Петрогенезис игнимбритов Якутинской вулканоструктуры (Приморье)

Геологическое строение Якутинской вулканоструктуры и особенности её формирования

Якутинская вулкано-тектоническая структура (ВТС) расположена в тыловой зоне ВСАВПП. По своей морфологии она представляет вулканическую депрессию, вытянутую в северо-западном направлении на 40 км и достигающую в поперечнике 20 км (рис.1). На современном уровне среза она ограничена прямолинейными и дуговыми разломами, часто заполненными дайками риолитов и телами гранит-порфиров.

Рис.1

В истории формирования Якутинской вулканоструктуры выделяются два этапа. В первый (маастрихт) произошло накопление пирокластических отложений умеренно кислого состава, слагающих её основание и выделенных в сияновский вулканический комплекс. Во второй (даний-эоцен) сформировалась толща игнимбритов и туфов риолитов богопольского комплекса.

Богопольский вулканический комплекс объединяет покровные эффузивные и вулканогенно-обломочные (потоки, покровы, пачки), экструзивно-жерловые (некки, вулканические жерловины, экструзивные купола) и субвулканические фации (корни вулканов - дайки, штоки, лакколиты). В целом комплекс характеризуется высококремнеземистым составом магматических пород, широким развитием вулканических стекол и преобладанием игнимбритов и сваренных туфов.

В нижней части сводного геологического разреза породы представлены слабо спекшимися литокластическими туфами риолитов, постепенно переходящими в более компактную зону спекшихся и сваренных туфов и затем - в собственно игнимбриты. Среди игнимбритов, иногда наблюдается зона массивных черных вулканических стекол (перлитов), а самая верхняя часть потока опять сложена слабо спекшимися пирокластическими отложениями.

В Якутинской вулканоструктуре выделяется (снизу вверх) пять таких пачек (далее в тексте цитируемые как игним. 1 - 5). Общая мощность отложений 600-650 м (рис. 2). Согласно Rb-Sr изохронным данным (табл. 1) возраст этих образований - 59.7 1.6 - 54.8 0.1 млн. лет.

Рис.2

Субвулканические фации комплекса представлены трещинными интрузиями, дайками и штоками риолит-порфиров и субвулканических гранитов. Интрузии прорывают спекшиеся туфы риолитов и некоторые экструзивные тела богопольского комплекса. По данным Rb-Sr датирования, возраст интрузивных образований - 55.3 0.1 млн. лет (табл.1).

Дайки развиты менее широко. Обычно это вытянутые линейные тела с мощностью от нескольких метров до 10-25 м. Их простирание северо-восточное, реже северо-западное. Они выполняют крутопадающие (70-90^о)трещины и нередко приурочены к границам литологических разностей пород. Дайки сложены крупно- и мелкопорфировыми риолитами.

Штоки и пластообразные интрузивы (г. Мира и др.) прорывают стратифицированные породы богопольской свиты, не оказывая на них сколько-нибудь заметного контактового эффекта. Конфигурация контактов интрузивов свидетельствует об их пластовой форме (Матюнин, 1988). Интрузивы однородны и выполнены риолит-порфирами и субвулканическими гранитами. Они не составляют самостоятельной фазы, а неразрывно, с взаимопереходами связаны с экструзивами и покровами риолитов, риодацитов, то есть являются их очаговыми фациями, пространственно связаными с риолитовыми покровами.

Экструзивно-жерловые фации, формирующие купола, могут быть подразделены на два типа. Первый тип представлен вытянутыми, трещинообразными или изометричными пирокластическими экструзивами риолитов (р.р. Дорожная, Каменистая), переходящими на более низких гипсометрических уровнях в риолит-порфиры субвулканического облика. Второй тип отмечен только в южной части вулканоструктуры. Он представлен рядом экструзивных куполов (г.г. Нежданка, Ключ Березовый) сложенных сферолитовыми риолитами и вулканическими стеклами, иногда переходящими в короткие и мощные лавовые потоки. Их возраст составляет 52.9 1.0 млн. лет (табл.1).

Ассоциации породообразующих и акцессорных минералов магматических пород Якутинской ВТС, а также их химический состав приведены в табл. 2, 3.

Гиалодацитами представлена единственная дайка, внедрившаяся по контакту богопольской и cияновской свит (г. Седая). Породы характеризуются порфировой структурой. Вкрапленники представлены андезин-лабрадором (An_48-54), ферроавгитом (Ca₃₈Mg₂₄Fe₃₈), пижонитом (Ca₁₀Mg₃₈Fe₅₂), идиоморфными кристаллами оливина (Fa_76-80) и ильменита (Ti₅₁Fe₄₈Mn₁). Отмечается акцессорное содержание мелких (до 0.1 мм) округлых шариков самородного железа (когенита?) с полой или выполненной кварцем или хлоритом центральной частью.

Покровы игнимбритов 2 и 4 содержат фенокристаллы кварца, санидина (Or₇₀), олигоклаза (An₂₉), феррогиперстена (Ca₃Mg₂₇Fe₇₀), фаялита (Fa_98-99) и феррогеденбергита (Ca₄₄Mg₂Fe₅₄). Биотит (аннит_70-77), железистая роговая обманка (fe*=69-77), ильменит, ортит и редкие шарики самородного железа (?) содержатся в подчиненном количестве.

Игнимбриты 1, 3 и 5 характеризуются близким минеральным составом, но они богаче, чем игнимбриты - 2 и 4, биотитом и роговой обманкой, и также содержат редкие кристаллы (возможно ксенокристаллы) оливина (Fa₉₉, а для игним.-1 - Fa₈₉) и ильменита. Клинопироксен и биотит менее железистые, чем в игнимбритах 2 и 4. Игнимбриты 1, 3 и 5 обычно содержат менее железистый Cpx (Fs_60-70), тогда как в игнимбритах 2 и 4 - Fs_94-100. Железистость биотитов также имеет аналогичный контраст, но с меньшей вариацией состава (табл.3).

Гранит-порфиры слагают субвулканические тела и являются лейкократовыми крупнозернистыми породами содержащими, главным образом, кварц, калиевый полевой шпат (ортоклаз-микропертит - Or_57-58) олигоклаз (An_14-18) и биотит (fe*=73-79). Ортопироксен, циркон, ортит и ильменит присутствуют в акцессорных количествах. Структура гранит-порфиров типично гипидиоморфнозернистая.

Риолит-порфирами сложены кольцевые дайки, обрамляющие ВТС на северо-востоке, и субвулканические штоки ценральной части структуры. Для этого типа пород характерны постепенные переходы от мегапорфировых до микропорфировых риолитов. Первые характеризуются порфировой

структурой с калиевым полевым шпатом (Or₆₅), альбитизированым плагиоклазом (An_0.1-26), кварцем, биотитом (fe*=66-70) и нацело хлоритизированным пироксеном. В акцессорных количествах присутствуют амфибол, ильменит, ортит и циркон. По мере перехода к микрофировым риолитам количество биотита уменьшается, вплоть до полного исчезновения. Наблюдаются постепенные переходы от порфировой до афировой структур.

Экструзивы сложены тремя основными типами пород: риолит-перлитами, сферолитовыми риолитами и туфолавами риолитов. Все три типа характеризуются порфировой структурой. Фенокристаллы представлены кварцем, плагиоклазом (An_17-25), и санидином (Or_63-68). Ортит (или чевкенит), ильменит и шарики самородного железа (?) содержатся в акцессорных количествах.

Детальное исследование "шариков" показало, что они представляют типичные хондры, характерные для метеоритов (рис. 3). Изучение хондр под микроскопом показывает что в ядре хондр, зачастую, находится пустота к которой примыкает каплевидное выделение железа, окруженное графическим агрегатом низкоотражающей фазы и силикатным материалом. Ренгеноструктурный анализ порошка показал преобладание в составе материала кварца и феррошпинелида (магнетит). По данным микрозондового анализа каплевидные металлические выделения имеют существенно железный состав с небольшой примесью Mn, Ni, Cr, Co.

Рис.3

Дефицит суммы (6 %) позволяет рассчитать этот состав на когенит Fe₃C. Окружающая каплевидное металлическое включение матрица рассчитывается на магнетит и высококремнеземистый калиевый материал.