книги из ГПНТБ / Нестеренко Г.В. Геохимия дифференцированных траппов (Сибирская платформа)

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

ОРДЕНА ЛЕНИНА ИНСТИТУТ ГЕОХИМИИ И АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. В. И. ВЕРНАДСКОГО

ИНСТИТУТ ГЕОХИМИИ СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ АН СССР

Г. В. НЕСТЕРЕНКО,

А.И. АЛЬМУХАМЕДОВ

ГЕОХИМИЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫХ ТРАППОВ

(СИБИРСКАЯ ПЛАТФОРМА)

ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА»

Москва 1973

В В Е Д Е Н И Е

Траппы .являются наиболее распространенными породами основ­ ного состава. Они широко развиты на Сибирской, Африканской, Индийской платформах, 'распространены на острове Тасмания в Антарктиде и других районах земного шара.

По масштабам процесса и объему внедрившегося в земную ко­ ру материала траппы не имеют себе равных среди .других основ­ ных пород. Например, долериты Карру (Барт, 1956) и траппы Декана (Вебман, 1950) занимают площади в 2,0 млн. км2 и 518 тыс. км2 соответственно, а породы трапповой формации Сиби­ ри— более 2,0 млн. км2 (Лурье, Масайтис, 1964), что, в соответ­ ствии с данными С. ;П. Соловьева (1952), составляет 66% от пло­ щади развития основных пород Советского Союза.

По сравнению с другими формациями основных пород траппы имеют преимущественно трещинный тип излияний. Причем про­ тяженность даек в несколько десятков километров — обычное и широко распространенное явление на 'Сибирской и Африканской платформах. Последнее указывает на особую значимость траппового магматизма в истории Земли как единственного процес­ са такого рода, единовременно затрагивающего огромные массы мантийного материала.

При общем сравнительно однородном составе трастовая маг­ ма дает относительно широкий спектр пород — туфы, базальты (от 'пикритов до субщелочных), долериты (от обогащенных"маг­ нием до интрузий с повышенным содержанием железа), диффе­ ренцированные интрузии различного состава, в том числе несу­

всестороннее изучение которого позволит не только глубже по­ знать процеосы эволюции основной магмы от ее зарождения до формирования интрузий, но получить также дополнительную ин­ формацию, помогающую понять природу верхней мантии.

Из большого круга проблем, связанных с геологией траппов,

ференциации имеет в работе подчиненное значение. Эти разделы затронуты в объеме, необходимом для законченного изложения

Настоящая работа преследует цель на обширном материале, сбору и обработке которого авторы посвятили более десяти лет, провести сравнительный анализ дифференцированных интрузий различного состава и строения с выяснением общих закономер­

Выполнению поставленной задачи способствовало наличие в пределах Сибирской платформы различных по составу диффе­ ренцированных интрузий — магнезиальных, отвечающих средне­ му траппу и обогащенных железом. Многие из них разведаны бу­ ровыми скважинами. С различной степенью детальности нами ис­ следовано двенадцать трапповых массивов, примерно в равных количествах по выделенным главным типам.

Геохимическая характеристика дифференцированных траппов дается на примере 28 микроэлементов (считая 'редкие земли за один элемент), среди которых, помимо распространенных в ос­ новных породах меди, никеля, кобальта, хрома, .ванадия и других элементов, изучены серебро, кадмий, ниобий, тантал, цирконий, гафний и другие элементы. Аналитические работы выполнены в лабораториях Института геохимии СО АН СССР (аналитики Н. П. Смирнова, А. Д. Глазунова, В. А. Легейдо, В. Д. Цыханский, Л. П. Фролова, Н. С. Авилова) и Ордена Ленина институте геохимии и аналитической химии им. В. В. Вернадского (анали­ тики Ю. И. Беляев, Ю. А. Балашов, Фам Хуиг Фи). Краткая характеристика методов анализа на различные элементы: хими­ ческий, спектральный, рентгеноспектральный, атомно-абсорбци- онный дана в специальном разделе настоящей работы.

Авторы считают своим приятным долгом выразить призна­ тельность коллегам по работе, помогавшим в выполнении постав­ ленных задач, а также В. В. Ревердатто и В. Л. Масайтису, лю­ безно предоставившим в наше распоряжение образцы по отдель­ ным разрезам некоторых массивов.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАППОВОГО МАГМАТИЗМА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Породы трапповой формации Сибирской платформы, имеющие как близких, так и отдаленных аналогов в других регионах (Ле­ бедев, 1964), распространены на площади более 2 млн. км? (табл. 1). Однако основная масса пород формации приурочена к Тунгусской синеклизе (рис. 1). Формирование всего комплекса траппов протекало в промежуток времени от конца кембрия до

Рис. 1. Схема пространственного размещений некоторых дифференцированных трапповых интрузий на территории Сибирской платформы (с использованием материалов М. Л. Лурье и В. Л. Маеайтиса, 1964)

количествах, занимает в общем балансе пород незначительный объем, несмотря на большую площадь ее распространения.

Эффузивные траппы (лавы) развиты главным образом в се­ верной и центральной частях Тунгусской синеклизы. Мощность лавовой толщи на севере и северо-западе синеклизы 250—500 м; в центральных частях она достигает 1000 м и более (Лурье, Обру­ чев, 1955). В строении нижней части толщи принимают участие туфогенные образования, представленные маломощными про­ слоями и линзами.

Мощность 'Отдельных базальтовых покровов и потоков варьи­ рует от десятков сантиметров до 50 м и более. Для большинства из них характерно наличие в приподошвенных горизонтах плот­ ных массивных базальтов, в средних — значительно раскристаллизованных и в верхних — миидалекаменных {разновидностей.

Лавовая толща расчленяется на ряд овит, причем до настоя­ щего времени нет единого стратиграфического деления для эффузивов Сибирской платформы. Например, га центральной части Тунгусской синеклизы выделено четыре свиты: корвунчанская, нидымская, качечумская и ямбукинская (Белостоцкая и др., 1959). В Норильском районе выделяются шесть свит: ивакинская, сиверминская, гудчихинекая—пермь; надеждинокая, моронговская и надморонговская— триас (Маслов и др., 1959).

Базальты, 'слагающие лавовую толщу, отличаются большим разнообразием, которое обусловлено наличием и составом вкрап­ ленников, степенью раскристаллизации, химизма и т. д. Напри­ мер, по степени раскристаллизации различают афировые, толеипговые, витрофировые, іголокрнсталлические и другие'базальты, по составу вкрапленников — двулолевошпатовые, оливиновые, пикритовые и другие.

Интрузивные траппы, характерные для всех выделяемых фаз магматизма, представлены главным образом пластовыми силлоподобными образованиями и дайками. Реже отмечаются и -более сложные формы: ветвящиеся интрузии, штоки, горизонтальные

тальные исследования практически всегда позволяют установить определенные различия в структуре и минеральном составе по­ род, слагающих силлы. Типично некоторое увеличение содержа­ ния темноцветных минералов к подошве интрузий и лейкократовости пород в верхних горизонтах. По вертикальному разрезу изменяется, кроме того, содержание пироксена, рудных минера­ лов, микропегматита и кварца (например, интрузии рек Молби Дкжтели и Улахан-Вава); (Масайтис, 1962). Характерно также присутствие в интрузивных телах в малых количествах пегматоидных и лейкократовых обособлении (Лебедев, 1962). Однако эти различия незначительны и не приводят к заметным измене­ ниям химического состава пород, поэтому интрузии правомерно относятся к недифференцированным.

Дайковые тела в отличие от пластовых интрузий морфологи­ чески разнообразны. Это линейные, изогнутые, кулисообразные и неправильные по форме образования. Их мощность колеблется

в широких пределах, от нескольких сантиметров до 100 м. Про­ тяженность отдельных даек 150 км (Олеиекская дайка).

Петрографически дайки относятся к долеритам и габбро-до- лерптам (Лурье, 1955). Главными минералами недифференци­ рованных траппов являются основной плагиоклаз и моноклинный пироксен. Реже в роли главных минералов выступают оливин и рудные минералы окисного ряда. Нередко в строении пород боль­ шое место занимает толеитовый мезостазис (до 20 объемн.%, реже более). Соотношение и особенности кристаллизации глав­ ных минералов определяют структурное разнообразие пород не­ дифференцированных траппов. Наиболее распространены лойкилоофитовая и офитовая структуры, реже — у мелкозернистых разностей — долеритовая.

По химизму среди недифференцированных траппов преобла­ дают габбро-долериты нормального состава. Полученный в по­ следние годы обширный фактический материал позволил расчле­ нить интрузивные образования на ряд возрастных комплексов (Лурье и др., 1962). Интрузивные комплексы несколько отлича­ ются друг от друга то химическому составу, варьируя около среднего типа долерита. Например, амфиболизированные долериты Челбышевского комплекса характеризуются повышенным содержанием магния и кальция, 'В то время как интрузии Ногин­

габбро-тешеннтов Тычанского комплекса характерны повышен­ ные содержания щелочей, как К 2 0 , так и ЫагО.

Различия в химизме отдельных представителей недифферен­ цированных траппов обусловлены докамерными процессами эво­

ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫЕ ИНТРУЗИИ

В отличие от сравнительно однородных недифференцированных траппов, в дифференцированных интрузиях четко выделяются горизонты пород (дифференциаты), отличающиеся друг от друга по структуре, зернистости, химическому составу, но связанные постепенными переходами.

Дифференцированные интрузии среди других разновидностей изверженных траппов занимают резко подчиненное положение. Однако исследования последних лет (Яковлева, 1948; Масайтис, 1958; Годлевский, 1959; Туганова, 1959, 1960; Владимиров, 1962; Гоньшакова, 1962; Лурье и др., 1962; Ревердатто, 1963; Виленский и др., 1964; Кориаков и др., 1965; Нестеренко и др., 1965; Фе­ октистов, 1961, 1965 и др.) показали, что дифференцированные, преимущественно пластовые интрузии развиты на территории

ю