Включения расплава в фенокристах базанитов трубок Конгаровская и Красноозерская (Хакасия, Россия)
 
Тимина Т. Ю., Шарыгин В. В., Мадюков И. А.
Институт геологии и минералогии СО РАН, 630090, Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3,
e-mail: timina@gorodok.net, sharygin@uiggm.nsc.ru
 
Введение.
Проявления мезозойского и кайнозойского щелочно-базальтоидного вулканизма широко распространены в Центрально-Азиатской складчатой области, включающей южные территории Сибири, в том числе и Хакасию, где расположены многочисленные вулканические трубки с глубинными ксенолитами. Эти образования связаны с этапом новейшей тектономагматической активизации региона, которая наиболее интенсивно развивалась в течение кайнозойского времени, но ее первые признаки локально фиксируются уже в конце мезозоя. Ведущим тектоническим процессом, обусловившим магматизм, был рифтогенез континентальной литосферы, сопровождающийся щелочно-базальтовым вулканизмом [3]. Географически трубки можно условно разделить на северную и южную группы.
Трубка Красноозерская относится к южной группе трубок. Она является типичным примером сдвоенной диатремы, подобно кимберлитовым трубкам Сибирской платформы. Согласно недавним Ar-Ar датировкам возраст базанитов главного тела трубки Красноозерская составляет 77 ╠ 3.9 млн. лет, а малого тела (Красноозерская-сателлит) √ 74 ╠ 5.5 млн. лет. Трубка Конгаровская относится к северной группе трубок, возраст ее базанитов составляет 74 ╠ 5.5 млн. лет [1].
Минералогия и петрография базанитов.
Породы, слагающие Конгаровскую и Красноозерскую трубки, относятся к щелочным базальтам базанитового типа (табл. 1). Их щелочной характер отражается в нефелин-нормативном составе (до10% нефелина) и отсутствии модального и нормативного ортопироксена. В качестве вкрапленников (около 15% от объема породы) базаниты трубки Красноозерская содержат оливин (Fo75-71), зональный клинопироксен, и реже плагиоклаз (An62-58). Состав центральных зон некоторых крупных вкрапленников клинопироксена соответствует диопсиду (Mg# = Mg/(Mg+Fe) √ 0.87-0.90) с относительно высокими содержаниями Cr2O3 (0.6-0.8 мас.%). Краевые зоны фенокристов клинопироксена по составу отвечают Ti-авгитам (Mg# √ 0.70-0.76, Al2O3 √ 6-6.5 мас.%, TiO2 √ 2.4-3 мас.%). Основная масса имеет структуру от среднезернистой до крупнозернистой и представлена микрофенокристами и идиоморфными зернами оливина (Fo74-65), клинопироксена (Ti-авгита, Mg# √ 0.72-0.76), плагиоклаза (An60-55) и Ti-магнетита (TiO2 √ 21-23 мас.%). Интерстиции между минералами основной массы заполнены тонкораскристаллизованным агрегатом, в котором диагностируются отдельные зерна апатита, магнетита, анальцима. Для краевых зон фенокристов клинопироксена характерно присутствие кристаллитов плагиоклаза и магнетита. Состав кристаллитов плагиоклаза имеет сходный состав с плагиоклазом основной массы. Кристаллиты магнетита значительно отличаются от зерен магнетита основной массы повышенными содержаниями Al2O3 (~ 6.5 мас.%) и Cr2O3 (0.8-0.9 мас.%), и более низкими концентрациями TiO2 (14.7-17.3 мас.%).
Фенокристы в базанитах тр. Конгаровская (до 10 об.%) представлены оливином (Fo84-72), реже встречаются зональные вкрапленники клинопироксена. Состав центральных зон наиболее крупных вкрапленников клинопироксена отвечает Cr-диопсидам (Mg# = 0.80-0.91, Cr2O3 √ до 1.2 мас.%) с низкими содержаниями Al2O3 (2.4-4 мас.%) и TiO2 (0.1-0.5 мас.%). Внешняя зона фенокристов относится к высокоглиноземистым Ti-авгитам (Mg# √ 0.73-0.78, Al2O3 √ 5.5-7.7 мас.%, TiO2 √ до 3 мас.%). Некоторые фенокристы оливина содержат отдельные сульфидные глобулы размером от 5 до 10 мкм. Основная масса базанитов состоит из оливина (Fo75-70), клинопироксена (Ti-авгита, Mg# √ 0.71-0.76), плагиоклаза (An60-50), Ti-магнетита, F-апатита. Структура основной массы от мелко- до среднезернистой.
Расплавные включения в фенокристах базанитов.
В трубке Красноозерская включения расплава были обнаружены во вкрапленниках оливина и клинопироксена. Размеры включений варьируют от 5 до 60 мкм. Фазовый состав включений расплава в оливине √ стекло + флюид ╠ дочерние фазы ╠ сульфидная глобула. В некоторых случаях стекло тонкораскристаллизованно. Дочерние фазы представлены клинопироксеном, амфиболом, апатитом. В зональных вкрапленниках клинопироксена выявлены первичные расплавные включения, располагающиеся в основном в краевых зонах. Их размеры от 5 до 70 мкм. Фазовый состав включений расплава в клинопироксене: стекло + флюид ╠ апатит ╠ ксеногенный Ti-магнетит (рис.1).
В трубке Конгаровская расплавные включения были выявлены в фенокристах оливина. Размеры включений варьируют от 5 до 40 мкм. Их фазовый состав: стекло + флюид ╠ дочерние фазы. Среди дочерних фаз наиболее распространенны клинопироксен, амфибол, апатит. В нескольких включениях качественно был диагностирован редкий для базанитов минерал √ перовскит. Взаимоотношение минералов во включениях свидетельствует о том, что перовскит является самой ранней фазой. Следует отметить, что в трубках данного региона этот минерал обнаружен впервые.
Химический состав включений.
Стекловатые включения во вкрапленниках оливина из базанитов тр. Красноозерская имеют следующий состав (в мас.%): SiO2 52.7-58.6, Al2O3 19.3-22.5, TiO2 1.9-2.8, FeO 3.2-4.7, MgO 0.5-1, CaO 7-10.48, P2O5 0.4-1, Na2O 2.6-4.4, K2O 1.4-2.5 и Cl 0.08-0.3. Остаточные стекла расплавных включений в клинопироксене, в целом, имеют близкий состав, однако характеризуются пониженными содержаниями TiO2 (0.4-0.7) и более высокими концентрациями P2O5 и K2O (1-2.3 и 2.5-3.4 мас.% соответственно). Качественная оценка по энергодисперсионным спектрам показала, что в сульфидных глобулах из расплавных включений в оливине из базанитов Fe преобладает над Cu, в незначительных количествах присутствует Ni. Для магнетитов из расплавных включений в клинопироксене характерно пониженное содержание TiO2 (15.5-19 мас.%) и повышенные концентрации Al2O3 и Cr2O3 (8.4-10.6 и до 1 мас.%, соответственно) по сравнению с магнетитом основной массы. Их состав наиболее близок к кристаллитам магнетита из внешних зон вкрапленников клинопироксена.
Состав расплавных включений в оливине из тр. Конгаровская очень близок к составу включений в клинопироксене из тр. Красноозерская (в мас.%): SiO2 59.2-61.2), Al2O3 26.5-28, TiO2 0.13-0.16, FeO 0.7-0.9, MgO 0.1-0.3, CaO 0.1-0.3, P2O5 0.14-0.3, Na2O 2.3-5.6, K2O 4-4.5 и Cl до 0.25. Дочерний амфибол из включений тр. Конгаровская соответствует керсутиту (Mg# = 0.68, Ti ~ 0.7 ф. е.). Одиночные сульфидные глобулы в фенокристах оливина тр. Конгаровская состоят в основном из пирротина. К сожалению, из-за маленьких размеров дочерних фаз апатит и перовскит определены только качественно (рис. 2).
Обсуждение результатов
Согласно петрографическим данным, возможный порядок начала образования фаз в базанитах тр. Красноозерская был следующим: фенокристы √ оливин → клинопироксен, плагиоклаз; основная масса √ оливин → клинопироксен, плагиоклаз, магнетит → апатит. Для базанитов трубки Конгаровская порядок кристаллизации минералов был следующим: фенокристы оливин → клинопироксен; основная масса: оливин → клинопироксен, плагиоклаз, магнетит → апатит.
Химический состав центральных зон вкрапленников клинопироксена отвечают по составу малоглиноземистым Cr-диопсидам, а краевые зоны √ соответствуют Тi-авгиту основной массы базанита (рис. 3). Таким образом, центры некоторых зональных фенокристов, по-видимому, являются ксеногенным материалом для базанитовой магмы (реликты дезинтегрированных мантийных или коровых ксенолитов).
На графиках вариаций состава остаточных стекол включений в сопоставлении с базанитами трубок Конгаровская и Красноозерская (рис. 4) видно, что в процессе кристаллизации эволюция исходного базанитового расплава имела миаскитовый характер и была направлена в сторону повышения SiO2, Al2O3 и щелочей, и снижения фемических компонентов. Ранее подобный характер эволюции был выявлен для базанитов трубок Беле и Тергешская, Хакасия [2, 4].
 
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант ╧ 06-05-65015) и СО РАН (интеграционный проект 6.15).
 
Литература
1. Брагин В.Ю., Реутский В.Н., Литасов К.Д., Мальковец В.Г. Позднемеловой эпизод внутриплитного магматизма в Северо-Минусинском прогибе по палеомагнитным и геохронологическим данным // Геология и геофизика, 1999, Т. 40, ╧ 4. С. 576-582.
2. Головин А.В., Шарыгин В.В., Мальковец В.Г. Эволюция расплава в процессе кристаллизации базанитов трубки Белё, Минусинская котловина // Геология и геофизика, 2000, Т. 41, ╧ 12. С. 1760-1782.
3. Соболев Н.В., Кепежинскас В.В., Овчинников Ю.И., Похиленко Н.П. Мантийные ксенолиты мезо-кайнозойских вулканических трубок Хакасии. Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1988,76 с.
4. Тимина Т.Ю., Шарыгин В.В., Головин А.В., Эволюция расплава в процессе кристаллизации базанитов трубки Тергешская, Северо-Минусинская впадина // Геохимия, 2006, ╧ 8.

 
 
                                                                                                                   Таблица 1.
 Химический состав (мас.%) базанитов трубок Конгаровская и Красноозерская.
 
Образец
Kг-2
Кг-127
КЗ-1
SiO2
42.96
44.31
44.03
TiO2
2.25
2.11
2.30
Al2O3
12.51
13.25
13.03
FeO
12.04
11.34
12.37
MnO
0.18
0.17
0.18
MgO
12.64
11.51
10.09
CaO
10.23
9.33
10.70
Na2O
2.60
3.54
2.68
K2O
1.52
1.14
1.21
P2O5
0.79
0.74
0.81
ппп
0.93
1.34
1.22
Сумма
98.65
98.84
98.62
Нормативный состав
Нефелин
10.13
10.31
6.96
Ортоклаз
9.19
6.91
7.34
Альбит
3.81
11.72
10.44
Анортит
18.40
17.34
20.48
Диопсид
23.00
20.53
23.44
Гиперстен
-
-
-
Оливин
29.23
27.32
24.92
Магнетит
0.00
0.00
0.00
Ильменит
4.37
4.11
4.48
Апатит
1.87
1.76
1.93
Сумма
100.00
100.00
100.00
 
Примечание: образцы Кг-2, Кг-127 √ РФА, тр. Конгаровская; КЗ-1 √ РФА, тр. Красноозерская, главное тело; ппп √ потери при прокаливании. Нормативный состав (CIPW) рассчитывался по анализам, приведенным к 100 мас.% без учета ппп.

 
Подрисуночные подписи  к материалам Тиминой Т.Ю. и др.╚Включения расплава в фенокристах базанитов трубок Конгаровская и Красноозерская (Хакасия, Россия)╩
 
Рис.1. Расплавные включения в фенокристах из базанитов трубки Красноозерская. A √ стекловатое расплавное включение в фенокристе оливина; Б √ раскристаллизованное расплавное включение в фенокристе оливине; В √ расплавное включение во вкрапленнике клинопироксена. Gl √ стекло; g √ газ; Amph √ амфибол; Mgt √ магнетит. Образец Kz-2.
 
Рис. 2. Карта распределения по элементам для первичного расплавного включения в оливине из базанитов трубки Конгаровская. Фотография включения сделана во вторичных электронах на сканирующем микроскопе JSM-6360la. Gl √ стекло, g √ газ, Amph √ амфибол, Apt √ апатит, Prv √ перовскит. Образец Кг-709.
 
Рис. 3.Вариации состава клинопироксенов из базанитов. 1-3 √ тр. Красноозерская: 1 √ центральные зоны вкрапленников; 2 √ краевые зоны вкрапленников; 3 √ клинопироксен основной массы; 4-6 √ тр. Конгаровская: 4 √ центральные зоны вкрапленников; 5 √ краевые зоны вкрапленников; 6 √ клинопироксен основной массы.
 
Рис. 4. Вариации состава стекол включений в сопоставлении с базанитами. 1 √ базаниты тр. Красноозерская; 2 √ базаниты тр. Конгаровская; 3 и 4 √ стекла включений в фенокристах оливина и клинопироксена, соответственно, тр. Красноозерская; 5 √ стекла включений в фенокристах оливина тр. Конгаровская.


зеркало на сайте "Все о геологии"

зеркало на сайте "Все о геологии"