Геодинамические условия образования девонской рудоносной базальт-риолитовой формации лениногорского горнорудного района (рудный алтай)

Глава 4. Эволюция петрохимического состава вулканитов базальт-риолитовой формации

Петрохимический состав магматитов базальт-риолитовой формации Рудного Алтая и Лениногорского района изучен достаточно хорошо [Попов, 1966; Яковлев и др., 1978; Авдонин, 1987; Филатов, 1999; Фромберг, 1993; Гаськов и др., 1999 и другие]. Многими исследователями подчеркивается зависимость состава руд от соотношения калия и натрия в вулканитах, а также объема базальтов в разрезе. С базальтсодержашей риолит-известково-кремнисто-терригенной существенно калиевой субформацией (K₂O/Na₂O > 1) cвязаны свинцово-цинковые месторождения с низкими концентрациями меди и сравнительно небольшим содержением пирита, в то время как с базальт-риолит-кремнисто-терригенной калиево-натриевой и натриевой (К₂О/Na₂O = 1, или < 1) ассоциируются полиметаллические месторождения с существенно колчеданными (пиритовыми) рудами богатыми медью [Бородаевская, Горжевский, 1990].

Вулканиты рудоносной девонской базальт-риолитовой формации Рудного Алтая, большинством исследователей относятся к известково-щелочной серии [Филатов, Ширай, 1975; 1988; Ротораш и др., 1982; Авдонин, 1987; Миронов и др., 1999; Филатов, 1999; Гаськов и др., 1999; Дистанов, Гаськов, 2000 и многие другие]. Следует отметить, что для определения сериальной принадлежности вулканитов Рудного Алтая в литературе используется лишь диаграмма AFM, хотя для этих целей существуют и другие. Кроме того, как правило, анализируется состав кислых разностей, однако именно базальты являются наиболее чуткими индикаторами геодинамических условий проявления магматизма. Автором были отобраны образцы вулканитов из скважин и обнажений вдали от месторождений, чтобы максимально исключить влияние на их химический состав гидротермальных процессов, связанных с рудообразованием.

Вулканизм в пределах Лениногорского горнорудного района проявился в виде двух антидромных циклов: эмс-раннеэйфельского и позднеэйфельского-живетского.

Вулканиты раннего цикла развиты в пределах лениногорской, крюковской и ильинской свит. Кислые вулканиты лениногорской свиты характеризуются резким преобладанием калия над натрием и относятся к гиперстен-нормативным пересыщенным глиноземом (нормативный корунд) разностям. Диопсид-нормативные породы нормальной глиноземистости крайне редки. Это свидетельствует об образовании их за счет переплавления высокоглиноземистых пород континентальной коры. Вулканиты крюковской свиты по химическому составу в целом близки к породам лениногорской свиты, однако среди них половина образцов характеризуется преобладанием натрия над калием, что свидетельствует о возрастании роли натрия в процессе эволюции магматизма. Основные (бедные SiO₂) породы ильинской свиты на классификационных TAS диаграммах [Cox et al., 1979; Le Maitre et al., 1989] располагаются в пределах полей базальтов, андезибазальтов, гаваитов, муджеиритов, трахибазальтов, трахиандезибазальтов, трахиандезитов. Встречаются и более щелочные разности, близкие к базанитам и тефритам.

Вариации содержания некоторых петрогенных оксидов в базальтах довольно существенны: выделяются насыщенные кремнеземом гиперстен-нормативные и низкокремнеземистые оливин-нормативные разности. Довольно широко распространены высокоглиноземистые породы с нормативным корундом. Натрий в базальтах существенно преобладает над калием, кроме нескольких образцов, где их содержания примерно одинаковы. Высокая натровость базальтов проявляется в появлении нефелин-нормативных пород.

В составе как основных, так и кислых пород присутствуют низкокалиевые, среднекалиевые и высокалиевые разности. Калиевость риолитов крюковской свиты существенно ниже: в ее составе не встречаются высококалиевые разности.

На диаграмме AFM более ранние кислые вулканиты относятся к известково-щелочной серии, в то время как более поздние базальты располагаются в пределах полей как известково-щелочной так и толеитовой серий, причем на диаграмме SiO₂-FeO*/MgO [Miyashiro, 1974] практически все базальты располагаются в поле толеитов, а на диаграмме Al₂O₃-FeO*-MgO [Jensen, 1976] все без исключения базальты относятся к высокожелезистым толеитам. По соотношению TiO₂-FeO*/MgO [Miyashiro, 1974] намечается переходный от известково-щелочной серии к толеитовой тренд изменения химического состава.

Вулканиты позднего цикла слагают сокольную и успенскую свиту. Риолиты сокольной свиты по сравнению с породами раннего цикла характеризуются повышенной натровостью. В их составе нормативный альбит практически всегда преобладает над ортоклазом. Это различие еще более усиливается в риолитах успенской свиты. Происходит также снижение содержания нормативного корунда. На диаграмме AFM все риолиты, кроме нескольких образцов успенской свиты, располагаются в поле известково-щелочной серии. В то же время на диаграмме Al₂O₃-FeO*-MgO половина риолитов успенской свиты находится в поле толеитовой серии.

Основные вулканиты на классификационных (TAS) диаграммах относятся исключительно к базальтам, которые на всех типах диаграмм сериальной принадлежности, кроме одного образца на диаграмме AFM, располагаются в полях толеитовой серии. По соотношениям Al₂O₃-FeO*-MgO большая их часть относится к высокомагнезиальным толеитам. В нормативном составе альбит и анортит резко преобладают над ортоклазом. Разности с корундом крайне редки, и его содержания существенно меньшие, чем в базальтах ильинской свиты.

Таким образом, помимо уменьшения калиевости вулканитов вверх по разрезу базальт-риолитовой формации, происходит эволюция их химизма в направлении от щелочных, субщелочных, известково-щелочных к толеитовым разностям.

Общее снижение глиноземистости и калиевости как кислых, так и основных пород в процессе эволюции магматизма свидетельствует о снижении влияния континентальной коры на химизм магматических расплавов. На ранних стадиях магматизма основные расплавы были заметно контаминированы коровым веществом, а кислые образовались за счет его плавления. На поздних стадиях влияние коры было не столь существенным. Подтверждением этого является также возрастание доли основных пород в разрезе базальт-риолитовой формации: количество базальтов возрастает от 8-10% в нижних частях разреза до 30% в верхних [Попов и др., 1995].