комплексные минералого-петрографические исследования интрузивных тел и вмещающей их рамы по некоторым участкам на территории среднего течения р. Бодрак (учебный полигон СПбГУ).

Полученные результаты позволили авторам предположить существование в пределах одного из изученных массивов двух сопряженных зон метасоматитов – апикальной и центральной, сложенной березитами, и более глубинной – пропилитовой.

Не менее важным вопросом для авторов явилось и определение РТ-условий обстановок формирования установленных типов метасоматических парагенезисов. Экспериментально определенные значения температуры и давления для Сa- и Na- цеолитов [14] позволили вычислить диапазоны температур и парциального давления воды при формировании новообразованных минеральных парагенезисов в обеих зонах метасоматитов, используя ассоциации цеолитов из изученных проб в трещинах Первомайского штока.

Этот относительно крупный интрузив, известный в литературе как Первомайский шток, располагается на правобережье р. Бодрак примерно в 11 км северо-восточнее от г. Бахчисарай.

Шток имеет в плане изометричную форму: он прослеживается в субширотном направлении на 340 м, а в субмеридиональном – на 180 — 200 м. Массив вскрыт карьерными работами на глубину 90 м от современной дневной поверхности (фото 1). Возраст магматитов, слагающих шток, определён как среднеюрский [1]. В верхней части штока, перекрытой готеривскими органогенными известняками, фиксируется древняя кора выветривания, предположительно, позднеюрского возраста. Вмещающими породами являются флишевые отложения таврической серии (Т2-J1) [9].

Фото 1. Ступени карьерных выработок в Первомайском штоке. Фото А. Савельева, 2012 г.

В структурном отношении шток приурочен к зоне тектонического меланжа субширотного простирания постбайосского возраста.

В вертикальном сечении наблюдается дифференциация интрузива: устанавливается постепенный переход от микродиоритов в апикальной части — к габбро-долеритам в центральной и глубинной частях. Их различия отчетливо обнаруживаются по петрографическим признакам: по содержанию цветных минералов, основности плагиоклаза и микроструктурно‑текстурным характеристикам [9].

При петрографическом изучении микродиоритов установлено, что их основная масса имеет гипидиоморфнозернистую структуру. Они состоят из плагиоклаза An40-50, единичных зерен авгита, редко в составе наблюдается роговая обманка.

Габбро-долериты характеризуются габбро-офитовой и пойкилоофитовой структурой. Они состоят из плагиоклаза An50-70 и авгита. Из акцессорных минералов отмечаются апатит, рутил, гранат, ортит, циркон.

Все породы, слагающие Первомайский шток, являются в той или иной степени метасоматически измененными. Новообразованные ассоциации минералов составляют от 15% до 60% объема породы. Устанавливаются два типа гидротермалитов – это пропилиты и березиты.

Новообразованные минеральные парагенезисы пропилитов представляют собой ассоциацию следующих минералов: хлорит, серицит, карбонат и альбит, реже – эпидот, биотит и цеолит. Из рудных — присутствует магнетит, титаномагнетит и ильменит (фото 2).

Фото 2. Пропилитизированный габбро-долерит (а – без анализатора, б – с анализатором). Chl — хлорит; Ser — серицит; Carb – карбонат.

 

Березитовые парагенезисы образованы такими минералами как: кварц, серицит, карбонат, хлорит и сульфиды (пирит, халькопирит, пирротин). Доля кварца всегда меньше, чем серицита и карбоната (фото 3). Результаты микрозондового анализа (ресурсный центр «Геомодель») показали наличие в зёрнах сульфидов тонкодисперсного золота.

Фото 3. Березитизированный габбро-долерит (а – без анализатора, б – с анализатором). Px – пироксен; Pl — плагиоклаз; Chl — хлорит; Ser – серицит; Qu – кварц.

Метасоматические изменения обоих типов имеют определенную зональность – пропилитовые фации приурочены преимущественно к краевым частям Первомайского массива, а березитовые – к центральной и апикальной. Степень метасоматических изменений пропилитового типа в интрузивных породах варьирует от 15 до 60%, березитового – от 15 до 40%, а во вмещающих породах их доля не превышает 7% объема породы.

Исследования шлифов позволяют сделать вывод, что кислотные (березитовые) парагенезисы разрастаются, замещая пропилитовые зоны. Последовательность гидротермально-метасоматических образований направлена от пропилитовых парагенезисов к березитовым [8, 7, 11, 12].

Преобладание березитовых ассоциаций наблюдается в самой верхней части интрузива. Мы полагаем, что мощность этой зоны была значительнее по масштабам проявления, но процессами эрозии апикальная часть интрузива денудирована.

Для вычисления термобарометрических параметров гидротермально-метасоматических процессов, проявленных в позднебайосское время, а также для возможно более точного определения границ распространения березитовых и пропилитовых метасоматитов были использованы пробы минеральных агрегатов из трещин в габбро-долеритах.

Поскольку интрузив разрабатывается карьерным способом, то на данный момент имеется четыре уровня выработок. Это позволяет детально проследить структурный рисунок и характер трещин в прекрасно отпрепарированных породах на глубину 90 м.

Исследования трещинной тектоники позволили установить следующую закономерность: минерализация приурочена к определенным системам открытых трещин с азимутом падения 200 – 230о и углами падения 40 – 50о. В трещинах другого структурного положения — минерализация отсутствует (тип закрытых трещин).

Для определения минеральных агрегатов были опробованы трещины всех четырех уровней горных выработок в карьере. Пробы были подготовлены согласно методике проведения рентгенофазового анализа [13]. Затем были получены и проанализированы порошковые рентгенограммы для всех кристаллов минералов. Эксперимент проводили методом Гандольфи на монокристальном дифрактометре STOE IPDS II (MoKα –излучение), оснащенного рентгеночувствительной пластиной с оптической памятью (Image Plate) кафедры кристаллографии ИНЗ СПбГУ и на порошковом дифрактометре Bruker D2 PHASER ресурсного центра рентген-дифракционных исследований СПбГУ.

По результатам рентгенофазового анализа определены минеральные виды, рентгенограммы которых сравнивались с эталонными значениями в базе данных Inorganic Crystal Structure Database. Кроме рентгенофазового анализа (РФА) все минеральные агрегаты были изучены на растровом электронном микроскопе (РЭМ) HITACHI TM3000 Tabletop Microscope.

Полученные результаты приведены в сводной таблице минералов (таблица 1). Зависимость состава минералов из группы цеолитов от вариаций температур и парциального давления водных флюидов отражена на графике 1. На него нанесены точки состояния минеральных фаз согласно экспериментальным данным, полученным в работах [2, 14]. Выбор цеолитов как объекта для модельных исследований обусловлен их уникальными свойствами, а именно: селективными, ионообменными и адсорбционными.

График 1. Положение трещинных цеолитовых ассоциаций Первомайского штока в РТ полях устойчивости [2, 14].

Полученные результаты позволяют сделать определенный вывод: ассоциации цеолитов имеют развитие в габбро-долеритах ниже глубины 25 м от современной дневной поверхности. Выше этого уровня методами РФА цеолиты не установлены.

Данная группа минералов является одной из важных составляющих пропилитовых парагенезисов. Отсутствие Ca-Na цеолитов в апикальной части Первомайского массива может свидетельствовать о развитии в этой зоне исключительно кислотного метасоматоза. Важно, что наличие выявленной зональности подтверждает и микроскопическое изучение магматитов штока, в объеме которого наблюдается наложение березитовых минеральных парагенезисов на пропилитовые в интервале от 90 до 30 ‑20 м.

Таким образом, цеолитовая минерализация в трещинах штока позволяет достаточно уверенно провести границу между двумя установленными метасоматическими фациями. Учитывая характер проявления гидротермально-метасоматических процессов в пределах Первомайского штока габбро-долеритов, можно сделать вывод о тектоногенной (постмагматической) природе пропилит-березитовых парагенезисов. Время образования гидротермалитов следует связывать с этапом поднятия территории, что, вероятней всего, происходило в позднеюрское время.

Приуроченность цеолитовых ассоциаций только к строго определённым системам открытых трещин (азимут падения 200 — 230о, угол падения 40 — 50о) подтверждает их тектоногенный характер.

Наиболее информативными минералогическими индикаторами физико-химических условий формирования эпигенетических процессов в пределах штока явились цеолиты — минералы из группы водных каркасных алюмосиликатов.

Авторы выражают благодарность Н.В. Платоновой, Е.Н. Перовой, С.В. Кашину, Э.М. Пинскому и В.В. Иваникову.

Таблица 1. Сводная таблица минералов, определенных РФА* и РЭМ.

Уровень выработки и её глубина

Кол-во мине-ралов Химическая формула

Минерал

1

(15-30 м)

1 Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6 авгит
2 Ag2S акантит
3 Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2 актинолит
4 K(Mg,Fe)3(Si3AlO10)(OH,F)2 биотит
5 CaCO3 кальцит*
6 Na0.1Fe2(Si,Al)4O10(OH)2(H2O)2 нонтронит 15А*
7 K(AlSi3O8) микроклин*
8 Zr(SiO4) циркон
2

(30-50 м)

1 Na2(AlSi2O6)(H2O)2 анальцим
2 (Na,K)Ca4Si8O20(F,OH)(H2O)8 апофиллит
3 K(Mg,Fe)3(Si3AlO10)(OH,F)2 биотит
4 (Ca,Sr,K2,Na2)(Al2Si6O16)(H2O)5 гейландит*
5 Fe2O3 гематит
6 CaCO3 кальцит*
7 SiO2 кварц*
8 CaAl2(SiO4)3(H2O)3 леонгардит*
9 CaAl2(SiO4)3(H2O)4 ломонтит*
10 CaMn(SiO3)2(OH)(H2O)2 руизит
11 Ca4Na(Al9Si27O72)(H2O)30 стильбит*
12 Ca4Na4(Al12SiO48)Br цеолит А
13 Сa(AlSi3O8)2(H2O)4 ягаваралит
3

(50-70 м)

1 Na2(AlSi2O6)(H2O)2 анальцим*
2 Са (AlSi2O6)2(H2O)2 вайракит
3 K(Mg,Fe)3(Si3AlO10)(OH,F)2 биотит *
4 (Na,K,Ca)(Al,Fe,Mg)4(Si,Al)8O20(OH)4(H2O)4 бринроберсит
5 Ca10(Mg,Fe)2Al4(SiO4)(Si2O7)2(OH) везувианит
6 Ca(Al2Si7O18)(H2O)2 гейландит*
7 CaCO3 кальцит*
8 CaAl2(SiO4)3(H2O)3 леонгардит*
9 CaAl2(SiO4)3(H2O)4 ломонтит*
10 (Mg,Fe)2Si2O6 пироксен
11 Mg3Al2(SiO4)3 пироп
4

(70-90 м)

1 Fe3Al2(SiO4)3 альмандин
2 Na2(AlSi2O6)(H2O)2 анальцим*
3 Ca3Fe2Si3O12 андрадит
4 K(Mg,Fe)3(Si3AlO10)(OH,F)2 биотит
5 Са (AlSi2O6)2(H2O)2 вайракит
6 Ca(Al2Si7O18)(H2O)2 гейландит*
7 FeTiO3 ильменит
8 CaCO3 кальцит*
9 CaAl2(SiO4)3(H2O)4 ломонтит*
10 CuSn(OH)6 мушистонит
11 (Mg,Fe)2Si2O6 пироксен
12 Fe2(TeO3)2(SO4)(H2O)3 поухит
13 Ca2MgAl2(SiO4)(Si2O7)(OH)(H2O) пумпеллиит
14 (Mg,Fe)2(SiO4) оливин
15 FeCr2O4 хромит
16 Ca4Na4(Al12SiO48)Br цеолит А
17 Ca2Al2Fe(SiO4)3(OH) эпидот

Список литературы

  1. Геологическое строение Качинского поднятия Горного Крыма (Стратиграфия, кайнозоя, магматические, метаморфические и метасоматические образования) / Под ред. О. А. Мазаровича и В. С. Милеева. М.: МГУ, 1989, 156 с.
  2. Годовиков А. А. Минералогия, 2-е изд., перераб. и доп. М., Недра, 1983, 647 с.
  3. Кочурова Р. Н. Магматизм северо-западной части Горного Крыма, ЛГУ, 1968, 111 с.
  4. Лебединский В. И. Геологические экскурсии по Крыму, 1976, Таврия, 145 с.
  5. Лебединский В. И. О происхождении кварца в микродиабазах Горного Крыма, Записки ВМО, 1964, ч. 93, вып. 4, с. 481-484
  6. Макаров Н. Н., Сизова Р.Г. О датолите из диабазового порфирита (Крым). Записки ВМО, 1967, ч. 96 вып.3, с. 336-339
  7. Метасоматизм и рудообразование под. Ред Д.С. Коржинского М., Наука, 1978, 215с.
  8. Метасоматические изменения боковых пород и их роль в рудообразовании. Труды первой конференции по околорудному метасоматозу. М., Недра, 1966, 379 с.
  9. Полевые практики в системе высшего профессионального образования. IVМеждународная конференция. Тезисы докладов. Симферополь «ДИАЙПИ», 2012  с.12, 66-69, 72-80, 303
  10. Морозова Е. Б., Сергеев С. А., Суфиев А. А. «U-Pb цирконовый (SHRIMP) возраст Джидаирской интрузии как реперного объекта для геологии Крыма (Крымский учебный полигон СПбГУ)», Вестник Санкт-Петербургского университета, выпуск 7, №4, 2012, c. 25 — 34
  11. Плющев Е. В., Ушаков О. П., Шатов В. В. Гидротермально-метасоматические образования. Л., Недра, 1981, 262 с.
  12. Плющев Е. В., Шатов В. В. Геохимия и рудоносность гидротермально-метасоматических образований, Л., Недра, 1985, 247с.
  13. Пущаровский Д. Ю. Рентгенография минералов. М: «Геоинформмарк», 2000, 292 с.
  14.  G. Liou, Christian de Capitani & Martin Frey. Zeolite equilibria in the system CaAl2Si2O8 – NaAlSi3O8 – SiO2 – H2O. New Zeland Journal of Geology and Geophysics, 1991, Vol. 34. p. 293 – 30[schema type=»book» name=»МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ ТЕРМОБАРИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ГИДРОТЕРМАЛЬНО-МЕТАСОМАТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ГАББРО-ДОЛЕРИТАХ ПЕРВОМАЙСКОГО ШТОКА (СРЕДНЕЕ ТЕЧЕНИЕ Р. БОДРАК, ГОРНЫЙ КРЫМ)» author=»Морозова Елена Борисовна, Савельев Александр Дмитриевич, Чернятьева Анастасия Петровна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-04-28″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 28.03.2015_03(12)» ebook=»yes» ]
Список литературы:


Записи созданы 6780

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх