Состав и строение расслоенного покрова базальтов г. Сундук
(северо-запад Сибирской платформы)
, ,
Институт геологии и минералогии СО РАН, Новосибирск, *****@
Дифференцированные покровы базальтов с дендритовидными мегакристаллами оливина, клинопироксена и плагиоклаза являются уникальными образованиями среди туфо-лавовой толщи северо-запада Сибирской платформы. Известно всего несколько проявлений таких покровов: Южно-Икэнский, Микчангдинский, Кета-Ирбинский и г. Сундук [Додин, Голубков, 1971; Каврдин, 1988; Рябов и др., 1977; Рябов и др., 2000]. Характерной особенностью этих покровов является переслаивание базальтов различной магнезиальности. Базальты с содержанием MgO от 12 до 20 мас.% представлены, преимущественно, оливиновыми базальтами, реже (в Микчангдинском покрове) пикритовыми разностями. Базальты с более низкой магнезиальностью (9-14 мас.%) имеют более высокие содержания кремнезема, глинозема, щелочей и образуют прослои с дендритовидными кристаллами оливина, клинопироксена и плагиоклаза. Расслоенный покров базальтов г. Сундук выделяется среди перечисленных покровов тем, что в нем дендриты представлены оливином и плагиоклазом, в то время как во всех остальных – пироксеном, иногда оливином.
Расслоенный покров располагается на северо-восточном склоне г. Сундук в южном борту оз. Глубокое в 90 км на восток от г. Норильск. Он приурочен к северо-западному борту Имангдинской мульды и располагается в зоне Имангдино-Летнинского глубинного разлома. Здесь в изученном разрезе туфо-лавовой толщи на песчаниках и туфопесчанниках амбарнинской свиты поздней перми, которые обнажаются в самом урезе воды, последовательно залегают базальты и туфы ивакинской, сыверминской, гудчихинской, хаканчанской, туклонской, и надеждинской свит (рис.1). Общая мощность разреза туфо-лавовой толщи на г. Сундук достигает 800 м.
Ивакинская свита представлена четырьмя покровами общей видимой мощностью 70 м. Два нижних покрова образованы титанавгитовыми базальтами с микропорфировыми выделениями клинопироксена с характерной среднестолбчатой отдельностью. Два вышележащих покрова представлены афировыми базальтами с редкими шариками зеленого палагонита и плитчатой отдельностью. Сыверминская свита имеет мощность 140 м и состоит из переслаивания 18 маломощных (от 4 до 12 м) покровов толеитовых, пойкилоофитовых и олигофировых базальтов. Для толеитовых базальтов характерна глыбовая отдельность, зеленовато-серый цвет и широкое развитие миндалекаменных зон, составляющих 50% и более от объема каждого покрова. Пойкилоофитовые базальты приурочены к нижней части свиты и имеют среднестолбчатую отдельность. Выше по разрезу залегают породы гудчихинской свиты, представленные одним покровом пикритовых базальтов мощностью 20 м. Породы хаканчанской свиты представлены переслаиванием пойкилоофитовых и толеитовых базальтов и туфов. Мощность нижнего горизонта туфов 17 м, а среднего, разделяющего пойкилоофитовые и толеитовые базальты – 2 м, общая мощность свиты 45 м. Выходы пород туклонской свиты имеют мощность 180 м. В разрезе свиты обнажаются 8 покровов пойкилоофитовых базальтов мощностью от 10 до 40 м и 2 маломощных (0,5 м) горизонта туфов, а в средней части отмечен горизонт туфобрекчии мощностью 13 м. Венчают разрез туфолавовой толщи порфировые и афировые базальты надеждинской свиты, которые фрагментарно обнажаются вплоть до вершины г. Сундук.
Расслоенный покров базальтов г. Сундук является самым поздним и самым мощным в разрезе туклонской свиты. Его видимая мощность достигает 41 м, а прослеженная протяженность – первые сотни метров. Покров подстилается пачкой туфов видимой мощностью 0,5 м. Расслоенность покрова проявляется в чередовании различных по составу и структуре слоев, которые хорошо видны в коренных обнажениях на выветрелой поверхности, имеют субгоризонтальное залегание и придают всему покрову полосчатый облик. Основная масса пород покрова представлена оливиновыми пойкилоофитовыми базальтами. В средней части тела оливиновые базальты переслаиваются с горизонтами базальтов с дендритами оливина и плагиоклаза. Выше и ниже этого переслаивания в оливиновых пойкилоофитовых базальтах проявляются прослои крупнозернистых базальтов с длиннопризматическими кристаллами клинопироксена и плагиоклаза.
Расслоенный покров состоит из нижней миндалекаменной зоны, двух горизонтов оливиновых пойкилоофитовых базальтов и расслоенной зоны в центральной части покрова, расположенной между ними (см. рис. 1). Верхняя миндалекаменная зона скрыта осыпью и не обнажается. Нижняя миндалекаменная зона покрова, мощностью около 2 м, представлена тонко – мелкозернистыми пойкилоофитовыми базальтами. В нижней части зоны количество миндалин составляет около 10%, а в верхней – 3-5%. Выполнены они, преимущественно, палагонитом. Помимо миндалин в нижней миндалекаменной зоне наблюдаются вертикальные газовые каналы диаметром от 2-3 мм до 1 см, выполненные пренитом и кальцитом. Они прослеживаются на высоту 0,5 м от подошвы покрова. Далее вверх по разрезу идут пойкилоофитовые оливиновые базальты (25 м), причем вверх от контакта зернистость пород увеличивается. Выше – переслаивание пойкилоофитовых оливиновых базальтов с горизонтами базальтов с дендритами оливина и плагиоклаза. Мощность этой зоны составляет 2 м. В ее нижней части располагается самый мощный (29 см) горизонт с дендритами. Над ним располагаются еще 4 таких горизонта. Их мощность варьирует от 1-2 до 14 см. Далее залегают пойкилоофитовые оливиновые базальты видимой мощностью 12 м, их зернистость вверх по разрезу уменьшается. Верхний и нижний горизонты оливиновых пойкилоофитовых базальтов содержат маломощные прослои крупнозернистых базальтов. Они, как и слои с дендритами, четко видны на выветрелой поверхности пород покрова и прослеживаются вдоль всего обнажения. В средней части нижнего горизонта пойкилоофитовых базальтов, на расстоянии 12 м от подошвы покрова располагается первый такой прослой мощностью 1-2 см. В верхнем горизонте пойкилоофитовых базальтов наблюдаются целый ряд сближенных прослоев крупнозернистых базальтов. Они располагаются в непосредственной близи над горизонтами с дендритами оливина и плагиоклаза. Их мощность меняется незначительно, составляя в среднем 2 см.
Характерной чертой оливиновых базальтов является проявление в них большого числа миндалин, округлых или уплощенных, выполненных палагонитом, пренитом, цеолитами, кальцитом. Они насыщают отдельные горизонты в центральной части покрова, где их количество может достигать 15% объема породы. Кроме того, миндалины могут концентрироваться в отдельных маломощных (до 1 см) горизонтах, что выглядят в разрезе как цепочки слипшихся уплощенных пузырьков. Такие цепочки подстилают три из пяти горизонтов базальтов с дендритами, а верхнем слое пойкилоофитовых базальтов наблюдается 5 таких горизонтов слипшихся миндалин.
Оливиновые базальты, составляющие основную часть покрова, имеют пойкилоофитовую структуру и состоят из оливина (7-15%), клинопироксена (30-40%), плагиоклаза (40-45%) и титаномагнетита (1-2%). Оливин образует мелкие округлые зерна и их скопления, включенные в клинопироксене. Иногда встречаются крупные порфировые выделения оливина размером до 2 мм. Как правило, оливин практически нацело замещается боулингитом. Ойкокристаллы клинопироксена у подошвы и кровли покрова имеют размер 0,1-1 мм, который увеличивается к центральной части до 5-7 мм. В верхней части покрова в 0,5 м над расслоенным горизонтом встречается прослой наиболее крупнозернистых горошчатых базальтов мощностью около 30 см, где размер ойкокристаллов клинопироксена достигает 20 мм.
Базальты с дендритами оливина и плагиоклаза, определяющие уникальность покрова г. Сундук, образуют субгоризонтальные прослои мощностью от 1-2 до 29 см в пойкилоофитовом оливиновом базальте. Всего в изученном разрезе проявлено 5 таких слоев, хотя, судя по находкам крупных глыб с маломощными (0,5-1 см) слоями с дендритами в русле безымянного ручья, вскрывающего разрез туфо-лавовой толщи, на самом деле их может быть больше. Слои по простиранию коренного обнажения несколько меняют мощность, а иногда сливаются и выклиниваются. Порода представляет собой оливинсодержащий базальт с дендритами оливина и/или плагиоклаза в пойкилоофитовой основной массе породы. Количество дендритов составляет от 5 до 40% объема породы. Размер дендритов оливина достигает в длину до 6 см. Направление роста дендритов снизу вверх, при этом выделяется главная ветвь и ветви второго и третьего порядка. Зарождаются дендриты оливина, как правило, на микропорфировых выделениях оливина. Дендритовидные кристаллы плагиоклаза имеют вид ращепляющегося монокристалла, либо образуют кустообразные агрегаты индивидов, берущих начало в одной точке. Они зарождаются на дендритах или микропорфировых выделениях оливина и их длина достигает 4 см.
Кроме базальтов с дендритами в покрове проявлены прослои крупнозернистых базальтов. Они встречаются в виде четко следящихся в обнажении слоев мощностью около 2 см среди пойкилоофитовых оливиновых базальтов, с которыми имеют резкие контакты без зоны закалки. Породы имеют призматическизернистую структуру и представлены плагиоклазом (50-60%), пироксеном (25-30%), измененным стеклом (10-15%) и титаномагнетитом и ильменитом (5-7%). Судя по длиннопризматическим кристаллам плагиоклаза и клинопироксена размером до 4 мм, которые свидетельствуют об их быстром росте и часто бывают ориентированы субвертикально, эти прослои формировались в условиях, сходных с теми, при которых образовались дендритовидные кристаллы оливина и плагиоклаза.
Различный состав и структурные особенности, отсутствие закалочных зон между горизонтами пород, наблюдаемые взаимоотношения слоев (выклинивание, слияние, смена гипсометрического уровня, изменение мощности) свидетельствует, по-видимому, об одновременном излиянии на дневную поверхность двух несмешивающихся расплавов – более магнезиального (пикрит-базальтового) и толеит-базальтового, более глиноземистого и кремнекислого.
Нами было проведено предварительное численное моделирование равновесной кристаллизации оливиновых и толеитовых базальтов с использованием программного комплекса КОМАГМАТ. В качестве исходных составов взяты оливиновый пойкилоофитовый базальт («перидотитовый коматиит» [Кавардин, 1988]) и оливинсодержащий базальт с дендритовыми кристаллами оливина и плагиоклаза [Рябов и др., 2000] из расслоенного покрова г. Сундук. Температура начала кристаллизации в условиях дневной поверхности оливинового пойкилоофитового базальта, согласно расчетным данным, составляла 1360°С, а базальта с дендритами оливина и плагиоклаза – 1255°С. К моменту начала кристаллизации толеитовых базальтов, в оливиновых базальтах было более15% кристаллов оливина. Кристаллизация базальтов с дендритами оливина и плагиоклаза начинается с образования оливина к которому практически сразу (при температуре 1252°С) присоединяется плагиоклаз. Эти расчеты подтверждаются наблюдаемыми в шлифах взаимоотношениями и последовательностью кристаллизации минералов. По всей видимости, резкое изменение условий, которое повлекло за собой дендритный рост кристаллов, произошло вблизи температурной отметки 1250°С – начинают расти оливины и плагиоклазы, для которых были сформированы центры роста. Толчком к быстрой кристаллизации пород покрова могло послужить отделение летучих, следы которого зафиксированы в многочисленных миндалинах, сконцентрированных в оливиновых базальтах и на границах различных по составу пород.
Список литературы
, О дифференцированном покрове базальтов на северо-западе Сибирской платформы (Норильский район) // Докл. АН СССР, 1971, Т. 198, №2. С.403-407.
Коматиитовые лавы Имангдинского никеленосного района // Геохимия и минералогия рудных формаций Норильского региона. Ленинград: Наука, 1988. С.83-87.
, , Дендритовидные мегакристаллы клинопироксена в траппах Норильского района и некоторые вопросы их образования // Материалы по генетической минералогии и петрологии. Новосибирск: Наука, 1977. С.47-74.
, , Магматические образования Норильского района. Т.2. Атлас магматических пород. Новосибирск: Изд-во Нонпарель, 2000, 600 с.
